DE19650900A1 - Piezoelektrischer Aktuator - Google Patents

Piezoelektrischer Aktuator

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DE19650900A1
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Rudolf Dr Heinz
Dieter Kienzler
Roger Potschin
Klaus-Peter Dr Schmoll
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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem piezoelektrischen Aktuator mit einem piezoelektrischen Körper, insbesondere in Form ei­ nes vielschichtigen Laminates mit aufeinander geschichteten Lagen aus piezoelektrischem bzw. piezokeramischem Material und zwischengeschalteten metallischen bzw. elektrisch lei­ tenden, als Elektroden dienenden Schichten, wobei der Körper bei pulsierender elektrischer Beaufschlagung seiner Elektro­ den analog pulsierende Hübe unter Änderung des Abstandes zwischen zwei voneinander abgewandten Stirnseiten des Kör­ pers ausführt.
Piezoelektrische Aktuatoren sind allgemein bekannt und kön­ nen im Falle von Kraftfahrzeugen, z. B. für Einspritzventile des Motors sowie in Bremssystemen mit Antiblockiersystem (ABS) und Antischlupfregelungen (ASR) eingesetzt werden.
Hinsichtlich der Betätigung von Einspritzventilen durch sol­ che Aktuatoren kann auf die GB 13 200 57 A verwiesen werden.
Derartige Einspritzventile besitzen eine durch ein stößelar­ tiges Verschlußorgan gesteuerte Einspritzdüse. Am Stößel ist eine düsenseitige Wirkfläche angeordnet, die vom Druck des der Düse zugeführten Kraftstoffes beaufschlagt wird, wobei die Druckkräfte den Stößel in Öffnungsrichtung des Ver­ schlußorganes zu drängen suchen. Der Stößel regt mit einem plungerartigen Ende, dessen Querschnitt größer ist als die vorgenannte Wirkfläche, in eine Steuerkammer hinein. Der dort wirksame Druck sucht den Stößel in Schließrichtung des Verschlußorganes zu bewegen. Die Steuerkammer ist über eine Eingangsdrossel mit der unter hohem Druck stehenden Kraft­ stoffzufuhr und über ein in der Regel gedrosseltes bzw. mit einer Ausgangsdrossel kombiniertes Auslaßventil mit einer nur geringen Druck aufweisenden Kraftstoffrückführleitung verbunden. Bei geschlossenem Auslaßventil steht in der Steu­ erkammer ein hoher Druck an, durch den der Stößel gegen den Druck an seiner düsenseitigen Wirkfläche in Schließrichtung des Verschlußorganes bewegt bzw. in Verschlußstellung gehal­ ten wird. Beim Öffnen des Auslaßventiles fällt der Druck in der Steuerkammer ab, wobei das Maß des Druckabfalles durch die Bemessung der Eingangsdrossel und des Drosselwiderstan­ des des geöffneten Ausgangsventiles bzw. der damit kombi­ nierten Ausgangsdrossel bestimmt wird. Im Ergebnis vermin­ dert sich der Druck in der Steuerkammer bei geöffnetem Aus­ laßventil derart, daß der Stößel aufgrund der an seiner dü­ senseitigen Wirkfläche wirksamen Druckkräfte in Öffnungs­ richtung des Verschlußorgans bewegt bzw. in Offenstellung gehalten wird.
Das genannte Auslaßventil kann mittels eines piezoelektri­ schen Aktuators betätigt werden, wobei im Vergleich zur Hub­ bewegung des Verschlußorganes der Einspritzdüse geringe Hübe ausreichen.
Vorteile der Erfindung
Piezoelektrische Aktuatoren haben sich als zuverlässige Stell- und Antriebsorgane erwiesen. Allerdings muß beim Ein­ satz bzw. bei der Anordnung der piezoelektrischen Aktuatoren berücksichtigt werden, daß die piezoelektrischen Körper, welche in Multilayer-Technik als vielschichtige Laminate ausgebildet sind, nicht bzw. nur geringfügig auf Zug bela­ stet werden dürfen. Dadurch kann die Konstruktion piezoelek­ trisch betätigter Aggregate erschwert werden.
