專利名稱：壓電彎曲變換器及其使用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓電彎曲變換器，其具有一個細長的支撐體，支撐體在至少一個縱向側(cè)面上備有一個壓電多層體，該壓電多層體具有許多壓電材料層和置于壓電材料層中間的電極。本發(fā)明還涉及這種壓電彎曲變換器的使用。
例如在WO99/17383中公開了這樣一種壓電彎曲變換器，它也可以描述為多層彎曲促動器。該壓電彎曲變換器包括細長的板形或桿形支撐體，支撐體在其具有大面積的兩個相對縱向側(cè)面上分別備有一個壓電多層體。每個壓電多層體由許多疊置的壓電材料層和布置在壓電材料層之間的板形電極組成。在支撐體上延伸的導(dǎo)電體可用于對電極施加控制電壓，控制電壓使壓電多層體長度收縮，從而導(dǎo)致壓電彎曲變換器在垂直其縱向的方向上彎曲。
為操縱壓電彎曲變換器，通常依賴適當(dāng)?shù)碾娮酉到y(tǒng)，電子系統(tǒng)的部件保證例如將可用的低壓電流轉(zhuǎn)換成足夠高的控制電壓。在這方面，多層技術(shù)提供了這樣的優(yōu)點，即與同等尺寸的單塊壓電體情況相比，即使在低得多的控制電壓情況下也可以獲得足夠的操縱壓電彎曲變換器的電能。但是，電子部件需要足夠的空間，這防礙了具有壓電彎曲變換器的裝置，例如閥，的小型化。
已知壓電彎曲變換器的另一個問題是提供對操縱行為的監(jiān)控和/或反饋。對于安裝了壓電彎曲變換器的裝置的整體尺寸來講，采用適用于此目的的傳感器技術(shù)也是不利的。
因此，本發(fā)明的一個目的是建議一種措施，使得具有前述類型壓電彎曲變換器的裝置的尺寸更緊湊。本發(fā)明的另一個目的是這種壓電彎曲變換器的適當(dāng)應(yīng)用。
與前述類型壓電彎曲變換器相關(guān)的第一個目的是這樣實現(xiàn)的，即在支撐體內(nèi)部和/或支撐體與壓電多層體之間和/或壓電多層體的相鄰壓電材料層之間容納用于操縱壓電彎曲變換器的電子系統(tǒng)和/或傳感器系統(tǒng)的至少一個部件。
本發(fā)明基于這樣的認識，即與多層彎曲變換器一起使用的進行操縱所必需的電子系統(tǒng)和/或傳感器系統(tǒng)的部件在其尺寸和幾何形狀方面是這樣設(shè)計的，即它們可以集成在壓電彎曲變換器內(nèi)，從而可以不必使用這些需要較大安裝空間的電子部件和/或傳感器部件。這樣，電子和/或傳感器部件可例如容納在支撐體內(nèi)部，盡管它們也可布置在壓電多層體的壓電材料層之間或布置在支撐體與安裝在支撐體上的壓電多層體之間。對于傳感器部件，就存在這樣的可能性，即將其置于要檢測與操縱相關(guān)的參數(shù)的位置。
這樣例如在安全閥的應(yīng)用情況下，通過集成在壓電彎曲變換器結(jié)構(gòu)中的傳感器部件，可以保證促動器設(shè)置的精確可靠的反饋信息。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)特別有利的是，提供帶有一個壓電多層體的這樣的壓電彎曲變換器，其中單個壓電材料層的層厚最多為25微米，其中14微米和20微米之間的厚度范圍是推薦的，最可取的層厚為17微米。這導(dǎo)致了這樣一種低電壓多層結(jié)構(gòu)，其具有極薄的層并從而具有大大降低的部件驅(qū)動電壓，該電壓遠遠小于范圍超過60伏的現(xiàn)有技術(shù)驅(qū)動電壓。從而也減少了電壓轉(zhuǎn)換所需電路的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，這更加簡化了本發(fā)明中電子部件在壓電彎曲變換器中的集成。而且，還有這樣的優(yōu)點，即適用于高壓范圍的設(shè)計標準不再適用了，因此布線和壓電彎曲變換器殼體設(shè)計或配備了該壓電彎曲變換器的一個裝置的殼體設(shè)計具有更多的設(shè)計可能性。不過在壓電材料中實現(xiàn)了足夠的電場強度，與結(jié)構(gòu)尺寸相比，可能有更大的調(diào)整力和調(diào)整位移。
