CN105591564A - 隔膜致动器以及制作隔膜致动器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种隔膜致动器(10),其包括第一框架部件(12)和第二框架部件(14),其中,至少两个隔膜层(16)以叠层方式布置在所述第一框架部件(12)和第二框架部件(14)之间,并且被形成为电活性聚合物层。此外,还公开了一种制作隔膜致动器(10)的方法。
Description
技术领域
本发明涉及隔膜致动器及制作隔膜致动器的方法。
背景技术
此处使用的术语“致动器”指代一种部件或组件,利用该部件或组件使电能转换为机械能,从而产生致动器的部件的移动,该移动可以被传递至待被致动的元件。这种类型的致动器可以被有益地用在流体阀技术中,比如以便使阀致动。
隔膜致动器的特征在于:其具有用于将电能转换为机械能的隔膜层。为了这个目的,隔膜层可以典型地由电活性聚合物形成,其中当施加电压时该电活性聚合物伸张或收缩。通过这种方式,通过施加电压施加的电能被转换为机械能,这会导致致动器的输出部件的移动。
适合的电活性聚合物可以比如为、硅树脂、聚亚安酯以及丙烯酸酯。
从现有技术已知的是将这种隔膜致动器叠层在彼此的顶部上以形成叠层隔膜致动器从而增加了其可用力。例如,这种类型的叠层隔膜致动器通过WO2008/08325A是已知的,在其中,每个隔膜层被夹持在两个框架部件之间。多个这些隔膜致动器被彼此叠层以形成叠层隔膜致动器。
在这种类型的叠层隔膜致动器中,已经证明是无益的:由于各个隔膜致动器中的每个通过它们的框架部件彼此抵靠在顶部上,因此它们需要很多空间。然而,框架具有比隔膜层的有效区域具有更大的高度,这会产生移动,即隔膜层的区域设布置在电极之间。从而更多的空间被浪费了。
发明内容
本发明的目标是形成这样一种隔膜致动器,其可以施加高水平的力而需要很小的安装空间。
根据本发明,通过以下隔膜致动器来实现所述目标,所述隔膜致动器包括包括第一框架部件和第二框架部件,其中,至少两个隔膜层以叠层方式布置在所述第一框架部件和第二框架部件之间,并且被形成为电活性聚合物层。
本发明的基本思想是减少所需用于隔膜致动器的空间,因为并不是每个隔膜层被夹持在其自己的框架内。在更希望的情形中,由电活性聚合物(EAP隔膜)制成的多个隔膜层被夹持在单一框架之间。因此,这种类型的隔膜致动器还可以被称为多层隔膜致动器,因为多个隔膜层被布置在致动器中、尤其是致动器的框架中。然而多个隔膜层可以提供高水平力,从而以这种方式形成的隔膜致动器可以为现有技术已知的叠层隔膜致动器产生可比较的力但具有更低的结构高度。
尤其是隔膜致动器可以为电介质弹性致动器。
电介质弹性致动器大体上以具有大表面积的电极为基础,所述电极被布置在电介质聚合物薄膜的两个相对侧的每个上。如果足够强的电压施加至电极,则电极彼此靠拢因此在期间放置的聚合物薄膜被压缩。由于使用的电介质聚合物薄膜几乎是不可压缩的,因此,在电极之间的空间的减少导致形状上的变化。当电压被施加至隔膜两侧上的电极时,在隔膜中、比如圆形隔膜的中部相对外边缘在轴线方向上可以被偏置;电介质聚合物薄膜在厚度上的减少、简单的说、被转换为隔膜的更大轴向长度。
本发明的一方面提供直接彼此抵靠的至少两个活性隔膜层。通过这种方式,隔膜致动器的空间需求被显著地降低,这是因为各个隔膜层非常薄并且没有另外部件布置在其间。
此外,提供能够抵靠至少两个隔膜层的第一表面的第一框架部件和/或提供能够抵靠所述至少两个隔膜层的第二表面的第二连接部件,其中,所述第一表面与第二表面对置。第一框架部件可以组成隔膜致动器的下截至部,然而第二框架部件形成隔膜致动器的上截至部。设置在框架部件之间的隔膜层可以以安全和固定的方式被保持。
根据本发明的隔膜致动器的第一实施例,提供抵靠所述至少两个隔膜层的第一表面的第一连接部件和/或提供抵靠所述至少两个隔膜层的第二表面的第二连接部件,其中,尤其是所述第一连接部件和/或第二连接部件居中地位于相应表面上。通过第一或第二连接部件,隔膜致动器可以与待被致动的元件协作。这可以发生在,比如隔膜致动器通过第一和/或第二连接部件连接至在每个情形中待被移动的相应部件。可选地,连接部件还可以用作为截至元件,该截至元件在致动器移动时与待被致动的元件接合。此外,待被致动的相应元件还可以被分配至两个连接部件。通过第一和/或第二连接部件的中心布置,确保了连接部件在隔膜致动器激活时的同质的移位移动。
根据本发明的第二实施例,通过了至少两个隔膜层每个均具有开口,所述开口被居中地设置在相应隔膜层中并且尤其是圆形。在这种类型的隔膜致动器中,可以比如针对隔膜层作出这样一种规定,当使用电压时隔膜层机械地伸张或收缩,以使得隔膜层内的开口发生变化。在这个连接中,开口可以在比如、施加电压时收缩,从而开口的尺寸被减少了。开口可以是圆形的或大致矩形的。
此外,可以提供为圆形或大致为矩形的至少两个隔膜层。通过相应的隔膜层的形成,当其被电激活时可以实现隔膜致动器的不同的机械移动。
尤其是第一框架部件和/或第二框架部件可以是圆形的或大致是矩形的。框架部件被形成以对应相应的隔膜层从而确保在每个情形中框架部件可以使隔膜层固定地保持在它们的外边缘处或者框架部件通过相应的边缘附接至隔膜层。当隔膜致动器被通电时,并未被框架部件固定的隔膜层的区域用作为转换移动的有效区域。
本发明的另一方面提供至少部分柔性的第一框架部件和/或第二框架部件。由于框架部件的部分柔性形成,因此可以创建隔膜致动器,由于框架本身可以由于至少部分柔性框架部件的存在而变形,因此隔膜致动器能够采用不同形状或者可以施加移动。隔膜致动器可以包括DEMES结构或者可以由其形成。DEMES结构(电解质弹性最小化能量结构)是以下结构,其采用根据能量(平衡状态)是有利的条件。通过激活隔膜层,能量可以因此被引入到至少部分地由DEMES结构形成的隔膜致动器中,因此使致动器在其平衡状态之外变形,这根据能量是有利的。尤其是,隔膜致动器还可以全部是柔性的,即完全地包括DEMES结构。
此外,至少两个隔膜层中的每个包括电极。通过电极,确保了隔膜层可以具有施加到它们上的电压。当电压施加到它们上时,电活性隔膜层可以因此伸张或收缩。