Gemäß der Erfindung sind die piezoelektrischen Aktuatoren auch für Belastungen in Zugrichtung geeignet, da vorgesehen ist, daß der piezoelektrische Körper eine die Stirnflächen unter Druckvorspannung des piezoelektrischen Körpers gegen­ einander verspannende elastische Umspannung aufweist.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den pie­ zoelektrischen Körper des Aktuators durch an ihm angeordnete bzw. gehalterte Vorspannelemente entgegen der Richtung der gewünschten Zugbeanspruchung auf Druck elastisch vorzuspan­ nen und damit ständig auf Druck zu belasten, wobei der pie­ zoelektrische Körper bei Beaufschlagung mit pulsierenden bzw. wechselnden elektrischen Feldern die genannten Stirn­ seiten unter Druckbeanspruchung des piezoelektrischen Mate­ riales und unter elastischer Dehnung der Umspannung ausein­ andertreibt und diese Stirnseiten nachfolgend unter Ausnut­ zung der in der Umspannung elastisch gespeicherten Energie wiederum unter Druckbeanspruchung des piezoelektrischen Kör­ pers gegeneinander gerückt werden und in beiden Bewegungs­ richtungen nach außen wirksame Arbeit geleistet werden kann.
Bei der Erfindung läßt sich in vorteilhafter Weise ausnut­ zen, daß die bei Arbeitshüben des piezoelektrischen Körpers ihren Abstand verändernden Stirnseiten zur Kraftübertragung auf Widerlager bzw. anzutreibende Elemente mit stabilen Kop­ pelelementen bzw. Stirnplatten überdeckt sein sollten, die sich in konstruktiv einfacher Weise durch elastische Spannelemente verbinden lassen, um die gewünschte Druckbean­ spruchung des piezoelektrischen Körpers ständig zu gewähr­ leisten.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung können die Spannelemente als ein oder mehrere federnde Bügel ausgebil­ det sein, welche die vorgenannten Koppelelemente bzw. Stirn­ platten unter Druckbeanspruchung des piezoelektrischen Kör­ pers gegeneinander zu drängen suchen.
Statt dessen ist es auch möglich, die Koppelelemente bzw. Stirnplatten miteinander durch federnd ausgebildete Spann­ bänder zu verbinden.
Dabei können die Spannbänder aus Rund- oder Flachmaterial bestehen.
Schließlich besteht die Möglichkeit, die Koppelelemente bzw. Stirnplatten über einen rohrartigen, nach Art einer Zugfeder ausgebildeten Balg miteinander zu verbinden, so daß die Um­ spannung des piezoelektrischen Körpers auch ein denselben schützendes Gehäuse bildet.
Die Spannelemente sind bevorzugt mit geringer Steifigkeit ausgebildet, derart daß sich ihre Spannkräfte bei pulsieren­ den Bewegungen des piezoelektrischen Körpers nur relativ we­ nig ändern, wobei insbesondere das Maß der Kraftänderung ge­ ring im Vergleich zur wirksamen Kraft sein soll.
