專利名稱：壓電執(zhí)行元件的制作方法
技術(shù)水平本發(fā)明涉及一種特別適合于操作機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)上的控制或噴油閥的壓電執(zhí)行元件，它具有多層迭板形式的圓柱形壓電執(zhí)行元件體，后者由上下堆疊的壓電材料層以及位于它們之間的金屬或者說導(dǎo)電的第一和第二電極層構(gòu)成，第一和第二電極層被用作電極、相互交替，其中，這些第一和第二電極層分別交替地由導(dǎo)電的第一和第二共同電極連接件觸點(diǎn)接通。
一般知道圓柱結(jié)構(gòu)形式的壓電高壓執(zhí)行元件，它們由陶瓷單個(gè)盤件與固定電極堆疊成一個(gè)圓柱體(參見US專利4460842)。電極板被通到圓柱堆垛的外殼面，用于外部的電極連接，并且在那里被這樣直角彎曲，使得形成相互錯(cuò)開角度的條形電極連接件，它們可以分別使相互對應(yīng)的電極觸點(diǎn)接通。
對于使用壓電執(zhí)行元件來操縱機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)噴油閥而言，圓柱形的執(zhí)行元件具有優(yōu)點(diǎn)，這是因?yàn)樗梢宰罴训乩脟娚淦黧w中以及內(nèi)燃機(jī)汽缸蓋內(nèi)圓孔中的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)空間。這樣，在噴射器體或殼體內(nèi)在執(zhí)行元件旁也可以設(shè)置一個(gè)高壓孔。
執(zhí)行元件體的圓形輪廓要求電極有一個(gè)特殊結(jié)構(gòu)，以便使電極與相配的電極連接件可以在電以及機(jī)械上合理地連接。
本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)按照以上所述，本發(fā)明的目的是，提供一種壓電執(zhí)行元件，該執(zhí)行元件特別適合操作機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)上的控制或噴油閥，并且具有形式為多層迭板的圓柱形壓電執(zhí)行元件體，它由上下層疊的壓電材料層和位于其間的金屬或者說導(dǎo)電的、用作電極的、相互交替設(shè)置的多個(gè)第一及第二電極層構(gòu)成。在該壓電執(zhí)行元件中，電極層能夠與相對應(yīng)的電極連接件形成機(jī)械上穩(wěn)定、節(jié)省占位以及可靠的觸點(diǎn)接通。
該目的按照權(quán)利要求來達(dá)到。
解決方案被分為兩個(gè)發(fā)明方案。
在第一個(gè)發(fā)明方案中，圓柱形的執(zhí)行元件體具有一個(gè)內(nèi)孔，其中，第一個(gè)電極連接件被安置于內(nèi)部，第二個(gè)電極連接件在外部，或兩個(gè)電極連接件都在內(nèi)孔中。
按照第二個(gè)發(fā)明方案，執(zhí)行元件體同樣是圓柱形的，但沒有內(nèi)孔。電極連接件供于圓柱形執(zhí)行元件體的外殼面上，在角度上錯(cuò)開相對安置，在此，第一及第二電極層分別具有相應(yīng)的留空，這些留空絕緣地包圍與該電極層不接通的那個(gè)電極連接件。
以這種方式實(shí)現(xiàn)了一個(gè)具有優(yōu)點(diǎn)的壓電執(zhí)行元件，盡管有電極連接件，但執(zhí)行元件的外輪廓卻沒有或者幾乎沒有偏離圓柱形，這樣，這種壓電執(zhí)行元件可以窄小地配合安裝在噴射器體的圓柱形孔中，其中，在噴射體的壁上還有用于高壓孔的位置。
本發(fā)明的上述及其它特征在以下的描述各種實(shí)施例的說明書部分中變得更加清楚，如果結(jié)合附圖來讀該部分內(nèi)容的話。
附1A和

