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Dokumentenidentifikation DE69028640T2 30.04.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0550435
Titel PIEZOELEKTRISCHER SCHICHTACHTIGER FESTKÖRPERMOTOR
Anmelder Caterpillar Inc., Peoria, Ill., US
Erfinder DAM, Chuong, Q., Peoria, IL 61615, US;
HESTER, Virgil, R. Rural Route 3, Delavan, IL 61734, US;
KELLEY, Kurtis, C., Washington, IL 61571, US;
TOWE, Carey, A., South Carolina 29841, US
Vertreter Wagner, K., Dipl.-Ing.; Geyer, U., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69028640
Vertragsstaaten BE, DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 13.11.1990
EP-Aktenzeichen 909168973
WO-Anmeldetag 13.11.1990
PCT-Aktenzeichen US9006535
WO-Veröffentlichungsnummer 9206511
WO-Veröffentlichungsdatum 16.04.1992
EP-Offenlegungsdatum 14.07.1993
EP date of grant 18.09.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.1997
IPC-Hauptklasse H01L 41/08

Beschreibung[de]
1. Gebiet der Erfindung

Das Gebiet der Erfindung bezieht sich allgemein auf Festkörpermotor-Betätigungsvorrichtungen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine piezoelektrische Festkörpermotor-Stapelstruktur.

2. Verwandte Technik

Seit Jahrzehnten sind elektroexpansive bzw. durch Elektrizität ausdehnbare Materialien in gestapelten Strukturen eingesetzt worden, um eine Betätigung zu erzeugen, die zur Brennstoffeinspritzung und Ventilsteuerung beispielsweise bei Dieselmotoren verwendet worden ist. Gewerblich hergestellte Festkörpermotor-Stapel oder -betätigungsvorrichtungen werden unter Verwendung von piezoelektrischen Scheiben hergestellt, die ineinandergreifend mit Metallfolienelektroden angeordnet sind. Das Anlegen einer hohen Spannung (beispielsweise 1000 Volt Gleichspannung) mit niedriger Stromleistung an umgekehrt vorgespannte Elektroden bewirkt, daß sich jede der piezoelektrischen Scheiben ausdehnt oder axial verwirft bzw. verdreht. Die additive bzw. sich addierende Auslenkung der gestapelten Scheiben wird typischerweise durch Hydraulikvorrichtungen verstärkt, um die Nutzbetätigung zu bewirken.

Ein Beispiel einer herkömmlichen elektromechanischen Betätigungsvorrichtung mit einem aktiven Element aus elektroexpansivem bzw. sich durch Elektrizität ausdehnenden Material ist im US-Patent 3 501 099 (Glendon M. Benson) zu finden. Benson's Patent von 1970 ist sowohl auf eine Betätigungsverstärkungsstruktur als auch auf ein Verfahren zur Herstellung von piezoelektrischen Stapeln gerichtet. Blätter- bzw. Folien aus Keramikmaterial werden gerollt, verdichtet und in keramische Scheiben gedrückt bzw. umgeformt. Nach einem Reinigungsprozeß werden die Scheiben mit abwechselnden Sätzen von kontinuierlichen Scheibenelektroden gestapelt, die zwischen den Keramikscheiben angeordnet sind. Die Stapel unterlaufen einem Druck-Kaltschweißprozeß, gefolgt von einem Druckbindungsprozeß bei erhöhter Temperatur, nachdem herkömmliche Elektroden mit den zwei Elektrodengruppen verbunden worden sind. Die Stapel werden durch das Anlegen einer Gleichstromspannung gepolt und dann in einer Plastikisolierabdeckung vor der Endmontage in einem Transducer bzw. Wandlergehäuse eingekapselt.

Ein Beispiel einer herkömmlichen piezoelektrischen Mehr- Lagen-Keramikbetätigungsvorrichtung für niedrige Spannung mit Lagen von varuerender Dicke wird von Takahashi und anderen gelehrt. Siehe Meeting on Ferroelectric Materials and Their Applications (Konferenz über ferroelektrische Materialien und ihre Anwendungen) (Nr. 5), 1985, Seiten 206-208. Takahashi und andere haben eine Mehr-Lagen-Keramikbetätigungsvorrichtung entwickelt, die verwendet wird, um Matrix-Druckerköpfe mit einer angelegten elektrischen Spannung von weniger als 100 Volt anzustoßen bzw. anzutreiben. Auf Grund der niedrigen Antriebsspannungen erzeugen die Mehr-Lagen-Betätigungsvorrichtungen von Takahashi und anderen keine großen Kräfte und somit sind die Keramikscheiben weniger für Ausfälle anfällig. Takahashi und andere haben solche Betätigungsvorrichtungen unter Verwendung einer Finite-Elemente-Methoden- Analyse studiert, und zwar in einem Versuch, diese Spannungen zu veringern, die in einer Klebelage zwischen der keramischen Betätigungsvorrichtung und einer Massenlast eingeleitet werden, an der der Körper befestigt ist.

