专利名称：用于从部件块分隔出多个陶瓷部件的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于从部件块分隔出多个陶瓷部件的方法和系统。
背景技术：
陶瓷部件例如是在制造压电致动器时所使用的压电叠层
(Piezo-Stack)。
压电致动器通常由多个压电陶瓷片组成。压电陶瓷是一种在施加 电压时由于压电效应而膨胀的材料。这样的压电陶资构成压电致动器 的基础，所述压电致动器在施加电压时实现几个微米的移动路程。
压电陶瓷例如被用作压电致动器的基体，该压电致动器尤其被应 用在汽车领域中、例如用作内燃机的共轨喷射装置中的电磁转换器。
上述的各个压电陶资在两侧都配备有金属电极或内电极。如果将 电压施加到这些内电极上，则压电陶资以晶格畸变 (Gi tterverzerrung )作出反应，该晶格畸变沿着主轴导致上面已经阐 明的有用的线膨胀。然而，因为这些线膨胀小于沿着主轴的层厚度的 千分之二，因此为了获得所希望的绝对线膨胀而必须提供活性压电陶 瓷的相应更高的层厚度。然而，随着压电致动器内的各个压电陶瓷层 的层厚度增加，用于起动压电致动器所需的电压也升高。为了将该电 压保持在可处理的界限内，在多层致动器的情况下各个压电层的厚度 通常处于20Mm和200 pm之间。因此，压电致动器必须例如针对所希 望的线膨胀而具有相应数目的单个陶瓷层。
申请人知道，为了制造压电叠层例如将压电陶瓷未烧结膜与内电 极材料交替地布置在叠层中。
申请人还内部地知道，通过将多个"绿色的"、即未烧结的陶t: 膜或者压电陶瓷未烧结膜或者压电层彼此堆叠并紧接着进行挤压，以 多个印刷板(Mehrfachnutzen)来制备压电叠层。接着，该叠层应该 被分离或者分隔成多个单个部件。
为了执行该分离或者分隔，申请人内部地知道一种线锯技术(Drahtsagetechnik)。借助于该线锯技术能够从未烧结块或者部件块 中加工出各个压电叠层。在此，尤其是可以使用配备有金刚石的锯线 (S3gedrahte )。该锯线被套装到两个绕组上，并且在分隔切割 (Trennschnitt )的过程中被相应地重绕。然而，这意味着大的线长 度积极地参与锯切工艺，根据所使用的机器，该线长度可长达10m以 上。因此，所使用的机器被相应复杂地构建，并且锯线由于必要的导 向辊和张紧辊而承受高机械负荷，这缩短所使用的锯线的寿命并因此 相应提高成本。
发明内容
因此，本发明的任务是，以筒单并且尤其是低成本的方式来分离 陶瓷部件。
任务还在于提供用于从陶瓷部件块分离或者分隔出多个陶瓷部 件的方法和系统，其中所述方法和系统提供所使用的锯线的提高的寿 命。
此外，任务还在于提供用于从陶瓷部件块分隔或者分离出多个 陶瓷部件的方法和系统，其中所述方法和系统与要制造的压电叠层的 横截面形状无关。
根据本发明，所提出的这些任务中的至少一个通过具有权利要求1 的特征的方法和/或通过具有权利要求9的特征的系统来解决。
因此，根据本发明提出一种用于从陶瓷部件块分隔出多个陶瓷部 件的方法，该方法包括如下步骤
-提供部件块或者未烧结块；
-将多个平行的线段或者线分段夹紧在框中以便构造锯架 (S3gegatter ) j以及
-借助于该锯架将所提供的部件块锯成多个部件。 另外，提出一种用于从陶瓷部件块分隔出多个陶瓷部件的系统， 该系统具有
-锯架，该锯架具有多个平行的、被夹紧在框中的线段；以及 -致动器，该致动器驱动或者移动该锯架以便将该部件块锯成多 个部件。
本发明的优点尤其是在于通过使用具有固定的预先定义的间隔的多个锯线或者线段或者线分段，可以并行地处理多个压电叠层，并 且可以相应地有效地执行印刷板或者多个印刷板的分隔过程，其中所 述固定的预先定义的间隔对应于未烧结块或者部件块中的各个压电叠
层的栅距(Raster迈aB)。因此，本发明提供一种简单的而且还尤其是低 成本的分离陶瓷部件的可能性。
