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DE19946837A1 - Piezo actuator - Google Patents

Piezo actuator

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Publication number
DE19946837A1
DE19946837A1 DE19946837A DE19946837A DE19946837A1 DE 19946837 A1 DE19946837 A1 DE 19946837A1 DE 19946837 A DE19946837 A DE 19946837A DE 19946837 A DE19946837 A DE 19946837A DE 19946837 A1 DE19946837 A1 DE 19946837A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piezo actuator
piezo
electrodes
layers
internal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19946837A
Other languages
German (de)
Inventor
Bertram Sugg
Friedrich Boecking
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE19946837A priority Critical patent/DE19946837A1/en
Priority to PCT/DE2000/003025 priority patent/WO2001024286A1/en
Publication of DE19946837A1 publication Critical patent/DE19946837A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/87Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/871Single-layered electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices, e.g. internal electrodes
    • HELECTRICITY
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Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Es wird ein Piezoaktor, beispielsweise zur Betätigung eines mechanischen Bauteils, vorgeschlagen, bei dem ein Mehrschichtaufbau von Piezolagen (2) und dazwischen angeordnete Innenelektroden (3, 4; 11, 12; 21, 22) vorhanden sind, die derart in die Piezolagen (2) eingegraben sind, dass sie in einem vorgegebenen Bereich nicht bis an die Außenseite des Piezoaktors (1; 10; 18) heranreichen. Es ist eine von Schicht zu Schicht wechselnde Kontaktierung der Innenelektroden (3, 4; 11, 12; 21, 22) mit Außenelektroden vorgesehen, wobei die Kontaktierung jeweils in dem Bereich erfolgt, in dem in der jeweils benachbarten Schicht keine Innenelektrode (3, 4; 11, 12; 21, 22) an die Außenseite herangeführt ist.A piezo actuator, for example for actuating a mechanical component, is proposed, in which there is a multilayer structure of piezo layers (2) and internal electrodes (3, 4; 11, 12; 21, 22) arranged between them, which are thus inserted into the piezo layers (2 ) are buried in such a way that they do not reach the outside of the piezo actuator (1; 10; 18) in a predetermined area. Contacting of the internal electrodes (3, 4; 11, 12; 21, 22) with external electrodes, which changes from layer to layer, is provided, contacting taking place in the area in which no internal electrode (3, 4 ; 11, 12; 21, 22) is brought up to the outside.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Piezoaktor, beispielsweise zur Betätigung eines mechanischen Bauteils wie ein Ventil oder dergleichen, nach den gattungsgemäßen Merkmalen des Hauptanspruchs.The invention relates to a piezo actuator, for example for actuating a mechanical component like a valve or the like, according to the generic characteristics of Main claim.

Es ist allgemein bekannt, dass unter Ausnutzung des soge­ nannten Piezoeffekts ein Piezoelement aus einem Material mit einer geeigneten Kristallstruktur aufgebaut werden kann. Bei Anlage einer äußeren elektrischen Spannung er­ folgt eine mechanische Reaktion des Piezoelements, die in Abhängigkeit von der Kristallstruktur und der Anlagebe­ reiche der elektrischen Spannung einen Druck oder Zug in eine vorgebbare Richtung darstellt. Aufgrund dieses ex­ trem schnellen und genau regelbaren Effektes können sol­ che Piezoaktoren zum Bau von Stellern, beispielsweise für den Antrieb von Schaltventilen bei Kraftstoffeinspritzsy­ stemen in Kraftfahrzeugen vorgesehen werden. Hierbei wird die spannungs- oder ladungsgesteuerte Auslenkung des Pie­ zoaktors zur Positionierung eines Steuerventils genutzt, das wiederum den Hub einer Düsennadel regelt. Ein großer Vorteil der Piezoaktoren ist dabei die Realisierung prä­ ziser und sehr schneller Auslenkungen mit hohen Kräften.It is generally known that using the so-called called piezo effect a piezo element made of one material with a suitable crystal structure can. When an external electrical voltage is applied follows a mechanical reaction of the piezo element, which in Dependence on the crystal structure and the plant range of electrical tension a push or pull in represents a predeterminable direction. Because of this ex Extremely fast and precisely controllable effects can sol che piezo actuators for the construction of actuators, for example for  the actuation of switching valves in fuel injection systems systems can be provided in motor vehicles. Here will the voltage or charge controlled deflection of the pie zoaktors used to position a control valve, which in turn controls the stroke of a nozzle needle. A large The advantage of the piezo actuators is the pre-implementation ziser and very fast deflections with high forces.

