WO2014198936A1 - Vielschichtbauelement mit einer aussenkontaktierung - Google Patents

Vielschichtbauelement mit einer aussenkontaktierung Download PDF

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Harald Kastl
Siegfried Fellner
Axel Pecina
Marion Ottlinger
Peter Gerletz
Robert Krumphals
Wolfgang Athenstaedt
Ivan JAGUST
Zdravko MIJOCEVIC
Zeljko Maric
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    • H10N30/875—Further connection or lead arrangements, e.g. flexible wiring boards, terminal pins

Abstract

Es wird ein Vielschichtbauelement (1) angegeben, aufweisend einen Grundkörper (2) mit einer darauf angeordneten Außenkontaktierung (3), eine Weiterkontaktierung (5) zur elektrischen Kontaktierung des Vielschichtbauelements (1) und ein Verbindungselement (4) zur Verbindung der Außenkontaktierung (3) und der Weiterkontaktierung (5), wobei das Verbindungselement (4) derart ausgebildet ist, dass eine Entkopplung von in der Weiterkontaktierung (5) auftretenden mechanischen Spannungen von der Außenkontaktierung (3) bewirkt wird.

Description

VIELSCHICHTBAUELEMENT MIT EINER AUSSENKONTAKTIERUNG
Es wird ein Vielschichtbauelement mit einer
Außenkontaktierung, einer Weiterkontaktierung und einem
Verbindungselement angegeben. Beispielsweise ist das
Vielschichtbauelement ein Piezoaktor, der zum Betätigen eines Einspritzventils in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden kann. Alternativ kann das Vielschichtbauelement
beispielsweise ein Vielschichtkondensator oder ein
Vielschichtvaristor sein.
Dokument DE 199 30585 AI beschreibt einen Piezoaktor, der zur elektrischen Kontaktierung einer Elektrode eine Kontaktfahne aufweist. Dokument DE 10 2009 054 068 AI beschreibt
Außenelektroden in Form von Drahtgeweben.
Zur Kontaktierung eines Vielschichtbauelements wird
beispielsweise eine Außenkontaktierung des
Vielschichtbauelements mit einer Weiterkontaktierung
verlötet. Hierbei können jedoch mechanische Spannungen zwischen der Weiterkontaktierung und der Außenkontaktierung entstehen. Diese können zur Beschädigung oder zum Ausfall des Vielschichtbauelements führen.
Es ist eine zu lösende Aufgabe, ein verbessertes
Vielschichtbauelement anzugeben. Insbesondere ist es eine zu lösende Aufgabe, ein besonders zuverlässiges
Vielschichtbauelement anzugeben.
Es wird ein Vielschichtbauelement aufweisend einen Grundkörper mit einer darauf angeordneten Außenkontaktierung, einer Weiterkontaktierung zur elektrischen Kontaktierung des Vielschichtbauelement und einem Verbindungselement zur
Verbindung der Außenkontaktierung und der Weiterkontaktierung angegeben. Das Verbindungselement ist derart ausgebildet, eine Entkopplung von in der Weiterkontaktierung auftretenden mechanischen Spannungen von der Außenkontaktierung bewirkt wird. Dies bedeutet insbesondere, dass in der
Weiterkontaktierung auftretende mechanische Spannungen von der Außenkontaktierung entkoppelt sind und umgekehrt.
Bevorzugt ist das Verbindungselement so ausgebildet, dass es lediglich den elektrischen Kontakt zwischen
Außenkontaktierung und Weiterkontaktierung herstellt und keine nennenswerte mechanische Kopplung zwischen der
Außenkontaktierung und der Weiterkontaktierung erzeugt.
Der Vorteil eines Vielschichtbauelements mit einer
Entkopplung von mechanischen Spannungen zwischen der
Weiterkontaktierung und der Außenkontaktierung ist, dass eine Entlastung der Außenkontaktierung am Grundkörper gegenüber Belastungen von der Weiterkontaktierung erzielt werden kann. Dadurch kann eine Beschädigung der Außenkontaktierung
verhindert werden. Auch die Verbindung zwischen der
Weiterkontaktierung und der Außenkontaktierung wird
entlastet. Zum Beispiel kann verhindert werden, dass
Zugbelastungen über die Weiterkontaktierung an der
Außenkontaktierung angreifen können. Insbesondere wird verhindert, dass die unter einer mechanischen Belastung stehende Weiterkontaktierung diese an die Außenkontaktierung überträgt. Zudem können Relativbewegungen zwischen der
Außenkontaktierung und der Weiterkontaktierung ausgeglichen werden . Der Grundkörper des Vielschichtbauelements kann einen Stapel aus dielektrischen Schichten und internen Elektrodenschichten aufweisen. Die Außenkontaktierung kann zur elektrischen
Kontaktierung der internen Elektrodenschichten dienen. Der Grundkörper ist beispielsweise quaderförmig ausgebildet.
