DE1942766A1 - Steuerelement aus piezoelektrischem Material - Google Patents
Steuerelement aus piezoelektrischem MaterialInfo
- Publication number
- DE1942766A1 DE1942766A1 DE19691942766 DE1942766A DE1942766A1 DE 1942766 A1 DE1942766 A1 DE 1942766A1 DE 19691942766 DE19691942766 DE 19691942766 DE 1942766 A DE1942766 A DE 1942766A DE 1942766 A1 DE1942766 A1 DE 1942766A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- control element
- electrostrictive
- element according
- platelets
- clamped
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 229940071182 stannate Drugs 0.000 description 2
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MLOKPANHZRKTMG-UHFFFAOYSA-N lead(2+);oxygen(2-);tin(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Sn+4].[Pb+2] MLOKPANHZRKTMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 125000005402 stannate group Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H57/00—Electrostrictive relays; Piezoelectric relays
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
- Steuerelement aus Diezoelektrischem Material.
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerelement aus piezoelektrischem Material, insbesondere zur Verwendung in einem Relais.
- Bei der Verwendung von piezoelektrischem Material als Steuerelement, beispielsweise in einem Relais,wird bekanntlich der elektrostriktive Effekt von piezoelektrischem Material ausgenutzt.
- So ist es beispielsweise bekannt, ein Relais aus zwei streifenförmigen Steuerelementen aufzubauen, von denen Jedes aus einem Metallstreifen besteht, auf den Jeweils auf einer Seite ein Keramikstreifen aus Bariumtitanat, z.B. durch Auflöten, aufgebracht ist. Der Metallstreifen bildet dabei eine Anschlusselektrode und eine auf den Keramikstreifen aufgebrachte Metallisierung jeweils die zweite Elektrode. (Stemag Nachrichten 34, Seite 925). Bei Anlegen von Spannung nähern sich die mit Kontakten versehenen Enden und bilden ein Steuerglied eines Relais. Die Wirkung kommt dadurch zustande, dass Bariumtitanat ein elektrostriktives Material ist, d.h. bei Anlegen einer Spannung zieht sich die Keramik senkrecht zur Richtung der angelegten Feldstärke zusammen. Dieser Effekt ist bei nicht vorpolarisierter Keramik unabhängig von der Polung der angelegten Spannung.
- Ein solches bekanntes Relais arbeitet bei einer relativ hohen Spannung von beispielsweise 200 V.
- Mit der vorliegenden Erfindung soll u.a. die Aufgabe gelöst werden, ein Steuerelement unter Verwendung von piezoelektrischem Material so aufzubauen, dass auch bei kleinen Steuerspannungen ein grosser Effekt erzielt wird. Der Zweck ist also vor allem, eine möglichst grosse Auslenkung auch bei kleinen Spannungen zu erzielen.
- Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass es aus zwei dünnen elektrostriktiven Plättchen mit entgegengesetztem elektrostriktiven Effekt besteht, die durch eine dünne Mctallschicht flächenhaft miteinander verbunden sind und wobei diese Metallschicht den einen und die beiden auf den Aussenflächen der elektrostriktiven Plättchen vorgesehenen Metallisierungen parallelgeschaltet sind und den anderen Anschluss für eine Steuerspannung bilden. Hierdurch wird der Auslenkeffekt gegenüber der Verwendung von nur einem piezoelektrlschen Eermikplättchen und einer Metallplatte wesentlich vergrössert, so dass geringere Steuerspannungen erforderlich sind um z.B. dieselbe Auslenkung zu erhalten.
- Beispielsweise besteht ein erfindungsgemässes Steuerelement aus einem dünnen Keramikstreifen aus Bariumtitanat und einem mit diesem z.B. verlöteten dünnen Streifen aus Bleizirkonat oder Modifikationen. Ersteres hat die Eigenschaft, sich bei Anlegen von Spannung an die beidseitigen Flächenelektroden in Richtung der Flächenausdehnung zusnmmenzuziehen, wogegen Bleizirkonat sich dabei ausdehnt. Eine andere Zusammensetzung kann beispielsweise aus Bleizirkonat-Titanat und Stannat oder aus Bleititanat und Blazirkonat oder Stannat bestehen.
