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Dokumentenidentifikation DE10256439A1 17.07.2003
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Beschränkung der temperaturinduzierten Verformung einer piezoelektrischen Einrichtung
Anmelder Caterpillar Inc., Peoria, Ill., US
Erfinder Gallmeyer, Christopher F., Peoria, Ill., US;
Waterfield, L. Glenn, Peoria, Ill., US
Vertreter WAGNER & GEYER Partnerschaft Patent- und Rechtsanwälte, 80538 München
DE-Anmeldedatum 03.12.2002
DE-Aktenzeichen 10256439
Offenlegungstag 17.07.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.07.2003
IPC-Hauptklasse H02N 2/00
Zusammenfassung Vorrichtungen und Verfahren zur Kontrolle der temperaturinduzierten Verformung einer piezoelektrischen Einrichtung. Eine piezoelektrische Einrichtung empfängt ein Aktivierungssignal und verschiebt sich in einer ersten Richtung um eine erste vorbestimmte Distanz als eine Funktion des Aktivierungssignals. Die piezoelektrische Einrichtung verschiebt sich ebenfalls in einer zweiten Richtung als eine Funktion einer Änderung der Temperatur der piezoelektrischen Einrichtung. Ein Stopper ist in einer zweiten vorbestimmten Distanz von der piezoelektrischen Einrichtung angebracht. Der Stopper verhindert die Verschiebung der piezoelektrischen Einrichtung in der zweiten Richtung über eine dritte vorbestimmte Distanz hinaus. Eine Ladungs-Umverteilungseinrichtung ist mit der piezoelektrischen Einrichtung gekoppelt. Die Ladungs-Umverteilungseinrichtung verteilt die Ladung auf der piezoelektrischen Einrichtung um, welche durch die Temperaturänderung hervorgerufen wird, um interne elektrische Felder der piezoelektrischen Einrichtung zu reduzieren, welche durch die temperaturinduzierte Verformung der piezoelektrischen Einrichtung hervorgerufen werden.

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine piezoelektrische Einrichtung, und spezieller auf die Kontrolle der temperaturinduzierten Verformung einer piezoelektrischen Einrichtung.

Hintergrund

Piezoelektrische Einrichtungen, so wie zum Beispiel piezoelektrische Aktuatoren bzw. Betätiger bestehen im allgemeinen aus piezoelektrischem Material, welches sich verformt, wenn ein elektrisches Feld daran angelegt wird. Zusätzliche Materialien können mit dem piezoelektrischen Material verbünden sein, beispielsweise Metallschichten, die als Elektroden fungieren, Isoliermaterialien, welche verhindern, dass Strom zwischen bestimmten Teilen bzw. Gebieten der Einrichtung fließt und Klebematerialien, um die verschiedenen Schichten zu verkleben.

Ein gemeinsames Merkmal, welches die meisten piezoelektrischen Aktuatoren haben, ist das sie temperatursensitiv sind, wobei sie in bestimmten Dimensionen als Funktion von Temperaturänderungen wachsen oder schrumpfen.

Fig. 1 zeigt einen Typ einer piezoelektrischen Einrichtung: einen piezoelektrischen Biegeaktuator 10. Ein piezoelektrischer Biegeaktuator 10 besteht typischerweise aus einer elektroaktiven Schicht 12, beispielsweise einige Arten von Keramik, welcher zwischen zwei Elektroden 14 eingebracht ist, obwohl andere Konfigurationen ebenfalls möglich sind. Der Biegeaktuator 10 kann auf den Fachleuten bekannte Art und Weise vorgespannt werden, sodass er eine Kuppelform annimmt. Beispiele von solchen vorgespannten piezoelektrischen Biegeakuatoren 10 können in den U.S. Patenten mit den Nummern 5,471,721 und 5,632,841 gefunden werden.

