弯曲转换器元件以及弯曲转换器模块制造技术

本发明专利技术涉及一种弯曲转换器元件（１、４０），其包括保护壳体（３）和设置在保护壳体中的弯曲转换器（４），该弯曲转换器包括扁平的支承体（６）以及施加在支承体的至少一面上的压电作用的覆盖层（７），该弯曲转换器（４）基本上由保护壳体（３）包围并且以弯曲转换器的固定端部（９）直接固定在保护壳体（３）中。另外涉及一种弯曲转换器模块（２８），包括多个这样的弯曲转换器元件（１、４０）。通过弯曲转换器（４）固定在保护壳体（３）内部实现可容易装配的单元，相对于现有技术的实施形式明显降低在装配或运输时由于压电覆盖层（７）的机械破坏导致的损坏比率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种弯曲转换器元件，其包括弯曲转换器，该弯曲转换器包括扁平的支承体以及施加在支承体的至少一面上的压电作用的覆盖层。本专利技术还涉及一种弯曲转换 器模块，在该弯曲转换器模块中组装多个弯曲转换器元件。
技术介绍
弯曲转换器，如开头对于弯曲转换器元件所提及的，主要用于充分利用间接的或 互反的压电效应，也就是说将电能转换成机械能。同样，压电的弯曲转换器也适用于将机械 能转换成电能。此时充分利用直接的压电效应。 对于压电的弯曲转换器有许多技术应用。这样的应用例如是作为喷墨打印机的打 印头，作为加速度测量或压力测量的传感器，作为用于在织机，编织机或针织机中传递图案 信息的设定元件，作为盲人阅读器中的布莱叶盲文中、气动阀中、书写测量仪中或非接触式 表面测量工具中的设定元件。压电的弯曲转换器也可以作为发电机用于提供电能。这种应 用领域例如是产生能量用于测量电子装置，该测量电子装置例如设置在可运动部件或旋转 部件上并且一定程度上通过电缆只能复杂地导通。 为了运转所述的压电的弯曲转换器，压电作用的覆盖层通常面状地设有电极(也 称为接触面)。尤其是在导电的支承体的情况下支承体本身也可以作为这种接触面。如果 在接触面上加上电压，这根据极性导致设置在接触面之间的压电的覆盖层的收縮或膨胀。 因此整个弯曲转换器弯曲，或者在弯曲转换器的固定端部固定时浮动端部被确定地偏移。 相反，在弯曲转换器通过机械的影响而相对于其静止位置发生弯曲时，在压电覆 盖层的接触面或电极之间产生电压。因此压电的覆盖层收縮或膨胀，因此由于直接的压电 效应建立电压。 上述类型的弯曲转换器例如由DE 195 20 796A1、 DE 40 25 436A1或DE 196 20 826B1已知。 前述类型的包括多个压电弯曲转换器的弯曲转换器模块用于将电子的信息信号 转换成可机械地探测的信息信号。例如具有多个平行设置的电气的弯曲转换器的弯曲转换 器模块用于控制织机、编织机或针织机的织针或成圈元件。为了在由纺织机产生的物品中 形成图案，是否成圈的信息通过机械地探测相应的压电弯曲转换器的偏移得到。这样的弯 曲转换器模块尤其是适合用在提花机中。这样的弯曲转换器模块例如由US3， 961， 501A或 EP 0 210 790A2已知。在DE 197 06 755. 7A1中也建议一种这样的弯曲转换器模块。 压电作用的覆盖层通常由压电陶瓷制成。压电陶瓷通过其组分允许适配于不同的 要求，例如在热膨胀系数、压电效应大小方面或也在柔性方向提出这些要求。尤其是已知一 定的氧化物陶瓷，例如基于铅_锆_钛，它们具有优良的特性。 压电作用的覆盖层和尤其是压电陶瓷不利地展现高的断裂敏感性。尤其是在将压 电作用的覆盖层施加在柔性的支承体上的弯曲转换器中，在装配时、在更换时或一般地在 运输时必需极其小心地进行。需要注意到，弯曲转换器不能机械地弯曲得超过临界的界限。4另外在弯曲转换器模块中在小的空间中组装许多弯曲转换器，此外弯曲转换器的定向在其 安装到模块中是需要的。尽管小心地进行，在安装或定向弯曲转换器时高的断裂敏感性仍 然导致不期望的高的损坏比率。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，提供开头所述类型的弯曲转换器元件和提供开头所述类型的弯曲转换器模块，其中在装配、运输或定向时弯曲转换器的损坏比率相对于现有技术的已 知的实施形式下降。 第一个任务按本专利技术通过一种弯曲转换器元件达到，其包括保护壳体和设置在保护壳体中的弯曲转换器，该弯曲转换器具有扁平的支承体和施加在支承体的至少一面上的 压电作用的覆盖层，该弯曲转换器基本上由保护壳体包围并且以其固定端部直接固定在保 护壳体中。 