压电-弯曲换能器及其应用制造技术

提出一种压电－弯曲换能器，它具有纵向的底架（２），底架在至少一个纵侧面上装有压电单元（５）。压电单元（５）拥有单层或多层压电材料层（１２）和靠近其的电极（１３ａ，１３ｂ）。此外，压电单元（５）包括包围压电体（８）的环形电绝缘涂层，它在压电体（８）和处于底架（２）的线段（２６）之间具有一个或多个导电贯穿触点（２７ａ，２７ｂ）。后者产生电极（１３ａ，１３ｂ）和底架（２）之间的电连接。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种压电-弯曲换能器，带有纵向底架，它在至少一个纵侧面上装有一压电单元，它们具有带一个或多个压电材料层和分配给它们的电极，其中，电极与底架导电连接。此外，本专利技术还涉及这种压电-弯曲换能器的应用。WO99/17383公开了一种上述类型的压电-弯曲换能器，拥有纵向底架，它在彼此相反的纵侧面上装有各自一个压电单元。压电单元包括采用多层技术制造的压电体和分配给该压电体的电极。通过向电极上施加控制电压，可以在压电体内产生电场，它向自身牵引压电体的纵向结构，并造成压电-弯曲换能器与固定位置相应的、可与回转运动相比较的偏移。为了能够施加控制电压，各压电单元的电极与可与电源连接的底架触点接通。在公开的弯曲换能器工作中，因湿度会产生一定问题。如果压电-弯曲换能器，例如作为控制液体的阀门的执行机构使用，始终受到含有湿度的介质绕流，局部可能出现短路，它损坏压电-弯曲换能器的偏移状态和装有压电-弯曲换能器装置的功能能力。本专利技术的目的在于，提供一种上述类型的压电-弯曲换能器，它制造简单，对外界的影响，特别是对湿度不敏感。其他目的存在于这类压电-弯曲换能器的使用说明中。首先提及的目的通过上述类型的压电-弯曲换能器得以实现，其中，压电单元具有包围压电体的环形电绝缘涂层，涂层装有一个或多个导电的透过触点接通，用于电极的电气触点接通。按照这种方式，存在压电-弯曲换能器，其中，具有电极的压电体通过包络它的电绝缘涂层整体封闭，并对外界屏蔽。外界的影响因此不可能与压电体及其部件产生接触，从而可以消除例如由湿度造成的功能损坏。为施加控制电压，压电单元根据实施方式带有一个或多个穿过涂层的导电的贯穿触点。虽然原理上可以将整个压电-弯曲换能器加装整体涂层。但是，存在的一个或多个独立于底架的压电单元的独立外壳，无论是在加工技术上，还是考虑到成本，优点并非不突出。贯穿触点可以在压电材料的电极和底架的导体之间产生导电连接，或者通向压电材料其他外表面上的电极。本专利技术的具有优点的进一步构成由从属权利要求表明。实用的方式是，贯穿触点处于涂层的靠近底架的线段内，从而在将压电单元安装到底架上的同时，可以进行各自压电单元和底架之间的电气触点接通。此外，一般情况下，通过压电单元和底架之间存在的，用于压电单元定位的粘接层，贯穿触点的外界范围可以可靠地与外界密封。在各贯穿触点接通的范围内，底架实用方式地拥有与贯穿触点接通连接的导电接触面。此外的优点是，为每个贯穿触点分配一个涂层的毗邻底架线段上靠近底架的外表面，用于底架的触点接通。触点接通可以具有足够大的轮廓，从而在安装压电单元时，无需费力校准便可保证可靠准确地触点接通。依据本专利技术结构的优点是，压电体只有一个压电材料层，因此构成单层压电体。然而，由于存在大量电极，带有多数压电材料层的多层-压电体结构，证明是值得推荐的。作为电绝缘涂层的材料，实用的方式是使用Parylene(由p-混合二甲苯构成的热塑性聚合物薄膜的组合符号)或聚酰亚胺(耐高温塑料的组合符号，一般含有芳香基)。贯穿触点本身可以任意构成。在一种特别简单的实现方式中，涂层中可以在其制造时留出贯通孔，然后用导电材料，例如导电胶将孔填充。原理上，底架也可以具有固有涂层。但是，因为压电体的外形上已经封闭了重要成分，所以，底架的无涂层设置毫无问题也是可以的。压电-弯曲换能器可以作为单一形-弯曲换能器，装有仅一个压电体，或者也可以作为三种状形-弯曲换能器，装有两个在彼此相反的纵侧面上封闭的压电体。为实现上述的其他目的，压电-弯曲换能器作为具有传动-或密封功能的执行机构使用，例如与用于液体控制的阀门相联系。涂层的外表面在这里可以直接作为加载面和/或者密封面，在这种关系上，由具有所希望的摩擦系数和/或者密封特性的材料构成。下面，借助附图对本专利技术作详细说明。其中附图说明图1示出依据本专利技术压电-弯曲换能器的优选实施例的纵截面，根据图2中I-I切线的放大图，和图2示出图1中压电-弯曲换能器的顶视图，局部在根据图1切线II-II的纵截面上。图1中一般采用数字1标示压电-弯曲换能器，它有板状的纵向的并具有平面外形的底架2，底架2带有单层-或多层结构。所描述的单层结构，也就是单层-结构，最好由纤维复合材料，例如由碳素纤维强化的或玻璃纤维强化的环氧树脂构成。另一个最好的结构具有由塑料，例如聚酰亚胺构成的多层结构。在这种材料中可以包含电极组织。可能的多层结构在图1中通过点线的层虚线3表示，它同时也表示底架2的延长面。底架2的两个纵侧大平面的外表面之一，构成第一个支承面4，4在前部范围内装有第一个压电单元5。