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Title:
METHOD FOR PRODUCING AT LEAST ONE MECHANICAL-ELECTRICAL ENERGY CONVERSION SYSTEM AND MECHANICAL-ELECTRICAL ENERGY CONVERSION SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/025975
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing at least one mechanical-electrical energy conversion system consisting of several individual parts and to a mechanical-electrical energy conversion system. According to the method, several different individual parts (2, 3, 4, 15, 22, 40, 41, 42) are positioned in an assembly device (10, 30) and joint areas (18, 24a, 24b) provided in the individual parts are assembled in the assembly device (10, 30). The individual parts comprise at least one piezoelectric element (2), a support structure (3) and a seismic mass (4).

Inventors:
LAERMER FRANZ (DE)
PANNEK THORSTEN (DE)
REICHENBACH RALF (DE)
KECK MARIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2009/058655
Publication Date:
March 11, 2010
Filing Date:
July 08, 2009
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
LAERMER FRANZ (DE)
PANNEK THORSTEN (DE)
REICHENBACH RALF (DE)
KECK MARIAN (DE)
International Classes:
H01L41/113; H01L41/22
Domestic Patent References:
WO2004030949A12004-04-15
WO1999008330A11999-02-18
Foreign References:
DE102007006994A12008-02-14
US20080074002A12008-03-27
Other References:
See also references of EP 2332193A1
Attorney, Agent or Firm:
ROBERT BOSCH GMBH (DE)
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Claims:
R. 323437

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Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung mindestens eines mechanisch-elektrischen Energiewandlersystems, bei dem mehrere Einzelteile (2, 3, 4, 15, 22, 40, 41 , 42) in einer Montagevorrichtung (10, 30) positioniert und in der Montagevorrichtung (10, 30) in Fügebereichen (18, 24a, 24b) zusammengefügt werden, wobei die Einzelteile (2, 3, 4, 15, 22, 40, 41 , 42) mindestens ein piezoelektrisches Element (2), eine Trägerstruktur (3) und eine seismische Masse (4) aufweisen.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Einzelteile weiterhin ein Elekt- rodenelement (5) aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mehreren Einzelteile (2, 3, 4, 15, 22, 40, 41 , 42) in der Montagevorrichtung (10, 30) schichtweise positioniert werden, so dass diese in Form eines Stapels über- einander liegen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Stapel folgende Reihenfolge der Einzelteile von unten nach oben aufweist: seismische Masse (4), Trägerstruktur (3), piezoelektrisches Element (2), und gegebenenfalls Elektrodenelement (5).

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fügebereiche (18, 24a, 24b) der Einzelteile (2, 3, 4, 15, 22, 40, 41 , 42) derart ausgebildet werden, dass bei Positionierung der Einzelteile (2, 4, 15, 22, 40, 41 , 42) in der Montagevorrichtung (10, 30) die Fügebereiche (18, 24a, 24b) der Einzelteile (2, 3, 4, 15, 22, 40, 41 , 42) in zueinander parallelen Ebenen liegen. R. 323437

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6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mehreren Einzelteile (2, 3, 4, 15, 22, 40, 41 , 42) flächig mit einer zueinander im Wesentlichen planparallelen Unter- und Oberseite ausge- bildet werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei einige oder sämtliche Einzelteile (15, 22, 40, 41 , 42) zunächst mit einer ü- bereinstimmenden Außenkontur ausgebildet und in der Montagevor- richtung (10) positioniert und zusammengefügt werden, und nach dem

Zusammenfügen mindestens ein Einzelteil in seiner Außenkontur beschnitten wird.

8. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die übereinstimmende Außenkon- tur der Innenkontur der Montagevorrichtung (10) entspricht.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei das mindestens eine zu beschneidende Einzelteil eine Sollschnittstelle aufweist, z. B. als Verbindungssteg.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Beschneiden der Außenkontur mechanisch oder mittels Laserschneiden erfolgt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ein- zelteile (15, 22, 40, 41 , 42) mit einer Positionierhilfe (6, 36) zur Positionierung in der Montagevorrichtung (10) ausgebildet sind.

