DE102004011029B4

DE102004011029B4 - Polymeraktor in Stapelbauweise und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102004011029B4
Application number: DE102004011029A
Authority: DE
Inventors: Frank Dr. Arndt; Arno Dr. Steckenborn; Matthias Dr. Stössel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-03-04
Filing date: 2004-03-04
Publication date: 2009-11-19
Anticipated expiration: 2024-03-05
Also published as: WO2005086249A1; DE102004011029A1

Abstract

Polymeraktor, bei dem ein Stapel (11) aus abwechselnd geschichteten elektrisch leitfähigen Elektrodenlagen (13a, 13b) und Polymerlagen (12) gebildet ist, wobei
der Stapel (11) an seiner durch die Gesamtheit der Lagenränder gebildeten Seitenfläche (16) einen ersten (17a) und einen hiervon elektrisch getrennten zweiten (17b) Kontaktierungsbereich aufweist und wobei die Elektrodenlagen (13a, 13b) bezogen auf die Schichtfolge abwechselnd
– entweder mit ihrem Lagenrand einen Teil des ersten Kontaktierungsbereiches (17a) bilden, während der Lagenrand von dem zweiten Kontaktierungsbereich (17b) einen elektrisch isolierenden Abstand aufweist,
– oder mit ihrem Lagenrand einen Teil des zweiten Kontaktierungsbereiches (17b) bilden, während der Lagenrand von dem ersten Kontaktierungsbereich (17a) einen elektrisch isolierenden Abstand aufweist,
wobei
sich die Fläche der Polymerlagen (12) in Stapelrichtung des Stapels derart verkleinert, dass sich ein treppenartiger Querschnitt des Polymeraktors ergibt, und die Elektrodenlagen (13a, 13b)
– auf der einen Seite derart an die Fläche der jeweils benachbarten...

Description

Die Erfindung betrifft einen Polymeraktor, bei dem ein Stapel aus abwechselnd geschichteten elektrisch leitfähigen Elektrodenlagen und insbesondere elektroaktiven Polymerlagen gebildet ist.
Ein Polymeraktor dieser Bauform ist beispielsweise aus einem Konferenzbeitrag von M. Jungmann u. a. zum 47. internationalen wissenschaftlichen Kolloquium an der technischen Universität Ilmenau vom 23. bis zum 26. September 2002 bekannt. Danach können Stapelaktoren aus einer abwechselnden Schichtfolge von aufgeschleuderten Elastomerfilmen beispielsweise aus Silikon und aufgesprühten Graphitpulverschichten ausgebildet sein. Die Graphitschichten bilden Elektroden, wobei jeweils aufeinander folgende Elektroden gegenpolig kontaktiert werden können. Durch Anlegen einer Spannung an die benachbarten Elektroden wird daher ein elektrisches Feld in der zwischen diesen Elektroden befindlichen Elastomerschicht erzeugt, welches aufgrund der Eigenschaften des Elastomerfilms zu einer reversiblen Verformung desselben führt, da sich die Elektroden anziehen. Das Anlegen einer Spannung hat daher eine Verringerung der Höhe des gebildeten Stapelaktors zur Folge. Eine gegenpolige Kontaktierungsmöglichkeit der jeweils benachbarten Graphitpulverschichten kann durch eine geeignete Maskierung des zugehörigen Elastomerfilms vor dem Aufsprühen des Graphitpulvers geschaffen werden. An Stelle von Silikon kann auch ein elektroaktives Polymer wie z. B. PMMA (Polymethyl Methacrylat) als Polymerschicht verwendet werden.