圖1B分別示出了根據(jù)本發(fā)明第一方案的壓電執(zhí)行元件的立體圖以及縱剖圖，圖2A和圖2B分別示出了根據(jù)本發(fā)明第一方案構(gòu)型的壓電執(zhí)行元件的一個(gè)變型結(jié)構(gòu)的立體圖以及縱剖圖，圖3A和圖3B分別示出了根據(jù)本發(fā)明第二方案的壓電執(zhí)行元件的立體圖以及縱剖圖，圖4至圖8分別以橫截面示出了在圖3A和3B中示出的壓電執(zhí)行元件實(shí)施例的變型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例圖1A示出了一個(gè)圓柱形壓電執(zhí)行元件體1，它設(shè)有一個(gè)圓柱形內(nèi)縱向孔2。
根據(jù)圖1B，在壓電執(zhí)行元件1中與第二電極層11交替設(shè)置的第一電極層10在執(zhí)行元件體1的由中心內(nèi)縱向孔2構(gòu)成的內(nèi)壁3上露出，并且在那里與一個(gè)第一共同電極連接件12觸點(diǎn)接通，而導(dǎo)電的第二電極層11在執(zhí)行元件體1的圓柱體外壁4上露出，并且在那里與一個(gè)第二共同電極連接件13觸點(diǎn)接通。以這種方式，將第一共同電極連接件12和第二共同電極連接件13分開設(shè)置在執(zhí)行元件體1的內(nèi)和外面上。在圖1B所示的執(zhí)行元件體1的截面中也可看出，與第一共同電極連接件12觸點(diǎn)接觸的第一電極層10沒有伸展到圓柱體外壁4，與第二共同電極連接件13觸點(diǎn)接通的第二電極層11沒有伸展到達(dá)由孔2構(gòu)成的執(zhí)行元件體1的內(nèi)壁3。
在原理上，第一共同電極連接件12可以呈圓形覆蓋執(zhí)行元件體1的整個(gè)內(nèi)壁3，而第二共同電極連接件也可以呈圓形覆蓋執(zhí)行元件體1的整個(gè)外壁4。另外，第一和第二電極連接件12，13也可以僅以條形平行于執(zhí)行元件體1的縱軸線設(shè)置。
在圖2A和2B中示出的、根據(jù)本發(fā)明第一方案構(gòu)型的壓電執(zhí)行元件的變型結(jié)構(gòu)與在圖1A和1B中示出的第一實(shí)施形式的區(qū)別在于，第一和第二電極層10和11都沒有在壓電執(zhí)行元件體1的圓柱體外壁4上露出，而是僅僅在由內(nèi)縱向孔2構(gòu)成的內(nèi)壁3上分別與第一和第二共同電極連接件12和13觸點(diǎn)接觸。
第一和第二共同電極連接件12和13構(gòu)成窄的接觸條，它們沿執(zhí)行元件體1的縱向位于內(nèi)壁3上。
在圖2A和2B中示出的本發(fā)明壓電執(zhí)行元件實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于大大地利用了有效的壓電面積。
而在圖1A和1B中所示的本發(fā)明壓電執(zhí)行元件的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，例如一個(gè)金屬銷形式的偏壓元件可以穿過內(nèi)孔2，以便在執(zhí)行元件體1的兩個(gè)端面上施加一個(gè)機(jī)械偏壓。由此可以取消在執(zhí)行元件體1的外面上設(shè)置弓形拉緊夾。
按照本發(fā)明第二方案構(gòu)型的壓電執(zhí)行元件沒有內(nèi)孔，如圖3A和3B所示。交替設(shè)置的第一和第二電極層10和11分別在圓柱形執(zhí)行元件體1的相對的外殼面上露出，并且在那里分別與第一和第二電極連接件12，13觸點(diǎn)接通。在圖3A的立體視圖中可看出，第一和第二電極連接件12，13分別可利用的接觸面在原理上可伸展達(dá)到圓柱體外殼面的幾乎180℃。第一和第二電極連接件12，13則分別構(gòu)成圓柱體外殼面的一個(gè)半殼層。為了使第一和第二電極連接件12，13相互絕緣，這些電極連接件留空出兩個(gè)條，它們位于直徑上相互相對的相反兩端。
在圖4A和4B中示出的剖視圖示出了這樣一種變型結(jié)構(gòu)，它帶有第一和第二共同電極連接件12和13的寬接觸面。按照圖4B，每個(gè)第一電極層10繞半殼狀的第二電極連接件13留空，其中，該留空17由不帶電極材料的陶瓷制成。同樣，每個(gè)第二電極層11繞第一共同電極連接件12留空，以使該共同電極連接件12相對于第二電極層11絕緣。該留空18也由不帶電極材料的陶瓷構(gòu)成。按照圖4A和4B，留空17，18的形狀分別是圓弧形，其中，第一和第二留空的圓弧所占的角度范圍比第二和第一電極連接件的半殼所占的角度范圍大一點(diǎn)。