12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei die Montagevorrichtung (10, 30) ein Positionierhilfegegenstück (7, 37) aufweist, das mit der Positio- nierhilfe (6, 36) der Einzelteile (2, 3, 4, 15, 22, 40, 41 , 42) zusammenwirkt, z. B. komplementär zur Positionierhilfe (6, 36) ausgebildet ist. R. 323437

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13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einzelteile (2, 3, 4, 15, 22, 40, 41 , 42) mittels einer oder mehrerer der folgenden Fügetechniken verbunden werden:

Schweißen, Laserschweißen, Ultraschallschweißen, Klebung mittels eines Klebemittels (8a ,8b).

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei zum Zusammenfügen der mindestens zwei Einzelteile (2, 3, 4, 15, 22, 40, 41 , 42) mittels eines Klebemittels (8a, 8b) zunächst das Klebemittel (8a, 8b) in dem Fügebe- reich (18, 24a, 24b) eines oder beider Einzelteile (2, 3, 4, 15, 22, 40,

41 , 42) aufgetragen wird, und dann die Einzelteile (2, 3, 4, 15, 22, 40, 41 , 42) durch Aneinanderpressen zusammengefügt werden, wobei das Aneinanderpressen mittels eines Presselementes (11 , 31 ), z. B. durch die Gewichtskraft des Presselementes (11 , 31 ), erfolgt.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei zum Zusammenfügen der mindestens zwei Einzelteile (2, 15) mittels des Klebemittels (8a, 8b) vor dem Zusammenfügen ein Abstandsmittel (9) in die Montagevorrichtung (10) eingesetzt wird, mittels dem ein Abstand zwischen den beiden Einzelteilen (2, 15) festgelegt wird und/oder insbesondere beim

Zusammenfügen ein Mindestabstand zwischen den beiden Einzelteilen (2, 15) aufrechterhalten wird.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehre- re mechanisch-elektrische Energiewandlersysteme (1 ) gleichzeitig hergestellt werden, indem die Einzelteile (40, 41 , 42) jeweils als nebeneinander angeordnete, zueinander beabstandete, identische Teilbereiche oder Teilstrukturen (2, 3, 4, 15, 22) aufweisen, die in einem gemeinsamen Fügevorgang jeweils miteinander verbunden werden zu den mehreren Energierwandlersystemen (1 ), die nachfolgend vereinzelt werden. R. 323437

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17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor dem Zusammenfügen von Trägerstruktur (3) und piezoelektrischem Element (2) ein Abstandsblech in die Montagevorrichtung (10) eingebracht wird.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Trägerstruktur (3) und piezoelektrisches Element (2) mit einem elektrisch leitenden Klebemittel (8b) und einem elektrisch nicht leitenden Klebemittel (8a) zusammengefügt werden.

19. Mechanisch-elektrisches Energiewandlersystem, hergestellt durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description:
Beschreibung

Titel

Verfahren zur Herstellung mindestens eines mechanisch-elektrischen Ener- qiewandlersystems und mechanisch-elektrisches Enerqiewandlersvstem

Stand der Technik

Drahtlose elektronische Geräte finden eine immer weitere Verbreitung. Problematisch ist allerdings bei derartigen Geräten die Energieversorgung, die meist über eine Batterie oder einen Akku gewährleistet wird. Diese sind oft groß und schwer und müssen ersetzt oder nachgeladen werden.

Bei Anwendungen mit niedrigem Stromverbrauch können andere kleinere und langlebigere Energiequellen in Betracht gezogen werden, wie z. B. das so genannte „Power Harvesting". Dabei wird Umgebungsenergie z. B. in

Form von Vibrationen durch mechanisch-elektrische Wandlung in elektrische Energie umgewandelt. Ein solcher Wandler ist z. B. in der Druckschrift DE 10 2007 006 994 A1 beschrieben. Insbesondere ist der in dieser Druckschrift beschriebene Wandler als Biegewandler ausgeführt. Der Biegewandler um- fasst ein piezoelektrisches Element, das in der Mitte eines biegebalkenförmi- gen Abschnitts einer elastischen Trägerstruktur angeordnet ist. Über sich auf der Unter- und Oberseite des piezoelektrischen Elements befindliche Elektroden kann die Spannung abgegriffen werden, die durch Verformung des piezoelektrischen Elements durch Schwingen der Trägerstruktur aufgebaut wird. Ein derartiger Biegewandler lässt sich beispielsweise als Stromversorgung in einem drahtlosen Sensormodul, beispielsweise ein Sensormodul zum Messen eines Reifeninnendruckes, verwenden.