Vorzugsweise sind die dielektrischen Schichten und die internen Elektrodenschichten entlang einer Stapelrichtung gestapelt. Die Stapelrichtung entspricht vorzugsweise der Längsrichtung des Grundkörpers. Vorzugsweise sind die
dielektrischen Schichten und die internen Elektrodenschichten alternierend übereinander gestapelt. Vorzugsweise enthalten die internen Elektrodenschichten
Kupfer oder bestehen aus Kupfer. Alternativ enthalten die internen Elektrodenschichten Silber-Palladium oder bestehen aus Silber-Palladium. Alternativ enthalten die internen
Elektrodenschichten ein anderes elektrisch leitfähiges
Material.
Die dielektrischen Schichten können ein piezoelektrisches Material aufweisen. Beispielsweise können die dielektrischen Schichten ein keramisches Material, insbesondere ein
piezokeramisches Material aufweisen. Zur Herstellung des
Grundkörpers können Grünfolien verwendet werden, auf die zur Bildung von internen Elektrodenschichten beispielsweise eine Metallpaste aufgebracht wird. Beispielsweise wird die
Metallpaste in einem Siebdruckverfahren aufgebracht. Die Metallpaste kann Kupfer enthalten. Alternativ kann die
Metallpaste Silber oder Silber-Palladium enthalten. Nach dem Aufbringen der Metallpaste werden die Folien vorzugsweise gestapelt, verpresst und gemeinsam gesintert, sodass ein monolithischer Sinterkörper entsteht. Vorzugsweise wird der Grundkörper des Bauelements durch einen monolithischen
Sinterkörper gebildet, beispielsweise durch einen wie oben beschrieben hergestellten Sinterkörper.
Beispielsweise ist das Vielschichtbauelement als
piezoelektrisches Bauelement, zum Beispiel als Piezoaktor, ausgebildet. Bei einem Piezoaktor dehnen sich beim Anlegen einer Spannung an die internen Elektrodenschichten zwischen den internen Elektrodenschichten angeordnete piezoelektrische Schichten aus, sodass ein Hub des Piezoaktors erzeugt wird. Das Vielschichtbauelement kann auch als ein anderes
Bauelement ausgebildet sein, beispielsweise als
Vielschichtkondensator .
Beispielsweise wird die Elektrodenpaste so aufgebracht, dass die Elektrodenschichten in Stapelrichtung gesehen abwechselnd bis zu einer Außenseite des Stapels reichen und von der gegenüberliegenden Außenseite des Stapels beabstandet sind. Auf diese Weise können die Elektrodenschichten abwechselnd mit einer der Außenelektroden elektrisch verbunden werden.
Alternativ kann das Vielschichtbauelement ein vollaktives Vielschichtbauelement sein. Bei einem vollaktiven
Vielschichtbauelement erstrecken sich die internen
Elektrodenschichten über den gesamten Querschnitt des
Grundkörpers. Zur abwechselnden Verbindung der internen
Elektrodenschichten mit der Außenkontaktierung werden die internen Elektrodenschichten auf einer Außenseite
alternierend mit elektrisch isolierendem Material bedeckt. Vorzugsweise sind die internen Elektrodenschichten in
Stapelrichtung abwechselnd mit einer der Außenelektroden elektrisch verbunden und von der anderen Außenelektrode elektrisch isoliert.
Die Außenkontaktierung dient vorzugsweise zum Anlegen einer Spannung zwischen in Stapelrichtung benachbarten internen Elektrodenschichten. Insbesondere dient die
Außenkontaktierung der Zuleitung von elektrischem Strom zu den internen Elektrodenschichten. Insbesondere dient die Außenkontatkierung dazu, elektrischen Strom im
Vielschichtbauelement zu verteilen. Die Außenkontkaktierung ist vorzugsweise direkt auf dem Grundkörper angeordnet.