Da die erforderlichen elektrischen Feldstärken zur Betä­ tigung des Piezoaktors im Bereich von mehreren kV/mm lie­ gen und in der Regel moderate elektrische Spannungen zur Ansteuerung gewünscht sind, kann der Aufbau dieses Piezo­ aktors hier in mehreren Schichten erfolgen (Multilayer- Aktoren), deren Dicke typischer Weise 60 bis 120 µm be­ tragen, wobei die Innenelektroden, über die die elektri­ sche Spannung aufgebracht wird, jeweils zwischen den Schichten, z. B. mit einem Druckverfahren, aufgebracht werden.Since the required electrical field strengths for Betä the piezo actuator lies in the range of several kV / mm conditions and usually moderate electrical voltages Control are desired, the construction of this piezo here in several layers (multilayer Actuators), the thickness of which is typically 60 to 120 μm wear, the internal electrodes over which the electri cal voltage is applied, in each case between the Layers, e.g. B. applied with a printing process become.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der eingangs beschriebene Piezoaktor, der beispielsweise zur Betätigung eines mechanischen Bauteils verwendbar sein kann, ist, wie erwähnt, mit einem Mehrschichtaufbau von Piezolagen und dazwischen angeordneten Elektroden aufgebaut. In vorteilhafter Weise weist der erfindungsge­ mäße Piezoaktor Innenelektroden auf, die derart in die Piezolagen eingegraben sind, dass sie in einem vorgegebe­ nen Bereich nicht bis an die Außenseite des Piezoaktors heranreichen. Bei einer von Schicht zu Schicht wechseln­ den Kontaktierung der Innenelektroden mit Außenelektroden erfolgt die jeweilige Kontaktierung in dem Bereich, in dem in der jeweils benachbarten Schicht keine Innenelek­ trode an die Außenseite herangeführt ist. The piezo actuator described at the outset, for example can be used to actuate a mechanical component is, as mentioned, with a multilayer structure of piezo layers and electrodes arranged between them built up. Advantageously, the fiction According to Piezo Actuator internal electrodes, which in the Piezo layers are buried in that they are pre-defined not to the outside of the piezo actuator reach up. With one change from shift to shift the contacting of the internal electrodes with external electrodes the respective contact is made in the area in in the adjacent layer there is no inner electrode trode is brought up to the outside.  

Das vorteilhafte Eingraben der Innenelektroden erfolgt beim Zusammensintern der Keramik des Piezoaktors, wobei insbesondere an der Außenfläche die Gefahr des Eindrin­ gens Von Feuchtigkeit deutlich reduziert und damit die Lebensdauer des Piezoaktors erhöht ist. Dadurch, dass die Innenelektroden in weiten Bereichen nicht an die Außen­ seite des Piezoaktors herangeführt sind, erfolgt beim Schneiden der Grünfolie als Ausgangsmaterial für die Pie­ zolagen, kaum oder kein Trennen durch das metallische Ma­ terial der Innenelektroden hindurch. Dadurch wird das Verschmieren von Metallpartikeln und somit die Kurz­ schlussgefahr reduziert, wodurch die Zuverlässigkeit des Piezoaktors erhöht wird und keine zusätzliche Isolierung der Innenelektroden durch Lack oder ähnliches notwendig ist.The internal electrodes are advantageously buried when sintering together the ceramic of the piezo actuator, wherein in particular on the outer surface there is a risk of penetration gens significantly reduced by moisture and thus the Life of the piezo actuator is increased. Because the Internal electrodes in large areas not to the outside side of the piezo actuator, takes place at Cutting the green sheet as the starting material for the pie zolagen, little or no separation by the metallic Ma material of the internal electrodes. This will make it Smearing metal particles and thus the short risk of closing, reducing the reliability of the Piezo actuator is increased and no additional insulation of the internal electrodes due to varnish or the like is.