Gemäß der DE 33 21 435 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung piezoelektrischer Bauelemente beschrieben, welche durch einen Stapel von piezoelektrischen Schichten hergestellt werden. Zwischen jeder dieser piezoelektrischen Schichten ist eine Elektrodenlage vorgesehen, wobei diese Elektrodenlagen jeweils wechselseitig zur einen und zur anderen Seite des Stapels geführt werden, in der Art, dass dort eine elektrische Kontaktierung mittels einer seitlich angebrachten Elektrodenbeschichtung erfolgen kann. Außerdem ist es gemäß der US 4,814,659 bekannt, dass Piezoaktoren mit einem Stapel von piezoelektrischen Schichten hergestellt werden können, deren Fläche kontinuierlich abnimmt. Hierdurch kann eine kegelartige Struktur erzeugt werden, mit deren Hilfe sich in dem Piezoaktor auftretende Spannungen minimieren lassen. Hierdurch können Beschädigungen beim Gebrauch des Piezoaktors verhindert werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Polymeraktor mit einem Stapel aus abwechselnd geschichteten elektrisch leitfähigen Elektrodenlagen und Polymeren anzugeben, welcher einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Stapel an seiner durch die Gesamtheit der Lagenränder gebildeten Seitenfläche einen ersten und einen hiervon elektrisch getrennten zweiten Kontaktierungsbereich aufweist, wobei die Elektrodenlagen bezogen auf die Schichtfolge abwechselnd entweder mit ihrem Lagenrand einen Teil des ersten Kontaktierungsbereiches bilden, während der Lagenrand von dem zweiten Kontaktierungsbereich einen elektrisch isolierenden Abstand aufweist oder mit ihrem Lagenrand einen Teil des zweiten Kontaktierungsbereiches bilden, während der Lagenrand von dem ersten Kontaktierungsbereich einen elektrisch isolierenden Abstand aufweist. Als Seitenfläche im Sinne der Erfindung wird die gesamte Fläche des Stapels verstanden, welche sich durch die Gesamtheit der Lagenränder von der ersten bis zur letzten Lage des Stapels ergibt. Diese Seitenfläche kann dabei durch eine einzige zusammenhängende Fläche (beispielsweise Mantelfläche eines zylindrischen Stapels) oder auch durch mehrere Teilflächen (beispielsweise vier Seiten eines Stapels mit quadratischer Grundfläche) gebildet sein.
Erfindungsgemäß ist außerdem vorgesehen, dass sich die Fläche der Polymerlagen in Stapelrichtung des Stapels kontinuierlich verkleinert und die Elektrodenlagen derart an die Fläche der jeweils benachbarten Polymerlagen angepasst sind, dass der elektrisch isolierende Abstand zum betreffenden Kontaktierungsbereich gewährleistet ist. Die Stapelrichtung des Stapels erstreckt sich im Sinne der Erfindung senkrecht zur Oberfläche der Lagen. Durch die kontinuierliche Verkleinerung der Fläche der Polymerlagen ergibt sich im Schnitt des Stapels gesehen daher ein treppenartiger Aufbau. Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass die stufenartigen Seitenflächen des Stapels eine größere Kontaktierungsfläche der einzelnen Elektrodenlage im jeweiligen Kontaktierungsbereich zur Verfügung stellen. Daher kann die Kontaktierung der mit dem jeweiligen Kontaktierungsbereich verbundenen Elektrodenlagen besonders zuverlässig erfolgen.
Die erfindungsgemäße Form der Elektrodenlagen, die einerseits vom Lagenrand der Polymerlage zum einen Kontaktierungsbereich hin beabstandet ist und am anderen Kontaktierungsbereich den Lagenrand berühren, ermöglicht vorteilhaft eine einfache abwechselnde Kontaktierung der jeweils benachbarten Elektrodenlagen, indem auf die beiden Kontaktierungsbereiche beispielsweise eine elektrisch leitende Beschichtung aufgebracht wird, welche die Elektrodenschichten jeweils eines Kontaktierungsbereiches untereinander verbindet. Die beiden Kontaktierungs bereiche ermöglichen dann das Anlegen einer Spannung zur Betätigung des Polymeraktors.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stapel aus Abschnitten eines bahnförmigen Halbzeugs zusammengesetzt ist, wobei das Halbzeug als Polymerband mit darauf aufgebrachter Elektrodenlage ausgebildet ist, derart, dass der Lagenrand der Elektrodenlage an die eine Seitenkante des Polymerbandes heranreicht und von der anderen Seitenkante einen Abstand aufweist, und dass die Abschnitte derart geschichtet sind, dass abwechselnd Seitenkanten mit und ohne Elektrodenlage aufeinanderfolgen. Als Seitenkanten des Polymerbandes werden im Sinne der Erfindung die beiden Ränder des Bandes entlang seiner Längsausdehnung verstanden.
