DD200695A1 - PIEZOELECTRIC SUMMER - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Elektronik. Ziel der Erfindung ist es, einen piezoelektrischen Summer mit hohem Schalldruck (Lautstaerke) bei niedrigen Frequenzen, vorzugsweise kleiner 1,5 kHz, und mit kleinen geometrischen Abmessungen zu finden. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen piezoelektrischen Summer geometrisch so zu gestalten, dass das Ziel der Erfindung erreicht wird. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die rechteckige, metallische Traegermembran Bohrungen oder andere Durchbrueche aufweist, deren Gesamtquerschnitt der jetzt nicht mehr vorhandenen Schallaustrittsoeffnung im Hohlraum entspricht. Die piezoelektrische Keramikscheibe besitzt erfindungsgemaess eine viereckige Grundflaeche, vorzugsweise eine rechteckige Grundflaeche. Zweckmaessigerweise befinden sich bei Verwendung einer rechteckigen piezoelektrischen Keramikscheibe vier Bohrungen in der Traegermembran. Diese befinden sich dann auf den gedachten Linien der groessten Steifigkeit der Traegermembran und zwar im Bereich jeder Ecke der Keramikscheibe. Die Erfindung findet Anwendung bei Uhren mit Weckeinrichtung. Fig. 1The invention relates to the field of electronics. The aim of the invention is to find a piezoelectric buzzer with high sound pressure (volume) at low frequencies, preferably less than 1.5 kHz, and with small geometrical dimensions. The object of the invention is to design a piezoelectric buzzer geometrically so that the object of the invention is achieved. According to the invention, the object is achieved in that the rectangular, metallic carrier membrane bores or other breakthroughs, the total cross section corresponds to the now no longer existing Schallaustrittsoeffnung in the cavity. According to the invention, the piezoelectric ceramic disk has a quadrangular base area, preferably a rectangular base area. Expediently, there are four holes in the carrier membrane when using a rectangular piezoelectric ceramic disc. These are then on the imaginary lines of the greatest stiffness of the carrier membrane in the area of each corner of the ceramic disc. The invention finds application in watches with alarm. Fig. 1
Description
233 72 9 1233 72 9 1
P 832P 832
Int.Cl.: G 10 K, 9/12Int.Cl .: G 10 K, 9/12
?folfgang Meikstat H 0^ R' 17/0°Follow Meikstat H 0 ^ R '17 /0 °
Dr. Günter Heike 18.9.1981Dr. Günter Heike 18.9.1981
Titel der Erfindung Piezoelektrischer Summer Title of the invention Piezoelectric buzzer
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Elektronik, Die Anwendung der Erfindung erstreckt sich auf die Uhrenindustrie, insbesondere auf die Herstellung von Uhren mit Weckeinrichtungen.The invention relates to the field of electronics. The application of the invention extends to the watch industry, in particular to the manufacture of watches with alarm devices.
Piezoelektrische Summer, ausgebildet als ein an ein Substrat gekoppeltes piezoelektrisches Element, sind bekannt. Ein derartiger Summer wird in der DE-OS 2 836 117 beschrieben. Das das piezoelektrische Element trägende Substrat ist dort zur Reduzierung der Wandler-Resonanzfrequenz segmentiert. Dabei erfolgt die Segmentierung insbesondere durch radiales Schlitzen des Substrates ohne die vorgegebenen Wandlerabmessungen zu verändern. Die Segmentierung erfolgt außerdem unter Aufrechterhaltung einer vorgegebenen Knotenpunktlage des Substrates. Die Resonanzfrequenz des Wandlers soll von 3 kHz auf 2 kHz reduziert werden. Durch die Segmentierung des Substrates macht sich eben-Piezoelectric buzzers formed as a piezoelectric element coupled to a substrate are known. Such a buzzer is described in DE-OS 2 836 117. The substrate carrying the piezoelectric element is segmented there to reduce the transducer resonance frequency. In this case, the segmentation is carried out in particular by radial slitting of the substrate without changing the predetermined transducer dimensions. The segmentation also takes place while maintaining a predetermined node position of the substrate. The resonant frequency of the transducer should be reduced from 3 kHz to 2 kHz. The segmentation of the substrate makes it easy to
233 72 9 1 -2- P832 233 72 9 1 - 2 - P832
falls keine Gehäuseänderung erforderlich.. Das Gehäuse komplettiert den Wandler zu einer Tonarlarmvorrichtung (Summer). Die Nachteile solch eines Summers bestehen darin, daß sich die Forderungen nach geringen geometrischen Abmessungen (z.B. Durchmesser des kreisrunden Substrates und des piezoelektrischen Elementes) und nach sehr niedrigen Frequenzen bei gleichzeitiger hoher Lautstärke nicht gemeinsam erfüllen lassen.if no housing change required. The housing completes the converter to a Tonarlarmvorrichtung (buzzer). The disadvantages of such a buzzer are that the demands for small geometrical dimensions (e.g., diameter of the circular substrate and the piezoelectric element) and for very low frequencies with simultaneous high volume can not be met together.