Wenn bei einer vorteilhaften Ausführungsform die Außene­ lektroden jeweils auf einer Seite des Piezoaktors ange­ bracht sind, kann eine einfache Herausführung der Kontak­ te zu einem Stecker erfolgen und es ist bei geringem Fer­ tigungsaufwand nur eine einseitige Kontaktierung bzw. Metallisierung auf der Außenelektrodenfläche notwendig.If, in an advantageous embodiment, the outside electrodes on each side of the piezo actuator are brought out, a simple removal of the contact te to a plug and it is at low Fer only one-sided contacting or Metallization on the outer electrode surface necessary.

Bei weiteren vorteilhaften Ausführungsformen sind die Au­ ßenelektroden jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Piezoaktors angebracht, bzw. sind die Außenelektroden je­ weils auf diagonal gegenüberliegenden Seiten des Piezoak­ tors angeordnet. Auch eine Anordnung auf benachbarten Seiten oder auch auf beliebigen Seiten ist auf einfache Weise, je nach Anwendungsfall, anwendbar. Hierbei kann entweder eine symmetrische oder eine asymmetrische Anord­ nung der Innenelektrodenfläche hinsichtlich der ausge­ sparten Bereiche gewählt werden, so dass die jeweils an­ ders gepolte Elektrode aus einer Spiegelung oder Drehung der ersten Elektrode hervorgeht. In further advantageous embodiments, the Au ßelektroden each on opposite sides of the Piezo actuator attached, or the outer electrodes are each because on diagonally opposite sides of the Piezoak arranged tors. Also an arrangement on neighboring ones Pages or any page is simple Way, depending on the application, applicable. This can either a symmetrical or an asymmetrical arrangement tion of the inner electrode surface with respect to the saved areas can be selected so that each one polarized electrode from a reflection or rotation of the first electrode.  

Die Schichtgeometrie und damit die Grundkontur des Piezo­ aktors können in vorteilhafter Weise rechteckig, insbe­ sondere auch quadratisch aufgebaut sein. Jedoch sind hier auch dreieckige, sechseckige oder sonstige beliebige Vielecke je nach Anwendungsfall in vorteilhafter Weise einsetzbar. Die Schichtendes Piezoaktors können darüber hinaus auch rund oder oval aufgebaut sein.The layer geometry and thus the basic contour of the piezo actuator can be rectangular, esp special also be built square. However are here also triangular, hexagonal or any other Polygons are advantageous depending on the application applicable. The layers of the piezo actuator can be above can also be built round or oval.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Schichten des Piezoaktors hexagonal aufgebaut. Hierbei können die Piezolagen mit den eingegrabenen Innenelektro­ den auf einfache Weise aus einer Grünfolie herausgetrennt werden, wobei ein weitgehend zusammenhängendes Drucklay­ out für die Innenelektroden herstellbar ist. Bei dieser Ausführung ergibt sich eine sehr dicht gepackte Anordnung der Einzellagen auf der Grünfolie als Ausgangsmaterial, wodurch sich ein relativ geringer Materialverlust beim Heraustrennen, d. h. beim Schneiden, Sägen oder Stanzen, aus der Grünfolie ergibt. Der Piezoaktor hat damit eine annähernd runde Außengeometrie und besitzt eine optimale Raumausfüllung bei einer Anwendung in Bauteilen mit run­ der Querschnittsgeometrie, wie z. B. bei Einspritzventilen für Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen.In a preferred embodiment, the Layers of the piezo actuator have a hexagonal structure. Here can the piezo layers with the buried inside electro which is easily separated from a green sheet be, with a largely coherent print layout out for the internal electrodes. At this Execution results in a very tightly packed arrangement the individual layers on the green sheet as the starting material, which results in a relatively small loss of material when Detach, d. H. when cutting, sawing or punching, results from the green sheet. The piezo actuator has one almost round outer geometry and has an optimal Space filling when used in components with run the cross-sectional geometry, such as B. injectors for internal combustion engines in motor vehicles.

