[发明专利]弯曲转换器元件以及弯曲转换器模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种弯曲转换器元件。本发明还涉及一种弯曲转换器模 块，在该弯曲转换器模块中组装多个弯曲转换器元件。

背景技术

弯曲转换器，如开头对于弯曲转换器元件所提及的，主要用于充分 利用间接的或互反的压电效应，也就是说将电能转换成机械能。同样， 压电的弯曲转换器也适用于将机械能转换成电能。此时充分利用直接的 压电效应。

对于压电的弯曲转换器有许多技术应用。这样的应用例如是作为喷 墨打印机的打印头，作为加速度测量或压力测量的传感器，作为用于在 织机，编织机或针织机中传递图案信息的设定元件，作为盲人阅读器中 的布莱叶盲文中、气动阀中、书写测量仪中或非接触式表面测量工具中 的设定元件。压电的弯曲转换器也可以作为发电机用于提供电能。这种 应用领域例如是产生能量用于测量电子装置，该测量电子装置例如设置 在可运动部件或旋转部件上并且一定程度上通过电缆只能复杂地导通。

为了运转所述的压电的弯曲转换器，压电作用的覆盖层通常面状地 设有电极(也称为接触面)。尤其是在导电的支承体的情况下支承体本 身也可以作为这种接触面。如果在接触面上加上电压，这根据极性导致 设置在接触面之间的压电的覆盖层的收缩或膨胀。因此整个弯曲转换器 弯曲，或者在弯曲转换器的固定端部固定时浮动端部被确定地偏移。

相反，在弯曲转换器通过机械的影响而相对于其静止位置发生弯曲 时，在压电覆盖层的接触面或电极之间产生电压。因此压电的覆盖层收 缩或膨胀，因此由于直接的压电效应建立电压。

上述类型的弯曲转换器例如由DE 19520796A1、DE 4025436A1 或DE 19620826B1已知。

前述类型的包括多个压电弯曲转换器的弯曲转换器模块用于将电子 的信息信号转换成可机械地探测的信息信号。例如具有多个平行设置的 电气的弯曲转换器的弯曲转换器模块用于控制织机、编织机或针织机的 织针或成圈元件。为了在由纺织机产生的物品中形成图案，是否成圈的 信息通过机械地探测相应的压电弯曲转换器的偏移得到。这样的弯曲转 换器模块尤其是适合用在提花机中。这样的弯曲转换器模块例如由US 3,961,501A或EP 0210790A2已知。在DE 19706755.7A1中也建议一 种这样的弯曲转换器模块。

压电作用的覆盖层通常由压电陶瓷制成。压电陶瓷通过其组分允许 适配于不同的要求，例如在热膨胀系数、压电效应大小方面或也在柔性 方向提出这些要求。尤其是已知一定的氧化物陶瓷，例如基于铅-锆- 钛，它们具有优良的特性。

压电作用的覆盖层和尤其是压电陶瓷不利地展现高的断裂敏感性。 尤其是在将压电作用的覆盖层施加在柔性的支承体上的弯曲转换器中， 在装配时、在更换时或一般地在运输时必需极其小心地进行。需要注意 到，弯曲转换器不能机械地弯曲得超过临界的界限。另外在弯曲转换器 模块中在小的空间中组装许多弯曲转换器，此外弯曲转换器的定向在其 安装到模块中是需要的。尽管小心地进行，在安装或定向弯曲转换器时 高的断裂敏感性仍然导致不期望的高的损坏比率。

发明内容

本发明的任务在于，提供开头所述类型的弯曲转换器元件和提供开 头所述类型的弯曲转换器模块，其中在装配、运输或定向时弯曲转换器 的损坏比率相对于现有技术的已知的实施形式下降。

第一个任务按本发明通过一种弯曲转换器元件达到，其包括一个保 护壳体和设置在这一个保护壳体中的仅一个弯曲转换器，该弯曲转换器 具有一个扁平的支承体和施加在支承体的至少一面上的压电作用的覆盖 层，该弯曲转换器基本上由保护壳体包围并且以其固定端部直接固定在 保护壳体中。

本发明在此基于如下考虑，即压电的弯曲转换器由于在运输时并尤 其是在人工装配时部分变得必要的机械载荷而损坏。特别高的损坏危险 在于弯曲转换器在弯曲转换器模块中的安装和定向中。在此，弯曲转换 器必须以其固定端部固定在弯曲转换器模块中，同时以其支承体和浮动 端部为了完好的功能而正确地定向。