Insbesondere ist die Außenkontaktierung vollflächig mit dem Grundkörper verbunden. Die Außenkontaktierung weist beispielsweise zwei
Außenelektroden auf. Die Außenelektroden sind vorzugsweise auf gegenüberliegenden Außenseiten des Grundkörpers
angeordnet. Vorzugsweise sind die internen
Elektrodenschichten in Stapelrichtung abwechselnd mit einer der Außenelektroden elektrisch verbunden und von der anderen Außenelektrode elektrisch isoliert. Die Außenkontaktierung kann dabei auf die Belastungen an dem Grundkörper ausgelegt sein . Die Außenkontaktierung ist beispielsweise streifenförmig ausgebildet. Vorzugsweise verläuft die Außenkontaktierung entlang der Stapelrichtung des Grundkörpers. Beispielsweise bedeckt die Außenkontaktierung eine Außenseite des
Grundkörpers nur teilweise. Alternativ kann die
Außenkontaktierung eine Außenseite des Grundkörpers
vollständig bedecken. Die Außenkontaktierung kann beispielsweise als Blech, als Sieb oder mäanderförmig ausgebildet sein. In diesem Fall kann die Außenkontaktierung mit dem Grundkörper verlötet sein. Beispielsweise ist die Außenkontaktierung über eine
Außenmetallisierung, eine Sputterschicht , Lot oder Leitkleber auf einer Seitenfläche des Grundkörpers mit diesem verbunden. Insbesondere ist die Außenkontaktierung mit den internen Elektrodenschichten direkt verbunden. Alternativ kann die Außenkontaktierung als Schicht mittles Siebdruckverfahren auf eine Seitenfläche des Grundkörpers aufgetragen werden.
Die Weiterkontaktierung kann beispielsweise als Pin oder als Blechstreifen ausgebildet sein. Die Weiterkontaktierung kann mit einer externen Stromquelle verbunden sein. Insbesondere dient die Weiterkontaktierung der Zuleitung von elektrischem Strom bzw. elektrischer Spannung zu der Außenkontaktierung.
Das Verbindungselement ist vorzugsweise ein Element mit einer geringen Steifigkeit. Vorzugsweise weist das
Verbindungselement eine hohe Flexibilität auf. Dadurch wird eine Entkopplung von mechanischen Belastungen zwischen der Weiterkontaktierung und der Außenkontaktierung und damit dem Grundkörper erzielt. Das Verbindungselement kann beispielsweise als
mäanderförmiges Drahtelement, als Siebelement oder als Blech ausgebildet sein.
Durch die Verwendung eines Verbindungselements zwischen der Weiterkontaktierung und der Außenkontaktierung wird ein platzsparendes Außenkontaktierungsdesign ermöglicht.
Insbesondere muss die Außenkontaktierung nicht um eine Ecke des Grundkörpers geführt werden. Des Weiteren ist das Rastermaß der Anschlussstelle zur
Weiterkontaktierung innerhalb großer Grenzen frei wählbar. Insbesondere können die Abstände zwischen den einzelnen
Elementen, z. B. Pins, der Weiterkontaktierung variiert werden .
Außerdem kann die Weiterkontaktierung frei angeordnet werden. Dadurch kann Raum für die Platzierung von zusätzlichen
Elementen an der Weiterkontaktierung geschaffen werden.
Solche zusätzlichen Elemente können insbesondere innerhalb eines Vergusses angeordnet sein. Zum Beispiel kann eine
Isolationsschicht an der Weiterkontaktierung vorhanden sein. Eine solche Isolationsschicht wirkt sich vorteilhaft
hinsichtlich der Kriechstromfestigkeit aus.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Verbindungselement als separates Element zur Außenkontaktierung ausgebildet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das
Verbindungselement als integrales Element der
Außenkontaktierung ausgebildet. Insbesondere kann das
Verbindungselement einen Fortsatz der Außenkontaktierung umfassen. Beispielsweise kann die Außenkontaktierung einen Fortsatz aufweisen, der nicht fest mit dem Grundkörper verbunden ist. Dieser Fortsatz kann derart umgebogen sein, dass er bei Draufsicht auf die Seitenfläche des Grundkörpers oberhalb der Außenkontaktierung verläuft. Der Fortsatz verläuft vorzugsweise parallel oder annähernd parallel zur Außenkontaktierung. Gemäß einer Ausführungsform verläuft der Fortsatz in einem spitzen Winkel zur Außenkontaktierung. Der Fortsatz kann entlang einer Kante umgebogen sein, welche senkrecht zur Stapelrichtung des Grundkörpers verläuft. Gemäß einer Ausführungsform sind die Außenkontaktierung, das Verbindungselement und die Weiterkontaktierung jeweils als separate Elemente zueinander ausgebildet. Gemäß einer
weiteren Ausführungsform können die Außenkontaktierung, das Verbindungselement und die Weiterkontaktierung einteilig ausgebildet sein.