Ziel der Erfindung ist es, einen piezoelektrischen Summer mit hohem Schalldruck (Lautstärke) bei niedrigen Frequenzen, vorzugsweise kleiner 1,5 kHz und mit kleinen geometrischen Abmessungen zu finden.The aim of the invention is to find a piezoelectric buzzer with high sound pressure (volume) at low frequencies, preferably less than 1.5 kHz and with small geometric dimensions.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen piezoelektrischen Summer geometrisch so zu gestalten, daß das Ziel der Erfindung erreicht wird.The object of the invention is to make a piezoelectric buzzer geometrically so that the object of the invention is achieved.
Der piezoelektrische Summer besteht bekannterweise aus einer metallischen, rechteckigen Trägermembran mit größeren Außenabmessungen als die auf ihr angebrachte piezoelektrische Keramikscheibe. Außerdem sind die bekannten Anschlußelemente zur elektrischen Anregung und ein Hohlraum vorhanden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die rechteckige, metallische Trägermembran Bohrungen oder andere Durchbrüche aufweist, deren Gesamtquerschnitt der jetzt nicht mehr vorhandenen Schallaustritt soff nung im Hohlraum entspricht. Die piezoelektrische Keramikscheibe besitzt erfindungsgemäß eine viereckige Grundfläche, vorzugsweise eine rechteckige Grundfläche. Zweckmäßigerweise befinden sich bei Verwendung einer rechteckigen piezoelektrischen Keramikscheibe vier Bohrungen in der Trägermembran. Diese befinden sich dann auf den gedachten Linien der größten Steifigkeit der Trägermembran und zwar im Bereich peeler Ecke der Keramikscheibe.The piezoelectric buzzer is known to consist of a metallic, rectangular carrier membrane with larger outer dimensions than the piezoelectric ceramic disc mounted on it. In addition, the known connection elements for electrical excitation and a cavity are present. According to the invention the object is achieved in that the rectangular, metallic support membrane has holes or other openings, the total cross section of the now no longer existing sound outlet soff voltage corresponds in the cavity. The piezoelectric ceramic disc according to the invention has a quadrangular base, preferably a rectangular base. Conveniently, there are four holes in the support membrane when using a rectangular piezoelectric ceramic disc. These are then on the imaginary lines of the greatest stiffness of the support membrane in the area peeler corner of the ceramic disc.
Das Haupthindernis der Herstellung des erfindungsgemäßen Summers mit den im Ziel der Erfindung genannten Eigenschaften warThe main obstacle to the production of the buzzer according to the invention with the properties mentioned in the aim of the invention was
Ιό όIΙό όI
bisher die sich einstellende zu hohe Frequenz bei kleiner Geometrie. Da gleichzeitig ein hoher Schalldruckpegel erreicht werden soll, wäre es naheliegend gewesen, die Dicke der Trägermembran zu verringern. Diese Verringerung der Dicke stößt aber an technologische Grenzen, da sich extrem dünne Membranen nur schwer verarbeiten lassen.so far the adjusting too high frequency with small geometry. Since a high sound pressure level should be achieved at the same time, it would have been obvious to reduce the thickness of the support membrane. However, this reduction in thickness encounters technological limits, since extremely thin membranes are difficult to process.