Die Verwendung eines Polymerbandes zur Herstellung eines bahnförmigen Halbzeuges hat den Vorteil, dass das Halbzeug mit hoher Effizienz in der Serienfertigung hergestellt werden kann. Das Polymerband kann als Ausgangsmaterial direkt vom Bandhersteller bezogen werden und muss zur Fertigstellung des Halbzeugs lediglich mit der Elektrodenlage unter Einhaltung des geforderten Abstandes von einer der Seitenkanten des Polymerbandes beschichtet werden. Die Beschichtung kann beispielsweise durch Aufbringung von Graphitpulver erfolgen. Die beschichteten Polymerlagen für die herzustellenden Polymeraktoren können aus dem Halbzeug durch Ablängen desselben gewonnen werden.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Erzeugen von Stapelaktoren. Ein solches Verfahren ist in dem eingangs erwähnten Konferenzbeitrag beschrieben. Der herzustellende Stapelaktor wird durch Aufschleudern und Aushärten eines Elastomerfilms auf eine rotierende Unterlage und anschließendes Druckluftbeschichten dieses Elastomerfilms mit Graphitpulver und eine Wiederholung dieses Vorgangs entsprechend der Anzahl der herzustellenden Schichten des Stapelaktors erzeugt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Erzeugen von Polymeraktoren in Stapelbauform anzugeben, welches kostengünstig ist und sich zur Serienherstellung der Polymeraktoren eignet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Erzeugen eines Polymeraktors mit einem Stapel aus abwechselnd geschichteten elektrisch leitfähigen Elektrodenlagen und insbesondere elektroaktiven Polymerlagen gelöst, bei dem die Polymerlagen mit Elektrodenlagen beschichtet werden, derart, dass der Lagenrand der Elektrodenlagen jeweils teilweise unter Ausbildung eines Kontaktabschnittes an den Lagenrand der Polymerlage zumindest weitgehend heranreichen und teilweise unter Ausbildung eines Isolierabschnittes von diesen einen Abstand aufweisen, und die beschichteten Polymerlagen aufeinandergeschichtet werden, derart, dass die Kontaktabschnitte und die Isolierabschnitte jeweils jeder zweiten Polymerlage übereinander liegen und dass die Kontaktabschnitte beim Schichten abwechselnd zur Bildung eines ersten oder eines zweiten Kontaktierungsbereiches für die Elektrodenlagen beitragen. Hierdurch werden die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Polymeraktor beschriebenen Vorteile erreicht, insbesondere, dass durch die gebildeten Kontaktierungsbereiche eine einfache Kontaktierung der beiden Gruppen von Elektrodenlagen ermöglicht wird. Diese Kontaktierung kann insbesondere durch Aufbringung von Elektrodenschichten auf den Kontaktierungsbereich erfolgen.
Erfindungsgemäß werden hierfür die Bahnen des Halbzeugs trapezförmig ausgebildet, wobei die Seitenkanten die Trapezschenkel bilden. Wird eine solche trapezförmige Bahn aufgerollt, so entsteht nach dem Zerlegen der Rolle eine Anzahl von Stapelaktoren, bei den sich die Fläche der Polymerlagen in Stapelrichtung des Stapels kontinuierlich verkleinert. Der Abstand des Lagenrandes der Elektrodenlage von der einen Seitenkante des trapezförmigen Halbzeugs muss so bemessen sein, dass der elektrisch isolierende Abstand zum betreffenden Kontaktierungsbereich gewährleistet ist, so dass jede Elektrodenlage jeweils nur mit dem anderen Kontaktierungsbereich in Verbindung steht. Durch Verwendung des trapezförmig ausgebildeten Halbzeugs lassen sich Polymeraktoren mit dem bereits beschriebenen treppenartigen Querschnitt und den damit verbundenen Vorteilen erzeugen.