在原理上，第一和第二共同電極連接件的接觸面越小，則壓電執(zhí)行元件的電極面被越好地利用。對此，在圖5A，5B，6，7中示出了解決方案。在此，第一和第二電極連接件12，13構(gòu)成了窄的、位于直徑上相反端的接觸條，它們沿縱向方向位于壓電執(zhí)行元件體1的外殼外面4上。因此，相應(yīng)的留空17和18可以變得這樣小，即，它們只占第一和第二電極層10，11相應(yīng)電極面積的小面積段。
與圖4和圖5有所不同，圖6至圖8的變型結(jié)構(gòu)示出僅僅一個(gè)截面視圖。其中，僅可看到一個(gè)電極層，例如第一電極層10和繞第二電極連接件13的接觸條的留空17。根據(jù)圖6和圖7，這些留空17被限制在第一電極層10的小面積段上。同樣，留空18(未示出)繞構(gòu)成第一共同電極連接件12的接觸條成形。
根據(jù)圖6，留空17，18具有扇形塊的形狀。根據(jù)圖7，留空17，18分別具有相應(yīng)地在第一和第二電極層上弧形切口的形狀。與圖5至7中不同的是，在圖8中，第一和第二共同電極連接件12，13與圖4中類似地實(shí)施成寬的半殼層形式，第一電極層的每個(gè)留空17繞第二電極連接件13呈大致月牙形。第二電極層11的第二留空18(未示出)繞第一電極連接件12有相同的形狀。
在所有圖3至8示出的實(shí)施例中，第一和第二電極層10，11都是根據(jù)圖3B錯(cuò)位配置的，其中，每個(gè)第一和第二電極層10，11在直徑上相對的相反端分別在圓柱體外殼面上露出，并且在那里分別與第一和第二共同電極連接件12，13的窄接觸條(見圖5，6及7)或者與第一和第二共同電極連接件12，13的更寬的接觸殼層(圖4和圖8)觸點(diǎn)接通。本發(fā)明壓電執(zhí)行元件的、在附圖中示出的實(shí)施例的外輪廓與圓柱形形狀沒有或幾乎沒有偏差，該圓柱形形狀對于預(yù)定的使用目的而言是最佳的。
權(quán)利要求
1.壓電執(zhí)行元件，特別是用于操作機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)上的控制或噴油閥，該壓電執(zhí)行元件具有一個(gè)形式為多層迭板的圓柱形壓電執(zhí)行元件體(1)，它由上下堆疊的壓電材料層和位于其間的金屬或?qū)щ姷摹⒂米麟姌O的、相互交替的第一和第二電極層(10，11)制成，其中，這些第一和第二電極層(10，11)分別交替地由一個(gè)導(dǎo)電的第一和第二共同電極連接件(12，13)觸點(diǎn)接觸，其特征在于，執(zhí)行元件體(1)具有一個(gè)內(nèi)縱向孔(2)，至少該第一共同電極連接件(12)設(shè)置在由內(nèi)縱向孔(2)構(gòu)成的執(zhí)行元件體(1)的內(nèi)壁(3)上，并且在那里與每個(gè)第一電極層(10)觸點(diǎn)接通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電執(zhí)行元件，其特征在于，第二共同電極連接件(13)設(shè)置在執(zhí)行元件體(1)的外壁(4)上，并且在那里與每個(gè)第二電極層(11)觸點(diǎn)接通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電執(zhí)行元件，其特征在于，第二共同電極連接件(13)也設(shè)置在執(zhí)行元件體(1)的內(nèi)壁(3)上，并且在那里與每個(gè)第二電極層(11)觸點(diǎn)接通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓電執(zhí)行元件，其特征在于，第一和第二電極連接件(12，13)在執(zhí)行元件體的內(nèi)壁上構(gòu)成窄的、位于直徑上相互相對的相反端的、沿執(zhí)行元件體(1)的縱向分布的電極條。
