DE102005044391B4 - Piezoelectric actuator with improved contacting of the actuator body with the contact pins - Google Patents
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Abstract
Piezoaktor
enthaltend
einen Aktorkörper
sowie mindestens einen Kontaktstift, ferner mindestens ein Metallgeflecht,
das derart ausgebildet ist, dass eine Kontaktierung zwischen Aktorkörper und
dem mindestens einen Kontaktstift sichergestellt ist, ferner umfassend
mindestens eine Hülse,
wobei das mindestens eine Metallgeflecht weitgehend in dieser mindestens
einen Hülse
angeordnet ist, und wobei der mindestens eine Kontaktstift in die
mindestens eine Hülse
hineinragt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die mindestens
eine Hülse
im Querschnitt einen offenen Teil besitzt und mit diesem an den
Aktorkörper
gepresst ist, wobei die mindestens eine Hülse im Querschnitt in etwa halbkreis-
bis dreiviertelkreisförmig
ausgeformt ist.Containing piezoelectric actuator
an actuator body and at least one contact pin, furthermore at least one metal mesh, which is formed such that a contact between the actuator body and the at least one contact pin is ensured, further comprising at least one sleeve, wherein the at least one metal braid is disposed substantially in this at least one sleeve, and wherein the at least one contact pin protrudes into the at least one sleeve,
characterized in that
the at least one sleeve in cross-section has an open part and is pressed with this to the actuator body, wherein the at least one sleeve is formed in cross section in approximately semicircular to three-quarter circular.
Description
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Piezoaktoren, insbesondere solchen Piezoaktoren, welche Kontaktstifte beinhalten. Aufgrund von zahlreichen mechanischen Lastwechseln, hohen fließenden Ströme und hohen Temperaturen ist die elektrische Kontaktierung sehr hohen Strömen ausgesetzt. Die Lebensdauer eines solchen Piezoaktors wird nach der Erfahrung maßgeblich durch die Versagensrate der Kontaktierung eingeschränkt.The The invention relates to the field of piezoelectric actuators, in particular those Piezoactuators, which contain contact pins. Due to numerous mechanical Load changes, high flowing streams and high temperatures, the electrical contact is very high Stream exposed. The life of such a piezoelectric actuator is after relevant to the experience limited by the failure rate of contacting.
In
der
Die
Offenlegungsschrift
Die
Offenlegungsschrift
Die
Offenlegungsschrift
Die
Offenlegungsschrift
Die
Offenlegungsschrift
Die
Offenlegungsschrift
Es stellt sich die Aufgabe, einen Piezoaktor zu schaffen, bei welchem eine gute und insbesondere bei vielen Anwendungen belastungsfähige Kontaktierung zwischen Aktorkörper und den Kontaktstiften erreicht werden kann.It the object is to provide a piezoelectric actuator in which a good and especially in many applications load bearing contact between actuator body and the contact pins can be achieved.
Diese Aufgabe wird durch einen Piezoaktor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demgemäß wird ein Piezoaktor enthaltend einen Aktorkörper sowie einen Kontaktstift, ein Metallgeflecht sowie eine Hülse, die im Querschnitt einen offenen Teil besitzt und mit diesem an den Aktorkörper angepresst ist, beschrieben.These The object is achieved by a piezoelectric actuator having the features of the claim 1 solved. Accordingly, a Piezoactuator containing an actuator body and a contact pin, a metal mesh and a sleeve, which has an open part in cross section and with this the actuator body is pressed.
Der Term „Metallgeflecht" im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere Metallwolle, Metalldrähte, zwei- oder dreidimensionale Metallgeflechte.Of the Term "metal mesh" as used herein In particular, the invention comprises metal wool, metal wires, or three-dimensional metal braids.
Durch einen solchen Piezoaktor kann je nach Anwendung ein oder mehrere der folgenden Vorteile erreicht werden:
- – eine zuverlässige Verbindung zwischen Kontaktstift und Aktorkörper auch bei hohen Temperaturen
- – eine einfache Montage des Piezoaktors (wie insbesondere im folgenden erläutert werden wird).