本發(fā)明的其它有利設(shè)計方案由從屬權(quán)利要求給出。
至少集成的電子部件之一可以構(gòu)成電壓轉(zhuǎn)換器電路，電流限制電路或充電和放電電路的一部分，或者其自身構(gòu)成一個這樣的電路。
至少一個這種傳感器部件可由偏移傳感器、由一個或多個壓電材料層或由感應(yīng)傳感器和線圈組成，其中所述位移傳感器是例如應(yīng)變片(DMS)形式的，用于檢測彎曲變換器的偏移。集成在支撐材料或壓電材料中的位移傳感器的一個重大優(yōu)點在于，可以將其用于系統(tǒng)跟蹤促動器的偏移以補償壓電松弛和漂移效應(yīng)的情況下。這使得可能的控制應(yīng)用具有長期穩(wěn)定性。另一個使用可能性是對調(diào)整件進行功能監(jiān)控。
此外，所需類型和結(jié)構(gòu)的其它傳感器可集成在系統(tǒng)中，例如力，加速度或溫度傳感器。
如果支撐體設(shè)計為具有至少兩個疊置支撐體層的多層體形式，其中支撐體的層平面最好與壓電材料層的層平面平行并且各個部件可置于支撐體的每兩個相鄰層之間，那么可特別簡單地將一個或多個電子部件和/或傳感器部件集成在支撐體內(nèi)。
為使控制壓電多層體和操縱任何傳感器系統(tǒng)所需的導(dǎo)電體在支撐體上分布最佳，導(dǎo)電體最好布置在支撐體的不同部件支持面上，相互連接是通過橫穿安裝面的一個或多個孔，所謂的通路實現(xiàn)的。如果支撐體是利用多層體技術(shù)制造的，導(dǎo)電體既可以布置在支撐體的相鄰層之間又可以布置在外支撐體層的外表面上，位于一個支撐體層任何一面上的導(dǎo)電體可通過僅穿過該支撐體層的孔接觸。
當(dāng)壓電彎曲變換器具有所謂的三晶形，支撐體安裝有兩個壓電體，兩個壓電體布置在支撐體的兩個相互背離的縱向側(cè)面上時，這種結(jié)構(gòu)特別有利。在這種情況下，兩個壓電體最好設(shè)計成上述類型的壓電多層體形式，以能夠基于上述優(yōu)點，迫使壓電彎曲變換器在兩個相互相反的方向上移動。設(shè)計可以是這樣的，即三晶彎曲變換器具有纖維化合物形式的中間層，結(jié)合了作為與活動壓電材料層的接觸裝置的可彎曲印刷電路層，傳感器系統(tǒng)和/或電子電路。通過適當(dāng)選擇具有適當(dāng)熱膨脹系數(shù)的材料，可實現(xiàn)適當(dāng)減少熱漂移。對此的一個實例是在促動器整體結(jié)構(gòu)中適當(dāng)結(jié)合銅層。除減少熱漂移外，銅還可用于設(shè)置特定的機械性質(zhì)如位移和調(diào)整力，此外還可用于接觸活動壓電材料層，集成的傳感器和/或電子電路。
代替第二個活動壓電體，提供一個適配體也是一個優(yōu)點，該適配體由熱膨脹系數(shù)與壓電多層體基本相同的材料制成。該適配體不產(chǎn)生位移力，也就是說它是一個被動元件，但是與僅在單側(cè)配備有一個壓電體的壓電彎曲變換器相比，也就是與一個所謂的單晶類型相比，它可以用很低的費用實現(xiàn)一種對稱結(jié)構(gòu)，使得可以減少或完全排除固有的熱彎曲。而且，適應(yīng)材料本身也可以是一個傳感器或集成在傳感器內(nèi)。傳感器也可集成在適應(yīng)零件內(nèi)。
上面提及的用于實現(xiàn)一定用途的本發(fā)明的第二個目的是這樣實現(xiàn)的，即，使壓電彎曲變換器作為閥的調(diào)整件形式，更具體地是在用于控制氣流的氣動部分內(nèi)。
下面參考附圖描述本發(fā)明。


圖1以部分分解的放大透視正視圖示出了本發(fā)明壓電彎曲變換器的一個優(yōu)選實施例。
圖2是沿箭頭II方向看到的支撐體朝上支撐面的平面圖；圖3是面向下面支撐體層的朝上表面看到的穿過圖1支撐體位于剖面線III-III上的縱向剖面。