后者同样有一纵向外形，并与底架2的纵轴线平行延伸，然而，其中根据实用方式，它略短于底架2，以至于背面带有连接段6的该底架凸出第一个压电单元5。底架2装有多个在其纵向上延伸的电导体，下面，为了更容易理解，第一个和第二个电导体用7a，7b表示。它们从连接段6的端侧末端范围向第一个压电单元5的方向延伸，5此时在下面将它们夹紧。在连接段6的范围内，第一个和第二个电导体7a，7b可以本身公知的方式连接在电源开关上，以便获得或产生压电-弯曲换能器1工作所要求的控制电压。第一个和第二个电导体7a，7b在实施例中，在第一个支承面4上移动。安装在第一个支承面4上的第一个压电单元5拥有纵向的压电体8，它包括多个在与延长面3呈直角的叠置方向9上平面重叠设置的压电材料层12。压电材料例如是一种适用的压电陶瓷。在叠置方向9上彼此直接相邻的压电材料层12之间，电极13a，13b随着平面的扩大交替延伸。它们可以是金属层，例如以银/钯-金属层的形式。除了距底架2最近最低的压电材料层12a和与其相反最高的压电材料层12b外，它们在远离层体的侧面无电极构成，因此，压电材料层12在相反侧面的两侧，各有第一个和第二个电极13a，13b。第一个和第二个电极13a，13b端面接到压电材料层12的外面，其中，第一个电极13a整体共同与第一个电接触剂14a连接，而第二个电极13b共同与第二个电接触剂14b触点接通。在安装的第一个压电单元5中，第一个电接触剂14a以及第一个电极13a与底架2的第一个导体7a连接。在可以比较的方式上，第二个电极13b通过第二个电接触剂14b在第二个电导体7b上触点接通。第一个压电单元5以适当的方式固定在第一个支承面4上。在实施例中，它是通过粘贴进行的，其中，在第一个压电单元5和第一个支承面4之间装有粘接基层15。如果第一个和第二个电导体7a，7b将足够高的控制电压施加在第一个和第二个电极13a，13b上，在压电材料层12内部叠置方向9上形成极化的电场，结果是，在压电-弯曲换能器1的纵向16上测量的压电材料层12的纵向尺寸缩短。它的后果是，压电-弯曲换能器1受到弯曲，按箭头17垂直向弯曲换能器纵向偏移。这一运动可以使用，以便施加传动-或密封功能。在实际使用中，压电-弯曲换能器1背面夹紧，其中，它利用其前部范围进行偏移运动。夹紧可以在连接段6上和/或者在第一个压电单元5的紧靠其背面的末端范围内进行。压电-弯曲换能器1的一个优选应用，在图1中以点线标示。从图中可以看到，那里有以阀门外壳18的截面，阀门具有液体管道22，管道有一液体管道出口23，出口靠近第一个压电单元5的远离底架2的本文档来自技高网...

【技术保护点】
压电－弯曲换能器，带有纵向底架（２），它在至少一个纵侧面上装有压电单元（５，５ａ），它们具有带一个或多个压电材料层（１２）和分配给它们的电极（１３ａ，１３ｂ）的压电体（８），其特征在于，压电单元（５，５ｂ）具有包围压电体（８）的环形电绝缘涂层（２５），涂层装有一个或多个导电的穿透触点（２７ａ，２７ｂ），用于电极（１３ａ，１３ｂ）的电气触点接通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2000-5-15 10023310.41.压电-弯曲换能器，带有纵向底架(2)，它在至少一个纵侧面上装有压电单元(5，5a)，它们具有带一个或多个压电材料层(12)和分配给它们的电极(13a，13b)的压电体(8)，其特征在于，压电单元(5，5b)具有包围压电体(8)的环形电绝缘涂层(25)，涂层装有一个或多个导电的穿透触点(27a，27b)，用于电极(13a，13b)的电气触点接通。2.按权利要求1所述的压电-弯曲换能器，其特征在于，穿透触点(27a，27b)设置在处于压电体(8)和底架(2)之间的线段(26)中，并在电极(13a，13b)和底架(2)或底架(2)的导电体(7a，7b)之间产生导电连接。3.按权利要求2所述的压电-弯曲换能器，其特征在于，底架(2)在各自的穿透触点(27a，27b)范围内，具有与其触点接通的导电接触面(33)。4.按权利要求2或3所述的压电-弯曲换能器，其特征在于，为每个穿透触点(27a，27)分配一个涂层(25)的毗邻底架(2)线段(26)上靠近底架(2)的外表面(24b)，最好构成连接衰减器的触点接通层(32)，用于底架(2)的触点接通。5.按权利要求1至4之一所述的压电-弯曲换能器，其特征在于，底架(2)具有单层或多层结构，其中，通过底架(2)的导电体(7a，7b)，可在电极(13a，13b)上施加控制电压。6.按权利要求5所述的压电-弯曲换能器，其特征在于，导电体(7a，7b)至少部分设置在多层底架(2)的内部。7.按权利要求1至6之一所述的压电-弯曲换能器，其特征在于，在底架(2)的纵向上，至少有两个彼此相隔的穿透触点(27a，27b)。8.按权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：A施密德，M里德尔，K卢比茨，M麦希尔，M霍夫曼，M魏恩曼，
申请(专利权)人：费斯托合资公司，西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]