Es ist günstig, wenn die Bahnen des Halbzeugs während des Aufwickelns auf die Walze derart verformt werden, dass der trapezförmige Verlauf der Bahnen erzeugt wird. Hierbei kann vorteilhaft als Halbzeug eine Bahn aus einem Polymerband und einer Elektrodenlage mit parallelen Seitenkanten verwendet werden, welches sich einfach herstellen lässt. Der trapezförmige Verlauf der Bahnen wird dann durch eine gezielte Verformung des Halbzeugs erzeugt. So lässt sich durch eine Streckung des Halbzeugs in Richtung des Bahnverlaufs die Breite desselben kontinuierlich oder auch in Stufen verringern, durch eine Streckung des Halbzeugs im rechten Winkel zum Bahnverlauf die Breite der Bahn vergrößern. Im verformten Zustand wird die Bahn dann aufgerollt, wobei dieser Zustand in den fertiggestellten Stapelaktoren erhalten bleibt. Im verformten Zustand der Polymerlagen liegen in dieser Spannungen in einer Richtung vor, die zu einer bevorzugten Verformung der Polymerlage im rechten Winkel zu diesen Spannungen führen, sobald die Polymerlage einem elektrischen Feld ausge setzt wird. Hinsichtlich eines notwendigen Einbauraumes für den Stapelaktor ist diese bevorzugte Verformung der Polymerlagen jedoch unschädlich, da sie sich in derjenigen Richtung bevorzugt verformt, in der die Spannungen auch zu einer Verringerung der Abmessungen der Polymerlage geführt haben.
Eine vorteilhafte Variante des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein bahnförmiges Halbzeug hergestellt wird, wobei das Halbzeug durch Beschichtung eines Polymerbandes mit der Elektrodenlage gewonnen wird, derart, dass der Lagenrand der Elektrodenlage an die eine Seite des bahnförmigen Halbzeugs zumindest weitgehend heranreicht und von der anderen Seitenkante einen Abstand aufweist, und das bahnförmige Halbzeug in die Polymerlagen bildende Abschnitte zerlegt wird. Wie bereits erläutert, lässt sich das bahnförmige Halbzeug vorteilhaft einfach, insbesondere mit einer vergleichsweise hohen Produktionsgeschwindigkeit herstellen, wobei sich die Abschnitte zur Bildung der Polymerlagen des Stapelaktors durch einfaches Ablängen gewinnen lassen. Diese können beispielsweise anschießend zu den Stapelaktoren zusammengefügt werden.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn vor dem Zerlegen des Halbzeuge in Abschnitte zwei Bahnen des Halbzeugs derart geschichtet werden, dass jeweils die Seitenkanten mit und ohne Elektrodenlage übereinanderliegen und die geschichteten Bahnen des Halbzeugs auf eine Walze aufgerollt werden, wobei bei dem Zerlegen des Halbzeugs die Stapel entstehen. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit, einzelne Abschnitte von Polymerlagen vor dem Zusammenfügen zu Stapelaktoren zu handhaben. Vielmehr können durch das Zerlegen nach dem Aufrollen des Halbzeugs bereits die fertigen Stapelaktoren hergestellt werden, wodurch vorteilhaft der Fertigungsprozess bedeutend an Effektivität gewinnt.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der erste und der zweite Kontaktierungsbereich einer selektiven Ätzbehandlung unterworfen werden, derart, dass die zur Kontaktierung vorgesehene Fläche der Elektrodenschichten vergrößert wird. Hierdurch können vorteilhaft beispielsweise Fertigungsungenauigkeiten bei der Beschichtung der Polymerlagen mit der Elektrodenlage ausgeglichen werden, da die Elektrodenlage auch dann zur Kontaktierung im Kontaktierungsbereich freigelegt wird, wenn diese nicht bis an den Lagenrand der Polymerschicht heranreicht. Auch für den Fall, dass der Lagenrand der Elektrodenlage mit dem Lagenrand der Polymerlage genau abschließt, kann durch eine selektive Ätzbehandlung vorteilhaft die zur Kontaktierung zur Verfügung stehende Fläche der Elektrodenlage vergrößert werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Hierbei zeigen
1 und 2 Polymeraktoren gemäß dem Stand der Technik als schematische Schnitte,
3 schematisch die Seitenansicht und die Aufsicht auf eine Fertigungsanlage zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
4 das Detail IV gemäß 3a,
5 den Schnitt V-V gemäß 3a.