- – Eine Verminderung des Einflusses von thermo-mechanischer Spannungen auf die elektrische Kontaktierung
- – ein beeinflussbarer und häufig auch optimierbarer Wärmefluss durch Wahl der Größe und Dichte des Metallgeflechtsanteils.
- - A reliable connection between the contact pin and the actuator body, even at high temperatures
- - A simple assembly of the piezoelectric actuator (as will be explained in particular below).
- - A reduction of the influence of thermo-mechanical stresses on the electrical contact
- - An influenceable and often optimizable heat flow by selecting the size and density of the metal mesh content.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt das mindestens eine Metallgeflecht ein Oberflächen/Volumenverhältnis (in m2:m3) von ≥ 1000:1 bis ≤ 100000:1.According to a preferred embodiment of the invention, the at least one metal mesh has a surface / volume ratio (in m 2 : m 3 ) of ≥ 1000: 1 to ≤ 100000: 1.
Dies hat sich in der Praxis als besonders vorteilhaft herausgestellt.This has been found in practice to be particularly advantageous.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das mindestens eine Metallgeflecht aus einem Material, ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Kupfer, Silber, Gold sowie Mischungen daraus. Diese Materialien sind für eine gute Verbindung zwischen Aktorkörper und Kontaktstift besonders gut geeignet, wobei das mindestens eine Metallgeflecht weitgehend in dieser mindestens einen Hülse angeordnet ist.According to one preferred embodiment of Invention, the at least one metal mesh consists of a material, selected from the group containing copper, silver, gold and mixtures thereof. These materials are for a good connection between actuator body and contact pin especially well suited, the at least one metal mesh largely in this at least one sleeve is arranged.
Dabei ist zu bemerken und für den Fachmann selbstverständlich, dass bei zwei oder mehreren Metallgeflechten und Hülsen selbstverständlich einzelne Metallgeflechte weitgehend in unterschiedlichen Hülsen angeordnet sein können.there is to be noted and for the expert of course, that with two or more metal braids and sleeves of course individual Metal braids largely arranged in different sleeves could be.
Der Term „weitgehend" bedeutet dabei insbesondere, dass ≥ 70%, bevorzugt ≥ 80%, noch bevorzugt ≥ 90, sowie am meisten bevorzugt ≥ 95% bis ≤ 100% des Metallgeflechtes in der betreffenden Hülse angeordnet ist.Of the Term "largely" means in particular that ≥ 70%, preferably ≥ 80%, still preferred ≥ 90, and most preferably ≥ 95% up to ≤ 100% the metal mesh is arranged in the relevant sleeve.
Der mindestens eine Kontaktstift ragt in die mindestens eine Hülse hinein.Of the at least one contact pin protrudes into the at least one sleeve.
Dabei ist zu bemerken und für den Fachmann selbstverständlich, dass bei mehreren Kontaktstiften und Hülsen selbstverständlich einzelne Kontaktstifte in unterschiedliche Hülsen hineinragen können.there is to be noted and for the expert of course, that with several pins and sleeves of course individual Contact pins can protrude into different sleeves.
Der Piezoaktor kann zwei Hülsen und zwei Kontaktstifte umfassen, wobei jeweils ein Kontaktstift in eine Hülse hineinragt.Of the Piezo actuator can have two sleeves and two contact pins, each with a contact pin in a sleeve protrudes.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die mindestens eine Hülse im Querschnitt einen offenen Teil und ist mit diesem an den Aktorkörper gepresst. Dadurch wird die Montage des Piezoaktors nochmals erleichtert.According to one preferred embodiment of Invention has the at least one sleeve in cross-section an open Part and is pressed with this to the actuator body. This will the assembly of the piezoelectric actuator again easier.