Die von Takahashi und anderen gelehrte bzw. offenbarte Struktur weist zwei aktive Lagen von unterschiedlicher Dicke und eine inaktive nicht-belastende bzw. spannungsfreie Lage auf, die an einem Ende der Mehr-Lagen-Betätigungsvorrichtung angeordnet ist. Die Massenlast und die keramischen Lagen besitzen rechteckige Oberflächengebiete. Eine Oberfläche der Masenlast ist an einer Oberfläche einer inaktiven Lage durch ein Klebemittel angebracht. Benachbart zur anderen Oberfläche der inaktiven Lage ist eine erste aktive Lage mit einer ersten Dicke gelegen. Unter der ersten aktiven Lage ist eine Anzahl von zweiten aktiven Lagen mit einer zweiten Dicke gestapelt, wobei die zweite Dicke kleiner als die erste Dicke ist. Zwei Sätze von Elektroden sind abwechselnd ineinandergreifend mit den aktiven Lagen zum Anlegen der Treiber- bzw. Antriebsspannung angeordnet.

Das Schriftstück berichtet, daß kein mechanischer Riß der Klebelage als ein Ergebnis einer solchen Struktur auftritt. Das Ergebnis wird weiter einem Kantenhaken an der Massenlast zugeschrieben, der sich nach unten entlang einer Seitenkante der inaktiven Lage überlappt.

Ein Beispiel einer weiteren herkömmlichen elektromechanischen Betätigungsvorrichtung mit einem aktiven Element aus elektroexpansivem Material ist in der EP-Patentanmeldung 0 144 655 zu finden. Diese Betätigungsvorrichtungskonstruktion offenbart einen Stapel von mehrfachen bzw. mehreren elektrisch ausdehnbaren Lagen, wobei die Lagen in Axialrichtung variierende Dicke aufweisen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein piezoelektrischer Festkörpermotorstapel nach Anspruch 1 vorgesehen. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Anspruch 2 offenbart.

Die vorliegende Erfindung überwindet die Nachteile der herkömmlichen oben erwähnten Technologie.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist auf einen piezoelektrischen Festkörpermotorstapel mit einer Vielzahl von piezoelektrischen Scheiben gerichtet, die mit einer Vielzahl von Elektroden ineinandergreifend angeordnet sind, wobei zumindest eine erste piezoelektrische Scheibe mit einer ersten Dicke sandwichartig zwischen zumindest zwei zweiten piezoelektrischen Scheiben mit einer zweiten Dicke angeordnet ist, wobei die zweite Dicke anders als die erste Dicke ist. Zumindest zwei Elektroden sind mein andergreifend mit zumindest zwei der Vielzahl von Scheiben derart angeordnet, daß jede Elektrode in Kontakt mit einer Oberfläche von zumindest einer der Vielzahl von Scheiben ist. Die sandwichartig angeordneten Scheiben besitzen Oberflächenfacetten, die mit einer leitenden Lage bedeckt sind. Wenn die Elektroden mit einer elektrischen Potentialquelle verbunden sind und von ihr vorgespannt werden, wird eine Axialverschiebung zwischen gegenüberliegenden Endflächen des Stapels erzeugt.

Die Erfindung kann weiter zumindest zwei Scheiben mit einer dritten Dicke aufweisen, die anders als die ersten und zweiten Dicken ist, die zwischen sich die Kombination der Scheiben mit den ersten und zweiten Dicken sandwichartig aufnehmen. Darüberhinaus können Elektroden ineinandergreifend mit den Scheiben mit der dritten Dicke und den Scheiben mit der zweiten Dicke angeordnet werden.