Zeichnungen
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfin­ dung auf sowie die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders vorteilhafte Merkmale und Ausführungsformen beschrieben werden. Dabei zeigt
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aktuators,
Fig. 2 ein Schnittbild entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 ein der Fig. 2 entsprechendes Schnittbild einer ab­ gewandelten Ausführungsform,
Fig. 4 ein Schnittbild einer weiteren abgewandelten Aus­ führungsform,
Fig. 5 eine Darstellung einer Ausführungsform, bei der zwischen stirnseitig am Aktuator angeordneten Platten federnde Spannbänder angeordnet sind,
Fig. 6 eine Ansicht entsprechend dem Pfeil VI in Fig. 5,
Fig. 7 verschiedene Varianten für federnde Spannbänder,
Fig. 8 ein Schnittbild einer Ausführungsform, bei der zwischen stirnseitigen Platten des Aktuators eine Federhülse angeordnet ist,
Fig. 9 eine Gesamtdarstellung eines Einspritzventiles,
Fig. 10 ein Schnittbild einer weiteren Ausführungsform eines Aktuators und
Fig. 11 eine vorteilhafte Variante für die Halterung eines als Umspannung des piezoelektrischen Körpers dienenden Federbandes.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Gemäß den Fig. 1 und 2 besitzt ein piezoelektrischer Aktua­ tor 1 einen piezoelektrischen Körper 2, der beispielsweise aus einer Vielzahl von Schichten aus piezokeramischen Mate­ rial bestehen kann, zwischen denen jeweils elektrisch lei­ tende Schichten angeordnet sind, die abwechselnd mit einem elektrischen Anschluß 3 bzw. einem elektrischen Anschluß 4 elektrisch leitend verbunden sind, so daß der piezoelektri­ sche Körper 2 bei Verbindung der Anschlüsse 3 und 4 mit ei­ ner nicht dargestellten pulsierenden elektrischen Spannungs­ quelle oder einer Wechselspannungsquelle in bekannter Weise zu pulsierenden Bewegungen angeregt wird, bei denen sich der Abstand der in Fig. 1 oberen und unteren Stirnseiten des piezoelektrischen Körpers 2 ändert.
Die genannten Stirnseiten sind mit stabilen Platten 5 über­ deckt, die im Beispiel der Fig. 1 und 2 mit einer mittigen stirnseitigen Nut 6 versehen sind. Dabei ist die Nut 6 der in den Fig. 1 und 2 oberen Platte 5 parallel zur Nut 6 in der unteren Platte 5 angeordnet. Die Nuten 6 dienen zur Auf­ nahme und Halterung eines als geschlossener Ring ausgebilde­ ten Federbügels 7, welcher den piezoelektrischen Körper 2 sowie die Platten 5 rahmenartig umschließt und mit Querbe­ reichen in den Nuten 6 aufgenommen ist. Der Federbügel 7 be­ sitzt seitlich des piezoelektrischen Körpers 2 erstreckte elastische Abschnitte 7', welche auf Zug vorgespannt sind und dementsprechend den piezoelektrischen Körper 2 zwischen den Platten 5 unter eine Druckvorspannung setzen. Zur Erzie­ lung einer vorzugebenden Federsteifigkeit besitzen die Ab­ schnitte 7' ein oder mehrere Sicken bzw. Wellenform, wobei die zwischen den Platten 5 wirksamen Zugkräfte die Sicken bzw. Wellen aufzubiegen suchen.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der vorangehend beschriebenen Ausführungsform unter anderem da­ durch, daß am piezoelektrischen Körper 2 zwei voneinander separate Federbügel 8 angeordnet sind, und daß in stirnsei­ tigen Platten 5 am piezoelektrischen Körper 2 jeweils eine Bohrung 9 vorgesehen ist, in die die Federbügel 8 mit abge­ winkelten Enden eingesteckt sind.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 ebenfalls dadurch, daß zwei Federbügel 10 vorgesehen sind. Diese Federbügel 10 besitzen wiederum in den Nuten 6 von Platten 5 aufgenommene Endberei­ che, welche jedoch hakenförmig ausgebildet sind, wobei die hakenförmigen Enden jeweils in eine innerhalb der Nuten 6 ausgebildeten Vertiefung 11 eingreifen.
Bei allen vorangehend beschriebenen Ausführungsformen können die Federbügel 7, 8 bzw. 10 aus einem Federstahldraht mit kreisförmigen Querschnitt bestehen.
Grundsätzlich sind jedoch auch andere Querschnitte und ande­ re Federmaterialien denkbar.
Soweit zwei separate Bügel 8 bzw. 10 angeordnet und elek­ trisch gegeneinander isoliert sind, können diese Bügel auch als elektrische Anschlüsse angeordnet und mit entsprechenden Kontaktflächen am piezoelektrischen Körper 2 durch Pressung, Lötverbindung od. dgl. elektrisch verbunden sein.
Bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform sind an den stirnseitigen Platten 5 jeweils seitliche Zapfen 12 angeordnet, welche zur Halterung von federnden Spannbän­ dern 13 dienen.
Diese können gemäß Fig. 6 nach Art einer um die Zapfen 12 der Platten 5 umlaufenden Schlaufe ausgebildet sein und im Bereich zwischen den Zapfen 12 eine wellenförmige Form auf­ weisen, wobei die zwischen den Zapfen 12 wirksamen Spann­ kräfte die genannten Wellen aufzubiegen suchen. Im Bereich der Zapfen 12 können die Spannbänder 13 eine vergleichsweise große Breite besitzen, während die gewellten Bereiche der Spannbänder 13 schmaler sind.
Durch die zwischen den Zapfen 12 wirksamen Zugkräfte der Spannbänder 13 wird der piezoelektrische Körper 12 wiederum unter eine ständig wirksame Druckvorspannung gesetzt.
Die Fig. 7 zeigt abgewandelte Ausführungsformen der Spann­ bänder 13. Gemäß Abbildung A kann jedes Spannband 13 an sei­ nen Enden mit einem Auge 14 versehen sein, welches sich je­ weils auf einen der Zapfen 12 aufschieben läßt. Nach den Bildern B und C können die Zapfen 12 jeweils einen Axial­ schlitz aufweisen, welcher jeweils ein Ende eines um den je­ weiligen Zapfen 12 herumgelegten Endbereiches eines Spann­ bandes 13 aufnimmt.
Im Beispiel des Bildes B besitzt das Spannband 13 im Bereich des Zapfens 12 einen S-förmigen Bereich 13', welcher auf­ grund seiner Form federnd ist, d. h. starke Zugkräfte suchen diesen Bereich 13' glattzuziehen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist der piezoelektrische Körper 2 an seinem einen Stirnende mit einer stirnseitig konkaven Platte 15 und an seinem anderen Ende mit einer Platte 16 versehen, die auf ihrer vom Körper 2 abgewandten Seite einen stößelartigen Fortsatz 17 aufweist. Der Rand der Platte 16 wird von einem Ringflansch 18 aufgenommen, welcher mit einem ringförmigen Boden 19 einer Federhülse 20 verbun­ den ist, deren anderes Ende an einem Boden 21 gehaltert ist, der mit einer innenseitigen Konvexität in die Konvatität auf der zugewandten Seite der Platte 15 eingreift. Die Federhül­ se 20 steht unter einer größeren Zugspannung, derart, daß die Böden 19 und 21 den piezoelektrischen Körper 2 einer entsprechenden Druckvorspannung aussetzen.
Die Federhülse 20 besitzt in ihrem in Fig. 8 oberen Bereich eine im wesentlichen zylindrische Form, während der untere Bereich balgartig gewellt ist, wobei die Wellen vorzugsweise jeweils halbkreisförmige Bögen bilden, wie es in Fig. 8 dar­ gestellt ist.
Die Wandstärke der Hülse, welche vorzugsweise aus Federstahl besteht, kann zwischen 0,1 bis 0,6 mm, vorzugsweise bei etwa 0,3 mm liegen. Die maximale Zugspannung sollte im gewellten Bereich 800 bis 900 N/mm nicht überschreiten. Aufgrund der mehrfach angeordneten Wellen kann die Gesamtzugspannung der Federhülse 20 bei etwa 500 bis 1500 N liegen. Bei einem Querschnitt des piezoelektrischen Körpers von größenord­ nungsmäßig 1 cm2 ergibt sich dann eine Druckvorspannung von ca. 500 bis 2000 N/cm2.
Auf dem Boden 21 ist eine Trägerplatte 22 angeordnet, die ihrerseits in einem napfförmigen Deckel 23 aufgenommen ist. Der Boden 21, die Trägerplatte 22 und der Deckel 23 besitzen miteinander fluchtende Öffnungen, durch die die Anschlüsse 3 und 4 hindurchgeführt sind, wobei in den genannten Öffnungen pfropfenartige Verschlußstücke 25 angeordnet sind, welche gegebenenfalls durch Vergußmaterial gebildet sein können. Die Verschlußstücke 25 tragen Anschlußkontakte 26, über die der piezoelektrische Körper 2 mit einer elektrischen Span­ nung beaufschlagt werden kann.
