Es ist allgemein bekannt, dass unter Ausnutzung des soge- nannten Piezoeffekts ein Piezoelement aus zum Teil kera- mischen Material mit einer geeigneten Kristallstruktur aufgebaut werden kann. Bei Anlage einer äußeren elektri- schen Spannung erfolgt eine mechanische Reaktion des Pie- zoelements, die in Abhängigkeit von der Kristallstruktur und der Anlagebereiche der elektrischen Spannung einen Druck oder Zug in eine vorgebbare Richtung darstellt.

Solche piezoelektrischen Aktoren eignen sich insbesondere für den Einsatz bei schnellen und präzisen Schaltvorgän- gen, beispielsweise bei verschiedenen Systemen der Ben- zin-oder Dieseleinspritzung in Injektoren für Verbren- nungsmotoren.

Der Aufbau dieser Piezoaktoren kann hier in mehreren Schichten als sogenannte Multilayer-Piezoaktoren erfol- gen, wobei die Innenelektroden, über die die elektrische Spannung aufgebracht wird, jeweils zwischen den Schichten angeordnet werden. Hierzu werden wechselseitig gestapelte Piezofolien mit aufgedruckten Elektrodenflächen als In- nenelektroden, hergestellt. Dabei hat eine Folie ihren Anschluss jeweils nur auf einer Anschlussseite und auf der gegenüberliegenden Seite muss ein Rand ohne Innen- elektrode mit einem Isolationsabstand verbleiben. Außen werden dann die beiden Seiten durch Außenelektroden ver- bunden. So entsteht in an sich bekannter Weise der Piezo- aktor wie ein Kondensator mit vielen Platten.

In an sich bekannter Weise werden diese Multilayer- Piezoaktoren in einem sogenannten Foliengießverfahren aus Schlicker hergestellt. Die daraus resultierenden soge- nannten Grünfolien werden nach dem Stapeln laminiert und anschließend gesintert. Die gewünschte Geometrie erhält man entweder durch Hartbearbeitung im gesinterten Zustand oder durch Formgebung im Grünzustand, also vor dem Sin- tern. Es ist hier in der Regel notwendig einen Piezoaktor herzustellen, der gegenüber Feuchtigkeit und mechanischer Beschädigung geschützt ist.

Bei den meisten Innenelektrodendesigns treten, wie zuvor erwähnt, an einer Fläche des Piezoaktors jeweils Innen- elektroden wechselseitiger Polarität an die Oberfläche.

Es besteht hier die Gefahr, dass durch eine unzureichende Isolation oder mechanische Beschädigung beim Transport, beim Verbau oder beim Betrieb Kurzschlüsse zwischen den Elektrodenschichten entstehen. Dem kann zwar durch soge- nannte halb-oder vollvergrabene Innenelektrodendesigns begegnet werden. Hierbei werden jeweils nur Innenelektro- den einer Polarität oder gar keine Elektroden nach außen an Flächen geführt, die nicht zum Kontaktieren benötigt werden. Allerdings ist dieses Verfahren mit präzisen und damit aufwendigen Stapel-und/oder Trennverfahren verbun- den.

Beispielsweise ist aus der DE 199 28 180 AI bekannt, dass im Bereich zwischen den Kontaktierungen der Außenelektro- den die Piezolagen einen vorgegebenen Betrag nach innen ausgespart sind, zur Bildung einer Nut. Diese Nut verhin- dert beim Bearbeiten der Oberfläche des Piezoaktors und bei der Anbringung der Außenelektroden eine Verschmieren des Elektrodenmaterials zwischen den Außenelektroden und führt daher zu einer deutlichen Verbesserung der Durch- schlagfestigkeit des Piezoaktors.

Vorteile der Erfindung Der eingangs beschriebene Piezoaktor, der beispielsweise zur Betätigung eines mechanischen Bauteils verwendbar sein kann, ist mit einem Mehrschichtaufbau von Piezolagen und dazwischen angeordneten Innenelektroden aufgebaut. Es wird eine wechselseitige Kontaktierung der Innenelektro- den mit Außenelektroden vorgenommen, wobei die Bereiche zwischen den Außenelektroden mit einer geeigneten Isola- tion versehen sind. Erfindungemäß ist in vorteilhafter Weise im Bereich zwischen den Außenelektroden auf die Au- ßenfläche des Piezoaktors eine isolierende Schicht aus einem vorzugsweise keramischen Material mit nahezu glei- chen Eigenschaften wie die Piezolagen, zum Beispiel Schlicker, aufgebracht. In besonders vorteilhafter Weise verwendet man sogar den identischen Schlicker, der auch zum Foliengießen der Piezolagen verwendet worden ist.

Die Außenelektroden können dann auf einfache Weise auf freigeschliffenen Bereichen des isolierenden Materials angebracht werden.

Gemäß eines vorteilhaften Herstellungsverfahrens wird in einem ersten Verfahrensschritt im Grünzustand des Piezo- aktors, also vor dem Sintern, die isolierende Schicht vollständig außen auf den Piezoaktor aufgebracht. Der Piezoaktor kann dazu vollflächig in den Schlicker einge- taucht werden. Gegebenenfalls kann der Piezoaktor auch nur an den empfindlichen Seiten beschichtet werden, an den die Innenelektroden beider Polaritäten nach außen treten. Ein geeignetes Verfahren ist hierzu das sogenann- te Tauchflut-Verfahren.