In vorteilhafter Weise kann im Piezoaktor in Richtung des Mehrschichtaufbaus eine Innenbohrung vorhanden sein. Hierdurch kann mittels einer innenliegenden Stange nicht nur eine Kraft in Druckrichtung sondern auch eine Zug­ kraft bei einer Betätigung des Piezoaktors ausgenutzt werden. Außerdem ist hierbei auch ein elektrischer An­ schluss einer der Außenelektroden im Inneren der Bohrung möglich.Advantageously, in the piezo actuator in the direction of Multi-layer construction, an inner hole must be available. As a result, an inner rod cannot only a force in the direction of pressure but also a pull used when actuating the piezo actuator become. There is also an electrical connection one of the outer electrodes inside the bore possible.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildun­ gen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehre­ ren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungs­ form der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausfüh­ rungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.These and other features of preferred training gene of the invention go out not only from the claims the description and the drawings, the individual characteristics individually or for more  ren in the form of sub-combinations in the execution form of the invention and realized in other fields his and advantageous as well as protectable execution represent representations for which protection is claimed here becomes.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Piezoaktors werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:Embodiments of the piezo actuator according to the invention are explained using the drawing. Show it:

Fig. 1 eine Ansicht eines Piezoaktors mit einem Mehrschichtaufbau von Lagen aus Piezokeramik mit an einer Seite angebrachten Außenelektroden; Fig. 1 is a view of a piezoelectric actuator with a multilayer structure of layers of piezoelectric ceramic mounted to a side outer electrodes;

Fig. 2 und 3 eine schematische Draufsicht auf zwei abwechselnd im Stapelaufbau übereinander liegenden Piezolagen und eine Projektion beider Piezolagen nach der Fig. 1 mit unterschiedlich ausgesparten Berei­ chen der Innenelektrodenschicht und einer einseitigen Kontaktierung der Außenelektroden; Figures 2 and 3 is a schematic plan view of two alternately stacked piezo layers and a projection of both piezo layers according to Figure 1 with different recessed areas of the inner electrode layer and one-sided contacting of the outer electrodes.

Fig. 4 und 5 eine Abwandlung des Aufbaus nach den vorherigen Figuren mit einer kreisauschnittsförmig gestalteten Innenelektrodengeometrie und gegenüber­ liegenden Außenelektroden; FIGS. 4 and 5 shows a modification of the structure of the previous figures with a kreisauschnittsförmig designed inner electrode geometry and the opposite external electrodes;

Fig. 6 bis 9 eine Abwandlung des Aufbaus nach den vorherigen Figuren mit einer Innenelektrodengeome­ trie, bei der relativ große Seitenbereiche der In­ nenelektroden ausgespart sind und gegenüberliegende Außenelektroden vorhanden sind; Figure 9 shows a modification to the structure according to the previous figures trie 6 with a Innenelektrodengeome in which relatively large areas of the page are recessed in nenelektroden and opposite outer electrodes are present.