Der Deckel 23 ist mit einem die Federhülse 20 mit radialem Abstand ummantelnden Zylinder 27 verbunden, dessen unteres Ende mit einem Innengewinde versehen ist, um den Zylinder in weiter unten dargestellter Weise auf das Gehäuse eines Ein­ spritzventiles aufschrauben zu können.
Gemäß Fig. 9 ist an einem mehrteiligen Gehäuse 28 des darge­ stellten Einspritzventilaggregates eine durch eine Nadel 29 gesteuerte Einspritzdüse 30 angeordnet, der über eine die Nadel 29 aufnehmende Gehäusebohrung 31 Kraftstoff unter hö­ herem Druck zuführbar ist. Die Gehäusebohrung 31 erweitert sich nach oben in einen zylindrischen Arbeitsraum 32 für ei­ nen mit der Nadel 29 fest verbundenen, plungerartigen Stößel 33, der innerhalb des Arbeitsraumes 32 hubbeweglich aufge­ nommen ist. Der in Fig. 9 untere, erweiterte Endbereich des Arbeitsraumes 32 kommuniziert über eine in Fig. 9 nicht sichtbare Gehäusebohrung mit einer Querbohrung 34, die über ein Spaltfilter 35 mit einer nicht dargestellten Kraftstoff­ zufuhrleitung verbunden ist. Die Querbohrung 34 mündet in einen Ringraum 36, der über eine Eingangsdrossel 37 mit dem in Fig. 9 oberen Endbereich des Arbeitsraumes 32 kommuni­ ziert. Im übrigen schließt sich an den oberen Endbereich des Arbeitsraumes 32 eine mit einer Ausgangsdrossel 38 versehe­ ne, zum Arbeitsraum 32 gleichachsige Bohrung 39 an. Die Boh­ rung 39 mündet in eine anschließende, gleichachsige Bohrung 40, die mit einem Entlastungsraum 41 sowie einer Ausgleichs­ bohrung 42 verbunden ist, die parallel zur Bohrung 40 ange­ ordnet ist und deren Enden miteinander verbindet. In der Bohrung 40 ist ein Steuerventil 43 angeordnet, welches die zugewandte Mündung der Bohrung 39 und damit die Verbindung der Bohrung 39 mit dem Entlastungsraum 41 steuert. Das Steu­ erventil 43 wird mittels eines in der Bohrung 40 angeordne­ ten Stößels 44 betätigt, der seinerseits mittels des piezo­ elektrischen Aktuators 1 betätigt wird. Der Aktuator 1 ist in dem Zylinder 27 untergebracht, dessen Innenraum durch ei­ ne zwischen dem anschließenden Gehäuseteil 45 und dem Zylin­ der 24 gehalterte Membran 46 gegen Eintritt von Kraftstoff abgedichtet sein kann.
Die dargestellte Anordnung funktioniert wie folgt:
Wenn der Aktuator 1 mit einer elektrischen Spannung oder einer pulsierenden elektrischen Spannung beaufschlagt wird, führt der piezoelektrische Körper 2 pulsierende Bewe­ gungen aus, die über den stößelartigen Fortsatz 17, welcher am piezoelektrischen Körper 2 bzw. an der daran angeordneten stirnseitigen Platte 5 angeordnet ist, auf den Stößel 44 übertragen werden, so daß derselbe das Steuerventil 43 öff­ net bzw. schließt. Bei geschlossenem Steuerventil 43 beauf­ schlagt der Druck des über die Querbohrung 34 zugeführten Kraftstoffes beide Enden des plungerartigen Stößels 33. Da das untere Ende gegenüber dem oberen Ende einen um den Quer­ schnitt der Nadel 29 verminderten Querschnitt besitzt, wird der Stößel 33 vom Kraftstoffdruck in Abwärtsrichtung ge­ drängt, so daß die Nadel 29 die Einspritzdüse 30 schließt. Sobald das Steuerventil 43 öffnet, fällt der Druck am oberen Ende des Stößels 33 ab, wobei der Druckabfall durch das Ver­ hältnis der Drosselwiderstände der Eingangsdrossel 37 sowie der Ausgangsdrossel 38 bestimmt wird. Im Ergebnis kann damit der auf das untere Ende des Stößels 33 wirkende Druck des Kraftstoffes den Stößel 33 anheben, wobei die Nadel 29 die Einspritzdüse 30 öffnet.