Gemäß einer Ausführungsform verläuft das Verbindungselement in einer Ebene entlang einer Seitenfläche des Grundkörpers. Die Ebene verläuft beispielsweise parallel oder annähernd parallel zum Grundkörper. In einer weiteren Ausführungsform kann die Ebene in einem spitzen Winkel zur Seitenfläche verlaufen. Insbesondere ist das Verbindungselement eben ausgebildet. D. h., dass das Verbindungselement frei von
Krümmungen ist. Kleine Krümmungen welche lokal im Bereich der Befestigung des Verbindungselements an der Außenkontaktierung oder der Weiterkontaktierung auftreten können hierbei
vernachlässigt werden.
Die Kanten des Verbindungselements welche parallel zur
Stapelrichtung verlaufen sind vorzugsweise freistehend, d. h. sie sind nicht fest mit dem Grundkörper verbunden. Dadurch ist das Verbindungselement in einer Richtung senkrecht zur Stapelrichtung beweglich. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Entkopplung mechanischer Spannungen zwischen der
Weiterkontaktierung und der Außenkontaktierung aus.
Die Befestigung des Verbindungselements an der
Außenkontaktierung erfolgt vorzugsweise entlang einer Kante des Verbindungselements, welche senkrecht zur Stapelrichtung des Grundkörpers verläuft. Alternativ kann das
Verbindungselement nur über einen einzelnen Kontaktpunkt mit der Außenkontaktierung verbunden sein. Beispielsweise kann das Verbindungselement mit der Außenkontaktierung verlötet sein. Alternativ kann das Verbindungselement mittels eines Leitklebers mit der Außenkontaktierung verbunden sein.
Alternativ kann das Verbindungselement mit der
Außenkontaktierung verschweißt sein. Die Verbindung des
Verbindungselements mit der Weiterkontaktierung kann
ebenfalls mittels Lötens, Schweißens oder mittels Leitklebers erfolgen .
Gemäß einer Ausführungsform ist das Verbindungselement zwischen der Außenkontaktierung und der Weiterkontaktierung, durchgehend von dem Grundkörper beabstandet. D. h, dass das Verbindungselement zwischen seinen Enden, welche mit der Außenkontaktierung und der Weiterkontaktierung verbunden sind, keine weiteren Berührungspunkte mit der
Außenkontaktierung hat.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Weiterkontaktierung derart angeordnet, dass sie mit dem Grundkörper in
longitudinaler Richtung überlappt. Die Überlappung wirkt sich vorteilhaft auf die Kriechstromfestigkeit aus. Beispielsweise überlappt die Weiterkontaktierung mit ca. einem Drittel des Grundkörpers. Die Weiterkontaktierung kann jedoch auch mit mehr oder weniger als einen Drittel des Grundkörpers
überlappen .
Die Weiterkontaktierung kann vom Grundkörper beabstandet angeordnet sein.
Im Folgenden wird das Vielschichtbauelement anhand von schematischen und nicht maßstabsgetreuen Figuren erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Vielschichtbauelement mit einer
Außenkontaktierung, einer Weiterkontaktierung und einem Verbindungselement in einer
Seitenansicht,
Figur 2 ein Vielschichtbauelement mit zwei
unterschiedlichen Ausführungsformen des Verbindungselements in einer Seitenansicht,
Figur 3 ein Vielschichtbauelement mit einer weiteren
Ausführungsform des Verbindungselements und der Weiterkontaktierung in einer Seitenansicht,
Figur 4 ein Vielschichtbauelement mit einer weiteren
Ausführungsform des Verbindungselements und der Weiterkontaktierung in einer Seitenansicht.
Figur 1 zeigt ein Vielschichtbauelement 1. Das
Vielschichtbauelement 1 weist einen Grundkörper 2 mit einem Stapel aus alternierend angeordneten internen
Elektrodenschichten und piezoelektrischen Schichten auf (nicht gezeigt) . Auf zwei gegenüberliegenden Seiten des
Grundkörpers ist eine Außenkontaktierung 3 angeordnet. Die Außenkontaktierung 3 kann beispielsweise ein Siebgewebe, ein mäanderförmiges Element oder ein Blech aufweisen. Die
Außenkontaktierung 3 ist zur Kontaktierung der internen Elektrodenschichten ausgebildet.