Fig. 10 eine Abwandlung des Aufbaus nach den vorhe­ rigen Figuren mit relativ kleinen im abwechselnden Schichtaufbau nah beieinanderliegenden ausgesparten Bereichen; Fig. 10 shows a modification of the structure according to the previous figures with relatively small recessed areas close to one another in the alternating layer structure;

Fig. 11 bis 13 eine Abwandlung des Aufbaus nach den vorherigen Figuren mit einer runden Geometrie des Piezoaktors; Fig. 11 to 13 show a modification of the structure according to the previous figures with a circular geometry of the piezoelectric actuator;

Fig. 14 eine Abwandlung des Aufbaus nach den vorhe­ rigen Figuren mit einem rechteckigen Piezoaktor und relativ nah beieinanderliegenden Außenelektroden auf einer Seite; FIG. 14 is a modification of the structure of the figures herein are subject to ring with a rectangular piezoelectric actuator and relatively closely spaced external electrodes on one side;

Fig. 15 eine Abwandlung des Aufbaus nach den vorhe­ rigen Figuren mit einer an den Kontaktierungen der Außenelektroden abgeschrägten Geometrie des Piezoak­ tors; Fig. 15 shows a modification of the structure according to the previous figures with a chamfered geometry on the contacts of the outer electrodes of the piezo actuator;

Fig. 16 eine Abwandlung des Aufbaus nach den vorhe­ rigen Figuren mit einem hexagonalen Piezoaktor und Fig. 16 shows a modification of the structure according to the previous figures with a hexagonal piezo actuator and

Fig. 17 eine Ansicht einer Grünfolie als Grundmate­ rial der Piezolagen nach der Fig. 16 mit einem Druck- und Standlayout für die eingegrabenen Innene­ lektroden vor dem Heraustrennen aus der Folie. Fig. 17 is a view of a green sheet as the basic material of the piezo layers according to Fig. 16 with a print and stand layout for the buried inner electrodes before being separated from the sheet.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In Fig. 1 ist ein Piezoaktor 1 gezeigt, der in an sich bekannter Weise aus Piezolagen 2 eines Keramikmaterials mit einer geeigneten Kristallstruktur aufgebaut ist, so dass unter Ausnutzung des sogenannten Piezoeffekts bei Anlage einer äußeren elektrischen Gleichspannung an In­ nenelektroden 3 und 4 über außen kontaktierte Elektroden 5 und 6 eine mechanische Reaktion des Piezoaktors 1 er­ folgt. In Fig. 1, a piezo actuator 1 is shown, which is constructed in a manner known per se from piezo layers 2 of a ceramic material with a suitable crystal structure, so that, using the so-called piezo effect when an external electrical voltage is applied to internal electrodes 3 and 4 , they make external contact Electrodes 5 and 6 follow a mechanical reaction of the piezo actuator 1 .

In der Fig. 1 sind nur einige Innenelektroden 3 und 4 schematisch angedeutet und die Außenelektroden 5 und 6 sind als flächige Elektroden ausgeführt, wobei jeweils eine Außenelektrode 5 oder 6 an Kontaktstellen mit je­ weils den, die gleiche Polarität aufweisenden Innenelek­ troden 2 oder 3, kontaktiert sind. Die eingegrabenen In­ nenelektroden 3 und 4 sind jeweils abwechselnd in den Be­ reichen, an denen sie nicht mit einer Außenelektrode 5 oder 6 kontaktiert sind, durch einen ausgesparten Bereich nach innen versetzt.In Fig. 1 only a few inner electrodes 3 and 4 are indicated schematically and the outer electrodes 5 and 6 are designed as flat electrodes, one outer electrode 5 or 6 at contact points each with the same polarity, the inner electrodes 2 or 3 , are contacted. The buried inner electrodes 3 and 4 are each alternately rich in the loading where they are not contacted with an outer electrode 5 or 6 , offset by a recessed area to the inside.

