DE19928180B4 - piezo actuator - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Piezoaktor, beispielsweise zur Betätigung eines mechanischen Bauteils, vorgeschlagen, bei dem ein Mehrschichtaufbau von Piezolagen (2) und dazwischen angeordneten Innenelektroden (3, 4) vorhanden sind. Es wird eine wechselseitige Kontaktierung der Innenelektroden (3, 4) mit Außenelektroden (5, 6) an einer Seite des Piezoaktors (1) vorgenommen, wobei jeweils an der Piezolage (2), die keine zu kontaktierende Innenelektrode (3, 4) trägt, ein vorgegebener Bereich (8; 9; 10; 11) der Innenelektrode (3, 4) im Bereich der Kontaktierung ausgespart ist. Zwischen den Kontaktierungen der Außenelektroden (5, 6) kann an den Piezolagen (2) eine Nut (12) vorgesehen werden.It is a piezoelectric actuator, for example, for actuating a mechanical component, proposed in which a multi-layer structure of piezoelectric layers (2) and disposed therebetween internal electrodes (3, 4) are present. A mutual contacting of the inner electrodes (3, 4) with outer electrodes (5, 6) on one side of the piezoelectric actuator (1) is carried out, in each case on the piezoelectric layer (2), which carries no inner electrode (3, 4) to be contacted, a predetermined area (8; 9; 10; 11) of the inner electrode (3, 4) is recessed in the area of the contacting. Between the contacts of the outer electrodes (5, 6), a groove (12) can be provided on the piezoelectric layers (2).
Description
Stand der TechnikState of technology
Die Erfindung betrifft einen Piezoaktor, beispielsweise zur Betätigung eines mechanischen Bauteils wie ein Ventil oder dergleichen. The The invention relates to a piezoelectric actuator, for example for actuating a mechanical component such as a valve or the like.
Es ist allgemein bekannt, dass unter Ausnutzung des sogenannten Piezoeffekts ein Piezoelement aus einem Material mit einer geeigneten Kristallstruktur aufgebaut werden kann. Bei Anlage einer äußeren elektrischen Spannung erfolgt eine mechanische Reaktion des Piezoelements, die in Abhängigkeit von der Kristallstruktur und der Anlagebereiche der elektrischen Spannung einen Druck oder Zug in eine vorgebbare Richtung darstellt.It is well known that taking advantage of the so-called piezoelectric effect a piezoelectric element made of a material having a suitable crystal structure can be built. When applying an external electrical voltage there is a mechanical reaction of the piezoelectric element, depending on from the crystal structure and the plant areas of the electric Stress represents a pressure or train in a predeterminable direction.
Der Aufbau dieses Piezoaktors kann hier in mehreren Schichten erfolgen (Multilayer-Aktoren), wobei die Innenelektroden, über die die elektrische Spannung aufgebracht wird, jeweils zwischen den Schichten, z.B. mit einem Druckverfahren, aufgebracht werden. In üblicher Weise werden die bedruckten Flächen unterschiedlicher Polarität gegeneinander versetzt, damit hier eine seitliche Kontaktierung mit Außenelektroden möglich ist. Da die jeweils an einer Seite kontaktierten Innenelektroden somit kammartig in den Lagenaufbau integriert sind, müssen die Innenelektroden außen derart kontaktiert werden, dass bei Anlage einer Gleichspannung zwischen Piezolagen Kapazitäten gebildet werden. Die kontaktierten Elektroden können dabei in der Regel nicht immer vollständig bis an die gegenüberliegende Seite geführt werden, da sonst Spannungsüberschläge zur Zerstörung des Piezoaktors führen können.Of the Construction of this piezoelectric actuator can be done here in several layers (Multilayer actuators), wherein the internal electrodes, over the the electrical voltage is applied, in each case between the layers, e.g. be applied with a printing process. In usual Way become the printed areas different polarity offset from each other, so here is a lateral contact with external electrodes possible is. Since each contacted on one side internal electrodes thus comb - like are integrated into the layer structure, the Internal electrodes outside be contacted so that when a DC voltage system between piezo capacities be formed. The contacted electrodes usually can not always complete to the opposite side guided Otherwise, flashovers will destroy the Lead piezoelectric actuator can.