此外，压电叠层由于使用锯架而具有任意的横截面形状(例如圆 形、矩形、六角形、椭圆形等等)。这不能借助于常规的分隔方法、 例如借助于锯条或者线锯技术来制造。
此外根据本发明，由于锯线的摩擦而产生的、压电叠层的已经分 隔开的侧面的机械负荷和热负荷非常小，表面不被弄脏，并且没有由 于块材料的热膨胀而将压力施加到锯线或线段上。因此，所使用的线 段的寿命明显延长。
本发明的有利扩展方案和改进方案根据从属权利要求以及参照附 图的i兌明得出。
根据本发明的一个优选的改进方案，针对每个要夹紧的线段在该 框上布置两个彼此相对的紧线器，借助于所述紧线器将相应的线段夹 紧。
根据本发明的一个优选的扩展方案，借助于所述紧线器来调节相 应的被夹紧的线段的预先确定的线张力。
根据另一优选的改进方案，借助于弹簧装置来弹性地安置紧线器。
根据另一优选的改进方案，在被夹紧在框中的线段达到预先确定 的磨损极限时，借助于对备用辊(Vorratsrolle)的线的跟踪分别将 新的线段夹紧在该框中，或者更换锯架。
根据另一优选的扩展方案，在锯所提供的部件块时移动锯架。因 此取消全部的角辊(Winkelrolle)、导向辊和张紧辊，从而由于这种 取消使分隔或者分离变得成本更低，并且此外因此同时造成锯线的更 小的磨损。由此进一步降低分离或者分隔的成本。
根据另一优选的扩展方案，将部件块构造为叠层，其中将多个压 电陶瓷未烧结膜或者陶瓷未烧结膜或者压电层与内电极材料交替地布 置在该叠层中。
根据另一优选的扩展方案，将陶瓷部件构造为压电叠层，其中将N 个第一内电极和N个第二内电极布置在该压电叠层中，其中将压电陶瓷未烧结膜布置在笫一内电极与第二内电极之间，并且所述N个第一 内电极能够与第一外电极接触，并且所述N个第二内电极能够与第二 外电极接触。
在另一优选的改进方案中，该框针对每个要夹紧的线段具有两个 相对的紧线器，所述紧线器将相应的线段夹紧。
根据另一优选的改进方案，紧线器具有调节装置，该调节装置调 节被夹紧的线段的预先确定的线张力。
根据另一优选的改进方案，针对至少一个紧线器设置有弹簧装置， 该弹簧装置弹性地安置紧线器。优选地针对每个紧线器设置有自己的 弹簧装置。
根据另一优选的改进方案，设置有跟踪装置。如果在被夹紧在框 中的并且直至该时刻所使用的线段达到了预先确定的磨损极限，则该 跟踪装置分别跟踪新的线段，以便将该新的线段在框中夹紧。
此外，提出一种具有压电叠层的压电致动器，其中根据上述的方 法来制造该压电叠层。
另外，提出一种用于在预先确定的燃料压力下喷射燃料的喷射系 统，其中该喷射系统具有如上所述的压电致动器，该压电致动器适于 升高和降低喷嘴针，该喷嘴针打开和关闭喷嘴，其中借助于该喷嘴来 喷射燃料。
接下来根据以示意图来说明的实施例来进一步阐述本发明。
图1示出用于从陶资部件块分隔出多个陶资部件的系统的笫一实
施例的示意性框图2示出用于从陶瓷部件块分隔出多个陶资部件的系统的第二实
施例的示意性框图3示出用于从陶瓷部件块分隔出多个陶瓷部件的本发明方法的
实施例的示意性流程图；以及
图4示出按照根据图3的方法制造的压电叠层的示意性框图。 在所有的图中相同的或者功能相同的元件和装置(只要未另行说
明)配备有相同的附图标记。
具体实施例方式
在图1中示出了用于从陶瓷部件块1分隔出多个陶瓷部件11-15 的系统18的第一实施例的示意性框图。系统18具有锯架2和致动器 19。锯架2具有多个平行的、在框3中夹紧的线段21-26。致动器19 驱动锯架2以便将部件块1锯成多个部件11 - 15或移动该锯架2。在 此，图1中的附图标记R示出锯切方向。在不限制一般性的情况下， 在图1中示出了六个线段21-26。但是，在框3中夹紧的线段n-26 的数目可以为任意数目。此外，在图1中还示出了具有长方体形状的 部件块1或者未烧结块。该未烧结块或者部件块的这种形状也仅仅是 示例性的，可以设想任意其它的形状。