Bei Energiewandlersystemen dieser Art handelt es sich um komplexe mak- romechanische Baugruppen mit Abmessungen im Millimeter- bis Zentimeter- R. 323437

2 bereich, deren Zusammenbau extrem aufwendig und zeitintensiv ist. Insbesondere müssen fast alle Einzelteile, aus denen sich das Energiewandlersystem zusammensetzt, extrem passgenau mit geringen Toleranzen zueinander positioniert werden. Dies hat in der Regel hohe AVT-Kosten (Aufbau- und Verbindungstechnik) zur Folge. Eine günstige AVT ist für die Herstellung eines derartigen Energiewandlersystems existenziell, um auch bei Anwendungen, bei denen alternativ auch eine Batterie eingesetzt werden könnte, keinen Kostennachteil zu erzeugen.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung schlägt ein Verfahren zur Herstellung eines oder mehrerer mechanisch-elektrischer Energiewandlersysteme aus mehreren Einzelteilen vor, gemäß dem zumindest zwei Einzelteile in einer Montagevorrichtung positio- niert werden und die mindestens zwei Einzelteile in der Montagevorrichtung in den Einzelteilen zugeordneten Fügebereichen zusammengefügt werden, wobei ein Einzelteil mindestens ein piezoelektrisches Element, eine Trägerstruktur, eine seismische Masse und/oder ein Elektrodenelement umfasst.

Erfindungsgemäß ist damit eine kostengünstige Herstellung eines oder mehrerer Energiewandlersysteme bei gleichzeitiger Einhaltung der Anforderungen einer hohen Genauigkeit sowie geringem Montagezeitaufwand möglich.

Des weiteren sieht die Erfindung einen mechanisch-elektrisches Energie- wandlersystems vor, das hergestellt ist durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen, die durch mehrere Figuren dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt: R. 323437

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Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Montagevorrichtung,

Fig. 2 die Montagevorrichtung mit einem darin eingesetzten ersten Einzelteil, hier einer seismischen Masse,

Fig. 3 ein zweites Einzelteil, das eine Trägerstruktur umfasst,

Fig. 4 die Montagevorrichtung mit darin positioniertem zweiten Einzelteil,

Fig. 5 die Montagevorrichtung mit einem darin positioniertem Abstandsmittel,

Fig. 6 ein piezoelektrisches Element, auf dessen Fügebereiche ein KIe- bemittel aufgetragen ist,

Fig. 7 die Montagevorrichtung mit darin positioniertem piezoelektrischem Element,

Fig. 8 die Montagevorrichtung und ein erstes Presselement,

Fig. 9 einen aus seismischer Masse, zweitem Einzelteil und piezoelekt- rischem Element zusammengefügten Stapel mit Abstandsmittel,

Fig. 10 genannten Stapel ohne Abstandsmittel,

Fig. 11 ein drittes Einzelteil, das ein Elektrodenelement umfasst,

Fig. 12 das dritte Einzelteil mit auf dessen Fügebereiche aufgetragenen Klebemittel, Fig. 13 einen seismischer Masse, zweitem Einzelteil und drittem Einzelteil zusammengefügten Stapel,

Fig. 14 eine Ansicht des fertigen Energiewandlersystems, und

Fig. 15 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Montagevorrichtung mit in der zweiten Montagevorrichtung positionierba- ren zweiten Ausführungsformen der Einzelteile und einer zweiten

Ausführungsform des Presselementes.