Die Erfindung kann weiter zumindest zwei Scheiben einer vierten Dicke aufweisen, die anders als die ersten bis dritten Dicken ist, wobei sie zwischen sich die Kombination der Scheiben mit den ersten bis dritten Dicken sandwichartig aufnehmen. Noch weitere Elektroden sind ineinandergreifend mit den Scheiben mit der vierten Dicke und den Scheiben mit der dritten Dicke angeordnet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen.

Die Erfindung wird besser verständlich, wenn Bezug auf die Begleitzeichnungen genommen wird, in denen die Figuren folgendes darstellen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines piezoelektrischen Stapels in einem Gehäuse in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte bzw auseinandergezogene Ansicht eines piezoelektrischen Stapels in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 3 eine Schnittansicht des Scheiben/Elektroden-Stapels der Fig. 2, wobei Elektrodenansätze mit den jeweiligen Bussen und Führungskabeln verbunden sind.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Piezoelektrische Festkörpermotorstapel gemäß der vorliegenden Erfindung sind Vorrichtungen mit großer Kraft, die ein minimiertes Versagen bzw. eine minimierte Versagenswahrscheinlichkeit des Stapels auf Grund eines durch Spannung bewirkten Scheibenbruches aufweisen. Piezoelektrische Festkörpermotorstapel gemäß der vorliegenden Erfindung können verwendet werden, um die Motorleistung zu verbessern, Emissionen zu verringern und Motorgeräusche zu verringern. Die Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf eine Motorventil- und Brennstoffeinspritzvorrichtungsbetätigung begrenzt. Die Erfindung kann beispielseweise bei Brems-, oder Stoßabsorptions- bzw. Stoßaufnahmesystemen verwendet werden. Darüber hinaus kann die Erfindung bei einer großen Vielzahl von Vorrichtungen oder Systemen verwendet werden, die eine mechanische oder Strömungsmittelbetätigung erfordern, genau so wie eine Stoß- oder Schallwellenerzeugung. Ein spezieller Vorteil des Festkörpermotorstapels dieser Erfindung ist seine Fähigkeit, über einen großen Temperaturbereich zu arbeiten. Versuche an Prototyp-Motorstapeln haben gute Ergebnise bei Betriebsumgebungen von -40 ºC bis 100 ºC gezeigt.

Es sei bemerkt, daß die vorliegende Erfindung auf eine piezoelektrische Festkörpermotorstapelstruktur gerichtet ist. Jedoch sind die Ausdrücke Festkörpermotorstapel und elektroexpansive Betätigungsvorrichtung beispielsweise Synonyme. Während dieser Besprechung wird auf die piezoelektrischen Festkörpermotorstapel im allgemeinen als "Stapel" Bezug genommen.

Fig. 1 zeigt den piezoelektrischen Festkörperstapelmotor 102 der vorliegenden Erfindung in einem Gehäuse 104. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel für das Gehäuse und die Einkapselung der vorliegenden piezoelektrischen Festkörperstapelmotor-Erfindung ist in der gemeinsam eingereichten ebenfalls anhängigen Anmeldung (Anwaltsaktennr. 1246.0120000/90-215) gezeigt, die "Coating Surrounding A Piezoelectric Solid State Motor Stack" (Beschichtung zum Umschließen eines piezoelektrischen Festkörpermotorstapels), deren Offenbarung hier durch Bezugnahme aufgenommen sei. Das Gehäuse ist ein Stahlgehäuse und ist in der Form zylindrisch mit einem hohlen zylindrischen Hohlraum, um den Festkörperstapel aufzunehmen. Gewinde 106 befestigen das piezoelektrische Festkörpermotorgehäuse an einem Motorkopf. Ein Plateau 108 hat einen sechseckigen Querschnitt, wenn er in der Fig. 1 von oben gesehen wird. Diese sechseckige Struktur ist in der Figur nicht gezeigt, wird jedoch verwendet, um das piezoelektrische Festkörpergehäuse bzw. Gehäuse für den piezoelektrischen Festkörpermotor auf dem Motorkopffestzuziehen und zu lösen. Durchgänge sind in das obere Ende des Gehäuses gebohrt, um es Busführungskabeln 114 zu gestatten, aus dem Gehäuse auszutreten.