圖4是穿過如圖1中的支撐體位于剖面線IV-IV上的縱向剖面，可選存在的導(dǎo)電體用點劃線表示在朝下的支撐面上。
圖5以圖1和2的剖面線V-V上的橫截面示出了圖1至4的壓電彎曲變換器，圖中示出了圖6和圖7示出了根據(jù)圖2和3穿過壓電彎曲變換器另一個實施例支撐體的縱向剖面。
圖8以圖9剖面線VIII-VIII上的縱向剖面示出了壓電彎曲變換器另一個實施例的一部分。
圖9為根據(jù)圖8的支撐體的朝上支撐面的平面圖，其中沒有示出支撐體上的壓電體。
圖1至5中示出的彎曲變換器1包括細長板形或桿形支撐體2，支撐體2具有一定的剛度，盡管它是可彎曲的并且最好包括纖維化合物或多層塑料，特別是聚酰胺。
彼此背離且位于支撐體2的相對縱向面上的大外表面構(gòu)成了例如圖1和5所示朝上的第一支撐面3和朝下的第二支撐面4。在第一支撐面3上布置有第一壓電體5，壓電體是利用多層體技術(shù)制造的，所以涉及一個壓電多層體6。如圖5中所示，它包括許多平坦或平直的壓電材料層7，壓電材料層7相互疊置在一起，它們相互平行的層面沿用雙箭頭8所示的疊置方向8垂直于支撐面3排列。作為壓電材料可使用任何合適的壓電材料，最好是壓電陶瓷。
壓電材料層的平面7平行于支撐體2的平面。
在各個相鄰壓電材料層7之間有板形薄電極9和10，電極最好是噴涂的銀/鈀層形式。
這里在疊置方向上提供了交替的第一電極(9)和第二電極(10)，使得每個壓電材料層7-在本實施例中不包括最上面和最下面的壓電材料層7-在相對側(cè)面上與第一和第二電極9和10側(cè)面相接。在這種情況下第一電極9和第二電極10彼此相互電連接并分別與第一和第二接觸形成面13和14電連接，接觸形成面13和14位于與支撐體2直接相鄰的壓電材料層7下部的下側(cè)。
如圖中所示，頂部的壓電材料層7是不活動的覆蓋層，但也可容易地在其頂側(cè)提供一個電極以使該層也成為活動的。
在壓電多層體6外表面上延伸用于接觸電極9和10的導(dǎo)電層用環(huán)氧樹脂填料密封，圖中未詳細示出。
壓電多層體6僅占第一支撐面3全部長度的一部分。從而支撐體2在壓電多層彎曲變換器1的連接側(cè)15具有延伸超過壓電多層體6的連接部分16。操縱壓電彎曲變換器所需要的電連接通過連接部分16實現(xiàn)，并且連接部分可用于夾緊壓電彎曲變換器。
為驅(qū)動壓電多層體6，例如為支撐體2提供由印刷電路，噴涂金屬層和/或?qū)щ娝芰蠈訕?gòu)成的第一和第二導(dǎo)電體17a和17b。它們從連接部分16的自由端一直延伸到被壓電多層體6覆蓋的支撐體，在那里它們?yōu)榈谝缓偷诙娺B接面18a和18b形式，電連接面與壓電多層體6的第一和第二接觸形成面13和14電接觸。
從而通過第一和第二導(dǎo)電體17a和17b可向壓電多層體6施加驅(qū)動電壓，電壓以已知方式使壓電材料層7的長度發(fā)生變化，這在連接部分16被夾緊的壓電彎曲變換器1中，引起了壓電彎曲變換器1未被夾緊的前端部分沿箭頭22垂直于彎曲變換器縱向彎曲，并由此引起偏轉(zhuǎn)。
盡管連接部分16可有利地用于固定壓電彎曲變換器1，但也可以在與連接部分16相鄰的壓電多層體6的附近提供固定作用。
為減小驅(qū)動電壓，壓電材料層7極薄。在實施例中層厚為17微米，推薦的整體厚度范圍在14微米和20微米之間，最好不要超過25微米。因此，由于可以用低壓進行操縱，其中驅(qū)動電壓最大為60伏，最好比該最大值低，所以適用于高壓應(yīng)用的某些規(guī)則就無效了，從而電極的最佳布置就有了更靈活的可能性。
將壓電多層體6設(shè)計成具有薄層且低驅(qū)動電壓的低壓多層體形式產(chǎn)生了另外的優(yōu)點，即與傳統(tǒng)設(shè)計相比，操縱壓電彎曲變換器的電子電路可具有更簡單，更緊湊和更經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)。