Der Biegeaktuator 10 kann mit einem beliebigen aus einer Vielzahl von beweglichen Objekten gekoppelt werden, beispielsweise mit einem Stab 16 oder einem Spiegel (nicht gezeigt). Eine Rückholfeder 18 kann mit dem Stab 16 gekoppelt sein um den Stab 16 in Kontakt mit dem Biegeaktuator 10 zu halten.

Fig. 2 zeigt den piezoelektrischen Biegeaktuator 10, wenn ein Aktivierungssignal zum Beispiel Leistung, sowie eine Betriebsspannung oder Strom angelegt wird. Wenn Leistung an den Biegeaktuator 10 angelegt wird, so wie zum Beispiel eine Spannung, welche an die Elektroden 14 angelegt wird, wird ein elektrisches Feld über die elektroaktive Schicht 12 induziert. Das elektrische Feld sorgt typischerweise dafür, dass sich der kuppelförmige Aktuator 10 in einer ersten Richtung verschiebt, sich zum Beispiel verflacht wie in Fig. 2 gezeigt. Alternativ könnte das elektrische Feld eine Verstärkung der Kuppelform bewirken. Wenn sich der Biegeaktuator 10 verflacht, kann er den Stab 16 bewegen. Typischerweise wird der Hub des Biegeaktuators 10 berechnet werden, sodass er den Stab 16 aus einer ersten, vorbestimmten Position in eine zweite vorbestimmte Position verschiebt oder umgekehrt (Fig. 1 gegenüber Fig. 2).

Ein Problem bei vielen piezoelektrischen Aktuatoren 10, einschließlich Biegeaktuatoren, ist, dass sie temperatursensitiv sind. Viele piezoelektrische Biegeaktuatoren 10 ändern ihre Kuppelhöhe als eine Funktion der Temperatur. Typischerweise wird der piezoelektrische Biegeaktuator 10 seine Kuppelhöhe erhöhen, wenn die Temperatur fällt. Dies stellt dahingehend ein Problem dar, dass die Betriebsspannung nicht bewirken wird, dass der piezoelektrische Biegeaktuator seine volle beabsichtigte Hublänge zurücklegen wird.

Zum Beispiel kann ein bestimmter piezoelektrischer Biegeaktuator 10 100 Microns Hub aus seiner Ruhe/Kuppelposition (keine Spannung angelegt; Fig. 1) in seine vollständig oder nahezu flache Position (Betriebsspannung angelegt; Fig. 2) haben. Nichtsdestoweniger kann temperaturinduzierte Verformung zum Beispiel wegen Kälte zusätzlich 100 Microns Kuppelverformung des Biegeaktuators 10 hervorrufen. Fig. 3 zeigt ein Beispiel der Temperaturverformung des Biegeaktuators 10. Wenn daher die Betriebsspannung an den kalten Aktuator 10 in Fig. 3 angelegt wird, verflacht er von 200 Microns Kuppelhöhe auf 100 Microns Kuppelhöhe und wird niemals vollständig flach (0 Microns Kuppelhöhe). In diesem Fall würde der Biegeaktuator nur in seine ursprüngliche (nicht-kalte) Position, welche in Fig. 1 gezeigt ist, zurückschnellen.

In Wirklichkeit verflachen die meisten Bieger niemals vollständig, sondern verflachen nur, um S bis 1/3 ihrer Ruhe/Kuppelhöhe. Nichtsdestoweniger werden die Ausführungsbeispiele der Erfindung zu illustrativen Zwecken beschrieben werden, als hätten sie die vollständig verflachte Position, wenn die volle Spannung angelegt wird.