Fig. 2 ist eine vergrößerte bzw. auseinandergezogene Abbildung der Scheiben, die die Stapeistruktur 200 bilden. Geeignete keramische Scheiben zur Verwendung bei der Herstellung eines Motorstapeis sind im Handel erhältlich. Der piezoelektrische Festkörpermotorstapel wird durch nicht-polarisierte keramische Endkappen 202 verbunden bzw. gebunden. Der Stapel weist auch dicke Keramikscheiben 206, mitteldicke Keramikscheiben 208, innere dünne Keramikscheiben 210, Busstangen bzw. Busleiter 212, 212' und Führungsdrähte 214, 214' auf.

Jede Facettenoberfläche der dicken, mitteldicken und dünnen Scheiben ist mit einer leitenden Beschichtung beschichtet, vorzugsweise Aluminium. Das Aufbringen der leitenden Lage kann durch verschiedene Verfahren durchgeführt werden, wie dem Fachmann klar sein wird. Die leitende Lage wird vorzugsweise auf das gesamte Oberflächengebiet der oberen und unteren Facetten der Scheiben aufgebracht. Eine Gleichmäßigkeit der leitenden Lage ist erwünscht. Jedoch kann die Gleichmäßigkeit und Abdeckung der gesamten Facettenoberfläche durch das Verfahren begrenzt sein, welches verwendet wird, um die leitende Lage aufzubringen.

Die leitende Lage kann durch Sputtern, Sprühen oder mechanisches Aufreiben von Atomlagen des leitenden Materials auf die Facettenoberflächen der Scheiben aufgebracht werden. Chemical Vapor Deposition bzw. CVD kann auch verwendet werden, um die leitende Lage aufzubringen. Die leitende Lage kann auch Kupfer, Nickel oder Silber aufweisen. Die leitende Lage bewirkt, daß das elektrische Feld gleichmäßiger über die Oberfläche der Scheibe verteilt wird, wenn eine Spannung an eine benachbarte Elektrode bei der letztendlichen Stapelstruktur angelegt wird.

Die inneren dünnen Scheiben 210 werden sandwichartig von den mitteldicken Scheiben 208 aufgenommen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden ungefähr 71 dünne Scheiben verwendet. Die Kombination der dünnen und mitteldicken Scheiben wird wiederum sandwichartig von den dicken Scheiben 206 aufgenommen, und die Kombination der dünnen, mitteldicken und dicken Scheiben wird sandwichartig von den Endkappen 202 aufgenommen.

Die dicken, mitteldicken und dünnen Scheiben besitzen eine Dicke von ungefähr 1,016 bzw. 0,762 bzw. 0,508 mm. Die Dicke der Endkappen ist vorzugsweise 2,500 mm. Jede der ersten bis vierten Scheibendicken besitzt eine Toleranz von ungefähr ± 0,013 mm.

Fig.3 ist eine Schnittansicht durch die Linie A-A in Fig. 2, die die Elektrodenanordnung 300 zeigt. Eine obere Elektrode 304 besitzt einen Ansatz 316, der elektrisch mit einer Busstange bzw. einem Busleiter (Draht) 312 verbunden ist, beispielsweise durch Löten oder Laserschweissen. Ein Führungsdraht 314 wird dann elektrisch mit dem Busleiter bzw. der Bustange 312 verbunden (beispielsweise wieder durch Löten oder Laserschweißen). Eine nächste benachbarte (nicht gezeigte) Elektrode besitzt einen Ansatz 318, der vom Ansatz 316 versetzt ist (und zwar um ungefähr 180º im gezeigten Beispiel). Der Ansatz 318 ist elektrisch mit einer zweiten Busstange bzw. einem zweiten Busleiter 312' verbunden. Die Busstange 312' ist wieder elektrisch mit einem zweiten Führungsdraht 314' verbunden.

Die Montage der obigen Struktur wird nun besprochen werden. Vorzugsweise beginnt die Montage bei einer Montagefestlegung, die ein halbzylindrisches Rohr mit einem am Boden gelegenen Metallstecker aufweist, durch Einsetzen einer ersten Endkappenkeramikscheibe in die Montagefestlegung. Es sei bemerkt, daß die Facettenoberflächen der Endkappen nicht mit einer leitenden Lage beschichtet sind.) Eine erste Elektrode wird in der Nontagefestlegung auf der Oberseite der ersten Endkappenkeramikscheibe angeordnet. Dem Ansatz der ersten Elektrode wird eine erste Orientierung gegeben. Das Stapeln einer dicken Scheibe ist das nächste, und zwar gefolgt von einer weiteren Elektrode. Diese nächste Elektrode wird über der dicken Scheibe gestapelt und ihrem Ansatz wird eine zweite Orientierung gegeben. In dem gezeigten gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die zweite Orientierung 180º von der ersten Orientierung gelegen. Die Orientierung oder Versetzung in Umfangsrichtung zwischen aufeinanderfolgenden Elektrodenansätzen kann variieren, solange wie die jeweiligen Orientierungen für die abwechselnden Elektroden während des Stapelprozesses beibehalten werden. Es ist nur nötig, daß die Elektrodenansätze und Busleiter bzw. Busstangen voneinander ausreichend beabstandet sind, um einen Lichtbogen bzw. ein Überspringen zwischen den Busstangen zu verhindern, und um eine örtliche Scheibenaufheizung zu verhindern, die von den angelegten elektrischen Feldern erzeugt wird.