Aus Fig. 2 ist linke eine Ansicht der Innenelektrode 4, beispielsweise der Pluspol, erkennbar, bei der oben ein ausgesparter Bereich 7 und unten die Kontaktierung der Außenelektrode 5 ersichtlich ist. In der Mitte ist eine Ansicht der Innenelektrode 3, beispielsweise der Minus­ pol, erkennbar, bei der unten ein ausgesparter Bereich 8 und oben die Kontaktierung der Außenelektrode 6 ersicht­ lich ist. Rechts ist eine Projektion der Ansichten der beiden Innenelektroden 3 und 4 gezeigt, bei der die aus­ gesparten Bereiche 7 und 8 und die Kontaktierungen der Außenelektroden 5 und 6 erkennbar sind.A view of the inner electrode 4 , for example the positive pole, can be seen on the left in FIG. 2, with a recessed area 7 at the top and the contacting of the outer electrode 5 at the bottom. In the middle, a view of the inner electrode 3 , for example the minus pole, can be seen, in which a recessed area 8 below and the contacting of the outer electrode 6 are visible. On the right, a projection of the views of the two inner electrodes 3 and 4 is shown, in which the areas 7 and 8 saved and the contacts of the outer electrodes 5 and 6 can be seen.

In Fig. 3 ist eine zu der Fig. 2 etwas veränderte Geo­ metrie der ausgesparten Bereiche 7 und 9 gezeigt.In Fig. 3 a slightly changed to Fig. 2 geometry of the recessed areas 7 and 9 is shown.

Aus Fig. 4 ist links eine Ansicht einer Innenelektrode 4 mit kreisauschnittsförmiger Geometrie erkennbar, bei der rechts oben der ausgesparte Bereich 7 und links unten die Kontaktierung der Außenelektrode 5 ersichtlich ist. Die Innenelektrode 3 ist zur Innenelektrode 4 spiegelbildlich gestaltet und weist links unten den ausgesparten Bereich 8 und rechts oben die Kontaktierung der Außenelektrode 6 auf. In der Projektion liegen sich die Kontaktierung der Außenelektroden 5 und 6 nach der Fig. 4 damit diagonal gegenüber.From Fig. 4 is a view of an internal electrode 4 having kreisauschnittsförmiger geometry is to the left seen in the top right corner of the recessed portion 7 and the bottom left of the contacting of the outer electrode can be seen. 5 The inner electrode 3 is designed as a mirror image of the inner electrode 4 and has the recessed area 8 at the bottom left and the contacting of the outer electrode 6 at the top right. In the projection, the contacting of the outer electrodes 5 and 6 according to FIG. 4 is thus diagonally opposite.

Fig. 5 zeigt eine Abwandlung der Fig. 4 mit sich auf einer Seite gegenüberliegenden Außenelektroden 5 und 6. FIG. 5 shows a modification of FIG. 4 with outer electrodes 5 and 6 lying opposite one another on one side.

Ausführungsbeispiele nach den Fig. 9 und 7 zeigen Geo­ metrien der Innenelektroden 3 und 4, bei denen weite Be­ reiche des Randreichs ausgespart sind und die jeweils diagonal gegenüberliegenden Außenelektroden 5 und 6 auf­ weisen. Hierzu unterschiedlich sind Ausführungsbeispiele nach Fig. 8 und Fig. 9 mit einer abgerundeten Geometrie der Innenelektroden 3 und 4 versehen, bei denen die Au­ ßenelektroden 5 und 6 jeweils sich gegenüberliegend in der Mitte jeweils einer Seitenfläche angeordnet sind.Embodiments of FIGS . 9 and 7 show geometries of the inner electrodes 3 and 4 , in which wide areas of the marginal area are recessed and the respective diagonally opposite outer electrodes 5 and 6 have. For this purpose, different embodiments are shown in FIG. 8 and FIG. 9 is provided with a rounded geometry of the internal electrodes 3 and 4 in which the Au ßenelektroden 5 and 6, one side surface are each arranged opposite one another in the middle in each case.

Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit relativ dicht beieinanderliegenden Außenelektroden 5 und 6 auf einer Seite des Piezoaktors 1 und mit kleinen ausgesparten Be­ reichen der Innenelektroden 3 und 4. Fig. 10 shows an embodiment with relatively closely spaced outer electrodes 5 and 6 on one side of the piezo actuator 1 and with small recessed Be the inner electrodes 3 and 4th

Fig. 11, Fig. 12 und Fig. 13 zeigen jeweils Ausfüh­ rungsbeispiele eines Piezoaktors 10 mit runder Kontur und entsprechend runden Geometrien von Innenelektroden 11 und 12; die Außenelektroden 5 und 6 sind jeweils gegenüber­ liegend kontaktiert. Bei den Fig. 12 und 13 ist eine Innenbohrung 13 vorhanden; hierdurch kann mittels einer innenliegenden, hier nicht dargestellten, Stange nicht nur eine Kraft in Druckrichtung sondern auch eine Zug­ kraft bei einer Betätigung des Piezoaktors 10 ausgenutzt werden. Außerdem ist gemäß der Fig. 13 hierbei auch ein elektrischer Anschluss einer Außenelektrode 14 an eine der Innenelektroden 11 oder 12 im Inneren der Bohrung 13 möglich, wobei eine Außenelektrode 15 in der oben erwähn­ ten Weise außen kontaktiert wird. ... 11, Fig 12 and Fig 13 respectively show examples of a piezoelectric actuator exporting approximately 10 with a round contour and corresponding circular geometries of internal electrodes 11 and 12; the outer electrodes 5 and 6 are contacted opposite each other. . In Figures 12 and 13 has an internal bore 13 is present; in this way, not only a force in the pressure direction but also a tensile force can be used when the piezo actuator 10 is actuated by means of an inner rod (not shown here). 13 also is shown in FIGS. In this case also an electrical connection of an external electrode 14 on one of the internal electrodes 11 or 12 inside the bore 13 is possible, wherein an outer electrode 15 in the above manner is contacted erwähn th outside.

Bei einem Ausführungsbeispiel nach Fig. 14 sind bei ei­ ner rechteckigen, nicht quadratischen Kontur des Piezoak­ tors 1 die Außenelektroden 5 und 6 an stegförmig heraus­ geführten Bereichen der Innenelektroden 3 und 4 an einer Seite angeordnet. Ein Piezoaktor 16 mit an abgeschrägten Ecken angebrachten Außenelektroden 17 und 18 ist aus Fig. 15 zu entnehmen.In an embodiment according to FIG. 14, the outer electrodes 5 and 6 are arranged on web-shaped areas of the inner electrodes 3 and 4 on one side in a rectangular, non-square contour of the piezo actuator 1 . A piezo actuator 16 with external electrodes 17 and 18 attached to bevelled corners can be seen in FIG. 15.

Nach Fig. 16 und Fig. 17 wird ein Piezoaktor 18 mit ei­ ner hexagonalen Kontur aufgebaut, wobei Außenelektroden 19 und 20 an Stege der Innenelektroden 21 und 22 ange­ schlossen worden. Die Fig. 17 zeigt dabei eine Ansicht einer Grünfolie 23 als Grundmaterial der Piezolagen mit einem Druck- und Standlayout für die eingegrabenen In­ nenelektroden 21 und 22 vor dem Heraustrennen aus der Fo­ lie.According to Fig. 16 and Fig. 17, a piezoelectric actuator is built up with 18 egg ner hexagonal contour, having been external electrodes 19 and 20 on the webs of the inner electrodes 21 and 22 are closed. Fig. 17 shows a view of a green sheet 23 as a base material of the piezoelectric layers having a pressure and prior layout for the buried In nenelektroden 21 and 22 lie in front of the separating out of the Fo.