Darüber hinaus wird der Grad der temperaturinduzierten Verformung mit der Größe der Temperatur variieren, wobei sehr kalte Temperaturen typischerweise mehr Kuppelverformung hervorrufen als weniger kalte Temperaturen. Daher ist der Hub des Biegeaktuators oft von seiner Temperatur abhängig, was in manchen Anwendungen unerwünscht sein kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung sieht Vorrichtungen und Verfahren zur Steuerung der temperaturinduzierten Verformung einer piezoelektrischen Einrichtung vor. Eine piezoelektrische Einrichtung empfängt ein Aktivierungssignal und verschiebt sich in eine erste Richtung um eine vorbestimmte Distanz als Funktion des Aktivierungssignals. Die piezoelektrische Einrichtung verschiebt sich auch in einer zweiten Richtung als eine Funktion einer Änderung der Temperatur der piezoelektrischen Einrichtung. Ein Stopper oder Anschlag ist in einer zweiten vorbestimmten Distanz von der piezoelektrischen Einrichtung angebracht. Der Stopper verhindert die Verschiebung der piezoelektrischen Einrichtung in der zweiten Richtung über eine dritte vorbestimmte Distanz hinaus. Eine Ladungs-Umverteilungseinrichtung ist mit der piezoelektrischen Einrichtung gekoppelt. Die Ladungs-Umverteilungseinrichtung verteilt die Ladung auf der piezoelektrischen Einrichtung um, welche durch die Temperaturänderung entsteht, um interne Spannungen der piezoelektrischen Einrichtung abzubauen, welche durch die temperaturinduzierte Verformung der piezoelektrischen Einrichtung entstehen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt einen Typ einer piezoelektrischen Einrichtung: einen piezoelektrischen Biegeaktuator 10.

Fig. 2 zeigt einen piezoelektrischen Biegeaktuator 10, wenn Leistung, zum Beispiel eine Betriebsspannung angelegt wird.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel von Temperaturverformung eines Biegeaktuators.

Fig. 4 zeigt eine Aktuatoreinrichtung 100, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 5 zeigt eine Aktuatoreinrichtung 100, gemäß einem anderem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung

Fig. 4 zeigt eine Aktuatoreinrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Aktuatoreinrichtung 10 (100) umfasst typischerweise den piezoelektrischen Aktuator bzw. Betätiger, so wie zum Beispiel den piezoelektrischen Biegeaktuator 10 wie oben beschrieben, obwohl andere Arten von Biegeaktuatoren ebenfalls benutzt werden können. Der piezoelektrische Aktuator 10 ist in seinem nicht betätigten Zustand gezeigt (keine Leistung angelegt). Eine physikalische bzw. körperliche Barriere so wie zum Beispiel ein Stopper bzw. Anschlag 102 kann in einer vorbestimmten Distanz zum piezoelektrischen Aktuator 10 angebracht sein in einer Richtung, in der er die Verschiebung oder die Kuppelverformung des Biegeaktuators 10 über einen vorbestimmten Punkt hinaus (zum Beispiel den Ort des Stoppers) verhindert. Dies ist typischerweise, wenn auch nicht immer, auf der konvexen Seite des Biegeaktuators 10. In Fig. 4 ist diese vorbestimmte Distanz im Wesentlichen 0, das heißt ist im Wesentlichen dazu benachbart und/oder in Kontakt damit oder sehr nahe daran, obwohl andere Distanzen wie gewünscht gewählt werden können. Der Stopper 102 ist typischerweise örtlich auf irgendeine aus seiner Vielzahl von den Fachleuten bekannten Möglichkeiten fixiert und besteht typischerweise aus im Wesentlichen starren Material, so wie zum Beispiel Metall, Plastik, Keramik, Glas, Holz, Stein, etc.

Eine Ladungs-Umverteilungseinrichtung 104 kann mit den Elektroden 14 des piezoelektrischen Aktuators 10 gekoppelt sein. Die Ladungs- Umverteilungseinrichtung 104 ist typischerweise in der Lage, die Ladung umzuverteilen, das heißt sie erlaubt, dass Strom von einer Elektrode 14a zur anderen Elektrode 14b fließt und kann eine beliebige aus einer Vielzahl von Einrichtungen sein, welche den Fachleuten bekannt sind. Die Ladungs- Umverteilungseinrichtung 104 kann in der Lage sein, die Ladung an/über die Elektroden 14 zu addieren, zu subtrahieren, zu dissipieren, zu reduzieren und/oder auszugleichen.