具体说,直接相邻的隔膜层的电极被设置为彼此相对偏置。通过这种方式,可以确保在具有以叠层方式布置的隔膜层的隔膜致动器的情形中电场被形成在直接相邻的隔膜层之间。为了这个目的,相互偏置的隔膜层被分配至电源的不同的极。因此,单一电源可以满足将电力施加至所有隔膜层。
本发明另一方面提供具有第一端子的第一框架部件和/或具有第二端子的第二框架部件。通过端子,隔膜层、尤其是其电极具有施加到它们的电压。用于固定各个隔膜层的框架部件因此同时确保各个隔膜层的间接的电力供给以及在边缘处的隔膜层的固定。
具体说,至少两个隔膜层的电极电连接,其中每个第二隔膜层的电极耦接至第一端子并且其他隔膜层耦接至第二端子。这会导致叠层的隔膜层的非对称接触,这是因为总是在每两个相邻隔膜层之间形成电场,而这是必须的以便在相应隔膜层之间创建电压。
通过用于制作隔膜致动器的方法来进一步实现本发明的目标,包括以下步骤:
a)提供第一工具部件,第一框架部件以及由电活性材料制成的聚合物薄膜,
b)将所述第一框架部件布置在所述第一工具部件上,
c)夹持所述聚合物薄膜,
d)机械地伸张所述聚合物薄膜,
e)固定所述聚合物薄膜,尤其是固定在所述第一工具部件上,并且
f)切割所述聚合物薄膜(40)以制作隔膜层(16)。
通过本发明的方法,确保的是可以实现隔膜层所需要的预拉伸(pretension)。由于预拉伸,可以增加隔膜致动器的可用力。通过隔膜层的伸张或伸展限定了致动器的优选方向。
根据本发明的一个方面来执行步骤g),在其中,将至少一个电极附接至所述隔膜层,其中尤其是在步骤c)至步骤e)之后执行步骤g)。电极的附接是重要的以使得可以将电极施加至隔膜层。电极应该尤其在步骤d)中的机械伸张之后被附接以对电极的破坏。可以通过湿化学工艺、比如喷射、压印、印刷或丝网印刷术来附接至少一个电极。大体上,因而可以实现极宽种类的电极图案。
此外,步骤c)至步骤e)被重复执行以形成多个隔膜层。取决于重复来创建多层隔膜致动器,其具有对应于重复的数量的隔膜层。隔膜致动器的可用力因而被增加了。
具体地,直接相邻的隔膜层的电极至少在区域中设置为彼此偏置。通过这种方式确保在每个情形中,直接相邻的隔膜层可以被供给或耦接不同电压或不同端子,因此当被电压施加隔膜致动器时可以在相邻隔膜层之间创建电场。
此外,提供布置在至少一个隔膜层的侧上的第二框架部件,其中所述第二框架部件与所述第一框架部件对置,从而确保了至少一个隔膜层被布置在两个框架部件之间。至少一个隔膜层因此被固定地夹持。
此外,提供在步骤d)中单向地或径向地伸张、尤其是均匀地伸张的聚合物薄膜。通过伸张,可以提供具有预伸张隔膜层的多层隔膜致动器,该多层隔膜致动器利用紧凑结构提供大的力。径向伸张尤其在圆形隔膜层中是显著的。通过均匀地径向伸张,确保了比如当电极作用在其有效区域中时,被夹持在圆形框架中的圆形隔膜层在被压缩在电极之间,从而减少了在那个位置处的壁厚。它“变得细长”因此隔膜的中心相对初始状态被偏置。如果电压从电极抽离,则致动器返回至初始状态;隔膜层的壁厚增加,从而中心拉回到它的原始位置中。大体上,预伸张意味着利用大的力可以实现隔膜致动器的限定移动。
具体说,在步骤d)中使所述第一工具部件移动以使所述聚合物薄膜机械地伸张。第一工具部件因此不仅用来固定聚合物层以便形成隔膜层而且以使聚合物薄膜伸张。通过这种方式,提供了一种简单的用于制作隔膜致动器的方法,尤其是具有预伸张隔膜层的隔膜致动器。
此外,提供同样被移动的第二工具部件以使所述聚合物薄膜伸张。当聚合物薄膜或隔膜层的轴向伸张发生时,可以尤其提供这种第二工具部件。
根据本发明的一个方面,所述第二工具部件具有大致对应于所述第一框架部件的结构和/或所述第二工具部件定位成与所述第一框架部件对置。由于第二工具部件的定位和/或设计,聚合物薄膜的轴向伸张可以发生。针对这个目的,第二工具部件尤其能够移动以使得其可以在第一框架部件布置在其上的第一工具部件上行进。对应形成的结构确保聚合物薄膜的轴向伸张以形成轴向预伸张的隔膜层。
根据本发明的另一方面,将所述第一隔膜层附接至所述第一框架部件,尤其是将所述第一隔膜层粘附或焊接至所述第一框架部件。这确保了在第一框架部件和第一隔膜层的边缘之间提供薄膜连接,因此第一框架部件和第一隔膜层之间的相对移动不能发生。
此外,另外隔膜层也可以连接到以前隔膜层的第一框架部件。连接在边缘处生效。
具体地,第一工具部件为具有多个工作表面的工作台或工作鼓。通过这种方式,可以实现非常经济的制作方法,该制作方法可以在非常小的空间来执行。
具体地,形成为工作鼓的第一工具部件围绕旋转轴线旋转,因此分配至工作表面的聚合物薄膜的聚合物薄膜部分被供给至不同的工作站。通过这种方式,由于被处理的相应的隔膜层连续通过多个站,因此可以以非常有效的方式来制作多层隔膜致动器。由于围绕旋转轴线的工作鼓的伸张,空间需求也是微不足道的。与此同时,另外多层隔膜致动器可以在其他工作表面上经历其他的方法步骤。
大体上,工作表面可以以这种方式来形成以使得多个隔膜致动器可以被同时形成。在一个工作表面上相应地制作一批隔膜致动器。为了这个目的,可以将矩阵设置在对应的工作表面上。
附图说明
本发明的另外益处和特征通过参考所作出的以下描述和附图将变得显而易见,在附图中:
图1a显示了通过根据本发明的隔膜致动器的第一实施例的横截面视图,
图1b显示了根据图1a的隔膜致动器的俯视图,
图1c显示了在第一电极情形中的通过图1a的隔膜致动器的横截面视图,
图1d显示了在第二电极情形中的通过图1a的隔膜致动器的横截面视图,
图2a至2c显示了根据本发明的图1a的隔膜致动器在俯视图、初始状态中的横截面视图以及在激活状态中的横截面视图中的图示,
图3a至3c显示了根据本发明的隔膜致动器的第二实施例在俯视图、初始状态中的横截面视图以及在激活状态中的横截面视图的图示,
图3d显示了根据第二实施例的隔膜致动器的俯视图,
图3e显示了在第一电极情形中的通过第二实施例的隔膜致动器的横截面视图,
图3f显示了在第二电极情形中的通过第二实施例的隔膜致动器的横截面视图,
图4a至4c显示了根据本发明的隔膜致动器的第三实施例在俯视图、初始状态中的横截面视图以及在激活状态中的横截面视图中的图示,
图5a至5c显示了根据本发明的隔膜致动器的第四实施例的概览图,
图6a显示了根据本发明的隔膜致动器的第五实施例的电极图案的俯视图,
图6b显示了根据本发明的隔膜致动器的第六实施例的电极图案的俯视图,