Ein Polymeraktor gemäß 1 besteht aus einem Stapel 11, bei dem abwechselnd Polymerlagen 12 und Elektrodenlagen 13a, 13b aufeinanderliegen. Jeweils eine Polymerlage 12 bildet mit einer der Elektrodenlagen 13a, 13b eine Einheit, die vor dem Zusammenfügen des Stapels 11 als Abschnitt eines bahnförmigen Halbzeugs hergestellt wurde (vgl. 3a). Die Abschnitte im Stapel 11 weisen Seitenkanten 15a, 15b auf, wobei die Elektrodenlagen 13a bis an die zugehörigen Seitenkanten 15a heranreichen und die Elektrodenlagen 13b an die Seitenkanten 15b. Hierdurch entstehen an der Seitenfläche 16 des Stapels die Kontaktierungsbereiche 17a, 17b.
Der Kontaktierungsbereich 17a ist direkt nach der Herstellung des Stapels 11 durch Schichten dargestellt. Die Darstellung des Kontaktierungsbereiches 17b zeigt den Zustand desselben nach einem anschließenden, selektiven Ätzschritt, wodurch das Material der Polymerlagen 12 abgetragen wurde und so die Elektrodenlagen 13b eine größere Fläche für die anschließende Aufbringung einer Elektrodenschicht 18b zur Verfügung stellt. Die Elektrodenschicht kann gleichzeitig unter die unterste Polymerlage geführt werden, wo sie die Funktion einer dort fehlenden Elektrodenlage übernimmt.
Die Varianten der weiteren Ausführungsbeispiele sind, soweit sich Übereinstimmungen ergeben, mit denselben Bezugszeichen wie der Polymeraktor gemäß 1 versehen und werden nur insoweit erläutert, wie sich Unterschiede zu der bereits beschriebenen Bauform ergeben.
Bei dem Polymeraktor gemäß 2 besteht der Stapel 11 aus ringförmigen Polymerlagen 12, wobei sich die Seitenfläche 16 aus dem Außenmantel sowie der entstehenden Lochwand im Stapel zusammengesetzt. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, die Elektrodenlagen 13a durch die Elektrodenschicht 18a außen auf der Mantelfläche des Stapels 11 zu kontaktieren, während die Elektrodenschichten 13b mittels der Elektrodenschicht 18b im Durchgangsloch kontaktiert sind. Weiterhin ist eine Spannungsquelle 19 angedeutet, die mit den Elektrodenschichten 18a, 18b verbunden werden kann, um den Polymeraktor zu aktivieren.
Der 3 kann der Ablauf des Fertigungsverfahrens für die erfindungsgemäßen Polymeraktoren entnommen werden. Von zwei Vorratsrollen 20a, 20b wird jeweils ein Polymerband 21 abgerollt. Über Schlitzdüsen 22a, 22b wird Graphitpulver auf die Polymerbahnen 21 aufgebracht, wodurch jeweils ein bahnförmiges Halbzeug 23a, 23b, bestehend aus dem Polymerband 21 und einer Elektrodenlage (vgl. beispielsweise 13a in 3b), entsteht. Das Halbzeug 23a wird über eine Umlenkwalze 24 zum Halbzeug 23b hingeführt, nachdem letzteres mittels eines Klebstoffverteilers 25a mit einer Klebstoffschicht versehen wurde. Über Druckwalzen 26a wird eine bleibende Verbindung zwischen den Halbzeugen 23a, 23b erzeugt. Nach Aufbringung einer weiteren Klebstoffschicht (27 in 3b) mittels eines weiteren Klebstoffverteilers 25b wird der Schichtverbund aus den Halbzeugen 23a, 23b auf einer Walze 28 aufgewickelt und dabei mittels einer Druckwalze 26b angedrückt. So wird ein Wickel 29 der Halbzeuge 23a, 23b erhalten, der im weiteren Herstellungsprozess zur Erzeugung der Stapel dient (vgl. 4).