- Zweckmässig werden für die Herstellimg der Keramikplättchen zunächst Folien von z.B. 0,15 bis 0,05 mm Stärke hergestellt, gebrannt, beidseitig versilbert und jeweils zwei Plättchen, die zweckmässig die Form von länglichen Streifen oder Trapezen oder Dreiecken besitzen können, mit entgegengesetzten elektrostriktivem Effekt zusammengelötet. Für besondere Zwecke können die Plättchen auch eine runde oder ovale Form aufweisen.
- Von besonderem Vorteil ist hierbei, dass unpolarisierte Materialien Verwendung finden.
- In dem in der Zeichnung veranschaulichten Ausfuhrungsbeispiel ist mit 1 das gesamte Steuerelement bezeichnet, das beispielsweise eine Streifenform besitzt und bei 2 fest eingespannt ist. Es besteht z.B. aus einem oberen Keramikstreifen 3 aus Bariumtitanat und einem unteren Streifen 4 aus Bleizirkonat.
- Beide sind durch eine dünne Metallschicht 5, z.B. eine auf beiden Seiten aufgebrachte Silberschicht durch Löten verbunden. Gegebenenfalls kann auch eine dünne netallplatte oder Metallfolie zwischen beiden Streifen 3 und 4 vorgesehen sein.
- Suf beiden iussenflächen der Streifen 3 und 4 ist Je eine Metallisierung, beispielsweise ebenfalls eine eingebrannte Silberschicht 6 bzw. 7 aufgebracht. Letztere sind elektrisch leitend miteInander verbunden und an den einen Spannungspol einer Steuerspannung U5t angeschlossen, wahrend der andere Pol mit der Mittelelektrode 5 verbunden ist.
- Bei Anlegen der Steuerspannung, beispielsweise von 20 bis 50 V Gleich- oder Wechselstrom, biegt sich das Steuerelement in Richtung des Pfeiles 8 und kehrt nach Abschalten der Steuerspannung wieder in seine ursprüngliche Lage zurück.
- Das Steuerelement kann gegebenenfalls vorteilhaft an beiden Enden eing«çnnt sein oder bei Ausbildung als runde Membrane am Rand oder in der Mitte bzw. im Bereich einer mittleren Zone eingespannt sein.
Claims (8)
- PatentansPrüche.0 Steuerelement aus piezoelektrischem Material, insbesondere zur Verwendung in einem Relais, dadurch gekennseichnetg dass es aus zwei dünnen elektrostriktiven Plättchen (3, 4) mit entgegengesetztem elektrostriktiven Effekt besteht, die durch eine dünne Metallschicht (5) flächenhaft miteinander verbunden sind und wobei diese Metallschicht (5) din einen und die beiden auf den iussenflächen der elektrostriktiven Plättchen (3, 4) vorgesehenen Metallisierungen parallelgeschaltet sind und den anderen Anschluss für eine Steuerspannung (Ust) bilden.
- 2. Steuerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plättchen (3, 4) aus Keramik bestehen.
- 3. Steuerelement nach zumindest einem der Anspräche 1 oder 2, dadurch zekennzeichnet, dass die Plättchen (3, 4) einerseits aus Barjumtitanat und andererseits aus Bleizirkonat oder deren Modifikationen bestehen.
- 4. Steuerelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Plättchen (3, 4) Streifenform besitzen.
- 5. Steuerelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie einsatig eingespannt sind.
- 6. Steuerelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es Ereis- oder Ellipsenform aufweist.
- 7. Steuerelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet. dass es am Umfang eingespannt ist.