Gleiche oder einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

Ausführungsformen der Erfindung R. 323437

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Die Figuren 1 bis 14 illustrieren eine erste Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Verfahrens zur Herstellung eines oder mehrerer mechanisch- elektrischer Energiewandlersysteme aus mehrere Einzelteilen.

Figur 1 zeigt die in diesem Verfahren verwendete erste Ausführungsform einer Montagevorrichtung 10. Die Montagevorrichtung 10 besteht aus einem zylinderförmigen, massiven Körper. Der zylinderförmige Körper weist eine durchgehende Bohrung auf, die durch drei Abschnitte 12, 13, 14 gebildet wird. Die Abschnitte 12, 13, 14 sind nacheinander folgend entlang der Sym- metrieachse des zylinderförmigen Körpers angeordnet. Auf den ersten, breitesten Abschnitt 12 mit dem größten Durchmesser folgt der schmal ausgebildete zweite Abschnitt 13 mit etwas kleinerem Durchmesser, und dann der dritte Abschnitt 14, der den geringsten Durchmesser aufweist. Im ersten Abschnitt 12 ist eine Nut 7 vorgesehen, die als Positionierhilfegegenstück zu einer Positionierhilfe 6 der Einzelteile, die später erläutert wird, ausgebildet ist.

In die Montagevorrichtung 10 wird ein erstes Einzelteil, das durch eine seismische Masse 4 gebildet wird, eingelegt, siehe Fig. 2. Die seismische Masse 4, die scheibenförmig mit planparalleler Unter- und Oberseite ausgebildet ist, wird dabei auf die durch den Übergang vom zweiten Abschnitt zum dritten Abschnitt 14 des Montagekörpers 10 gebildete Stufe ausgesetzt. Der zweite Abschnitt 13 entspricht im Durchmesser und seiner Breite dem Durchmesser bzw. der Höhe der scheibenförmigen seismischen Masse 4, so dass die posi- tionierte seismische Masse 4 bündig mit der Kante zwischen erstem Abschnitt 12 und zweitem Abschnitt 13 abschließt.

Nachfolgend wird auf die durch seismische Masse 4 und Montagevorrichtung 10 gebildete plane Oberfläche ein zweites Einzelteil 15 in der Montagevor- richtung 10 positioniert, siehe Figuren 3, 4. Das zweite Einzelteil 15 weist eine kreisförmige Außenkontur auf, die an einer Stelle eine als Positionierhilfe dienende Justagenase 6 ausbildet. Der Durchmesser des zweiten Einzel- R. 323437

5 teils 15 entspricht dem Durchmesser des ersten Abschnitts 12, die Justage- nase 6 ist komplementär zum Profil der Nut 7 der Montagevorrichtung 10 ausgebildet. Auf diese Weise wird eine passgenaue Positionierung des ersten Einzelteils 15 in der Montagevorrichtung 10 gewährleistet.

Das zweite Einzelteil umfasst eine Trägerstruktur 3. Die Trägerstruktur 3 unterteilt sich in einen balkenförmigen Abschnitt 16, dessen Enden durch einen sichelförmigen Lagerabschnitt 17 abgeschlossen werden, und von dessen Mitte über zwei Stege zwei flügeiförmige Befestigungsabschnitte 18 abge- hen. Über Stege 19 wird die Trägerstruktur 3 an einem Rahmen 20, der die zuvor beschriebene Außenkontur des Einzelteils 15 ausbildet, gehalten. Neben der Funktion, die Trägerstruktur 3 korrekt zu positionieren, besitzt damit der Rahmen 20 eine Schutzfunktion.

Das erste Einzelteil 15 ist mittels Laserbearbeitung aus einem Vollblech herausgearbeitet. Das Blech selbst ist ein Federblech, das elastisch deformierbar und elektrisch leitfähig ist.

Auf die flügeiförmigen Abschnitte 18 der Trägerstruktur 3 wird ein nicht elekt- risch leitender Klebstoff 8a aufgetragen. Das Einzelteil 15 wird dann in der Montagevorrichtung 10 positioniert, wobei das Klebemittel 8a der seismischen Masse 4 zugewandt ist. Über das Klebemittel 8a werden seismische Masse 4 und Trägerstruktur 3 zusammengefügt, die durch Klebemittel bedeckten Flächen bilden die Fügebereiche aus.