图6c显示了根据本发明的隔膜致动器的第七实施例的电极图案的俯视图,
图6d显示了根据本发明的隔膜致动器的第八实施例的电极图案的俯视图,
图7显示了根据本发明的矩阵隔膜致动器的俯视图,
图8a至8c显示了根据本发明的隔膜致动器的第九实施例在俯视图、初始状态中的横截面视图以及在激活状态中的横截面视图中的图示,
图9a至9c显示了根据本发明的隔膜致动器的第十实施例在俯视图、初始状态中的横截面视图以及在激活状态中的横截面视图中的图示,
图10a显示了根据本发明的隔膜致动器的第十一实施例的俯视图,
图10b显示了根据本发明的隔膜致动器的第十二实施例的俯视图,
图10c显示了根据本发明的隔膜致动器的第十三实施例的俯视图,
图10d显示了根据本发明的隔膜致动器的第十四实施例的俯视图,
图10e显示了根据本发明的隔膜致动器的第十五实施例的俯视图,
图11a至11c显示了根据本发明的隔膜致动器的第十六实施例在俯视图、初始状态中的横截面视图以及在激活状态中的横截面视图中的图示,
图12a显示了根据本发明的制作方法的第一变型的第一方法步骤的示意性图示,
图12b显示了根据本发明的制作方法的第一变型的第二方法步骤的示意性图示,
图12c显示了根据本发明的制作方法的第一变型的第三方法步骤的示意性图示,
图12d显示了根据本发明的制作方法的第一变型的第四方法步骤的示意性图示,
图12e显示了图12d的俯视图,
图13a显示了根据第一实施例变型的、在制作方法期间在第一时刻处的示意性图示,
图13b显示了在第二时刻处的图13a的图示,
图14a显示了根据第二实施例变型的、在制作方法期间在第一时刻处的示意性图示,
图14b显示了在第二时刻处的图14a的图示
图15a显示了根据本发明的制作方法的第二变型的制作方法期间的第一方法步骤的示意性图示,
图15b显示了根据本发明的制作方法的第二变型的制作方法期间的第二方法步骤的示意性图示,
图15c显示了根据本发明的制作方法的第二变型的制作方法期间的第三方法步骤的示意性图示,
图16显示了图15c的详细的图示,
图17显示了根据本发明的制作方法的第二变型的方法概览图,
图18为根据本发明的制作方法的第三变型的示意性概览图,
图19为被形成为用在图18所示方法中的工具鼓的第一工具部件的透视性图示,
图20a显示了根据本发明的第三变型的制作方法的第一方法步骤,
图20b显示了根据本发明的第三变型的制作方法的第二方法步骤,
图20c显示了根据本发明的第三变型的制作方法的第三方法步骤,
图20d显示了根据本发明的第三变型的制作方法的第四方法步骤,
图20e显示了根据本发明的第三变型的制作方法的第五方法步骤,
图20f显示了根据本发明的第三变型的制作方法的第六方法步骤,
图20g显示了根据本发明的第三变型的制作方法的第一方法步骤,
图20h显示了根据本发明的第三变型的制作方法的第一方法步骤,
图21a显示了第一工具部件的第一可选实施例,
图21b显示了第一工具部件的第二可选实施例,
图21c显示了第一工具部件的第三可选实施例,
图22a显示了根据本发明的制作方法制作的另一隔膜致动器的概览图,
图22b显示了根据本发明的制作方法制作的另一隔膜致动器的概览图,
图22c显示了根据本发明的制作方法制作的另一隔膜致动器的概览图,
图22d显示了根据本发明的制作方法制作的另一隔膜致动器的概览图,
图22e显示了根据本发明的制作方法制作的另一隔膜致动器的概览图,
图22f显示了根据本发明的制作方法制作的另一隔膜致动器的概览图,
图22g显示了根据本发明的制作方法制作的另一隔膜致动器的概览图。
具体实施方式
图1a显示了隔膜致动器10,其具有第一框架部件12和第二框架部件14。
在示出的实施例中,五个隔膜层16布置在两个框架部件12、14之间。因而,隔膜致动器10为多层隔膜致动器,其在由框架部件12、14形成的框架15中具有多个隔膜层16。
通过,隔膜层16由电介质弹性体或电活性聚合物制成,因此它们可以将电激励转换为机械移动。
各个隔膜层16可以尤其被预伸张,这也如利用图12至20在以后所解释的。
隔膜层16直接彼此抵靠并且形成叠层17,该叠层17具有第一表面17a和第二表面17b。第二表面17b与第一表面17a相对设置,其中,第一框架部件12抵靠第一表面17a,并且第二框架部件14抵靠第二表面17b。
框架部件12、14分别直接抵靠第一隔膜层16a和最后隔膜层16e地位于隔膜层16的第一边缘区域18和第二边缘区域19。
隔膜层16中的每个各自优选地被分配两个电极20、22,其中,第一电极20和第二电极22被设置为,如在以下所解释的,其对应分配的极性是不同的。通常,电极20、22被分配至隔膜层16以使得两个直接相邻的隔膜层16具有不同的电极序列或不同的电极图案。
电极20、22可以由比如、金属材料制成。可选地,电极20、22可以形成在碳、纳米颗粒或者固有导电聚合物(ICP)的基部上。
为了接触电极20、22,框架部件12、14具有分配至第一边缘区域18的第一端子24以及分配至第二边缘区域19的第二端子25。两个端子24、25极性不同。
每个隔膜层16相应地具有分配至第一端子24或第二端子25的至少一个电极20、22。
可以通过接触元件26、27来实施隔膜层16的电极20、22的过孔接触(throuth-contacted)以及与端子24、25的接触,其中接触元件被形成为例如铆钉、压力销和/或由弹性导电弹性体来形成。设置为接收接触元件26、27的开口可以通过比如冲压来形成。
端子24、25可以被集成在相应的框架部件12、14中,并且也可以被形成为插头或套管以允许隔膜致动器10的简单电接触。
通过端子24、25,隔膜致动器10可以被供给电压,因此电活性隔膜层16伸张或收缩,从而电能被转换为机械移动能。
利用图1a至1d在以下对各个隔膜层的结构进行解释。
例如,直接位于第一框架部件12上的第一或最底下隔膜层16a具有设置在隔膜层16a的上侧的第一电极20a。第一电极20a电耦接至第一端子24。这种类型的电极20a被显示在示出了横截面的图1c中。
为了接触第一端子24,第一电极20a具有设置在第一边缘区域18中的横向突起。
与此相反,直接布置在第一隔膜层16a的与第一框架部件12对置的一侧上的第二隔膜层16b在其上侧上具有第二电极22b。这种类型的第二电极22被显示在比如图1d中。