In 3b ist der Prozess gemäß 3a als Aufsicht dargestellt. Es lässt sich erkennen, dass die Spaltdüse 22a nicht über die gesamte Breite des Polymerbandes 21 reicht, so dass die ausgebildete Elektrodenschicht 13b nur auf der einen Seite bis zur Seitenkante 15a, auf der anderen Seite jedoch nicht bis zur Seitenkante 15b der hergestellten Bahn des bahnförmigen Halbzeugs reicht. In 3b nicht zu erkennen ist das bahnförmige Halbzeug 23b, bei dem die Elektrodenschicht in gleicher Breite, jedoch mit einem Abstand zur entgegengesetzten Seitenkante erzeugt wird.
Weiterhin ist der 3b eine Möglichkeit zu entnehmen, wie die bahnförmigen Halbzeuge 23a, 23b durch Verformung in die Form eines Trapezes gebracht werden können, d. h. dass die Seitenkanten 15a, 15b die Trapezschenkel bilden. Dies kann einerseits rechtwinklig zum Bahnverlauf mittels Streckwalzen 30 bewerkstelligt werden, die aufgrund ihrer Haftung auf den Halbzeugen 23a, 23b die Kraft F₁ auf die Halbzeuge 23a, 23b ausüben können. Entlang der Richtung des Bandes kann durch die (Druck)Walzen 26a, 26b, 28 mittels der Kraft F2 eine Streckung des Bandes vorgenommen werden, in dem das Band mit unterschiedlichen Tangentialgeschwindigkeiten über die jeweiligen Rollenpaare transportiert wird. Wird das Band mit trapezförmigem Verlauf auf der Walze 28 zum Wickel 29 aufgewickelt, so entsteht der in 3b angedeutete treppenartige Verlauf der Seitenkanten 15a, 15b (vgl. auch 5).
In 4 ist dargestellt, wie aus dem Wickel 29 mehrere Stapel 11 der Polymeraktoren erzeugt werden können, indem der Wickel entlang der angedeuteten Schnittlinien 31 bis auf den Grund der Walze 28 geschnitten werden kann. Dabei wird der Wickel 29 in Abschnitte 14 zerteilt. Aus 4, die den Ausschnitt IV gemäß 3a darstellt, wird weiterhin deutlich, dass bei hinreichend großem Durchmesser d der Walze 28 die Krümmung des Wickels für die Planarität der Stapel 11 nicht mehr ins Gewicht fällt, da diese Stapel 11 eine genügende Elastizität aufweisen, die Krümmung auszugleichen.
In 5 ist ein Stapel 11, der gemäß 4 hergestellt wurde, im Schnitt dargestellt. Dieser Schnitt entspricht dem Schnitt V-V des Wickels 29 gemäß 3a. Es ist zu erkennen, dass die Trapezform der Halbzeuge 23a, 23b zu einem treppenartigen Verlauf des Stapels 11 führen. Ansonsten weist der Polymeraktor gemäß 5 einen mit dem Polymeraktor gemäß 1 vergleichbaren Aufbau auf.