5.壓電執(zhí)行元件，特別是用于操作機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)上的控制或噴油閥，該壓電執(zhí)行元件具有一個(gè)形式為多層迭板的圓柱形壓電執(zhí)行元件體(1)，它由多個(gè)上下堆疊的壓電材料層和位于其間的金屬或?qū)щ姷?、用作電極的、相互交替的第一和第二電極層(10，11)制成，其中，這些第一和第二電極層(10，11)分別交替地由一個(gè)導(dǎo)電的第一和第二共同電極連接件(12，13)觸點(diǎn)接通，其特征在于，第一和第二電極層(10，11)分別在相互錯(cuò)開角度的位置上通到執(zhí)行元件體(1)的圓柱體外壁(4)上，并且在那里分別與第一和第二電極連接件(12，13)觸點(diǎn)接通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電執(zhí)行元件，其特征在于，第一和第二電極層的、在執(zhí)行元件體(1)的圓柱體外壁(4)上露出的部位，以及與第一和第二電極層觸點(diǎn)接通的第一和第二電極連接件(12，13)，相互相對位于直徑上相反端處。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的壓電執(zhí)行元件，其特征在于，每個(gè)第一電極層(10)繞第二電極連接件(13)具有一個(gè)與之絕緣的留空(17)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7之一所述的壓電執(zhí)行元件，其特征在于，每個(gè)第二電極層(11)繞第一電極連接件(12)具有一個(gè)與之絕緣的留空(18)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8之一所述的壓電執(zhí)行元件，其特征在于，第一和/或第二電極連接件(12，13)構(gòu)成窄的、沿執(zhí)行元件體的縱向分布的條。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至8之一所述的壓電執(zhí)行元件，其特征在于，第一和/或第二電極連接件(12，13)構(gòu)成一個(gè)沿執(zhí)行元件體(1)縱向分布的圓柱體外殼段形式的更寬的接觸面。
全文摘要
壓電執(zhí)行元件,特別是用于操作機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)上的控制或噴油閥,具有一個(gè)形式為多層迭板的圓柱形壓電執(zhí)行元件體(1),它由上下堆疊的壓電材料層和位于其間的金屬或?qū)щ姷?、用作電極的、相互交替的第一和第二電極層(10,11)制成,這些第一和第二電極層(10,11)分別交替地由一個(gè)導(dǎo)電的第一和第二共同電極連接件(12,13)觸點(diǎn)接觸,執(zhí)行元件體(1)或者具有一個(gè)內(nèi)縱向孔(2),至少該第一共同電極連接件(12)設(shè)置在由內(nèi)縱向孔(2)構(gòu)成的執(zhí)行元件體(1)的內(nèi)壁(3)上,并且在那里與每個(gè)第一電極層(10)觸點(diǎn)接通,或者執(zhí)行元件體(1)沒有內(nèi)縱向孔(2),第一和第二電極層(10,11)分別在相互錯(cuò)開角度的位置上在執(zhí)行元件體(1)的圓柱體外壁(4)上露出,并且在那里分別與第一和第二電極連接件(12,13)觸點(diǎn)接通。
文檔編號F02M59/46GK1296644SQ0080025
公開日2001年5月23日 申請日期2000年2月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月4日
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