第二电极22b延伸到第二边缘19,因此第二隔膜层16b的第二电极22b电耦接至第二端子25。
这种结构被重复多次。
相应地,第三隔膜层16c同样地在其上侧上具有第一电极20c,该第一电极20c具有延伸到第一边缘区域18的突起。与此相反,第四隔膜层16d在其上侧上具有耦接至第二端子25的第二电极22d。
截止隔膜层16e、与此相反,具有电耦接至第一端子24的第一电极20e。
通过这种方式,隔膜层16的叠层17在横截面上具有非对称电极图案,这是因为第一电极20(图1c)和第二电极22(图1d)分别以变化方式来设置。
相应地,第一电极20或第二电极22附接至叠层17的每个第二隔膜层16的相应的上侧,其中,第二电极22或第一电极20相应地附接至其他隔膜层16的上侧。
因而,确保了隔膜层16b至16e中的每个被分配具有不同极性的第一电极20和第二电极22。当施加电压时这些隔膜层16b至16e于是在电场方向上被压缩,并且由于隔膜层16的不可压缩性在垂直于电场的方向上进行伸张从而使它们的容积保持恒定。隔膜层16b至16e的伸张于是被用于实现机械的移位移动。
在图1a示出的横截面中,第一隔膜层16a也在其上侧上具有第二电极22a,然而这是可选的。通过这种方式,仅仅确保了第一隔膜层16a还可以被用于实现机械的移位移动。
如果在其下侧不具有第二电极22a,第一隔膜层16a将仅用作其上侧上的第一电极20a的支撑层,不会对移位移动做出贡献,当其他隔膜层“工作”时,第一隔膜层16a将被被动地移位。
如果第二电极22a从第一隔膜层16a的下侧省略,则每个隔膜层16将在其相应的上侧上仅具有一个电极20、22。
可选地,所有隔膜层16可以在它们上侧上和下侧上具有相应的电极20、22,其中,电极20、22具有对应的不同极性。例如,第一电极20a设置在上侧上,而第二电极22设置在下侧上。布置在上侧上的隔膜层16必须在其下侧上同样地具有第一电极20,因此在相邻隔膜层16之间必须是不绝缘的。
然而,在具体的情形中这也可以被设置。
通过比较图1b至图1d,可以清楚地看出,两个电极20、22仅在它们的突起是不同的,其中两个电极20、22通过它们的突起耦接至相应的端子24、26。另外,两个电极具有相同的表面积,这尤其几乎对应于相应的隔膜层16的整个表面。通过这种方式,电极20、22在大面积上彼此相互对置。
隔膜致动器10可以尤其地以预拉伸方式进行安装,因此比如隔膜层16的中部区域通过弹簧被预拉伸成偏移(圆锥形的)状态。可以随后通过施加电压以期望的方式来非常精确地控制中部区域的偏移。
此外,显示在图1a中的隔膜致动器10则具有第一连接部件28和第二连接部件30。第一连接部件28与第一框架部件12一样被布置在叠层17的第一表面17a上,而第二连接部件30被布置在叠层的第二表面17b上。
两个连接部件28、30每个都被居中地固定在叠层17上,并且尤其具有对应两个框架部件12、14的高度。通过这种方式,创建了紧凑的隔膜致动器10。
图1a还显示了隔膜层的相应电极20、22形成为使得它们没有覆盖设置连接部件28、30的中部区域。上述弹簧可以接合在连接部件28、30上。连接部件还可以被用作为致动器的输出以将产生的冲程传递至其它组件(比如阀元件)。
图2显示了图1的隔膜致动器10的概览图。概览图包括非活性隔膜致动器10的俯视图(图2a)和在非活性位置中的隔膜致动器10(图2b)的横截面以及偏移位置(图2c)。
如图2a所示,由于第一框架部件12和第二框架部件14是圆形的,因此隔膜致动器10是圆形的。此外,各个隔膜层16是圆形的,因此连接部件28、30也是圆形的。
在起始状态(图2b),隔膜层16被夹紧在框架部件之间,因此连接部件28、30位于中间平面的起始位置中。
如果电压通过两个电端子24、25(此处未示出)被施加到隔膜致动器10,由于直接相邻的隔膜层16中的每个均交替地与端子24、25中的一个相接触,因此,在叠层17的各相邻隔膜层16之间分别产生了电场。由电活性聚合物形成的隔膜层16由于电极之间的吸引力而被压缩,因此它们的壁厚减小。
然而,由于隔膜层的材料(几乎)是不可压缩的,因此材料变得“更长”。通过这种方式,隔膜层16的中间部分相对起始状态偏移。在图2c中,中间部分在这个情形中向上偏移。这可以通过弹簧(未示出)实现,其中当隔膜层在电极20、22之间被压缩并且因此“变长”时,所述弹簧可以使连接部件28、30向上移位。
如果不提供如在图2c中的使中间部分向上移位的弹簧或其他组件,则当施加电压时中间部分还可能在重力的影响下向下下垂。
不考虑使中间部分预拉伸的元件和相应的安装位置,清楚的是,施加的电能被转换为机械能,该机械能会导致连接部件28、30的偏移,如通过在概览图中的更低图示所显示的。
连接部件28、30可以尤其与待被移位的至少一个元件协作,因而当激活隔膜致动器10时,实现了待被移动的元件的机械移位。
可以提供具有以下装置的框架部件12、14,利用该装置可以使隔膜致动器被机械地紧固。所述装置可以是孔、或狭缝或者紧固元件。
图3a至图3c也显示了隔膜致动器10的第二实施例的概览图。
隔膜致动器10的第二实施例不同于第一实施例,在于:框架部件12、14、隔膜层16以及连接部件28、30大致是矩形的(参见图3a)。仅拐角是圆形的。
另外,隔膜致动器10的结构和操作模式是相同的。第二实施例的益处在于多个致动器可以被一个接一个地紧密布置而没有它们之间的浪费的空间。
在图3d至图3f,图3的隔膜致动器10被显示在俯视图(图3d)并且两个横向横截面视图(图3e和图3f)在不同的平面中以阐明根据第二实施例的两个电极20、22的构成。
图3d至3f应被理解为与图1b至1d相类似因此相应电极20、22的伸张尤其通过图3e和图3f是清晰的。
图4显示了隔膜致动器10的第三实施例的概览图,这与第一实施例的第一视图相类似。
然而,第三实施例和第一实施例的差别在于:每个隔膜层16具有开口32,其居中地形成在相应的隔膜层16中(参见图4a和4b)。
在示出的实施例中,相应的隔膜层16的开口32是同样的圆形。
由图4的概览图显示的,根据第三实施例的隔膜致动器10的激活使各个隔膜层16收缩以使得开口32的直径被减小。