Die in Fig. 10 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform der Fig. 8 vor allem dadurch, daß anstelle der Federhülse 20 der Fig. 8 ein gewelltes Fe­ derband 48 angeordnet ist, welches um die vom piezoelektri­ schen Körper 2 abgewandte Seite des Ringflansches 18 herum­ geführt ist und dort eine Öffnung für den Fortsatz 17 der Platte 16 aufweist.
Die beiden Enden des Federbandes 48 sind jeweils in einen nippelartigen Aufhänger 49 hart eingelötet (Cu-Lötung), wel­ cher auf einem scheibenförmigen Abstütz- und Ausgleichsele­ ment 50 gelagert ist, das seinerseits auf einer Stirnplatte 51 des piezoelektrischen Körpers 2 aufliegt. Sowohl im Ab­ stütz- bzw. Ausgleichselement 50 als auch in der Stirnplatte 51 sind zur Seite offene Schlitze zur Durchführung des Fe­ derbandes 48 angeordnet.
Anstelle der mit dem Federband 48 fest verbundenen Aufhänger 49 können gemäß dem Bild A der Fig. 11 am Federband 48 auch ankerförmige Endteile 52 einstückig angeformt sein. Diese sind im Beispiel der Fig. 11 als im wesentlichen quadrati­ sche Lappen mit einer zentralen Öffnung zum Eingriff eines Werkzeuges ausgebildet. Dabei ist jedes Endteil 52 bzw. der dasselbe bildende Lappen so bemessen, daß er den in der Stirnplatte 51 bzw. im zugeordneten Abstütz- bzw. Ausgleich­ selement 50 angeordneten, vom Federband 48 durchsetzten Schlitz in dessen Querrichtung zu überbrücken vermag und mit Eckbereichen 52' beidseitig des genannten Schlitzes auf ei­ ner Stirnseite des Abstütz- bzw. Ausgleichelementes 50 oder der Stirnplatte 51 abgestützt wird.
Die Übergänge zwischen den Eckbereichen 52' und dem den Schlitz durchsetzenden - relativ schmalen - Teil des Feder­ bandes 48 sind als U-förmige oder (vorzugsweise) als schlüs­ sellochförmige Aussparung ausgebildet, derart, daß die Eck­ bereiche 52' gegen die zugewandte Stirnseite des Abstütz- bzw. Ausgleichselementes 50 bzw. der Stirnplatte 51 gerich­ tete kurze Fortsätze des Endteiles 52 bilden und eine Riß­ bildung an den Übergängen vermieden wird.
Gemäß dem Bild B, welches eine erste Variante einer Seiten­ ansicht des Endteiles 52 entsprechend dem Pfeil P im Bild A der Fig. 11 zeigt, können die Eckbereiche 52' im wesentli­ chen eben ausgebildet und etwa gleicher Ebene wie das übri­ gen Endteil 52 angeordnet sein.
Statt dessen ist es auch möglich und vorteilhaft, entspre­ chend dem Bild C der Fig. 11 die Enden der Eckbereiche 52' gegenüber der Ebene des Endteiles 52 abzuwinkeln, derart, daß jeweils ein abgewinkelter Teil des Eckbereiches 52' auf der zugewandten Stirnseite des Abstütz- bzw. Ausgleichsele­ mentes 50 flächig aufliegt.