Claims

Polymeraktor, bei dem ein Stapel (11) aus abwechselnd geschichteten elektrisch leitfähigen Elektrodenlagen (13a, 13b) und Polymerlagen (12) gebildet ist, wobei der Stapel (11) an seiner durch die Gesamtheit der Lagenränder gebildeten Seitenfläche (16) einen ersten (17a) und einen hiervon elektrisch getrennten zweiten (17b) Kontaktierungsbereich aufweist und wobei die Elektrodenlagen (13a, 13b) bezogen auf die Schichtfolge abwechselnd – entweder mit ihrem Lagenrand einen Teil des ersten Kontaktierungsbereiches (17a) bilden, während der Lagenrand von dem zweiten Kontaktierungsbereich (17b) einen elektrisch isolierenden Abstand aufweist, – oder mit ihrem Lagenrand einen Teil des zweiten Kontaktierungsbereiches (17b) bilden, während der Lagenrand von dem ersten Kontaktierungsbereich (17a) einen elektrisch isolierenden Abstand aufweist, wobei sich die Fläche der Polymerlagen (12) in Stapelrichtung des Stapels derart verkleinert, dass sich ein treppenartiger Querschnitt des Polymeraktors ergibt, und die Elektrodenlagen (13a, 13b) – auf der einen Seite derart an die Fläche der jeweils benachbarten Polymerlagen (12) angepasst sind, dass der elektrisch isolierende Abstand zum betreffenden Kontaktierungsbereich (17a, 17b) gewährleistet ist, und – auf der anderen Seite bis an die Kante der Polymerlagen heranreichen, so dass sich durch die treppenartigen Seitenflächen des Polymeraktors eine vergrößerte Kontaktierungsfläche der Elektrodenlagen ergibt.
Polymeraktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Kontaktierungsbereichen je eine Elektrodenschicht (18a, 18b) aufgebracht ist.
Verfahren zum Erzeugen eines Polymeraktors mit einem Stapel (11) aus abwechselnd geschichteten elektrisch leitfähigen Elektrodenlagen (13a, 13b) und Polymerlagen (12), bei dem – ein bahnförmiges Halbzeug (23a, 23b) hergestellt wird, wobei das Halbzeug (23a, 23b) durch Beschichtung eines Polymerbandes (21) mit der Elektrodenlage (13a, 13b) gewonnen wird, derart, dass der Lagenrand der Elektrodenlage (13a, 13b) an die eine Seitenkante des bahnförmigen Halbzeugs (23a, 23b) unter Ausbildung eines Kontaktabschnittes (33) zumindest weitgehend heranreicht und von der anderen Seitenkante unter Ausbildung eines Isolierabschnittes (34) einen Abstand aufweist, wobei die Bahnen des Halbzeugs (23a, 23b) trapezförmig ausgebildet werden und wobei die Seitenkanten die Trapezschenkel bilden, – das bahnförmige Halbzeug (23a, 23b) in Polymerlagen (12) bildende Abschnitte (14) zerlegt wird und – die Polymerlagen (12, 13a, 13b) aufeinander geschichtet werden, derart, dass die Kontaktabschnitte (33) und die Isolierabschnitte (34) jeweils jeder zweiten Polymerlage (12) übereinanderliegen und dass die Kontaktabschnitte (33) beim Schichten abwechselnd zur Bildung eines ersten (17a) oder eines zweiten (17b) Kontaktierungsbereiches für die Elektrodenlagen (13a, 13b) an den Seitenkanten beitragen.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Zerlegen des Halbzeugs (23a, 23b) in Abschnitte (14) – zwei Bahnen des Halbzeugs (23a, 23b) derart geschichtet werden, dass jeweils die Seitenkanten mit und ohne Elektrodenlage (13a, 13b) übereinander liegen und – die geschichteten Bahnen des Halbzeugs (23a, 23b) auf einer Walze (28) aufgerollt werden, wobei bei dem Zerlegen des Halbzeugs die Stapel (11) entstehen.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnen des Halbzeugs (23a, 23b) während des Aufwickelns auf die Walze (28) derart verformt werden, dass der trapezförmige Verlauf der Bahnen erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (17a) und der zweite (17b) Kontaktierungsbereich einer selektiven Ätzbehandlung unterworfen werden, derart, dass die zur Kontaktierung vorgesehene Fläche der Elektrodenlagen (13a, 13b) vergrößert wird.
Polymeraktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerlagen (12) elektroaktiv sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass elektroaktive Polymerlagen (12) verwendet werden.