在示出的实施例中,开口32可以收缩以使得它们(参见图4c)与初始状态(参见图4a和4b)相比进行闭合。通过这种方式,比如流动截面可以被直接控制而无需将致动器的移动传递至阀元件。
图5示出了隔膜致动器10的第四实施例,其大致对应于第三实施例,其中,框架部件12、14、隔膜层16和开口32不是圆形的而是大致矩形的。
然而,隔膜致动器10的结构和操作模式的剩余部分不同于第三实施例;当电压施加至电极时,开口32在这个情形中还可以从初始状态(参见图5a和5b)被闭合(参见图5c)。
图6a至图6e显示了隔膜致动器10的另一个实施例,其中显示了电极20、22或者电极图案的布置。
通过电极20、22的布置和设计,可以实现根据本发明的隔膜致动器10的不同移动。尤其是可以通过非对称电极来获得隔膜层的非对称变形。
图7显示了矩阵隔膜致动器34的俯视图。
矩阵隔膜致动器34具有***框架35,该***框架35具有布置在其间并且形成矩阵37的中间肋36。
多个片段38被设置在矩阵37中,相应的隔膜致动器10布置在矩阵37中。根据如图3显示的第二实施例来形成隔膜致动器10中的每个隔膜致动器。
此外,端子24、25被分配至每个各个片段38,因此矩阵隔膜致动器34的各个隔膜致动器10可以独立于彼此来被电力致动。
还可以由其他实施例的隔膜致动器10来形成矩阵隔膜致动器34。尤其是实施例的混合还可以被设置在一个矩阵隔膜致动器34中。
图8显示了隔膜致动器10的第九实施例的概览图,其中,俯视图(图8a)和较下的横截面视图(图8c)现在显示隔膜致动器10的电激发位置。
与以前实施例相反,隔膜致动器10的框架12、14是柔性的。为了这个目的,隔膜致动器10以及尤其是框架部件12、14可以由DEMES结构来形成。
如图8的概览图所示,各个隔膜层16以及叠层17在施加电压时收缩。
通过这种方式,隔膜致动器10和尤其是其框架15从依据能量是有利的平衡状态(图8b)转换为激发状态(图8c)。
通过这种方式在示出的实施例中,隔膜致动器10的高度被减少了,如尤其是通过与图8b和图8c相比较所显示的。
在该示出的实施例中,框架12、14和隔膜层16中的每个是圆形的。
图9显示了隔膜致动器10的另一个实施例,在其中,框架部件12、14以类似于以前实施例的方式是柔性的。
然而,与以前实施例相反,框架部件12、14和隔膜层16大致是矩形的。
此外,显示在图8和图9中两个实施例的比较表明框架部件12、14可以相对于它们的基本状态依据能量被不同地形成。这表明,当不施加电压时,框架部件收缩至不同的程度(并且当施加电压时相应地变形为不同程度)。
在图9的实施例中的框架15比图8的实施例的框架15在松弛状态下收缩得更强烈。
图10a至10c显示了隔膜致动器10的另一个实施例,其中每一个均被显示在俯视图中。
通过这种方式,柔性框架15的几何结构和电极图案的几何结构可以以对应的方式来形成,以隔膜致动器10的非常宽范围的移动。
图11显示了隔膜致动器10的另一个实施例的概览图,在其中,俯视图(图11a)显示了隔膜致动器10的激活位置(图11c)。
在这个实施例中,第三实施例的特征与第九实施例的特征相结合:致动器具有中央开口32,并且DEMES结构被使用。
在初始状态中(图11b),中央开口32位于扇形形状的隔膜层中。由于它们框架部件的预拉伸,这些隔膜层在相同的方向上弯曲,因此它们尖端彼此相距一距离。
如果电压施加至电极,则它们变形为在其中电极的尖端几乎彼此抵靠的伸展状态(参见图11c)。开口32现在(几乎)是闭合的。
这是可能的,因为框架15是部分柔性的。框架15具有柔性框架部分14a,该柔性框架部分14a具有围绕扇形形状隔膜层的环形部分和从环形部分向内突出的四个部分。
部分柔性框架部件14a通过其环形部分固定地布置在刚性框架部件14上,然而向内突出部分是自由的,因此与图11a至图11c显示的相比它们可以由于它们柔性变形的存在而可以变形。
隔膜致动器10的不同机械移动图案和非常不同的结构可以大体上通过部分柔性的框架15来实现。
还可以使用相对应完全的第一或第二连接部件来代替第二框架部件14以及尤其部分14a,。
利用图12a至图12e,描述了根据本发明的制作方法,通过该制作方法可以制作根据本发明的隔膜致动器10。
为了制作隔膜致动器10,聚合物薄膜40被设置为被夹持在第一辊子对42和第二辊子对44之间。
此外,提供第一工具部件46,其在示出的实施例中被形成为工作台。第一框架部件12布置在第一工具部件46的第一表面46a上,然而为了清楚起见,该框架部件并未显示在附图中。
聚合物薄膜40通过以第一速度旋转的第一辊子对42被传到以第二速度旋转的第二辊子对44。如果两个辊子对42、44以相同速度旋转,则不提供聚合物薄膜的预拉伸因此仅存在夹持效果。
然而,如果第二辊子对44比第一辊子对42处于更高的旋转速度,则薄膜聚合物40已经在两个辊子对42、44之间被机械地预拉伸。
具有布置在其上的第一框架部件12的第一工具部件46在聚合物40的方向上(参见图12b)以线性和平移方式进行移动,因此被夹持在两个辊子对42、44之间的聚合物薄膜40被机械地伸张。
通过这种方式,产生了聚合物40的单向伸张,即在一个方向上的机械伸张。
提供以前已经被施加至非伸张聚合物薄膜40的对齐网格。通过对齐网格的变形,可以看到聚合物薄膜40的期望伸张是否已经被实现。对齐网格可以比如被电子地检测或监测。
此外,开口可以被设置在工具部件46的第一表面46a中,通过开口可以生成过压或负压,因此即当空气或气体被吹到薄膜和工具之间时聚合物薄膜40在第一表面46a上很好地滑动,或者当薄膜由于负压被吸收抵靠表面时粘结至其。
工具46可以由烧结金属形成或者至少包括形成第一表面46a的烧结金属板,因此第一表面46a是透气的。
因为它与聚合物薄膜40相接触,因此第一表面46a大体上具有高的表面品质。
两个辊子对42、44随后围绕第一工具部件46移动、尤其是以平移方式移动,直到它们与第一工具部件46的、与第一表面46a相对设置的第二表面46b相对设置(参见图12c)。第一工具部件46因而变得被聚合物薄膜40所包围。
聚合物薄膜40现在附接至第一工具部件46,尤其是附接至第一工具部件46的第二表面46b。