An der Außenkontaktierung 3 sind zwei Verbindungselemente 4 angeordnet. Die Verbindungselemente 4 können ein Siebgewebe, ein flexibles Blech oder ein mäanderförmiges Element
aufweisen. Die Verbindungselemente 4 verbinden die
Außenkontaktierung 3 mit einer Weiterkontaktierung 5. Die Verbindungselemente 4 sind an ihren äußeren Kanten, bzw.
ihren Extrempunkten, jeweils mit der Außenkontaktierung 3 und mit der Weiterkontaktierung 5 verbunden. Die Verbindung des Verbindungselements 4 mit der Außenkontaktierung 3 kann in einem einzelnen Punkt, z. B. einem Lötpunkt, oder in einer einzelnen Verbindungslinie, welche senkrecht zur
Stapelrichtung S verläuft, bestehen. Ein solcher Lötpunkt, bzw. eine solche Verbindungslinie sind in Figur 1 durch den Punkt 6 angedeutet. Abgesehen davon ist das
Verbindungselement 4 von der Seitenfläche des Grundkörpers 2, bzw. von der Außenkontaktierung 3 beabstandet angeordnet. Das Verbindungselement 4 schließt dabei mit der Seitenfläche des Grundkörpers einen spitzen Winkel ein.
Die Weiterkontaktierungen 5 sind von dem Grundkörper 2 beabstandet angeordnet. Zudem sind die Weiterkontaktierungen 5 senkrecht zur Stapelrichtung S angeordnet. In einer
weiteren Ausführungsform können die Weiterkontaktierungen 5 auch zur Stapelrichtung S geneigt sein.
Die Weiterkontaktierungen 5 sind in longitudinaler Richtung mit dem Grundkörper 2 überlappend angeordnet. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Kriechstromfestigkeit aus. Insbesondere überlappen die Weiterkontaktierungen 5 mit ca. einem Drittel des Grundkörpers 2. Die Verbindungselemente 4 weisen eine hohe Flexibilität auf. Auf diese Weise kann eine Entkopplung mechanischer Spannungen zwischen den Weiterkontaktierungen 5 und der
Außenkontaktierung 3 stattfinden. Dadurch kann eine Entlastung der Außenkontaktierung 3 gegenüber Belastungen von der Weiterkontaktierung 5 stattfinden. Insbesondere werden eventuell auftretende Vibrationen nicht von den
Weiterkontaktierungen 5 auf die Außenkontaktierung 3 oder auf den Grundkörper 2 übertragen und umgekehrt. Dadurch kann eine Beschädigung des Vielschichtbauelements 1 vermieden werden.
Figur 2 zeigt ein Vielschichtbauelement 1 mit zwei weiteren Ausführungsformen eines Verbindungselements 4. Üblicherweise werden jedoch zwei gleichartige Verbindungselemente 4 an einem Vielschichtbauelement 2 angeordnet.
Die in Figur 2 unten angeordnete Ausführungsform ist ähnlich wie die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform, abgesehen davon, dass das Verbindungselement 4 am Ende der Außenkontaktierung 3 mit diesem verbunden ist, insbesondere an einem von der Weiterkontaktierung 5 abgewandten Ende der Außenkontaktierung 3. In Figur 1 hingegen ist das Verbindungselement 4 in einem mittleren Bereich der Außenkontaktierung 3 mit dieser
verbunden.
Bei der in Figur 2 oben angeordneten Ausführungsform ist das Verbindungselement 4 als integraler Bestandteil der
Außenkontaktierung 3 ausgebildet. Insbesondere weist die Außenkontaktierung 3 einen Fortsatz 7 auf, welcher als
Verbindungselement 4 dient. Der Fortsatz 7 ist nicht direkt mit dem Grundkörper 2 verbunden. Dadurch ist es möglich, den Fortsatz 7 wie in Figur 2 dargestellt umzubiegen, so dass er parallel zur Außenkontaktierung 2, bzw. zur Seitenfläche des Grundkörpers 2 verläuft.