Als nächstes wird ein Abstandsmittel 9, siehe Figuren 5 und 9, in der Montagevorrichtung 10 positioniert. Das Abstandsmittel 9 ist wie das erste Einzelteil 15 aus einem Vollblech durch Laserbearbeitung herausgearbeitet, d.h. als Abstandsblech 9 ausgebildet, und weist eine entsprechende Außenkontur und Justagenase 6 auf. Im Zentrum ist ein rechteckförmiger Ausschnitt 20 vorgesehen, der in seiner Breite und Länge den balkenförmigen Abschnitt 16 der Trägerstruktur 3 entspricht. R. 323437

Im nächsten Schritt wird ein Presselement 11 , vergleiche Figur 8, in die Montagevorrichtung 10 eingeführt, und durch Druckausübung zweites Einzelteil 15 und seismische Masse 4 aneinander gepresst. Das Presselement 11 ist dabei in Form eines Deckels der Montagevorrichtung 10 mit einem zylinderförmigen Pressstempel 21 ausgebildet. Der zylinderförmige Pressstempel 21 entspricht in seinem Durchmesser dem Durchmesser des ersten Abschnitts 12 der Montageeinrichtung 10, und weist eine ebene Stempelfläche auf. Das Presselement 11 erlaubt damit eine gleichmäßige Druckverteilung sowie eine genaue Druckdosierung (beispielsweise durch Auflegen definierter Gewichte auf das Presselement 11 ). Nach dem Aneinanderpressen wird das Presselement 11 aus der Montagevorrichtung 10 entfernt.

In einem folgenden Schritt, siehe Figur 6, wird bei einem dritten Einzelteil, hier ein piezoelektrisches Element 2, Klebemittel 8a, 8b auf dessen Unterseite aufgetragen. Das piezoelektrische Element 2 ist streifenförmig mit einer Breite entsprechend der Breite des balkenförmigen Abschnitts 16 der Trägerstruktur 3 aus einer piezoelektrischen Keramik ausgebildet. Das piezoelektrische Element 2 ist an seiner Ober- und Unterseite mit einer hier nicht sichtbaren Metallbeschichtung versehen, die als Elektroden zum Abgreifen der vom piezoelektrischen Element 2 erzeugten Spannung dienen. Das erste Klebemittel 8a ist ein nichtelektrisch leitender Kleber 8a, der am Außenrand der Unterseite des piezoelektrischen Elementes 2 aufgetragen wird, das zweite Klebemittel 8b ein elektrisch leitfähiger Kleber 8b, der im Innenbereich auf der Unterseite des piezoelektrischen Elementes 2 aufgetragen wird. Dieser „Dual-Klebstoffprozess" verhindert, dass insbesondere beim Zusammenfügen der leitfähige Kleber 8b in ungewünschte Bereiche vordringt, insbesondere zu einem Kurzschluss führt.

Das piezoelektrische Element 2 mit darauf aufgetragenem Kleber 8a, 8b wird in der Montagevorrichtung 10 in den rechteckförmigen Ausschnitt 29 des Abstandsmittels 9 in dessen Mitte positioniert, siehe Figur 7 und Figur 9. Die R. 323437

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Unterseite mit dem Klebstoff 8a, 8b ist dabei dem zweiten Einzelteil 15, insbesondere dem balkenförmigen Abschnitt 16, zugewandt.

Nach dem Einsetzen des piezoelektrischen Elementes 2 in die Montagevor- richtung 10 wird der aus seismischer Masse 4, zweitem Einzelteil 15, Abstandsmittel 9 und piezoelektrischem Element 2 gebildete Stapel durch das Presselement 11 durch Aneinanderpressen zusammengefügt, wie oben schon beschrieben. Das Abstandsmittel 9 gewährleistet, dass das piezoelektrische Element 2 einen Mindestabstand zur Trägerstruktur 3, insbesondere zum balkenförmigen Abschnitt 16 aufweist, wodurch verhindert wird, dass zu viel Klebstoff 8a, 8b beim Aneinanderpressen herausgepresst wird und zur Funktionsuntüchtigkeit des herzustellenden Energiewandlersystems führt. Entsprechend ist die Dicke des Abstandsmittels 9 größer gewählt als die des piezoelektrischen Elementes 2.