随后在两个辊子对42、44的区域中、尤其是在第一工具部件46上的紧固点和辊子对42、44之间的区域(参见图12d)中通过切割装置48对聚合物薄膜进行切割。切割装置48可以是刀刃或金属板。
在切割聚合物薄膜40之后,两个辊子对42、44可以自由移动并且返回到它们的起始位置。
通过这种方式,第一隔膜层16a布置在第一框架部件12上。第一电极20或第二电极22可以随后被施加至第一隔膜层16a。
上述步骤可以现在再次被执行从而以类似的方式来施加另外隔膜层16,其中,以可选方式来施加电极20、22中的每个以形成多层隔膜致动器10。
可以附加地提供待被紧固至第一框架部件12、尤其是粘结或焊接至第一框架部件12的第一隔膜层16a。为了这个目的,可以使用紫外线硬化硅树脂或热超声压缩焊接工艺。
图12e显示了在图12d中显示的图示的俯视图。俯视图显示了一批隔膜致动器10被同时制成。为了这个目的,多个第一框架部件12或连续部件被布置在包括以矩阵形式的多个第一框架部件12的第一工具部件46上。这可以比如注模矩阵。
在所有隔膜层16被布置在相应隔膜致动器10上之后,第二框架部件14被放置在最后或最上面的隔膜层16上。所有的隔膜层16因此布置在形成框架15的第一框架部件12和第二框架部件14之间。
各个隔膜层16随后被过孔接触,其中,这可以通过接触元件、比如铆钉或压力销来形成。使用的接触元件还可以由弹性导电弹性体来形成。在这个情形中,附加地将刚性紧固元件布置在两个框架部件之间是有益的,因此隔膜层被可靠地保持。另外,接触元件可以被用于在径向方向上将隔膜层固定至框架部件12、14。
通常,可以通过冲压或者压入接触元件来使实现接触。
如果第一隔膜层16a在其下侧具有电极20、22,可以在第一隔膜层16a布置在第一框架部件12上之前或者随后附接该电极,这使得接触变得更困难。
因此,创建了根据本发明的隔膜致动器10,该隔膜致动器10为多层隔膜致动器。
通过这种制作方法,可以产生聚合物薄膜40的单向或单轴向预伸张,这尤其在大致是矩形的隔膜致动器10的情形中具有重要性。
图13a显示了在它们初始位置的两个辊子对42、44,在其中,聚合物薄膜40被供给至第一辊子对42。由于第一辊子对42旋转,因此引入的聚合物薄膜40前进至第二辊子对44,因此聚合物薄膜40被夹持在两个辊子对42、44之间。
随后第二辊子对44移动远离第一辊子对42,其中,取决于第二辊子对44的移动及其旋转速度,聚合物薄膜40的预伸长也许发生或者也许不发生。
辊子对42、44可以尤其被驱动以及被单独控制以确保限定的移动。
此外,辊子对42、44可以具有硬化或涂层表面因此它们具有抗粘附特性。可选地,还可以提供橡胶涂层。
图14a至14b显示了制作方法的可选实施例变型,在其中,由以限定速度线性移动的夹子50来替换第二辊子对。
可以取决于夹子50的速度有多高来设置聚合物薄膜40的预伸张。
图15a至15c显示了制作方法的可选实施例变型,在其中,产生了聚合物薄膜40的轴向伸张以及各个隔膜层16的轴向伸张。
在类似于第一制作变型的方式中,聚合物薄膜40被夹持、尤其是在第一辊子对42和第二辊子对44之间被预拉伸。
此外,第一工具部件46同样地被形成为第一框架部件12布置在其上的工作台,为了清楚起见其并未被示出。
然而,第一工具部件46不同于第一实施例变型的第一工具部件在于设置了从工具部件46的第一表面46a突出的突起52。突起52被设置在工具46的外部边缘上。
利用图15b来阐明这些突起52的功能,因为当第一工具部件46以线性和平移方式在聚合物薄膜40的方向上移动时,固定夹持的聚合物薄膜40抵靠突起52从而机械地拉伸或伸张聚合物薄膜40。
突起52从第一工具部件46的第一表面46a突出以使得聚合物薄膜40不接触布置在第一表面46a上的第一框架部件12。
如图15c所示,现在第二工具部件54作用在机械伸张的聚合物薄膜40上,该第二工具部件54接触聚合物薄膜与第一工具部件46相对设置的侧。第二工具部件54可以同样地以线性和平移方式移动以接触聚合物薄膜40。
图16详细显示了在图15中用圆圈包围的区域。
图16显示了第二工具部件54在其面向聚合物薄膜40的侧上具有至少一个冲压装置56。通过冲压装置56,第二工具部件54具有对应于都布置在第一工具部件46的第一表面46a上的第一框架部件12和第一连接部件28的结构。
冲压装置56相应地具有被分配至第一连接部件28的中间销58以及可以与第一连接框架协作部件12协作的两个外部销60、62。
然而,在冲压装置56被启动之前,以类似于以前描述的实施例的方式将聚合物薄膜40紧固至第一工具部件46。为了这个目的,两个辊子对42、44围绕工具部件46移动因此它们定位成与第二表面46b相对。
在那个位置,聚合物薄膜40以类似的方式被紧固,因此现在可以启动冲压装置56。
由图17的进展所示,由于冲压装置56的中间销58被首先移位从而聚合物薄膜40被向下压到第一连接部件28上,因此通过冲压装置56实现了聚合物薄膜40的期望的对称的轴向伸张。
两个外部销60、62随后随后同样地线性移位因此聚合物薄膜40被压到第一框架部件12上。
冲压装置56因此组成了可移位结构,利用其确保了聚合物薄膜40的对称的轴向伸张。
此外,聚合物薄膜40可以附加地紧固至第二工具部件54以实现附加固定。紧固至第二工具部件54还可以作为针对紧固至第一工具部件46的可选方式来发生。
聚合物薄膜40可以随后被紧固至第一框架部件12,其中可以通过使用例如紫外线硬化硅树脂粘结或通过热超声压缩焊接来实现。第二工具部件54可以包括用于紧固目的的对应的仪器。
通常,第二工具部件54具有多个这种冲压装置56,因此多个隔膜致动器10可以被同时制作。这在分批制作隔膜致动器10的情形中尤为重要。
在聚合物薄膜40的机械伸张发生之后,被紧固至第一工具部件46的聚合物薄膜40可以以类似于制作方法的第一实施例变型的方式进行切割,因此形成了第一隔膜层16a。
如果聚合物薄膜40现在应该被紧固至第二工具部件54,则聚合物薄膜40在那个位置被相应地切割。
第一电极20或第二电极22同样随后被附接至第一隔膜层16a。
上述步骤现在被重复因此多个隔膜层16被附接以形成多层隔膜致动器10。附接至隔膜层16的上侧的电极20、22在这个过程中相应地交替,因此每个隔膜层16被分配了第一电极20和第二电极22。