Eine mitteldicke Scheibe wird auf die zweite Elektrode gestapelt. Eine dritte Elektrode wird auf die mitteldicke Scheibe gestapelt. Der Ansatz der dritten Elektrode wird entgegengesetzt zu dem der zweiten gestapelten Elektrode orientiert und somit ähnlich dem der ersten Elektrode. Eine erste dünne Scheibe wird dann in die Montagefestlegung gestapelt. Eine vierte Elektrode wiederum mit einer zur dritten gestapelten Elektrode entgegengesetzten Orientierung wird dann auf die erste dünne Scheibe gestapelt. Aufeinanderfolgende dünne Scheiben werden mit dazwischenliegenden Elektroden derart gestapelt, daß jede aufeinanderfolgende Elektrode entgegengesetzt zur gerade vorausgegangenen Elektrode orientiert wird. Wenn die letzte dünne Scheibe aufgestapelt worden ist, werden eine weitere mitteldicke Scheibe, eine dicke Scheibe und eine Endkappe mit dazwischenliegenden Elektroden aufgestapelt. Schließlich wird eine zweite Endkappe auf die letzte Elektrode gestapelt. Die Keramikendkappen 202 werden nicht von Elektroden 204 sandwichartig eingeschlossen.

Sobald er montiert ist, weist der Scheiben/Elektrodenstapel zwei Längsreihen von Scheibenansätzen auf, die voneinander um bis zu 1800 versetzt sind. In einem Ausführungsbeispiel ist jeder Ansatz einer jeden Reihe von Ansätzen gebogen und vorgelötet bzw. verzinnt, um eine Verbindung mit einer Busstange zu erleichtern. Jeder der Ansätze ist geschlitzt, so daß die Busstange in den Schlitzen positioniert werden kann. Die Ansatzlänge, parallel zur Linientangente des Umfangs der Elektrode gemessen, sollte ausreichend sein, um eine freie Expansion und Kontraktion des Stapels während des Betriebs zu gestatten.

Andere Busstangen-Elektroden-Kombinationen werden in Betracht gezogen. Diese sind in den gemeinsam eingereichten, gleichfalls anhängigen Anmeldungen Nr. (Anwaltsaktenzeichennr. 1246.0090000/90-217 beschrieben, betitelt "Slotted Bus Bar For A Piezoelectric Solid State Motor" (Geschlitzte Busstange für einen piezoelektrischen Festkörpermotor) und in der Anmeldungsnummer (Anwaltsaktenzeichennr. 1246.0070000/88-298), betitelt "Single- Piece Multiple Electrode Conductor" (Einteiliger Mehrfach-Elektrodenleiter), deren Offenbarungen hierin durch Bezugnahme aufgenommen sein.

Im gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Elektrodenbusstangenverbindung wie folgt ausgeführt. Lot wird auf jedem der Ansätze über beispielsweise eine Handlötpistole aufgebracht. Die Ansätze können auch in ein Lotbad eingetaucht werden. Zwei Zinn-Kupfer-Drahtbusstangen mit 22 Leitern werden in geeigneter Weise entlang der jeweiligen vorverzinnten gebogenen Ansatzreihen positioniert. Die Busdrähte können mit Isopropylalkohol gereinigt werden und mit einem flüssigen Lötflußmittel behandelt werden. Sobald sie positioniert sind, werden die Busdrähte an den jeweiligen Elektrodenansätzen angelötet, um eine Busstruktur zu bilden.