Die Erfindung sieht vor, dass die mindestens eine Hülse im Querschnitt in etwa halbkreis- bis dreiviertelkreisförmig ausgeformt ist.The Invention provides that the at least one sleeve in cross section approximately semicircular to three-quarter circular is formed.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Hülse ganz oder teilweise von einer Vergussmasse umgeben. Dadurch kann die Positionierung der Hülse auch bei längerem Betrieb des Piezoaktors verbessert werden.According to one preferred embodiment of Invention is the sleeve completely or partially surrounded by a potting compound. This can the positioning of the sleeve even for a long time Operation of the piezoelectric actuator can be improved.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der mindestens eine Kontaktstift sich bis zu einer Länge von ≥ 10% bis ≤ 30% des Aktorkörpers in diesen erstreckt und/oder ist in unmittelbarer Nachbarschaft des Aktorkörpers angeordnet. Dadurch kann ein kompakter Aufbau des Piezoaktors, welcher aufgrund der geringeren Abmessungen des Kontaktstiftes insbesondere materialsparender ist, erreicht werden.According to one preferred embodiment of Invention, the at least one contact pin extends to to a length of ≥ 10% up to ≤ 30% of the actuator body extends into these and / or is in the immediate vicinity of the actuator body arranged. This allows a compact design of the piezoelectric actuator, which due to the smaller dimensions of the contact pin in particular material-saving is to be achieved.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das mindestens eine Metallgeflecht mit der Hülse, dem Kontaktstift und/oder dem Aktorkörper verlötet. Dies erhöht nochmals die Verbindungsstabilität zwischen Aktorkörper und Kontaktstift.According to one preferred embodiment of Invention is the at least one metal mesh with the sleeve, the Contact pin and / or the actuator body soldered. This increases again the connection stability between actuator body and contact pin.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Hülse aus einem Material ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Kupfer, Silber, Gold sowie Mischungen daraus. Diese Materialien haben sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen.According to one preferred embodiment of Invention is the sleeve selected from a material from the group containing copper, silver, gold and mixtures it. These materials have proven to be beneficial in practice proved.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Piezoaktors, umfassend die Schritte:
- (a) Anbringen mindestens eines Metallgeflechtes in mindestens einer Hülse, welche im Querschnitt einen offenen Teil besitzt, wobei die mindestens eine Hülse im Querschnitt in etwa halbkreis- bis dreiviertelkreisförmig ausgeformt ist,
- (b) Anpressen des offenen Teils der mindestens einen Hülse an den Aktorkörper des Piezoaktors,
- (c) Einführen des mindestens einen Kontaktstiftes in die mindestens eine Hülse.
- (a) attaching at least one metal braid in at least one sleeve, which has an open part in cross-section, wherein the at least one sleeve is formed in cross section in approximately semicircular to three-quarter circular,
- (B) pressing the open part of the at least one sleeve to the actuator body of the piezoelectric actuator,
- (c) inserting the at least one contact pin into the at least one sleeve.
Dadurch kann ein erfindungsgemäßer Piezoaktor einfach und effektiv hergestellt werden.Thereby can a piezoelectric actuator according to the invention be made easily and effectively.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren ferner einen Schritt (d): Verlöten des mindestens einen Metallgeflechtes mit dem Aktorkörper. Dadurch kann bei manchen Anwendungen die Herstellung des Piezoaktors nochmals vereinfacht werden.According to one preferred embodiment of Invention, the method further comprises a step (d): soldering the at least one metal mesh with the actuator body. This may result in some Applications simplifies the production of the piezoelectric actuator again become.
Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.The the aforementioned and the claimed and in the embodiments described to be used according to the invention Components are subject in size, shape design, Material selection and technical conception no special exceptions, so that the selection criteria known in the field of application apply without restriction can find.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen – beispielhaft – mehrere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Piezoaktors dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigtFurther details, features and advantages of the subject matter of the invention will become apparent from the subclaims and from the following description of the accompanying drawings, in which - exemplified - several embodiments of the piezoelectric actuator according to the invention are. In the drawings shows
Claims (6)
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2005
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| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20110401 |