作为结束步骤,第二框架部件14被放置在最后的隔膜层16上并且各个隔膜层16是过接触以产生电连接以及将各个隔膜层16机械地耦接至框架部件12、14。
此外,第二工具部件54可以具有切割装置64,利用该切割装置64,被紧固至第一工具部件46的聚合物薄膜40可以在第一框架部件12的区域中或者隔膜致动器10的区域中被直接切割。这可以发生在紧固相应的隔膜层16之后或者隔膜层16被布置之后。
可以类似于以前被描绘在图12a至12e中的实施例来形成被形成为工作台的第一工具部件46。
聚合物40的轴向伸张尤其适于圆形的隔膜致动器10。
图18示意性地显示了根据本发明的制作方法第三实施例变型以用于制作根据本发明的隔膜致动器10的。
在制作方法的可选实施例中,工作鼓被用作为第一工具部件46并且被显示在图19的相应视图中。
在示出的实施例中,被形成为工作鼓的第一工具部件46具有八个工作表面66,每一个工作表面66分配至如在图18中所示的八个工作站中的一个。
如由图18中的箭头指示出的,被形成为工作鼓的第一工具部件46可以以旋转的以及线性平移的方式进行移动,从而八个工作表面66中的一个以步进的方式相对地抵靠工作站68中的一个。
工作站68大体上同样地具有至少一个自由度因此它们可以被线性地移位。
利用图20a至图20h以及参考根据本发明的制作方法的第三实施例变型来描述隔膜致动器10的制作。
在第一过程步骤中,两个辊子对42、44之间的聚合物薄膜40被***到由工作站68和第一工具部件46形成的单元70中。在这个过程中,聚合物薄膜40被夹持在两个辊子对42、44之间,尤其是其被轻微地预拉伸。
第一工具部件46位于从中心以平移方式移位的位置中。
第一工作站68a在第一过程步骤中以平移和线性方式朝向聚合物薄膜40进行移动,因此其几乎与聚合物薄膜40接触。第一工作站68a可以测量聚合物薄膜40的厚度,其中,聚合物薄膜40的厚度可以根据辊子对42、44的移动进行调节。具体地,利用辊子对42、44的不同速度以及从其产生伸展来产生聚合物薄膜40的更大的预拉伸。
厚度可以尤其通过光学技术进行测量,比如白光干涉测量法、透射光谱法或激光轮廓测定法。
如果实现了聚合物薄膜40的期望厚度,则执行第二过程步骤(参见图20b)。
在这个过程步骤中,被形成为工作鼓的第一工具部件46以平移方式进行移动,其中,其与第一工作表面66a一起抵靠聚合物薄膜40进行移动并且使所述薄膜机械地伸张。第一框架部件12被放置在第一工作表面66a上因此这个框架部件被布置在第一工作表面66a与聚合物薄膜40之间。
聚合物薄膜40可以沿第一工具部件46的第一工作表面66a滑动,只要第一工作表面66a的表面被合适地形成即可。
在这个位置中,第一工作站68a再次测量聚合物薄膜40的厚度并且将聚合物薄膜40紧固至第一工具部件46。聚合物薄膜40随后在区域中被切割,所述区域位于第二辊子对44和紧固点之间、如示意性地由箭头示出的区域。
为了将聚合物薄膜40紧固至第一工具部件46,可以类似于根据制作方法的第二实施例变型的第二工具部件54来大致形成第一工作站68a。
被形成为工作鼓的第一工具部件46现在围绕其旋转轴线A以45度角进行旋转,因此第一工作表面66a相对抵靠第二工作站68b(图20c)。这组成了第三过程步骤的开始。
在第二工作站68b中,执行聚合物薄膜的表面处理。这可以比如为增加电子层粘附的等离子体活化。
与此同时,在第一工作站68a中,由于相同的步骤在图20b中被执行,因此第二批隔膜致动器10被制备了。
大体上,聚合物薄膜40的伸张应该保持恒定,因为在第一工作站68a中聚合物薄膜40的厚度被不断地监测。
在执行表面处理之后,被形成为工作鼓的第一工具部件46再次以45度角进行旋转,因此第一工作表面66a相对抵靠第三工作站68c(参见图20d)。
在第三工作站68c中,第一电极20或第二电极22附接至聚合物薄膜40的被处理表面,因此对应的电极20、22稍后被附接至隔膜层16的上侧。
与此同时,布置在第三工作表面66c上的第三批隔膜致动器10被制备在第一工作站68a中,其中,第二批在第二工作站68b中经历表面处理。
在第四过程步骤中,被形成为工作鼓的第一工具部件46再次以45度角旋转(参见图20e),因此第一工具部件46的第一工作表面66a相对抵靠第四工作站68d。
在第四工作站68d中,再次执行表面处理,其中,这可以为应该在层叠期间避免气泡发生的电晕处理。
另外批隔膜致动器10在工作站68a至68c中被相应处理。
第一工具部件46现在进一步以45度角步骤旋转,其中第五至第八工作表面66e至66h具有批处理并且执行被提供在第一四个工作站68a至68d中的过程步骤。
当第一工作表面66a达到第一工作站68a时,随后第二隔膜层16被附接。
步骤现在被重复多次,因此每批隔膜致动器10具有多个隔膜层16(参见图20f)。随后各个隔膜层16被层叠在一起以形成组合物。
仅当隔膜致动器10包括所有隔膜层16时,工作站5-8才使用。
当遇到这种情形时,第二框架部件14布置在第五工作站68e的最上面的隔膜层16,并且被紧固至其(参考图20g)。
与此同时,聚合物薄膜40被保留在第一工作站68a中。另外批隔膜致动器10在以前述工作站68a至68d中被继续处理。
第一工具部件46随后再次以45度角旋转,其中,隔膜致动器10的各个隔膜层16在第六工作站68f中过接触。
当以45度角更新第一工具部件46的旋转之后,这批完成的隔膜致动器10在第七工作站68g中被检测。
在以45度角进一步旋转之后,隔膜致动器10达到第八工作站68h,在其中,这批隔膜致动器10被冲压或者切割以形成各个隔膜致动器10。
在图21a至21c中,第一工具部件46的可选实施例被示出,其可以被用在根据第三实施例变型的制作方法中。
示出的工具部件46具有较少的工作表面66,因此工作表面66可以被分配多个工作站68。
此外,根据三个可选实施例中的一个,图22a至22g显示了隔膜致动器10的不同实施例,可以利用根据本发明的制作方法来同样地制作隔膜致动器10。
这些大致对应于前述实施例,但区别在于:隔膜致动器10被形成为单层隔膜致动器。
大体上,利用根据本发明的制作方法,创建了根据本发明的可以提供大的力并且具有小结构的隔膜致动器10。