Das Presselement 11 wird durch hier nicht gezeigte Halteklammern an der Montagevorrichtung 10 befestigt und dann der Kleber 8a, 8b in einem Ofen ausgeheizt.

Nach dem Ausheizen des Klebers wird der Stapel seismische Masse 4 - zweites Einzelteil 15 - piezoelektrisches Element 2 - Abstandsmittel 9 aus der Montagevorrichtung 10 entnommen. Für die Entnahme kann die durch den dritten Abschnitt 14 gebildete rückseitige Öffnung der Montagevorrichtung 10 genutzt werden, über die der genannte Stapel aus der Montagevor- richtung 10 herausgedrückt werden kann, insbesondere unter zur Hilfenahme eines beispielsweise stabförmig ausgebildeten Elementes, das durch den dritten Abschnitt 14 hindurchgeführt wird. Nach dem Herausnehmen des Stapels wird das Abstandsmittel 9 abgehoben, siehe Figur 9.

In einem nächsten Schritt, siehe Figur 10, wird die Trägerstruktur 3 freigestellt, indem die Verbindungsstege 19, den Rahmen 20 mit der Trägerstruktur 3 verbinden, aufgetrennt werden. Das Auftrennen kann manuell, beispiels- R. 323437

8 weise mit einem Seitenschneider erfolgen, oder maschinell, beispielsweise mit einem Laser. Alternativ kann der Stapel zum Auftrennen in der Montagevorrichtung 10 verbleiben.

Figur 11 zeigt ein viertes Einzelteil 22. Das vierte Einzelteil 22 umfasst ein Elektrodenelement 5 und einen Rahmen 23, der das Elektrodenelement 5 einfasst und stützt. Der Rahmen 23 ist dabei ähnlich dem Rahmen 20 des zweiten Einzelteils 15 ausgebildet, insbesondere mit derselben Außenkontur und einer Justagenase 6. Das Elektrodenelement 5 weist zwei flügeiförmige Abschnitte 24a, 24b auf, die entsprechend den flügeiförmigen Abschnitten 18 der Trägerstruktur 3 ausgebildet sind. Von den flügeiförmigen Abschnitten 24a, 24b geht jeweils bogenförmig eine Kontaktbahn 25a, 25b ab. Die beiden gegenüberliegenden flügeiförmigen Abschnitte 24a, 24b sind über einen Verbindungssteg 26 miteinander verbunden. Im Rahmen 23 wird das Elekt- rodenelement 5 über mehrere Befestigungsstege 27 gehalten.

Entsprechend dem zweiten Einzelteil 15 ist das vierte Einzelteil 22 mittels Laserbearbeitung aus einem Vollblech herausgearbeitet. Das Blech besteht aus einem elektrisch leitenden Material. Ober- und Unterseite des vierten Einzelteils 22 sind zueinander planparallel, ebenso wie Unter- und Oberseite der seismischen Masse 4, des zweiten Einzelteils 15, des piezoelektrischen Elements 2 und des Abstandsmittels 9.

Der Verbindungssteg 26, siehe Figur 12, wird an einem Ende aufgetrennt, hier am Ende 28, welches am zweiten flügeiförmigen Abschnitt 24b endet. Auf die Unterseite des ersten flügeiförmigen Abschnitts 24a des Elektrodenelementes 5 wird ein elektrisch leitender Klebstoff 8b aufgetragen. Ebenso wird ein elektrisch leitfähiger Klebstoff auf die Unterseite des Verbindungssteges 26 aufgebracht. Auf die Unterseite des zweiten flügeiförmigen Ab- Schnitts 24b des vierten Einzelteils 22 wird hingegen ein nichtelektrisch leitender Klebstoff 8a aufgebracht. R. 323437