Die Ladungsumverteilung auf den Elektroden 14 sorgt typischerweise dafür, dass die elektrischen Beanspruchungen bzw. Spannungen, welche durch die temperaturinduzierte Verformung auf den Biegeaktuator 10 wirken, reduziert oder im Wesentlichen eliminiert werden. Typischerweise wird die Energie, welche andernfalls dafür sorgen würde, dass der Biegeaktuator 10 sich mit der Temperatur verformt, als ein elektrisches Feld innerhalb des Biegeaktuators gespeichert, zum Beispiel als Ladung auf den Elektroden 14, weil die Verformung vom Stopper 102 im Wesentlichen verhindert wird. Wenn dann ohne Ladungs-Umverteilungeinrichtung 104 eine Betriebsspannung angelegt wird, muss Energie aufgewendet werden, um das elektrische Feld zu überwinden bevor Bewegung des Biegeaktuators 10 auftritt.

Nichtsdestoweniger geht in Ausführungsbeispielen der Erfindung, wenn eine Betriebsspannung an den Biegeaktuator 10 angelegt wird, im Wesentlichen die gesamte angelegte Spannung in die Erzeugung eines gewünschten elektrischen Feldes über das piezoelektrische Material 12, anstatt in die Reduzierung des induzierten elektrischen Feldes auf dem Biegeaktuator 10, welches von der Temperaturverformung hervorgerufen wird. Das elektrische Feld, welches im Biegeaktuator 10 aufgebaut wird, wird typischerweise von der Ladungs-Umverteilungseinrichtung 104 reduziert oder eliminiert. Dadurch kann die Energie, welche durch die temperaturinduzierte Verformung des Biegeaktuators 10 in den Biegeaktuator 10 eingeführt wird, mit geringem oder gar keinem mechanischen oder elektrischen Effekt auf den Biegeaktuator 10 dissipiert werden.

Typische Beispiele der Ladungs-Umverteilungseinrichtung 104 schließen einen Widerstand 106 oder einen Widerstandsschaltkreis, eine Induktivität oder eine beliebige aus einer Vielzahl von anderen Komponenten oder Schaltkreisen, welche den Fachleuten bekannt sind, ein, welche in der Lage sind zu erlauben, dass Ladung fließt. Die speziellen Impedanzwerte der Ladungs-Umverteilungseinrichtung 104 können abhängig von der Anwendung, für die der Biegeaktuator 10 eingesetzt wird, variieren. Zum Beispiel wird, bei Verwendung eines Widerstandes 106, im allgemeinen ein Widerstand mit höherem Wert, einen geringeren Effekt auf den normalen Betrieb des Biegeaktuators 10, aber eine langsamere Antwortzeit zur Umverteilung der Ladung haben, während ein Widerstand mit niedrigerem Wert mehr Ladung während des normalen Betriebs abführen wird, jedoch auch die Ladung auf den Elektroden 14 schneller für Temperatur-Kompensationeffekte umverteilt wird.

Alternativ könnte in anderen Ausführungsbeispielen die Ladungs- Umverteilungseinrichtung 104 in den Schaltkreis, welcher benutzt wird um den Biegeaktuator 10 zu betreiben, nach Bedarf Ein- und Ausgeschaltet werden, auf den Fachleuten bekannten Art und Weise, zum Beispiel mit einem Transistor oder einem anderen Typ eines elektrischen oder mechanischen Schalters. Dies würde es erlauben, dass die Ladungs- Umverteilungseinrichtung 104 fehlt und daher keinerlei Ladung abführt, zum Beispiel wenn der Biegeaktuator betätigt werden soll, dass sie jedoch während anderer Zeiten präsent ist, um Ladung von den Elektroden 14 abzuführen oder zu verteilen.

