专利名称：压电执行元件的利记博彩app
技术水平本发明涉及一种按照独立权利要求所述类型的压电执行元件，它例如用于操作一个机械构件如一个阀或类似物。
一般公知，在利用所谓的压电效应的情况下可以由具有合适的晶体结构的材料构造压电元件。压电元件在被施加上外部的电压时进行一个机械反应，根据晶体结构以及电压的施加区域，该反应是在一个预定方向上的压或拉。这种压电执行元件在此可以是由多层构造的(多层覆板一执行元件)，其中，被施加上电压的这些电极分别被安置在这些层之间。在运行压电执行元件时应注意的是，不能让层结构中的机械应力形成起干扰作用的裂纹。
本发明的优点开头所述类型的、例如可以被用来操作机械构件的压电执行元件以有利的方式利用由压电材料层和它们之间安置的电极构成的多层结构来构成。在电极交替地在侧面上触点接通的情况下，在两个压电材料层之间的区域中分别形成一个中性相。因为分别在一个侧面上触点接通的电极被梳状集成在该层结构中，因此，在层结构方向上相随的电极必须分别交替地在相对的侧面上触点接通。
这些在一个侧面上被触点接通的电极在此可以被不是完全地通到相对的侧面上，否则电压击穿会导致压电执行元件被损坏。在操作一个压电执行元件时，即，向在层结构中相对的电极间施加上一个电压时，在电极区域中以及在未接通电的中性相中出现不同的机械力，它们会导致在压电执行元件中出现机械应力以及形成裂纹。
按照本发明，以有利的方式在垂直于以多层结构造型的层结构夹紧压电执行元件时有目的地在中性相区域中施加上提高的机械应力，以阻止裂纹形成。
在一个有利的实施形式中，多层结构的至少一个外盖层在外端部面上被这样构型，即，它在中性相区域中具有一个加厚部，并可以这样在此有目的地获得一个提高了的预应力。该加厚部可以以简单方式例如通过磨削盖层来形成。
在另一个有利的实施形式中，在多层结构的层之间安置一个绝缘层，它在中性相区域中分别具有一个加厚部并且以与第一实施例中类似的方式起作用。
另一个实施形式以有利的方式具有在多层结构中特殊构型的电极，它们同样在中性相区域中分别具有一个加厚部，其中，鉴于不同的前述实施形式，将几个或所有特征相互组合。
除由权利要求书外，也可由说明书以及附图得出本发明有利的进一步构造的这些以及其它特征，其中，各个特征可以分别单独或多个以下面组合的形式在本发明的实施形式中以及在其它领域中被实施，并且本身可以是可被保护的在此被要求保护的实施结构。
附图根据附图对本发明压电执行元件的实施例予以说明。其中，
图1是一个压电执行元件的剖视图，它具有由压电陶瓷和电极构成的层的多层结构；图2是在没有施加电压时通过中性相区域中的层结构的局部剖视图；图3是在施加电压时通过中性相区域中的层结构的局部剖视图；图4是一个压电执行元件的第一个实施例，其中一个外盖层在中性相区域中在侧面上具有加厚部；图5是一个压电执行元件的第二个实施例，其中一个外盖层在中性相区域中在相对的角上具有加厚部；图6是一个压电执行元件的第三个实施例，其中电极在中性相区域中具有加厚部；图7是一个压电执行元件的第四个实施例，其中在层之间分别安置一个绝缘层，所述绝缘层在中性相区域中在侧面上具有加厚部。
实施例说明在图1中示出了一个压电执行元件1，它以公知的方式由具有合适晶体结构的石英材料的压电薄膜2构造出，这样，利用所谓的压电效应，在通过接触面5和6在电极3和4上施加一个外部电压时实现压电执行元件1的一个机械反应。
由图2放大示出了压电执行元件1的一个区域，它示出了电极3和4，其中，在此可以看出电极4与接触面6的触点接通。因为电极3有另外的极性必须与该接触面6保持一个间距，因此在这里构成了中性相，在图中它们借助中性相7举例示出。由于上述原因而在空间上出现的压电效应不同，因此在中性相7中产生机械应力，这些机械应力导致材料损坏，它在图中用波形线8示意性示出。