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Der schichtweise zusammengefügte Stapel aus seismischer Masse 4, Trägerstruktur 3 und piezoelektrischem Element 2 wird, falls dieser herausgenommen wurde, erneut in der Montagevorrichtung 10 positioniert. Danach wird das vierte Einzelteil 22 in der Montagevorrichtung 10 positioniert, wobei die Unterseite des vierten Einzelteils 22 mit dem aufgetragenen Klebstoff 8a, 8b der Trägerstruktur 3 und dem piezoelektrischen Element 2 zugewandt ist. Danach folgt ein Aneinanderpressen mittels des Presselementes 11 und ein Ausheizen des Klebers im Ofen in schon oben beschriebener Weise. Anschließend wird der gesamte zusammengefügte Stapel aus der Montagevor- richtung 14 entnommen.

Den aus der Montagevorrichtung 10 entnommenen zusammengefügten Stapel aus seismischer Masse 4 - Trägerstruktur 3 - piezoelektrischem Element 2, und viertem Einzelteil 22 mit Elektrodenelement 5 zeigt Figur 13. Das E- lektrodenelement 5 und der Außenring 23 werden nun voneinander getrennt, indem die Befestigungsstege 27 aufgetrennt werden.

Den gemäß der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Energiewandlersystems 1 zeigt Figur 14. Über die Lagerab- schnitte 17 der Trägerstruktur 3 lässt sich das Energiewandlersystem 1 schwingfähig lagern, beispielsweise in einem Gehäuse, das eine den Lagerabschnitten 17 entsprechende Nut aufweist. Durch Schwingen des Balken- förmigen Abschnitts 16 der Trägerstruktur 3 wird das piezoelektrische Element 2 verformt. Die Spannung, die durch die Verformung des piezoelektri- sehen Elementes 2 aufgebaut wird, kann an der Oberseite des piezoelektrischen Elementes 2 über den Verbindungssteg 26, den ersten flügeiförmigen Abschnitt 24a und der zugeordneten Kontaktbahn 25a abgegriffen werden, an der Unterseite des piezoelektrischen Elementes 2 über den balkenförmi- gen Abschnitt 16, den flügeiförmigen Abschnitt 18 der Trägerstruktur 3, dem zweiten flügeiförmigen Abschnitt 24b des Elektrodenelementes 5 und der diesem zugeordneten Kontaktbahn 25b. Die seismische Masse 4 dient zur Einstellung der Resonanzfrequenz dieses schwingfähigen Systems. R. 323437

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Das derartig hergestellte Energiewandlersystem eignet sich beispielsweise als Bestandteil einer Stromversorgung von energetisch autarken Systemen, beispielsweise von Reifensensoren, die Reifentemperatur und/oder Reifen- druck und/oder im Reifen auftretende Beschleunigungen messen.

Alternativ zur Verwendung eines Klebstoffes 8a, 8b zum Zusammenfügen der verschiedenen Einzelteile lässt sich auch ein Schweißprozess einsetzen, beispielsweise Laserschweißen oder Ultraschallschweißen. Des Weiteren kann anstatt einer kreisförmigen Außenkontur der Einzelteile 15, 22 und des Abstandsmittels 9 beispielsweise eine eckige Form, insbesondere quadratische Form gewählt werden. Die Montagevorrichtung 10 ist entsprechend anzupassen. Bei einer eckigen Außenkontur kann die Justagenase 6 entfallen. In einer weiteren Alternativ kann die Montagevorrichtung anstatt einer Justa- genäse einen oder mehrere Passstifte und das erste Einzelteil 15, das Abstandsblech 9 und viertes Einzelteil 22 eine entsprechende Anzahl von Löchern für ein Durchführen des Passstiftes aufweisen.

Alternativ können das erste Einzelteil 15, das Abstandsblech 9 und das vierte Einzelteil 22 aus einem Blech durch einen Stanzprozess hergestellt werden.