Die letztendliche Gehäusemontage wird nun besprochen werden. Eine Polung oder Ausrichtung der Dipole der dicken, mitteldicken und dünnen Keramikscheiben ist notwendig, um eine axiale Ausdehnung der piezolelektrischen Keramikscheiben auf das Anlegen eines elektrischen Potentials an den Stapel hin zu erreichen. Dies wird vorzugsweise getan, sobald der Stapel gemäß der vom Keramikhersteller gelieferten Richtlinien montiert worden ist. Im gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Polung des Stapels bei erhöhter Temperatur durchgeführt (ungefähr 145 ºC). Ein Polungsspannungssignal wird an dem Stapel in drei Stufen angelegt. Während der ersten Stufe wird eine Ladung von 0 Volt bis 1200 Volt linear während eines zwei-minütigen Intervalls angelegt. Für die zweite Stufe wird die Spannung für 10 Minuten bei 1200 Volt gehalten. Schließlich wird die Spannung linear auf 0 Volt während einer fünf-minütigen Periode verringert. Der Stapel wird dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Keramikendkappen werden nicht während des Polungsprozesses polarisiert, da sie nicht von Elektroden sandwichartig angeschlossen werden.

Die Busstangen 212, 212' werden an die Führungsdrähte 214 bzw. 214' angelötet und eine Lage Schrumpfschlauch wird über die Führungsdrähte als Isolator gelegt.


Anspruch[de]

1) Ein piezoelektrischer Festkörpermotorstapel (200) mit einer Vielzahl von piezoelektrischen Scheiben die mit einer Vielzahl von Elektroden ineinandergreifend angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet daß:

eine Vielzahl von inneren piezoelektrischen Scheiben (210) einer ersten Dicke in einer Säule ausgerichtet ist;

erste und zweite mittlere piezoelektrische Scheiben (208) einer zweiten Dicke sandwichartig angeordnet mit der Säule aus inneren piezoelektrischen Scheiben wobei die erste Dicke der erwähnten inneren Scheiben kleiner ist als die zweite Dicke der zweiten Scheiben;

erste und zweite dicke piezoelektrische Scheiben (206) einer dritten Dicke die die Kombination der inneren und mittleren Scheiben sandwichartig anordnen, wobei die zweite Dicke der mittleren Scheiben kleiner ist als die dritte Dicke der dritten Scheiben, und wobei die inneren, mittleren und dicken Scheiben entgegengesetztliegende Oberflächenfacetten aufweisen;

eine leitende Schicht welche die Oberflächenfacetten der inneren, mittleren und dicken Scheiben (210,208,206) abdecken, wobei jede der leitenden Schichten dazu dient ein elektrisches Feld über die Oberflächenfacetten gleichmäßig zu verteilen;

eine Vielzahl von Elektroden (204) deren jede einen Ansatz (316) integral damit ausgebildet aufweist und zwar sich vom Umfang der Elektrode nach außen erstreckend, wobei die Elektroden ineinandergreifend mit und sandwichartig zwischen den aufeinanderzuweisenden Oberflächen der inneren, mittleren und großen Scheiben (210,208,206) derart angeordnet sind, daß die Elektroden (204) in Kontakt mit den leitenden Schichten stehen wobei die Ansätze davon zwei Reihen versetzt voneinander besitzen; erste und zweite nicht polarisierte keramische Endkappen (202) einer vierten Dicke, welche die Kombination der Elektroden, der inneren, mittleren und dicken Scheiben (210,208,206,204) sandwichartig anordnen, wobei die dritte Dicke der dicken Scheiben kleiner ist als die vierte Dicke der Endkappen; und

wobei die Elektrodenansätze mit einer elektrischen Potentialquelle verbunden und durch diese vorgespannt sind, derart, daß eine axiale Verschiebung oder Versetzung zwischen entgegengesetzt liegenden Endoberflächen des Stapels (200) erzeugt wird.

2) Piezoelektrischer Festkörpermotorstapel (200) nach Anspruch 1 wobei der Stapel ferner folgendes aufweist:

erste Mittel (212) zum elektrischen Verbinden der ersten Längsanordnung von Ansätzen (316) miteinander; und

zweite Mittel (212') zum elektrischen Verbinden der zweiten Längsanordnung von Ansätzen (318) miteinander;

wobei dadurch die Elektroden (204) vorgespannt werden, wenn eine elektrische Potentialquelle mit den ersten und zweiten elektrischen Verbindungsmitteln (212,212') verbunden ist.







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