图3示出了施加电压后的图2中区域，其中，由此产生的压电执行元件的机械反应用箭头9和10示出。在此可看出，在中性相7的区域中在箭头9方向上的伸长量小，因此产生在箭头10方向的一个力作用，它造成在中性相区域8中形成裂纹。
根据图4对本发明的第一实施例进行了说明，其中，在该多层结构上安置了一个外部的盖层11，该盖层在中性相7的区域中设有一个加厚部12，它在外部的最大值可以达到2至8μm的量级。借助该加厚部12可以在夹紧该压电执行元件1时在该中性相7的区域中产生一个预应力(Vorspannung)，它阻止了在电极3和4的区域8中形成裂纹(见图3)。
由图5可看到第二个实施例，它示出了带有加厚部13的外部的盖层11，所述加厚部设置在压电执行元件的相对的角部上。在此，中性相7同样构造在角部上，因为在该实施例中电极3和4的触点接通通过一个在角部上安置的接触面14以及一个不可见的在对角线上的接触面实现。
在图6的实施例中，通过电极3和4的仅仅在中性相7区域中的局域性加厚而起到在中性相7区域中的加厚作用。
图7的实施例示出了一个压电执行元件1，其中，在中性相7的区域中在压电层2之间设置上一个在此额外加厚的绝缘层15，以便在夹紧压电执行元件1时也在此带来一个预应力，它阻止裂纹形成。
权利要求
1．压电执行元件，具有压电层(2)的一个多层结构以及其间安置的电极(3,4)；电极(3,4)的交替的侧面触点接通结构(5,6)，其中，在两个压电层之间的、具有一个分别在相对的侧面上被触点接通的电极(3,4)的区域中具有一个没有电极层的中性相(7)，并且，多层结构的一个成型结构，通过它在垂直于层结构夹紧压电执行元件(1)时在该中性相(7)区域中可施加上增大的机械应力。
2．按照权利要求1所述的压电执行元件，其特征是，多层结构的至少一个外盖层(11)在外端部面上被这样构型，即，它在中性相(7)区域中具有一个加厚部(12；13)。
3．按照权利要求2所述的压电执行元件，其特征是，加厚部(12)相应于中性相(7)的配置被设置在盖层(11)的相对侧上。
4．按照权利要求2所述的压电执行元件，其特征是，加厚部(13)相应于中性相(7)的配置被设置在盖层(11)的对角线上相对的角部上。
5．按照权利要求2至4之一所述的压电执行元件，其特征是，加厚部是通过盖层的磨削构成的。
6．按照权利要求1所述的压电执行元件，其特征是，在多层结构的(多个或单个)层之间安置了一个绝缘层(15)，它在中性相(7)的区域中分别具有一个加厚部。
7．按照权利要求1所述的压电执行元件，其特征是，多层结构的电极(3,4)在中性相(7)的区域中分别具有一个加厚部。
8．按照权利要求2至7之一所述的压电执行元件，其特征是，这些权利要求的几个或所有特征相互组合。
全文摘要
一种压电执行元件,例如用于操作机械构件,其中设置了压电层(2)的多层结构以及其间安置的电极(3,4);在电极的交替的侧面触点接通结构(5,6)中设置了一个没有电极层的中性相(7),中性相中可能会产生裂纹,所述裂纹形成可以通过多层结构的一个成型结构避免,通过它在垂直于层结构夹紧压电执行元件(1)时在该中性相区域中可施加上增大的机械应力。
文档编号H02N2/00GK1315058SQ00801151
公开日2001年9月26日 申请日期2000年6月19日 优先权日1999年6月19日
发明者克劳斯－彼得·施莫尔, 弗里德里希·伯金 申请人:罗伯特·博施有限公司