- 8. Steuerelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnetq dass im imBereich der Mitte oder einer mittleren Zone eingespannt ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691942766 DE1942766A1 (de) | 1969-08-22 | 1969-08-22 | Steuerelement aus piezoelektrischem Material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691942766 DE1942766A1 (de) | 1969-08-22 | 1969-08-22 | Steuerelement aus piezoelektrischem Material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1942766A1 true DE1942766A1 (de) | 1971-03-04 |
Family
ID=5743508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19691942766 Pending DE1942766A1 (de) | 1969-08-22 | 1969-08-22 | Steuerelement aus piezoelektrischem Material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1942766A1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3425290A1 (de) * | 1984-07-10 | 1986-01-16 | Atlas Fahrzeugtechnik GmbH, 5980 Werdohl | Piezokeramische ventilplatte und verfahren zu deren herstellung |
| DE19627038A1 (de) * | 1996-07-05 | 1998-01-08 | Honeywell Bv | Piezoelektrischer Betätiger |
-
1969
- 1969-08-22 DE DE19691942766 patent/DE1942766A1/de active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3425290A1 (de) * | 1984-07-10 | 1986-01-16 | Atlas Fahrzeugtechnik GmbH, 5980 Werdohl | Piezokeramische ventilplatte und verfahren zu deren herstellung |
| DE19627038A1 (de) * | 1996-07-05 | 1998-01-08 | Honeywell Bv | Piezoelektrischer Betätiger |
| DE19627038C2 (de) * | 1996-07-05 | 1998-06-04 | Honeywell Bv | Piezoelektrischer Betätiger |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE4202650C2 (de) | Piezoelektrische bimorphe Einrichtung und Verfahren zum Treiben einer piezoelektrischen bimorphen Einrichtung | |
| EP0685109B1 (de) | Mikromechanisches relais mit hybridantrieb | |
| DE3012830C2 (de) | ||
| DE2109063C3 (de) | Piezoelektrischer Antrieb | |
| DE3935474A1 (de) | Piezoelektrischer biegewandler und seine verwendung | |
| DE2534697A1 (de) | Anzeigeeinrichtung | |
| EP0131304A2 (de) | Schiebeschalter | |
| EP0109120A2 (de) | Keramisches bistabiles Biegeelement | |
| DE1951219U (de) | Piezoelektrisches relais. | |
| DE19739494A1 (de) | Piezoelektrisches Element und Verfahren zur Herstellung desselben | |
| DE102013013402A1 (de) | Biegeelementanordnung sowie deren Verwendung | |
| DE1942766A1 (de) | Steuerelement aus piezoelektrischem Material | |
| DE1023909B (de) | Elektromechanisches Umwandlungselement mit einem plattenfoermigen Koerper aus keramischem piezoelektrischem Material | |
| DE1260650B (de) | Elektromechanisches Filter | |
| DE1817919C3 (de) | Verfahren zum Polarisieren eines piezoelektrischen Transformators | |
| DE2444647C3 (de) | Piezoelektrischer Biegewandler | |
| DE2125068A1 (de) | Tastenbetätigter Signalgeber mit piezokeramischem Element für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen | |
| DE102009000022A1 (de) | Piezoelektrischer Stapelaktor | |
| DD140946A1 (de) | Anordnung zur feinpositionierung | |
| DE1797138C3 (de) | Mechanischer Biegeschwinger | |
| DE3308277A1 (de) | Stapel aus piezoelektrischen plaettchen | |
| DE223314C (de) | ||
| DE2542228C2 (de) | Mehrschichtelement aus piezoelektrischen Keramiklamellen und Verfahren zu seiner Polarisation | |
| DE1942769A1 (de) | Steuerelement aus piezoelektrischem Material mit einer Sperrschicht | |
| DE709095C (de) | Kapselung mit elastischer Einspannung fuer piezoelektrische Kristalle |