In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches in Fig. 5 gezeigt ist, kann der Biegeaktuator 10 mit dem Stab 16 oder einem anderen beweglichen Objekt gekoppelt sein, so dass die Verschiebung des Biegeaktuators 10 vom Stab 16 begrenzt wird, zum Beispiel die Freiheit der Bewegung durch den Stab 16. Zum Beispiel kann der Stab 16 eine Auflage haben, welche als Stopper 102 agiert und den Stab 16 daran hindert, sich über einen vorbestimmten Ort in der positiven y-Richtung zu bewegen, zum Beispiel (siehe. Achsen Fig. 5).

In einem Ausführungsbeispiel kann der Stab 16 fest und/oder starr an den Biegeaktuator 10 gekoppelt sein. Der Stab 16 kann durch ein Loch im Biegeaktuator 10 gehen und mit einem ersten Kragen 112 zusammen passen oder auf andere Weise fest daran montiert sein. Der Stab 16 kann mit dem Biegeaktuator 10 auf eine beliebige aus einer Vielzahl von den Fachleuten bekannten Arten gekoppelt sein, so zum Beispiel durch Kleben oder durch Benutzung von Adhäsiven, durch Schweißen, Löten, Vernieten, Verklemmen, Schrauben, Verbolzen etc. In anderen Ausführungsbeispielen kann der erste Kragen 112 in den Stab 16 integriert sein, oder der Stab 16 kann auf so eine Weise geformt sein, dass er die selbe Funktion ohne die Benötigung des ersten Kragens 112 erfüllt.

Diese Art der Konfiguration verhindert daher, dass sich der Biegeaktuator 10 in der positiven y-Richtung über die Position des ersten Kragens 112 verschiebt. Der erste Kragen 112 ist wiederum in der Reichweite seiner Bewegung in der positiven y-Richtung durch den Stab 16 begrenzt, welcher wiederum in seiner Bewegung durch den Sitz 110 begrenzt ist.

In anderen Ausführungsbeispielen kann der Kragen 112, obwohl er als Kragen 112 beschrieben ist, nicht den kompletten Stab 16 umgeben. Statt dessen kann der Kragen 112 ein Noppe oder Ausbuchtung sein, welche sich nur eine begrenzte radiale Distanz um den Stab 16 erstreckt, zum Beispiel 60 Grad. In anderen Ausführungsbeispielen muss der Stab 16 kein Stab sein. Statt dessen kann er jede Art von Einrichtung sein, welche so konfiguriert ist, dass sie die Bewegung des Biegeaktuators 10 einschränkt oder begrenzt. Zum Beispiel könnte eine Verbindungseinrichtung so wie zum Beispiel ein Stab, welcher ein Kopfende 113 gegenüberliegend dem Biegeaktuator 10 hat verwendet werden. Das Kopfende 114 (113) kann benutzt werden um in den Sitz 110 einzugreifen und sich andernfalls ähnlich verhalten, wie das was oben beschrieben ist.

In einem anderen Ausführungsbeispiel kann ein zweiter Kragen 114 hinzugefügt werden. Der zweite Kragen 114 soll entweder die Bewegung des Biegeaktuators 10 über eine vorbestimmte Distanz in der negativen y- Richtung hinaus verhindern oder (mit Hilfe der Feder 18) den Biegeaktuator 10 in die positive y-Richtung drücken.

Industrielle Anwendbarkeit

Die Aktuatoreinrichtung 100 kann benutzt werden um die temperaturinduzierte Verformung piezoelektrischer Einrichtungen zu reduzieren, und die gespeicherte Energie, welche von Biegeaktuator 10 aufgebaut wird, weil er sich nicht mit der Temperatur verformen kann, zu dissipieren oder zu reduzieren. Das kann zu einer gleichförmigeren Antwort der Aktuatoreinrichtung 100 über einen Bereich von Temperaturen führen.