Die Weiterkontaktierung 5 ist mit dem freien Ende des
Fortsatzes 7 verbunden. Das freie Ende bezeichnet das Ende des Fortsatzes 7, welches nicht direkt mit dem Grundkörper verbunden ist.
Die Ausführungsform, bei der das Verbindungselement 4 als integraler Bestandteil der Außenkontaktierung 3, insbesondere als Fortsatz 7 der Außenkontaktierung 3 ausgebildet ist, bietet den Vorteil, dass das Verbindungselement 4 nicht an der Außenkontaktierung befestigt werden muss. Dadurch kann das Herstellungsverfahren des Vielschichtbauelements 1 vereinfacht werden.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines
Vielschichtbauelements 1. Figur 3 zeigt eine
Außenkontaktierung 3 mit einem Fortsatz 7, der ähnlich wie in Figur 2 gezeigt parallel zur Außenkontaktierung 3 verläuft. Im Unterschied zu der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform erstreckt sich der Fortsatz 7 über den Grundkörper 2 hinaus. Auf diese Weise dient der Fortsatz 7 der Außenkontaktierung gleichzeitig als Verbindungselement 4 und als
Weiterkontaktierung 5. Dadurch kann das Herstellverfahren des Vielschichtbauelements 1 weiter vereinfacht werden. Zudem weist in dieser Ausführungsform auch die Weiterkontaktierung 5 eine hohe Flexibilität auf. Dadurch ist die Entkopplung von mechanischen Spannungen zwischen den Weiterkontaktierungen 5 und der Außenkontaktierungen 3 zusätzlich verbessert.
Figur 4 zeigt zwei unterschiedliche Möglichkeiten, die
Weiterkontaktierungen 5 an einem Fortsatz 7 der
Außenkontaktierung 3 anzubringen, welcher wie vorhergehend beschrieben als Verbindungselement 4 dienen kann.
Die in Figur 4 oben gezeigte Lösung wurde bereits in Figur 2 beschrieben. Sie soll hier nochmals zum besseren Vergleich dargestellt werden. Im Folgenden wird die oben gezeigte
Ausführungsform als Ausführungsform 4.1 bezeichnet. In der Ausführungsform 4.1 ist das Verbindungselement 4 am freien Ende 8 des Vielschichtbauelements 1 befestigt. Das
Verbindungselement 4 erstreckt sich dabei annähernd über die Länge der Außenkontaktierung 3 in Stapelrichtung S. Das freie Ende 8 des Vielschichtbauelements 1 ist das Ende, welches beim Anlegen einer Spannung zwischen den internen
Elektrodenschichten auslenkbar ist. Das fixierte Ende 9 des Vielschichtbauelements 1 ist das Ende, an welchem der
Grundkörper 2 fest gelagert ist. Insbesondere sitzt am fixierten Ende 9 ein Anschlag des Vielschichtbauelements 1. Das fixierte Ende 9 ist das Ende des Vielschichtbauelements 1, welches zu der Weiterkontaktierung 5 hin gerichtet ist.
In der unten gezeigten Ausführungsform, im Folgenden als Ausführungsform 4.2 bezeichnet, ist das Verbindungselement 4 am fixierten Ende 9 des Vielschichtbauelements 1 befestigt. In dieser Ausführungsform erstreckt sich das
Verbindungselement 4 nur über einen Teilbereich der
Außenkontaktierung 3. Insbesondere erstreckt sich das
Verbindungselement über ca. 1/3 der Außenkontaktierung 3. In einer weiteren Ausführungsform kann sich das
Verbindungselement 4 auch über die Hälfte oder über Ή der Außenkontaktierung erstrecken.
Die Ausführungsform 4.2 mit dem kürzeren Verbindungselement 4 ist vorteilhaft hinsichtlich des Materialeinsatzes.
Insbesondere sind aufgrund der geringeren Länge des
Verbindungselementes 4 die Materialkosten geringer als bei der in Figur 4 oben gezeigten Ausführungsform. Die Ausführungsform 4.1, bei der sich das Verbindungselement 4 über die gesamte Länge der Außenkontaktierung 3 erstreckt, ist vorteilhaft hinsichtlich der Flexibilität des
Verbindungselements. Insbesondere ist die Weiterkontaktierung 5 bei der oben gezeigten Ausführungsform außerhalb des
Bereichs des Biegeradius des Fortsatzes 7, bzw. des
Verbindungselements 4 angeordnet. Dadurch kann das freie Ende 8 des Verbindungselements 4 nahe an den Grundkörper 2
herangeführt werden. Somit kann auch die Weiterkontaktierung 5 nahe am Grundkörper 2 angeordnet sein. Insbesondere kann der Abstand zwischen einem freistehenden Ende 10 des
Verbindungselements 4 und dem Grundkörper 2 kleiner sein als der Biegedurchmesser. Dadurch kann eine besonders
platzsparende Anordnung erreicht werden.