上文中提供了对本发明的具体描述以用于进行阐述和说明。但并非要穷举或者将本发明限于所公开的精确形式。根据以上教导,可实现很多修改和变型。上述实施例被选取用于最佳地解释本发明的原理及其实际应用,从而使得本领域技术人员能够以不同的实施例并利用适于特定预期用途的不同变型来最佳地利用本发明。本发明的范围要由所附权利要求来定义。
Claims (24)
1.一种隔膜致动器(10),包括第一框架部件(12)和第二框架部件(14),其中,至少两个隔膜层(16)以叠层方式布置在所述第一框架部件(12)和第二框架部件(14)之间,并且被形成为电活性聚合物层。
2.根据权利要求1所述的隔膜致动器(10),其特征在于,所述至少两个隔膜层(16)彼此直接抵靠。
3.根据权利要求1所述的隔膜致动器(10),其特征在于,所述第一框架部件(12)抵靠所述至少两个隔膜层(16)的第一表面(17a),以及/或者所述第二框架部件(14)抵靠所述至少两个隔膜层(16)的第二表面(17b),其中所述第二表面(17b)与所述第一表面(17a)对置。
4.根据权利要求1所述的隔膜致动器(10),其特征在于,第一连接部件(28)设置成抵靠所述至少两个隔膜层(16)的第一表面(17a),以及或者第二连接部件(30)设置成抵靠所述至少两个隔膜层(16)的第二表面(17b),其中,尤其是所述第一连接部件(28)和/或第二连接部件(30)居中地位于相应的表面(17a,b17)上。
5.根据权利要求1所述的隔膜致动器(10),其特征在于,所述至少两个隔膜层(16)中的每个均具有开口(32),所述开口(32)被居中地设置在相应的隔膜层(16)中,并且所述开口尤其是圆形。
6.根据权利要求1所述的隔膜致动器(10),其特征在于,所述至少两个隔膜层(16)是圆形的或者大致矩形的。
7.根据权利要求1所述的隔膜致动器(10),其特征在于,所述第一框架部件(12)和/或第二框架部件(14)是圆形的或者大致矩形的。
8.根据权利要求1所述的隔膜致动器(10),其特征在于,所述第一框架部件(12)和/或第二框架部件(14)至少部分是柔性的。
9.根据权利要求1所述的隔膜致动器(10),其特征在于,所述至少两个隔膜层(16)的每个均包括至少一个电极(20,22)。
10.根据权利要求9所述的隔膜致动器(10),其特征在于,直接相邻的隔膜层(16)的电极(20,22)设置为彼此偏置。
11.根据权利要求1所述的隔膜致动器(10),其特征在于,所述第一框架部件(12)具有第一端子(24),以及/或者所述第二框架部件(14)具有第二端子(25)。
12.根据权利要求11结合权利要求9的隔膜致动器(10),其特征在于,至少隔膜层(16)的电极(20,22)是电收缩的,其中,每个第二隔膜层(16)的电极(20,22)耦接至所述第一端子(24),并且其他隔膜层(16)耦接至所述第二端子(25)。
13.一种用于制作隔膜致动器的方法,包括以下步骤:
a)提供第一工具部件(46),第一框架部件(12)以及由电活性材料制成的聚合物薄膜(40),
b)将所述第一框架部件(12)布置在所述第一工具部件(46)上,
c)夹持所述聚合物薄膜(40),
d)机械地伸张所述聚合物薄膜(40),
e)固定所述聚合物薄膜(40),尤其是固定在所述第一工具部件(46)上,并且
f)切割所述聚合物薄膜(40)以制作隔膜层(16)。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,执行步骤g),其中,将至少一个电极(20,22)附接至所述隔膜层(16),其中尤其是在步骤c)至步骤e)之后执行步骤g)。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,步骤c)至步骤g)被重复执行以形成多个隔膜层(16)。
16.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,直接相邻的隔膜层(16)的电极(20,22)设置为彼此偏置。
17.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,提供第二框架部件(14),所述第二框架部件(14)布置在至少一个隔膜层(16)的与所述第一框架部件(12)对置的侧上。
18.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述聚合物薄膜在步骤d)中单向地或径向地伸张,尤其是其均匀地伸张。
19.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,在步骤d)中使所述第一工具部件(46)移动以使所述聚合物薄膜(40)机械地伸张。
20.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,提供第二工具部件(54),该第二工具部件(54)同样地移动以使所述聚合物薄膜(40)伸张。
21.根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述第二工具部件(54)具有大致对应于所述第一框架部件(12)的结构(56),以及/或者所述第二工具部件(54)定位成与所述第一框架部件(12)对置。
22.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,将所述第一隔膜层(16a)固定至所述第一框架部件(12),尤其是将所述第一隔膜层(16a)粘附或焊接至所述第一框架部件(12)。
23.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,第一工具部件(46)为具有多个工作表面(66)的工作台或工作鼓。
24.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,形成为工作鼓的第一工具部件(46)围绕旋转轴线(A)旋转,因此分配至工作表面(66)的聚合物薄膜(40)的聚合物薄膜部分被供给至不同的工作站(68)。
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