在壓電彎曲變換器1情況下利用了電子電路23的小整體尺寸以便在壓電彎曲變換器1中集成至少一個電子部件24及最好集成所有的電子部件或者全部電子驅(qū)動電路。在圖1至5所示實施例中，電子部件24在支撐體2內(nèi)部得到良好保護，這里支撐體2設(shè)計為多層體形式并具有兩個平面彼此相靠支撐體層，至少一個電子部件24放置在所述兩個支撐體層內(nèi)。在支撐體2包括兩個以上支撐體層的情況下，同樣可以利用另外的層過渡容納一個或多個電子部件。
為以希望的方式接觸相應(yīng)集成的電子部件24，在支撐體2內(nèi)提供了適當(dāng)布置的帶金屬襯里的孔或金屬填充的孔27，所謂的通路。具有這種帶金屬襯里的孔或金屬填充的孔27意味著可以提供帶有其自己導(dǎo)電體的不同部件支撐面28，并且對應(yīng)的導(dǎo)電體也相互電接觸。在這種情況下，原則上帶金屬襯里的孔或金屬填充的孔27的數(shù)量可任意改變并取決于希望的電路布置。
在圖1至5所示工作實施例中，第二導(dǎo)電體17b位于第一支撐面3上，在這種情況下第一支撐面在導(dǎo)電體方面代表第一部件支撐面28a。第二導(dǎo)電體17b完全位于第一部件支撐面28a內(nèi)。
另一方面，第一導(dǎo)電體17a分成幾個導(dǎo)電體部分，它們位于不同的部件支撐面上并通過帶金屬襯里的孔或金屬填充的孔27連接在一起。這樣連接部分16內(nèi)的第一導(dǎo)體部分31a在第一支撐面3和由該支撐面限定的第一部件支撐面28內(nèi)延伸。在到達壓電體6之前，提供了金屬襯里的孔27，該孔僅穿過具有第一支撐面3的第一支撐體層25，孔27一直延伸到第二部件支撐面28b，該第二部件支撐面28b是由兩個支撐體層25和26之間的過渡部位構(gòu)成。這里有一個相鄰的第一導(dǎo)電體17a的第二導(dǎo)電體部分31b，該部分在支撐體2內(nèi)部在壓電多層體6下方延伸并在第二電連接面18b下方延伸越過該電連接面。在第一電連接面18a的層面高度上，第二導(dǎo)電體部分31b與另一個帶金屬襯里的孔27電接觸，該孔再次穿過第一支撐體層25并與限定第一電連接面18a的第三導(dǎo)電體部分31c連接，使得部分31c再次位于第一部件支撐面28a上。
至少一個電子部件24位于第二部件支撐面28b上并以希望的方式與在該平面內(nèi)延伸的導(dǎo)電體部分31b電連接。
在實施例中所示雙層支撐體2的情況下，也可提供穿過支撐體層25和26的帶金屬襯里的孔或金屬填充的孔。也可以在所有支撐體層內(nèi)提供彼此分開的帶金屬襯里的孔或金屬填充的孔以電連接位于支撐體層每個側(cè)面上的導(dǎo)電體和/或電子部件。
至少一個電子部件24可以構(gòu)成壓電彎曲變換器1的電子控制電路的一部分或組成該電路。更具體地，電子電路可包括供施加的輸入電壓用的電壓轉(zhuǎn)換電路以獲得希望的驅(qū)動電壓。提供電流限制電路以防止由于過電壓導(dǎo)致壓電特性發(fā)生不希望的變化也是一個優(yōu)點。在兩個導(dǎo)線操縱情況下，可提供清除偏轉(zhuǎn)或偏移所必需的放電功能的充電和放電電路也是一個優(yōu)點。很清楚，這種列舉僅是示例性的，不具有排它作用。
實施例所示壓電彎曲變換器1的特征還在于，除了至少一個第一電子部件外，它還包含用于操縱壓電彎曲變換器的傳感器系統(tǒng)33的至少一個傳感器部件32，該部件在圖1和5中用點劃線表示。
實施例中的至少一個傳感器部件32容納在壓電多層體6內(nèi)部，位于兩個相鄰壓電材料層7之間。在生產(chǎn)壓電多層體6的過程中可容易地將其布置在這里。傳感器部件操作所必需的電連接裝置34可例如延伸到壓電多層體6的端面并從那里延伸到壓電多層體6的底部，使得當(dāng)將壓電多層體6固定在支撐體2上時，它們可與另外的導(dǎo)電體35電接觸，這種另外的導(dǎo)電體35位于部分16附近的第一支撐面3上。