Mit der Erfindung kann erreicht werden, dass Beschich- tungsdicken im Bereich von typischerweise 50-400 um ge- bildet werden. Diese Schichtdicke reduziert sich nach dem Sintern je nach Sinterschwund um 10-30 %. Eine bestimmte Schichtdicke ist dabei über die Viskosität des Schlickers und/oder durch Mehrfachbeschichten erreichbar. Eine ge- eignete Schichtdicke stellt hier einen ausreichenden Schichtabstand der Innenelektroden zur Oberfläche sicher und verhindert damit Überschläge zwischen den Innenelek- troden. Die Schichtdicke sollte zudem so eingestellt wer- den, dass diese im Betrieb nicht aufreißt.

Wird zur Herstellung der isolierenden Schutzschicht das- selbe Keramikmaterial wie beim Piezoaktor selbst verwen- det, so entsteht beim anschließenden Sintern eine sehr enge und dichte Verbindung zwischen der Keramik der Fo- lienlaminate der Piezolagen und der äußeren isolierenden Schicht, wobei diese Keramikschicht eine wirkungsvolle Schutzhülle des Aktors darstellt. Bei geschlossener Poro- sität, welche in der Regel bei der verwendeten Piezokera- mik vorliegt, ist bei ausreichender Schichtdicke die Ke- ramikschicht sogar feuchtigkeitsundurchlässig. Nach dem Sintern des Piezoaktors werden die Bereiche, an denen die Außenelektroden kontaktiert werden, und gegebenenfalls auch die Stirnflächen, freigelegt. Beispielsweise durch Schleifen oder Ätzen.

Es entsteht somit in vorteilhafter Weise ein kurschluss- sicherer Piezoaktor und der Einsatz des Piezoaktors ist auch unter erhöhter Feuchtigkeit gewährleist. Ferner ist ein besseres Handling des Piezoaktors möglich und es ist zur Isolierung keine Lackierung nötig.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Piezoaktors wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen : Figur 1 einen Schnitt durch einen Piezoaktor mit ei- nem Mehrschichtaufbau von Lagen aus Piezokeramik und Elektroden nach dem Stand der Technik, Figur 2 eine Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Piezoaktor mit einer Schutzschicht und mit einer freigelegten Außenelektrode, Figur 3 einen Schnitt A-A durch den Piezoaktor nach der Figur 2, Figuren 4 und 5 einen Querschnitt auf einen Piezoak- tor nach dem Sintern und vor und nach dem Freilegen der Außenelektrodenbereiche des Piezoaktor, Figuren 6 und 7 Draufsichten auf das Innenelektro- dendesign des Piezoaktors.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels In Figur 1 ist ein Piezoaktor 1 im Prinzip nach dem Stand der Technik gezeigt, der in an sich bekannter Weise aus Piezolagen bzw. Piezofolien 2 eines Quarzmaterials mit einer geeigneten Kristallstruktur aufgebaut ist, so dass unter Ausnutzung des sogenannten Piezoeffekts bei Anlage einer äußeren elektrischen Spannung an Innenelektroden 3 und 4 über Kontaktflächen bzw. Außenelektroden 5 und 6 eine mechanische Reaktion des Piezoaktors 1 erfolgt.

In Figur 2 ist ein erfindungsgemäßer Piezoaktor 10 ge- zeigt, der im Bereich zwischen den Außenelektroden, hier ist eine Außenelektrode 11 sichtbar, auf seinen Außenflä- chen isolierende Schichten 12 und 13 aus einem vorzugs- weise aus keramischem Material mit nahezu gleichen Eigen- schaften wie die Piezolagen 2 trägt, vorzugsweise Schli- cker.

Aus Figur 3 ist ein Schnitt A-A nach der Figur 2 zu ent- nehmen, wobei hieraus die Innenelektroden 14,15 und die Schichten 12 und 13 ebenfalls entnehmbar sind.

Zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens ist in Figur 4 der sogenannte Grünzustand des Piezoaktors 10, also vor dem Sintern, gezeigt. Die isolierende Schicht 12,13 ist hier zunächst vollständig außen auf den Piezoaktor 10 aufgebracht. Der Piezoaktor 10 kann dazu vollflächig in den Schlicker als Material für die isolierenden Schichten 12 und 13 eingetaucht werden oder der feststehende Piezo- aktor 10 kann in einem Bad aus Schlicker benetzt werden, wobei die Füllhöhe des Schlickers an-und abgehoben wer- den kann.

Figur 5 zeigt den Zustand nach dem Sintern des Piezoak- tors 10. Hier werden Bereiche 16 und 17, an den die Au- ßenelektroden 11 kontaktiert werden, durch Schleifen oder Ätzen freigelegt und somit die isolierenden Schichten 12 und 13 gebildet.

Aus Figuren 6 und 7 sind Draufsichten auf das Innenelekt- rodendesign der Innenelektrode 14 (hier Figur 6) und der Innenelektrode 15 (hier Figur 7) gezeigt. Hier ist er- kennbar, dass die Innenelektroden 14 im aus der Figur 5 ersichtlichen Bereich 16 und die Innenelektroden 15 im Bereich 17 mit den jeweiligen Außenelektroden kontaktiert sind.