Ein Weiterer Unterschied besteht darin, dass bei der
Ausführungsform 4.1 das freistehende Ende 10 des
Verbindungselements 4 zur Weiterkontaktierung 5 hin gerichtet ist, während bei der unten gezeigten Ausführungsform 4.2 das freisthende Ende 10 des Verbindungselements 4 von der
Weiterkontaktierung 5 weg gerichtet ist.
Dadurch ergibt sich, dass bei der Ausführungsform 4.1 das Verbindungselement 4 und die Weiterkontaktierung 5 nur in einem kleinen Bereich relativ zur Gesamtlänge des
Verbindungselements 4 überlappen. Dadurch bleibt ein Großteil des Verbindungselements 4 von der Weiterkontaktierung 5 unbeeinflusst . Bei der Ausführungsform 4.2 hingegen überlappen sich die Weiterkontaktierung 5 und das Verbindungselement 4 nahezu vollständig . Bezugs zeichenliste
1 VielSchichtbauelement
2 Grundkörper
3 Außenkontaktierung
4 Verbindungselement
5 Weiterkontaktierung
6 Punkt
7 Fortsatz
8 freies Ende des Vielschichtbauelements
9 fixiertes Ende des Vielschichtbauelements
10 freistehendes Ende des Verbindungselements

Claims

Patentansprüche
1. Vielschichtbauelement (1), aufweisend einen Grundkörper (2) mit einer darauf angeordneten Außenkontaktierung (3), einer Weiterkontaktierung (5) zur elektrischen Kontaktierung des Vielschichtbauelements (1) und ein Verbindungselement (4) zur Verbindung der Außenkontaktierung (3) und der Weiterkontaktierung (5), wobei das Verbindungselement (4) derart ausgebildet ist, dass eine Entkopplung von in der
Weiterkontaktierung (5) auftretenden mechanischen Spannungen von der Außenkontaktierung (3) bewirkt wird.
2. Vielschichtbauelement (1) nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement (4) ein integraler Bestandteil der
Außenkontaktierung (3) ist.
3. Vielschichtbauelement (1) nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement (4) ein separates Element zur
Außenkontaktierung (3) ist.
4. Vielschichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungselement (4) eine geringe Steifigkeit aufweist.
5. Vielschichtbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungselement (4) als
mäanderförmiges Drahtelement oder als Siebelement oder als Blech ausgebildet ist.
6. Vielschichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungselement in einer Ebene entlang einer Seitenfläche des Grundkörpers verläuft.
7. Vielschichtbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungselement (4) in einem Bereich zwischen der Außenkontaktierung (3) und der
Weiterkontaktierung (5) durchgehend von der Seitenfläche des Grundkörpers (2) beabstandet ist.
8. Vielschichtbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungselement (4) einstückig ausgebildet ist.
9. Vielschichtbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Außenkontaktierung (3) mäanderförmig oder siebartig ausgebildet ist, und wobei das
Verbindungselement (4) einen Fortsatz (7) der
Außenkontaktierung (3) umfasst.
10. Vielschichtbauelement (1) nach dem vorhergehenden
Anspruch, wobei der Fortsatz (7) derart umgebogen ist, dass er annähernd parallel oder in einem spitzen Winkel zum
Grundkörper (2) verläuft.
11. Vielschichtbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungselement (4) entlang einer Kante an der Außenkontaktierung (3) befestigt ist, welche senkrecht zur Stapelrichtung (S) verläuft.
12. Vielschichtbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verbindungselement über einen einzelnen
Kontaktpunkt mit der Außenkontaktierung (3) verbunden ist.
13. Vielschichtbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Weiterkontaktierung (5) in
longitudinaler Richtung mit dem Grundkörper (2) überlappt.
14. Vielschichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Weiterkontaktierung (5) mit einer Isolationsschicht ummantelt ist.
PCT/EP2014/062448 2013-06-14 2014-06-13 Vielschichtbauelement mit einer aussenkontaktierung WO2014198936A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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EP (1) EP3008761B1 (de)
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