由于將至少一個傳感器部件32并且最好是整個傳感器系統(tǒng)33放置在壓電彎曲變換器1內(nèi)部，因此就可能在相關(guān)位置檢測相關(guān)的因子。而且，不再需要將傳感器部件或傳感器系統(tǒng)安裝在壓電彎曲變換器外表面上或在以后的使用中安裝在壓電彎曲變換器的殼體上，安裝在這些位置上是需要額外的空間的。這也分別適用于至少一個集成的電子部件24或電子電路23。由于容納在壓電彎曲變換器1內(nèi)部，就可以不用其它的安全措施，因為包圍這些部件的壓電彎曲變換器1的部件保護它們不受外部影響。
就象至少一個電子部件可放置在壓電多層體6內(nèi)部一樣，至少一個傳感器部件32也可以結(jié)合電子部件24方式集成在支撐體內(nèi)。容納電子和/或傳感器部件的另一個有利位置是位于支撐體2和固定在支撐體2上的壓電多層體6之間，圖5中以點劃線24a和24b分別示出了電子和/或傳感器部件。
很清楚，根據(jù)特定的實施例，同一個壓電彎曲變換器1可僅配備電子部件或僅配備傳感器部件或者同時配備電子系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)的元件。在這種情況下，容納部件的位置可自由選擇。
集成在壓電彎曲變換器1內(nèi)的傳感器系統(tǒng)作為傳感器部件可更具體地包括一個偏轉(zhuǎn)傳感器，例如應(yīng)變片或某些其它的感應(yīng)器和線圈，通過該部件提供關(guān)于壓電彎曲變換器1的瞬時偏轉(zhuǎn)信息。
圖6和7示出了將應(yīng)變片形式的傳感器部件32集成在支撐體2內(nèi)的可能性。在這種情況下，很清楚，除上述第一和第二導(dǎo)電體17a和17b外，還可以提供第三個導(dǎo)電體17c，該第三導(dǎo)電體用于與傳感器部件32構(gòu)成電接觸，并在第一和第二部件支撐面28a和28b內(nèi)延伸，能夠通過帶金屬襯里孔或金屬填充孔27a聯(lián)接。
其它有用的傳感器部件是力傳感器，加速度傳感器和溫度傳感器，它們用于使壓電彎曲變換器1的促動得到最佳監(jiān)視。
為了不嚴重影響壓電多層體6和/或支撐體2的層設(shè)計-支撐體層的平面與壓電材料層的平面平行-對于集成的電子和/或傳感器部件24和32來說，必須依賴極薄的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)幾乎不凸出。這種結(jié)構(gòu)可用所謂的薄膜技術(shù)制造，或者作為表面安裝的裝置(SMD)部件或者作為裸露的芯片，即未封閉的半導(dǎo)體芯片。由于可用于容納部件的層面積相當(dāng)大，所以可使電路布置長些或?qū)捫┮詼p少整體高度。
圖8和9展示了支撐體2的替代設(shè)計，很明顯可以存在其它的電子和/或傳感器部件36，這些部件位于未被壓電體占用的支撐體2的外表面部分。它們可更具體地布置在支撐面3的在連接部分16上延伸的自由面部分上。
圖8和9還表示，如果需要，導(dǎo)電體7和帶金屬襯里孔或金屬填充孔27可幾乎可以布置在支撐體2上的任何合適的位置。
帶金屬襯里孔或金屬填充孔情況下，27涉及具有導(dǎo)電能力的材料，其裝在支撐體2中垂直于其延伸面完全或部分地穿過支撐體的通孔或凹坑中。作為材料可例如使用導(dǎo)電粘接劑。
迄今為止壓電彎曲變換器1可以稱為單晶彎曲變換器。但在這種單晶密封情況下，由于其的結(jié)構(gòu)不對稱，所以會出現(xiàn)較高的熱固有彎曲，這可能影響操作特性。由于集成的傳感器系統(tǒng)，壓電松弛和漂移效應(yīng)可以被系統(tǒng)地補償，這樣通過根據(jù)本發(fā)明的集成，可較簡單地優(yōu)化單晶彎曲變換器的操作特性。而且，由于集成在支撐體內(nèi)的材料，可以系統(tǒng)影響彎曲變換器的操作點。