Anspruch[de]
  1. 1. Einen Aktuator welcher umfasst:

    eine piezoelektrische Einrichtung, welche im Betrieb ein erstes Aktivierungssignal empfängt und sich in einer ersten vorbestimmten Richtung um eine erste vorbestimmte Distanz als eine Funktion des Aktivierungssignals verschiebt und sich im Betrieb in eine zweite Richtung als eine Funktion einer Änderung in der Temperatur der piezoelektrischen Einrichtung verschiebt;

    einen Stopper, welcher in einer zweiten vorbestimmten Distanz von der piezoelektrischen Einrichtung angebracht ist, wobei der Stopper im Betrieb die Verschiebung der piezoelektrischen Einrichtung in der zweiten Richtung über eine dritte vorbestimmte Distanz hinaus verhindert; und

    eine Ladungs-Umverteilungseinrichtung, welche mit der piezoelektrischen Einrichtung gekoppelt ist, wobei die Ladungs-Umverteilungseinrichtung im Betrieb die Ladung auf der piezoelektrischen Einrichtung, welche durch die Temperaturänderung entsteht, umverteilt, um ein internes elektrisches Feld der piezoelektrischen Einrichtung, welches durch die temperaturinduzierte Verformung der piezoelektrischen Einrichtung entsteht, zu abzumildern.
  2. 2. Der Aktuator nach Anspruch 1, wobei die zweite Richtung im Wesentlichen eine Richtung umfasst, welche entgegengesetzt zur ersten Richtung ist.
  3. 3. Der Aktuator nach Anspruch 1, wobei die zweite Richtung im Wesentlichen die erste Richtung umfasst.
  4. 4. Der Aktuator nach Anspruch 1, wobei die Änderung der Temperatur eine Erhöhung der Temperatur umfasst.
  5. 5. Der Aktuator nach Anspruch 1, wobei die Änderung der Temperatur eine Erniedrigung der Temperatur umfasst.
  6. 6. Der Aktuator nach Anspruch 1, wobei der Stopper im Wesentlichen der piezoelektrischen Einrichtung benachbart ist.
  7. 7. Der Aktuator nach Anspruch 1, wobei die zweite vorbestimmte Distanz im Wesentlichen 0 ist.
  8. 8. Der Aktuator nach Anspruch 1, wobei die Ladungs- Umverteilungseinrichtung einen Widerstand umfasst.
  9. 9. Der Aktuator nach Anspruch 1, wobei die Ladungs- Umverteilungseinrichtung eine Leistungsversorgung für die piezoelektrische Einrichtung umfasst.
  10. 10. Der Aktuator nach Anspruch 1, wobei die piezoelektrische Einrichtung erste und zweite Elektroden umfasst und ein elektroaktives Material, welches dazwischen eingebracht ist, wobei die ersten und zweiten Elektroden im Betrieb eine Ladung empfangen können, um ein elektrisches Feld über das elektroaktive Material aufzubauen, und wobei die Ladungs- Umverteilungseinrichtung einen leitenden Pfad zwischen den ersten und zweiten Elektroden umfasst.
  11. 11. Der Aktuator nach Anspruch 1, wobei die piezoelektrische Einrichtung einen piezoelektrischen Aktuator umfasst.
  12. 12. Der Aktuator nach Anspruch 1, wobei die piezoelektrische Einrichtung einen thermisch vorgespannten Biegeaktuator umfasst.
  13. 13. Der Aktuator nach Anspruch 1, wobei die zweite vorbestimmte Distanz im Wesentlichen die dritte vorbestimmte Distanz umfasst.
  14. 14. Ein Aktuator welcher umfasst:

    Piezoelektrische Aktuator-Mittel, zum Empfang eines Aktivierungssignals zur Verschiebung in einer ersten Richtung, um eine erste vorbestimmte Distanz als eine Funktion des Aktivierungssignals und zur Verschiebung in einer zweiten Richtung, als eine Funktion der Änderung der Temperatur der piezoelektrischen Einrichtung;

    Stopper-Mittel, welche in einer zweiten vorbestimmten Distanz von den piezoelektrischen Aktuator-Mitteln angebracht sind, um die Verschiebung der piezoelektrischen Aktuator-Mittel in der zweiten Richtung über eine dritte vorbestimmte Distanz hinaus zu verhindern; und

    Ladungs-Umverteilungsmittel, welche mit den piezoelektrischen Aktuator- Mitteln gekoppelt sind, um die Ladung auf den piezoelektrischen Aktuator- Mitteln umzuverteilen, welche durch die Temperaturänderung hervorgerufen werden und ein elektrisches Feld der piezoelektrischen Einrichtung zu reduzieren, welche durch die temperaturinduzierte Verformung der piezoelektrischen Aktuator-Mittel hervorgerufen werden.
  15. 15. Ein Verfahren zur Kompensierung der temperaturinduzierten Verformung der piezoelektrischen Einrichtung, welche sich im Betrieb in einer ersten Richtung als eine Funktion einer Änderung der Temperatur verschiebt, und welche umfasst:

    Verhinderung der Verschiebung der piezoelektrischen Einrichtung in der ersten Richtung über eine erste vorbestimmte Distanz hinaus; und

    Umverteilung einer Ladung auf der piezoelektrischen Einrichtung, welche durch die Temperaturänderung hervorgerufen wird, um interne Beanspruchungen bzw. Spannungen der piezoelektrischen Einrichtung, welche durch temperaturinduzierte Verformung hervorgerufen werden, zu reduzieren.
  16. 16. Das Verfahren nach Anspruch 15, wobei die piezoelektrische Einrichtung einen piezoelektrischen Aktuator umfasst.
  17. 17. Das Verfahren nach Anpruch 15, wobei die erste vorbestimmte Distanz im Wesentlichen 0 ist.
  18. 18. Das Verfahren nach Anspruch 15, wobei Verhinderung der Verschiebung der piezoelektrischen Einrichtung die Platzierung einer physikalischen Barriere im Verschiebungsweg der piezoelektrischen Einrichtung umfasst.
  19. 19. Das Verfahren nach Anspruch 15, wobei Verhinderung der Verschiebung der piezoelektrischen Einrichtung umfasst:

    Kopplung einer Verbindungseinrichtung mit der piezoelektrischen Einrichtung,

    wobei sich die Verbindungseinrichtung im Betrieb in einer zweiten Richtung als eine Funktion der Verschiebung der piezoelektrischen Einrichtung verschiebt; und

    Begrenzung der Bewegung, der Verbindungseinrichtung in einer zweiten Richtung.
  20. 20. Das Verfahren nach Anspruch 19, wobei die zweite Richtung im Wesentlichen die erste Richtung umfasst.
  21. 21. Das Verfahren nach Anspruch 15, wobei die piezoelektrische Einrichtung einen thermisch vorgespannten Biegeaktuator umfasst.
  22. 22. Das Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Verbindungseinrichtung einen Stab umfasst, welcher ein Kopfende entgegengesetzt zur piezoelektrischen Einrichtung hat, und wobei Platzierung einer physikalischen Barriere im Verschiebungsweg der Verbindungseinrichtung Platzierung einer physikalischen Barriere im Weg des Kopfendes des Stabes umfasst.
  23. 23. Das Verfahren nach Anspruch 15, wobei die internen Spannungen der piezoelektrischen Einrichtung hervorgerufen durch temperaturinduzierte Verformung ein elektrisches Feld umfassen, welches durch die temperaturinduzierte Verformung hervorgerufen wird.






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