框3优选地针对每个要夹紧的线段21 - 26都具有两个相对的紧线 器41-46; 51-56，所述紧线器夹紧相应的线段11 - 15。例如，彼此 相对的紧线器41和51夹紧线段21。
紧线器41-46; 51-56优选地具有调节装置(未示出)，所述调 节装置调节被夹紧的线段21-26的预先确定的线张力。
尤其是针对至少一个紧线器41 - 46; 51 - 56设置有弹簧装置(未 示出)。尤其是可以针对每个紧线器41-46; 51-56设置自己的弹簧 装置。所述弹簧装置弹性地安置相应的紧线器41-46、 51-56。
在图2中示出了用于从陶瓷部件块1分隔出多个陶瓷部件11-15 的系统18的第二实施例的示意性框图。根据图2的笫二实施例具有根 据图1的第一实施例的全部特征，并且具有跟踪装置20以及备用辊7。
跟踪装置20适于在被夹紧在框3中的线段21 - 26达到预先确定 的磨损极限时对备用辊7的线61 — 66的新的线段21' - 26'分别进行跟 踪，以便用新的线段21' -26'来替换至今被夹紧的线段21-26。线段 21-26或新的线段21' -26'或线61-66尤其是被构造为配备有金刚 石的锯线。
图3示出用于从陶瓷部件块1分隔出多个陶瓷部件11 - 15的本发 明方法的实施例的示意性流程图。接下来根据图3中的流程图并在参 考图1和图2的框图的情况下来阐述本发明方法。本发明方法具有如 下方法步骤S1-S3:
方法歩骤Sl:
提供部件块1或者未烧结块。部件块1例如被构造为叠层，其中多个压电陶瓷未烧结膜与内电极材料被交替地布置在该叠层中。
方法步骤S2:
将多个平行的线段21-26或者线分段在框3中夹紧以便构造锯架 2。在此，尤其是为每个要夹紧的线段21-26在框3上布置两个彼此 相对的紧线器41-46; 51-56。借助于分别相对的紧线器41 - 46; 51 -56将相应的线段21-26夹紧。
优选地借助于紧线器41 - 46; 51 - 56来调节被夹紧的相应线段21 -26的预先确定的线张力。优选地借助于弹簧装置来弹性地安置相应 的紧线器41-46; 51-56。
方法步骤S3:
借助于锯架2将所提供的部件块1锯成多个部件11 - 15。优选地， 在被夹紧在框3中的线段21 - 26达到预先确定的磨损极限时，通过对 备用辊7的线61 - 66的跟踪分别将新的线段21' - 26'在框3中夹紧。 可替换地，也可以更换整个锯架2或者将新的线段21' - 26'夹紧到锯 架2中。
陶瓷部件11-15尤其是被构造为压电叠层。为此，图4示出这样 的压电叠层11的示意性框图。压电叠层11尤其是具有N个第一内电 极8和N个第二内电极9。此外，压电陶瓷未烧结膜10或者压电层被 布置在第一内电极8与第二内电极9之间。另外优选地，N个笫一内 电极8能够与第一外电极16接触，并且N个第二内电极9能够与第二 外电极17接触。
尽管在前面根据优选的实施例说明了本发明，但是本发明并不限于 此，而是可以以各种方式被修改。例如可以设想将本发明不仅仅应 用于如附图的实施例中那样的单片多层结构的压电叠层，而是应用于 任意的压电致动器。
权利要求
1.一种用于从陶瓷部件块(1)分隔出多个陶瓷部件(11-15)的方法，该方法具有如下步骤-提供所述部件块(1)；-将多个平行的线段(21-26)夹紧在框(3)中以便构造锯架(2)；以及-借助于所述锯架(2)将所提供的部件块(1)锯成多个部件(11-15)。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述框(3)上针对 每个要夹紧的线段(21-26)布置两个彼此相对的紧线器(41-46; 51-56)，借助于所述紧线器(41-46; 51-56)将相应的线段(21 -26)夹紧。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，借助于所述紧线器(41 -46; 51-56)来调节被夹紧的线段(21-26)的预先确定的线张力。