另一個經(jīng)濟地減少固有熱彎曲或偏轉(zhuǎn)的可能性是用三晶技術(shù)設(shè)計壓電彎曲變換器并在和壓電多層體6一樣的水平提供稱為適配體的一個體，該體由基本具有和壓電多層體6相同的熱膨脹系數(shù)的材料組成。有用的是提供第二個壓電體38作為適配體37，與多層結(jié)構(gòu)相比，該體38具有更經(jīng)濟的單晶結(jié)構(gòu)。在這方面，壓電材料最好備有活動操作通常所必須的極化，以在事實上具有和壓電多層體6一樣的熱特性。但是，第二壓電體38不是活動的，它僅用作適應(yīng)或使得具有對稱結(jié)構(gòu)。
自然地仍然可提供基于本發(fā)明的三晶彎曲變換器，其具有兩個壓電體5和38，這兩個體都能被激活以主動地使壓電彎曲變換器1不僅能向一側(cè)，而且能夠向兩側(cè)偏轉(zhuǎn)。在這種情況下，推薦將第二個壓電體38設(shè)計成壓電多層體形式。如圖1和4中點劃線所示，支撐體2就可備有另外的導(dǎo)電體42和帶金屬襯里孔或金屬填充孔43-類似于上述第一和第二導(dǎo)電體17a和17b和帶金屬襯里孔27-它們使得能夠驅(qū)動位于第二支撐面4上的壓電體38。如果電子部件和/或傳感器部件位于壓電多層體6內(nèi)或位于壓電體與支撐體2之間的過渡部分內(nèi)，則壓電彎曲變換器1可容易地備有單層支撐體2。
壓電彎曲變換器可有利地用作控制液流的閥內(nèi)的調(diào)整件。圖5以點劃線示出了氣動閥殼體44的一部分，該閥具有液體管道開口，可根據(jù)需要通過激活或停止壓電彎曲變換器1來關(guān)閉或打開該開口。
權(quán)利要求
1.壓電彎曲變換器，其具有一個細長支撐體(2)，該支撐體在至少一個縱向側(cè)面上備有一個壓電多層體(6)，壓電多層體具有許多壓電材料層(7)和置于壓電材料層中間的電極(9和10)，其特征在于，在支撐體(2)內(nèi)和/或支撐體(2)與壓電多層體(6)之間和/或在壓電多層體(6)的相鄰壓電材料層(7)之間容納電子(23)和/或傳感器(33)系統(tǒng)的至少一個部件(24，24a；32和32a；)，該部件用于操縱壓電彎曲變換器(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的壓電彎曲變換器，其特征在于，至少一個電子部件(24和24a)構(gòu)成電壓轉(zhuǎn)換電路或電流限制或充電/放電電路的一部分或組成這種電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述壓電彎曲變換器，其特征在于，至少一個電子部件(24和24a)組成壓電彎曲變換器控制電子電路的一部分或組成這種電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的壓電彎曲變換器，其特征在于，至少一個傳感器部件(32和32a)由檢測彎曲變換器偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)傳感器組成，更具體地由應(yīng)變片或由感應(yīng)傳感器和線圈組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的壓電彎曲變換器，其特征在于，至少一個傳感器部件(32和32a)由力傳感器，加速度傳感器和/或溫度傳感器組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的壓電彎曲變換器，其特征在于，至少一個電子和/或傳感器部件(42，24a；32和32a)是利用薄膜技術(shù)制造的或作為表面安裝的裝置(SMD)部件或作為裸露的芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的壓電彎曲變換器，其特征在于，支撐體(2)設(shè)計成帶有至少兩個疊置的支撐體層(25和26)的多層體形式。