Alternativ kann das Anpressen der seismischen Masse 4, der Trägerstruktur 3, des piezoelektrischen Elementes 2 und des Elektrodenelementes 5 in nur einem einzigen Schritt mittels des Presselementes 11 erfolgen, einschließlich des Ausheizens des Klebers im Ofen. Auch das Freistellen der Trägerstruktur 3 vom Rahmen 20 kann grundsätzlich zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen, insbesondere erst nach der Freistellung des Elektrodenelementes 5.

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich auch für die parallele Herstel- lung einer Vielzahl von Energiewandlersystemen verwenden, was im Folgenden anhand einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben wird. R. 323437

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Gemäß der zweiten Ausführungsform sind zweites, drittes und viertes Einzelteil als großflächige planparallele Bleche 40, 41 , 42 ausgebildet. Das zweite Einzelteil 40 umfasst eine Vielzahl von in einem Feld angeordneten Träger- Strukturen 3, die entsprechend der ersten Ausführungsform über Befestigungsstege (nicht sichtbar) an einem dem zweiten Einzelteil 40 zugeordneten Rahmen 43 befestigt sind. Entsprechend weist das dritte Einzelteil 41 von einem Rahmen 44 gehaltene Piezoelemente 2, das vierte Einzelteil 42 entsprechend von einem Rahmen 45 gehaltene Elektrodenelemente 5 auf.

Eine zweite Ausführungsform einer Montagevorrichtung 30 weist eine großflächige Grundplatte 47 mit einer entsprechend dem Feld angeordneten Vielzahl von Aussparungen 46 auf, die für die Aufnahme von ersten Einzelteilen, hier seismischen Massen 4, vorgesehen sind.

Für die Herstellung von Energiewandlersystemen 1 werden zunächst die seismischen Massen 4 in die Aussparungen 46 der Montagevorrichtung 30 eingesetzt, beispielsweise mittels Pick-and-Place-Technik, hier mittels eines Roboters, der eine seismische Masse 4 von einem Vorrat aufnimmt und dann in eine freie Aussparung 46 setzt. Eine weitere vorteilhafte Einbringungsform von seismischen Massen 4 in die Montagevorrichtung 30 ist das Aufschütten und Einrütteln des seismischen Massen 4 in die vorgesehenen Aussparungen 46.

Nachfolgend werden zweites Einzelteil 40, drittes Einzelteil 41 und viertes Einzelteil 42 auf der Montagevorrichtung 30 übereinander gestapelt. Zum korrekten Positionieren der Einzelteile 40, 41 , 42 die Montagevorrichtung 30 als Positionierhilfengegenstück vier in den Ecken positionierte Justierbolzen 37 auf, und die Einzelteile 40, 41 und 42 dazu komplementär ausgebildete Durchgangsbohrungen 36. Vor dem Übereinanderstapeln sind die jeweiligen Einzelteile 40, 41 , 42 mit Klebstoff versehen, entsprechend der ersten Ausführungsform. Auf den durch Grundplatte 47 der Montagevorrichtung 30, R. 323437

12 zweites Einzelteil 40, drittes Einzelteil 41 und viertes Einzelteil 42 gebildeten Stapels wird ein als Abschlussplatte 31 ausgebildetes Presselement aufgesetzt. Die Abschlussplatte 31 weist ebenfalls Durchgangsbohrungen 36 auf, die eine Führung der Abschlussplatte 31 durch die Justierbolzen 37 ermögli- chen.

Mittels der Abschlussplatte 31 wird der Stapel aus seismischen Massen 4, Trägerstrukturen 3, piezoelektrischen Elementen 2 und Elektrodenelementen 5 aneinander gepresst und zusammengefügt. Der Klebstoff wird in einem Ofen ausgeheizt. Nach dem Ausheizen und Entnehmen des zusammengefügten Stapels aus der Montagevorrichtung 30 werden die einzelnen Elektrodenelemente 5, Trägerstrukturen 3 und piezoelektrischen Elemente 2 von Ihren Tragrahmen 43, 44 und 45 frei gestellt. Auf diese Weise wird eine Vielzahl von Energiewandlersystemen 1 , wie in der Figur 14 dargestellt, herge- stellt.