4. 根据权利要求2或者3所述的方法，其特征在于，借助于弹簧装置 来弹性地安置所述紧线器(41-46; 51-56)。
5. 根据权利要求1、或者权利要求2至4之一所述的方法，其特征在 于，在被夹紧在所述框(3)中的线段(21-26)达到预先确定的磨损 极限时，借助于对备用辊(7)的线(61-66)的跟踪分别将新的线段(2r -26')夹紧在所述框(3)中，或者更换所述锯架(2)。
6. 根据权利要求1、或者权利要求2至5之一所述的方法，其特征在 于，在锯所提供的部件块(1)时移动所述锯架(2)。
7. 根据权利要求l、或者权利要求2至6之一所述的方法，其特征在 于，所述部件块(1)被构造为叠层，其中多个压电陶瓷未烧结膜与内 电极材料被交替地布置在该叠层中。
8. 根据权利要求l、或者权利要求2至7之一所述的方法，其特征在 于，所述陶瓷部件(ll - 15)被构造为压电叠层，在该压电叠层中布置N 个第一内电极(8)和N个第二内电极(9)，其中压电陶瓷未烧结膜(IO) 被布置在第一内电极(8)与第二内电极(9)之间，并且所述N个第一 内电极(8)能够与第一外电极(16)接触，并且所述N个第二内电极(9)能够与第二外电极(n)接触。
9. 一种用于从陶资部件块(1)分隔出多个陶资部件(11-15)的系统(18)，该系统(18)具有-锯架(2)，该锯架具有多个平行的、被夹紧在框(3)中的线段(21 - 26 );以及 -致动器(19)，该致动器驱动所述锯架(2)以便将所述部件块 (1)锯成多个部件(11-15)。
10. 根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述框(3)针对每 个要夹紧的线段(21-26)具有两个相对的紧线器(41-46; 51-56), 所述紧线器(41-46; 51-56)将相应的线段(21-26)夹紧。
11. 根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述紧线器(41-46; 51-56)具有调节装置，该调节装置调节被夹紧的线段(21 - 26 ) 的预先确定的线张力。
12. 根据权利要求10或者11所述的系统，其特征在于，针对至少一 个紧线器(41-46; 51-56)设置有弹簧装置，该弹簧装置弹性地安 置所述紧线器(41-46; 51-56)。
13. 根据权利要求10、或者权利要求11或者12之一所述的方法，其 特征在于，设置有跟踪装置(20)，在被夹紧在所述框(3)中的线段(21-26)达到预先确定的磨损极限时，该跟踪装置(20)分别跟踪备 用辊(7)的线(61-66)的新的线段(21' -26')。
14. 一种具有压电叠层(11 - 15 )的压电致动器，所述压电叠层(11 - 15 )按照根据权利要求8所述的方法来制造。
15. —种用于在预先确定的燃料压力下喷射燃料的喷射系统，具有 根据权利要求14所述的压电致动器，该压电致动器适于升高和降低喷 嘴针，该喷嘴针打开和关闭喷嘴，其中借助于该喷嘴来喷射燃料。
全文摘要
本发明涉及一种用于从陶瓷部件块(1)分隔出多个陶瓷部件(11-15)的方法，该方法具有如下步骤提供部件块(1)；将多个平行的线段(21-26)夹紧在框(3)中以便构造锯架(2)；以及借助于锯架(2)将所提供的部件块(1)锯成多个部件(11-15)。
文档编号H01L41/273GK101652872SQ200880011162
公开日2010年2月17日 申请日期2008年4月2日 优先权日2007年4月4日
发明者C·哈曼, C·舒 申请人:西门子公司