Claims (17)

1. Piezoelektrischer Aktuator, geeignet zur Betätigung von Steuerventilen oder von Einspritzventilen an Verbrennungsmo­ toren in Kraftfahrzeugen mit einem piezoelektrischen Körper, insbesondere in Form eines vielschichtigen Laminates mit aufeinander geschichteten Lagen aus piezoelektrischem bzw. piezokeramischem Material und zwischengeschalteten metalli­ schen bzw. elektrisch leitenden, als Elektroden dienenden Schichten, wobei der Körper bei pulsierender elektrischer Beaufschlagung seiner Elektroden analog pulsierende Hübe un­ ter Änderung des Abstandes zwischen zwei voneinander abge­ wandten Stirnseiten des Körpers ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Körper (2) eine die Stirnflächen unter Druckvorspannung des piezoelektrischen Körpers (2) gegeneinander verspannende elastische Umspannung (7, 8, 10, 13) aufweist.
2. Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Stirnseiten des piezoelektrischen Körpers (2) stabile Platten (5, 15, 16) angeordnet sind, die durch zwischen ihnen wirksame Spannelemente (7, 8, 10, 134, 20) unter Druckvorspannung des piezoelektrischen Körpers (2) gegenein­ ander gespannt sind.
3. Aktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (5) mittels zumindest eines Federbügels (7, 8, 10), welcher die Platten sowie den piezoelektrischen Körper (2) von außen um- bzw. übergreift, gegeneinander ge­ spannt sind.
4. Aktuator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei voneinander separate Federbügel (8, 10) angeordnet sind, die jeweils im wesentlich C-förmig ausgebildet sind und mit ihren Enden die Platten (5) übergreifen.
5. Aktuator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Federbügel (7) als ringförmig geschlossenes Teil ausgebildet ist.
6. Aktuator nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich des piezoelektrischen Körpers (2) erstreckte Bereiche des Federbügels bzw. der Federbügel (7, 8, 10) Wel­ lenform bzw. ein oder mehrere Sicken aufweisen.
7. Aktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Platten (5) Feder- bzw. Spannbänder (13) angeordnet sind.
8. Aktuator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Halterung der Feder- bzw. Spannbänder (13) an den Platten (5) seitliche Zapfen (12) angeordnet sind.
9. Aktuator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder- bzw. Spannbänder (13) um die Zapfen (12) her­ umgeführte Schlaufen bilden.
10. Aktuator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder- bzw. Spannbänder (13) an den Zapfen (12) mit­ tels an den Spannbändern angeordneter Augen (14) gehaltert sind.
11. Aktuator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder- bzw. Spannbänder (13) mit einem Endbereich um einen zugeordneten Zapfen (12) herumgeschlungen und dem freien Ende in einen am Zapfen ausgebildeten Axialschlitz eingesteckt sind.
12. Aktuator nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder- bzw. Spannbänder (13) zwischen den Zapfen (12) Wellenform bzw. ein oder mehrere Sicken aufweisen.
13. Aktuator nach einer Ansprüche 1, 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spann- bzw. Federband (48) um eine Stirnseite bzw. eine stirnseitige Platte (16, 18) des piezoelektrischem Kör­ pers (2) herumgeführt und mit an seinen Enden befestigten Aufhängern (49) oder einstückig angeformten Endteilen (52) an Ausnehmungen bzw. Schlitzen einer an der anderen Stirn­ seite des piezoelektrischen Körpers (2) angeordneten Platte (51) eingehängt ist.
14. Aktuator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Körper (2) in einer Federhülse (20) angeordnet ist, die zwei an ihren Enden angeordnete Böden (19, 21) unter Druckbeaufschlagung des piezoelektrischen Kör­ pers gegen dessen zugewandte Stirnseiten spannt.
15. Aktuator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Federhülse (20) den piezoelektrischen Körper (2) schmutz- und flüssigkeitsdicht umschließt.
16. Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die den piezoelektrischen Körper (2) beaufschlagende Druckvorspannung bei 500 bis 2000 N/cm2 liegt.
17. Aktuator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbügel (8, 10) elektrisch gegeneinander isoliert und als Anschlüsse für die Elektroden angeordnet sind.
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