In
der Schrift
Aus der WO 92/06510 A1 ist ein Piezoaktor bekannt, der im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist. Der Piezoaktor besteht aus einer Vielzahl von Piezoschichten mit dazwischen liegenden Innenelektroden, wobei die Innenelektroden abwechselnd in die durch die U-Form gebildeten Fortsätze geführt sind.Out WO 92/06510 A1, a piezoelectric actuator is known which in cross section U-shaped is trained. The piezoelectric actuator consists of a large number of piezo layers with internal electrodes in between, with the internal electrodes alternately guided in the extensions formed by the U-shape.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Der eingangs beschriebene Piezoaktor, der beispielsweise zur Betätigung eines mechanischen Bauteils verwendbar sein kann, ist mit einem Mehrschichtaufbau von Piezolagen und dazwischen angeordneten Elektroden aufgebaut. In vorteilhafter weise ist gemäß der Erfindung eine wechselseitige Kontaktierung der Innenelektroden mit Außenelektroden nur an einer Seite des Piezoaktors vorgesehen. Hierbei ist jeweils an der Piezolage, die keine zu kontaktierende Innenelektrode trägt, ein vorgegebener Bereich der Innenelektrode im Bereich der Kontaktierung ausgespart. Der beispielsweise durch Nichtbedrucken ausgesparte Bereich erstreckt sich über einen vorgegebenen Abstand zu der an der jeweils anderen Piezolage angebrachten Kontaktierung.Of the initially described piezoelectric actuator, for example, for actuating a mechanical component can be used, is with a multi-layer structure composed of piezoelectric layers and arranged therebetween electrodes. Advantageously, according to the invention a mutual contacting of the internal electrodes with external electrodes provided only on one side of the piezoelectric actuator. Here is each at the piezoelectric layer, which carries no inner electrode to be contacted, a predetermined area of the inner electrode in the contact area spared. The example recessed by non-printing Area extends over a predetermined distance from that at the other piezoelectric layer attached contacting.
Mit der erfindungsgemäßen einseitigen äußeren Kontaktierung des Piezoaktors kann die Herstellung des Piezoaktors wesentlich vereinfacht werden, da die Kontaktierung für den Plus- und den Minuspol der anzulegenden Gleichspannung in einem Arbeitsschritt an einer für die äußeren Anschlüsse bevorzugten Seite des Piezoaktors vorgenommen werden kann.With the unilateral external contact according to the invention the piezoelectric actuator, the production of the piezoelectric actuator substantially be simplified because the contact for the plus and the negative pole the DC voltage to be applied in one step at a preferred for the outer terminals Side of the piezoelectric actuator can be made.
Der ausgesparte Bereich kann sich z.B. bis zu der nächstliegenden Ecke des Piezoaktors oder bis zu der Kontaktierung an der eigenen Piezolage bzw. sich über die ganze Seite des Piezoaktors, an der die Außenelektroden angebracht sind, erstrecken, mit Ausnahme der Kontaktierung an der eigenen Piezolage. Je breiter der Bereich ohne Elektrodenschicht ist, um so breiter ist eine Kontaktierung der Außenelektroden möglich; je schmaler der Bereich ist, um so größer ist der Piezoeffekt, der nur zwischen den Innenelektroden auftreten kann. Es ergibt sich damit für jeden Anwendungsfall eine optimierte Gestaltung der Innenelektroden mit den ausgesparten Bereichen.Of the recessed area can be e.g. to the nearest corner of the piezo actuator or up to the contact on the own piezoelectric layer or on the entire side of the piezoelectric actuator to which the external electrodes are attached, extend, with the exception of contacting at its own piezoelectric layer. The wider the area without the electrode layer, the wider is a contacting of the external electrodes possible; the narrower the range is, the larger the piezo effect is only between the internal electrodes can occur. It turns out with it for every application an optimized design of the internal electrodes with the recessed areas.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor. These and further features of preferred embodiments of the invention go out from the claims also from the description and the drawings.
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Piezoaktors werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:embodiments the piezoelectric actuator according to the invention will be explained with reference to the drawing. Show it:
Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments
In
In
der
Anhand
In
Ein
drittes Ausführungsbeispiel
nach
Claims (5)
Priority Applications (1)
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| DE19928180A DE19928180B4 (en) | 1999-06-19 | 1999-06-19 | piezo actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE19928180A DE19928180B4 (en) | 1999-06-19 | 1999-06-19 | piezo actuator |
Publications (2)
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| DE19928180A1 DE19928180A1 (en) | 2001-01-11 |
| DE19928180B4 true DE19928180B4 (en) | 2006-12-07 |
Family
ID=7911883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19928180A Revoked DE19928180B4 (en) | 1999-06-19 | 1999-06-19 | piezo actuator |
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Families Citing this family (2)
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Citations (4)
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-
1999
- 1999-06-19 DE DE19928180A patent/DE19928180B4/en not_active Revoked
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Also Published As
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