[发明专利]具有内置接触的压电致动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种按照独立权利要求的前序部分的特征所述的、例如作为压电喷射器的组件或者用来操作例如阀门或类似物等机械组件的、具有内置接触的压电致动器。

背景技术

已知的是，在先前提到的压电致动器的结构中可以按照下述内容置入压电元件，即，在利用所谓的压电效应的情况下，可以实现对阀门或类似物的针阀升程进行控制，其中，压电元件由具有合适晶体结构的材料构成。在加载外部电压的时候，压电元件做出机械式的反应，该反应示为有关于晶体结构和电压加载区域的、沿着可预定方向的压入或拉出。

这种压电致动器的结构在现有技术中作为所谓多层-驱动器由多个层组成，其中，内部电极分别沿着作用方向设在层之间并分别外接触或内接触，其中，电压通过内部电极施加。

在DE 103 35 019 A1中公开了一种压电致动器，它具有压电元件，该压电元件具有由压电层形成的多层结构、还具有沿着作用方向在其间设置的内部电极，内部电极可以被交替地加载正或负电荷。在这里，内部电极与接触元件的交替接触如下地进行，即，接触元件分别处于压电元件的内部凹槽中并然后以合适的方式与各个内部电极接触。这可以例如通过相应地设计各个内部电极来实施，内部电极依赖于各极性分别具有不同的设计方案并且交替地导入内部凹槽。

其中，为了实现外接触而让内置的销垂直于层式结构向外引导。在按照现有技术的压电致动器中，接触元件是导电销，导电销利用导电材料、例如聚合物如下地浇铸而成，即，内部电极与电源正极和电源负极的分别接触可以通过分别配给的销实施。

其中，导电材料应该如下地提供，即它可以在预定的构造空间中接受通过压电元件升程和通过温度变化产生的膨胀并同时确保内部电极在压电致动器的整个寿命期间电接触。

发明内容

开文所述的、具有由压电层形成的多层结构、还具有沿着作用方向在其间设置的内部电极、并且内部电极可以被交替地加载正或负电荷的压电致动器具有内置交替的内部电极接触。其中，按照发明以具有优点的方式如下地构成内部接触，即，芯电极设有在装配之前就可安置的导电弹性体作为外罩，该外罩具有预定的缺口式几何体以用来提高弹性。其中，缺口式几何体优选由沿着纵向螺旋形地围绕外罩引导的缺口形成。

通常，内部芯电极的内置的电联接尤其在汽车燃料例如柴油喷射系统中的压电致动器中使用时具有优点，因为在这里可以改善相对于“从外部加载在压电致动器上的燃油压力”的高压密封。

引入了“弹性覆层的芯电极”的按照发明的公开因此特别具有优点，因为不然的话，把内置接触元件安置到相对小而长的、作为具有大约1mm直径且长度为50mm至70mm的凹槽的孔中是相当困难的。利用所公开的螺旋式引导的缺口还可以实现接触元件的简易装配，因为就此而言只需一定程度地对接触元件进行旋入。

同时，在现有技术中所必须的“对孔进行额外的填充”也得以省略。此外，备好的接触元件作为连接电极按照发明可以在装入孔之前就已经在压电致动器之外得到电子式和机械式的检测。

所公开的按照发明的实施例通过缺口式几何体具有优点地具备最佳的弹性，其中，正如上面提到的那样，缺口式几何体优选螺旋式地通过接触元件的整个长度延伸，并且在压电致动器的整个寿命期间利用压电元件的强烈升程变化将足够的压应力施加给孔并实现内部电极的良好接触。而且还不会在接触元件上建立静态的压力。另外，如果缺口式几何体为了进一步改善弹性而还附加具有至少一个纵向切槽，那么也是具有优点的。

在第一实施例中，芯电极作为具有恒定圆周的销构成，根据第二实施例，芯电极设有锥形的、向着压电致动器顶部渐窄的横截面，从而弹性尤其在升程有效的顶部中通过增厚的外罩得以改善。在第三实施例中，芯电极螺线式地构成，从而本质上为金属质地的芯电极也能够加入确定的机械式升程。

另外一种实施例涉及作为具有恒定圆周的销构成的芯电极，其中设有用来容纳接触元件的孔，该孔具有锥形地向着压电致动器顶部渐窄或渐宽横截面。就此而言，接触元件分别从具有较宽横截面的侧面装入，从而不仅显出了更好的可装配性，而且也显出了接触元件的可拆除性。

对于最后提到的实施例中的装配而言，在孔的内壁上用来接受接触元件的弹性体的压应力可以通过装配力得到轻易控制。就此而言，对芯电极进行降温也是有益的。在各种情况下都能够轻易地施行向着锥口的拆除。

附图说明

按照发明的压电致动器的实施例借助附图来阐述。其中：

图1是按照现有技术的具有用于内部电极的内置接触的压电致动器的纵向截面；