Claims (9)

1. Piezoaktor, mit
  • - einem Mehrschichtaufbau von Piezolagen (2) und da­ zwischen angeordneten Innenelektroden (3, 4; 11, 12; 21, 22) die derart in die Piezolagen (2) eingegraben sind, dass sie in einem vorgegebenen Bereich nicht bis an die Außenseite des Piezoaktors (1; 10; 18) heranreichen und mit
  • - einer von Schicht zu Schicht wechselnden Kontaktie­ rung der Innenelektroden (3, 4; 11, 12; 21, 22) mit Au­ ßenelektroden, wobei die Kontaktierung jeweils in dem Bereich erfolgt, in dem in der jeweils benach­ barten Schicht keine Innenelektrode (3, 4; 11, 12; 21, 22) an die Außenseite herangeführt ist.
1. Piezo actuator, with
  • - A multi-layer structure of piezo layers ( 2 ) and there between internal electrodes ( 3 , 4 ; 11 , 12 ; 21 , 22 ) which are buried in the piezo layers ( 2 ) in such a way that they do not reach the outside of the piezo actuator in a predetermined area ( 1 ; 10 ; 18 ) and reach with
  • - A layer-by-layer contacting tion of the internal electrodes ( 3 , 4 ; 11 , 12 ; 21 , 22 ) with external electrodes, the contacting taking place in the area in which no internal electrode ( 3 , 4 ; 11 , 12 ; 21 , 22 ) is brought up to the outside.
2. Piezoaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
  • - die Außenelektroden (5, 6, 14, 15; 17, 18; 19, 20) jeweils auf einer Seite des Piezoaktors (1) angebracht sind.
2. Piezo actuator according to claim 1, characterized in that
  • - The outer electrodes ( 5 , 6 , 14 , 15 ; 17 , 18 ; 19 , 20 ) are each attached to one side of the piezo actuator ( 1 ).
3. Piezoaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
  • - die Außenelektroden (5, 6; 17, 18) jeweils auf gegenüber­ liegenden Seiten des Piezoaktors (1) angebracht sind.
3. Piezo actuator according to claim 1, characterized in that
  • - The outer electrodes ( 5 , 6 ; 17 , 18 ) are each mounted on opposite sides of the piezo actuator ( 1 ).
4. Piezoaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
  • - die Außenelektroden (5, 6; 17, 18) jeweils auf diagonal gegenüberliegenden Seiten des Piezoaktors (1) ange­ bracht sind.
4. Piezo actuator according to claim 3, characterized in that
  • - The outer electrodes ( 5 , 6 ; 17 , 18 ) are each placed on diagonally opposite sides of the piezo actuator ( 1 ).
5. Piezoaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
  • - die Schichten des Piezoaktors (1) rechteckig, insbe­ sondere auch quadratisch aufgebaut sind.
5. Piezo actuator according to one of the preceding claims, characterized in that
  • - The layers of the piezo actuator ( 1 ) are rectangular, in particular also special square.
6. Piezoaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
  • - die Schichten des Piezoaktors (10) eine runde Kontur aufweisen.
6. Piezo actuator according to one of claims 1 to 4, characterized in that
  • - The layers of the piezo actuator ( 10 ) have a round contour.
7. Piezoaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
  • - die Schichten des Piezoaktors (18) eine hexagonale Kontur aufweisen.
7. Piezo actuator according to one of claims 1 to 4, characterized in that
  • - The layers of the piezo actuator ( 18 ) have a hexagonal contour.
8. Piezoaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
  • - im Piezoaktor (10) in Richtung des Mehrschichtaufbaus eine Innenbohrung (13) vorhanden ist.
8. Piezo actuator according to one of the preceding claims, characterized in that
  • - An internal bore ( 13 ) is present in the piezo actuator ( 10 ) in the direction of the multilayer structure.
9. Piezoaktor Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
  • - die Piezolagen (2) mit den eingegrabenen Innenelektro­ den (21, 22) aus einer Grünfolie (23) mit flächig in­ einander verschachtelten Einzellagen herausgetrennt sind, wobei ein weitgehend zusammenhängendes Drucklay­ out für die Innenelektroden (21, 22) herstellbar ist.
9. Piezo actuator claim 7, characterized in that
  • - The piezo layers ( 2 ) with the buried internal electrodes ( 21 , 22 ) are separated from a green sheet ( 23 ) with flat individual layers that are nested in one another, a largely coherent print layout for the internal electrodes ( 21 , 22 ) being producible.
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