本专利技术在此基于如下考虑，即压电的弯曲转换器由于在运输时并尤其是在人工装 配时部分变得必要的机械载荷而损坏。特别高的损坏危险在于弯曲转换器在弯曲转换器模 块中的安装和定向中。在此，弯曲转换器必须以其固定端部固定在弯曲转换器模块中，同时 以其支承体和浮动端部为了完好的功能而正确地定向。 在本专利技术的进一步中基于如下考虑，不是弯曲转换器而是包括壳体和设置在壳体 中的弯曲转换器的弯曲转换器元件被运输和装配时，可以避免弯曲转换器由于机械载荷而 损坏。通过弯曲转换器基本上由保护壳体包围，该弯曲转换器本身免受外部的机械影响。因 为弯曲转换器另外以其固定端部直接固定在保护壳体中，在装配时也不再定向这样的弯曲 转换器。因为其相对于保护壳体的位置是固定的，对于弯曲转换器在弯曲转换器模块中的 正确的定位仅需要相对于弯曲转换器模块调整保护壳体。弯曲转换器本身在此不或仅微不 足道地被机械加载。 换言之，本专利技术设定，弯曲转换器与包围其的保护壳体组装成一个结构单元，即弯 曲转换器元件。保护壳体保护设置于其中的弯曲转换器免受外部的机械影响。弯曲转换器 在其安装位置上的定向仅通过调整保护壳体实现。 因为在装配或更换弯曲转换器元件时设置在保护壳体中的弯曲转换器本身几乎 不或根本不被机械加载，通过本专利技术在安装或更换期间的损坏比率相对于传统地将弯曲转 换器直接装配在弯曲转换器模块上显著降低。在运输期间也可靠地保护弯曲转换器免受外 部影响。 对于弯曲转换器的浮动端部的必需的机械的活动性，保护壳体可以相应尺度地设 计。尤其是可以想象，浮动端部在壳体内部的偏移可以机械地引出。在能量发生器的情况 下，弯曲转换器的摆动也可以完全在壳体内部进行。弯曲转换器可以一定程度上完备地设 置在保护壳体内部。 在一种有利的实施形式中设定，弯曲转换器以其浮动端部可运动地从保护壳体的 开口中伸出。尤其在弯曲转换器的浮动端部与机械的耦联元件共同作用以便传递机械的偏 移时，建议这种实施形式。悬伸的端部在此可以较容易地机械耦联到其它作用部件上。例 如在用于控制纺织机的弯曲转换器模块中可以是这种情况，在此采用的弯曲转换器以其相 应的浮动端部与耦联元件共同作用，这些耦联元件机械地传递弯曲转换器端部的机械偏移例如用于控制织针，并且必要时将偏移放大。当然从保护壳体伸出的弯曲转换器浮动端部 也可以用于通过机械偏移传递信息。 另外优选，保护壳体在所述开口处具有用于浮动端部的侧面止挡。通过这些侧面 止挡在侧面限制浮动端部的机械偏移。在通过浮动端部的偏移传递信息的情况下，也就是 说弯曲转换器的有目的的电气控制，实现浮动端部的通过止挡限定的末端位置，这些末端 位置配设确定的信息。对于如下弯曲转换器，其中支承体双面设有压电作用的覆盖层，总体 上可以实现浮动端部的三个清晰限定的状态。在静止位置上，浮动端部居中地设置在保护 壳体的开口中。另两个状态在于浮动端部在两个侧面止挡上的相应的止挡位置。 保护壳体本身可以多件式地或者一体地制成。在此尤其适宜的是，对于保护壳体 采用不导电的绝缘的材料。这例如可以是塑料，尤其是玻璃纤维增强的塑料(GFK)。在此尤 其使用所谓的ABS塑料，即丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯塑料。壳体尤其是可以借助于注塑进 行制造。壳体的多件式的结构在弯曲转换器装配在保护壳体内时提供一定的便利。 但是在一种特别有利的方案中，实现保护壳体的简单制造并且实现弯曲转换器的 简单装配，其中保护壳体一体地制成并且为了装配的目的用于将弯曲转换器沿其纵向方向导入。因此在装配时弯曲转换器在其纵向方向上以固定端本文档来自技高网...

【技术保护点】
弯曲转换器元件（１、４０），其包括保护壳体（３）和设置在保护壳体中的弯曲转换器（４），该弯曲转换器包括扁平的支承体（６）以及施加在支承体的至少一面上的压电作用的覆盖层（７），该弯曲转换器（４）基本上由保护壳体（３）包围并且弯曲转换器的固定端部（９）直接固定在保护壳体（３）中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M吕特尔，S科隆普，J京特，H克雷默，J施莱歇，
申请(专利权)人：亚吉隆有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]