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的壓電彎曲變換器，其特征在于，支撐體層和壓電材料層的平面彼此平行地延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8中所述的壓電彎曲變換器，其特征在于，布置在支撐體(2)內(nèi)部的至少一個電子和/或傳感器部件(24和32)位于相鄰支撐體層(25和26)之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的壓電彎曲變換器，其特征在于，支撐體(2)備有布置在不同部件支撐面內(nèi)的導(dǎo)電體(17a，17b，17c和42)，這些導(dǎo)電體通過垂直于部件支撐面(28)的一個或多個帶金屬襯里孔或金屬填充孔(27，43)電連接在一起。
11.根據(jù)權(quán)利要求10以及權(quán)利要求7至9中任一項所述的壓電彎曲變換器，其特征在于，存在至少一個帶金屬襯里的孔(27，43)，該孔僅穿過一個支撐體層以接觸該支撐體每側(cè)上的導(dǎo)電體。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的壓電彎曲變換器，其特征在于，壓電傳感器(6)僅部分占用面向它的支撐體(2)的支撐面(3)，支撐面(3)的自由部分支撐至少一個另外的電子部件(36)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的壓電彎曲變換器，其特征在于，單個壓電材料層(7)的厚度最多為25微米，最好位于14微米和20微米范圍之內(nèi)，更具體地等于17微米。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的壓電彎曲變換器，其特征在于，壓電材料層(7)的厚度是這樣設(shè)定的，即操縱壓電彎曲變換器必須的驅(qū)動電壓最多為60伏。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的壓電彎曲變換器，其特征在于，支撐體(2)在與壓電多層體相對的縱向側(cè)面上帶有整體的壓電體(38)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的壓電彎曲變換器，其特征在于，在與壓電多層體(6)相對的縱向側(cè)面上，支撐體(2)備有適配體(37)，適配體的材料具有基本和壓電多層體(6)的壓電材料相同的熱膨脹系數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的壓電彎曲變換器，其特征在于，支撐體(2)在與壓電多層體(6)相對的縱向側(cè)面上安裝了另一個壓電多層體。
18.利用根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項所述的壓電彎曲變換器作為閥并且更具體是氣動部分內(nèi)閥的調(diào)整件。
全文摘要
本發(fā)明涉及壓電彎曲變換器，其具有一個細長的支撐體(2)，支撐體至少在一個側(cè)面?zhèn)溆袑盈B的壓電體(6)。用于操縱壓電彎曲變換器的電子系統(tǒng)(23)和/或傳感器系統(tǒng)(33)的至少一個部件(24，32)布置在支撐體(2)內(nèi)部和/或在支撐體(2)與層疊壓電體(6)之間和/或在層疊壓電體(6)的相鄰壓電層之間。
文檔編號H01L41/09GK1429411SQ01809545
公開日2003年7月9日 申請日期2001年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月15日
發(fā)明者A·施密德, M·里德爾, K·盧比茨, M·邁希爾, M·霍夫曼, M·魏恩曼 申請人:費斯托合資公司, 西門子公司