Die Anbringung von Bohrungen oder Durchbrächen in der Trägermembran brachte die überraschende Erfüllung der Ziel- und Aufgabenstellung, da bei der Anbringung von Durchbrüchen in schallabstrahlende Membranen ein sogenannter Kurzschluß des Schalldruckes erwartet wird. Dabei soll sich der Überdruck an der vorderen Seite der Membran über die Öffnungen mit dem Unterdruck auf der hinteren Seite der Membran ausgleichen.Für die Bemessung und Konstruktion akustischer Gebilde wird von derartigen Kurzschlüssen abgeraten (siehe: Grimsehl: Lehrbuch der Physik, Bd.1, B.G. Teubner Yerlagsgesellschaft Leipzig, 1962, S. 553)· Dieser Effekt tritt bei dem erfindungsgemäßen Summer nicht auf. Es sei hier noch darauf hingewiesen, daß der Betrieb des Summers außerhalb der Resonanzfrequenz erfolgt,The attachment of holes or breakthroughs in the support membrane brought the surprising fulfillment of the objectives and task, since in the attachment of breakthroughs in sound-emitting membranes, a so-called short circuit of the sound pressure is expected. The overpressure on the front side of the membrane should be balanced via the openings with the negative pressure on the rear side of the membrane. Such short circuits are not recommended for the design and construction of acoustic structures (see: Grimsehl: Lehrbuch der Physik, vol. BG Teubner Yerlagsgesellschaft Leipzig, 1962, p. 553) · This effect does not occur in the buzzer according to the invention. It should be noted here that the operation of the buzzer is outside the resonant frequency,
Ausführungsbeispiel ' Exemplary embodiment
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.The invention will be described below with reference to an embodiment.
Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The accompanying drawings show:
Fig. 1: den erfindungsgemäßen Summer (ohne Hohlraum) in einer DraufsichtFig. 1: the buzzer according to the invention (without cavity) in a plan view
Fig. 2: den erfindungsgemäßen Summer mit Hohlraum in einer SeitenansichtFig. 2: the buzzer according to the invention with a cavity in a side view
Auf eine Trägermembran 1, die z.B. aus Messing besteht und re-On a support membrane 1, e.g. made of brass and
lativ kleine Abmessungen, z.B. 16 χ 12 mm , hat, wird die piezoelektrische Keramikscheibe (Wandler) 2 aufgeklebt. Auf der Keramikscheibe befindet sich eine Kontaktschicht 3» die vorzugsweise aus Silber besteht. Sowohl die Trägermembran 1, als auch die piezoelektrische Keramikscheibe 2 haben eine rechteckige 'Grundfläche (Fig. 1).relatively small dimensions, e.g. 16 χ 12 mm, the piezoelectric ceramic disk (transducer) 2 is glued on. On the ceramic disc is a contact layer 3 "which preferably consists of silver. Both the support membrane 1 and the piezoelectric ceramic disk 2 have a rectangular base (FIG. 1).
— 4 «.- 4 «.
2 3 ό I L α I - * - P 8322 3 ό IL α I - * - P 832
In der Trag erme mti ran 1 befinden sich vier Bohrungen 4, die auf den gedachten Linien der größten Steifigkeit der Trägermembran angeordnet sind. Dabei ist ,je eine Bohrung im Bereich je einer Ecke der piezoelektrischen Keramikscheibe 2 vorhandenIn Trag erme mti ran 1 there are four holes 4, which are arranged on the imaginary lines of greatest stiffness of the support membrane. It is, depending on a hole in each region of a corner of the piezoelectric ceramic disc 2 available
Der Gesamtquerschnitt der Bohrungen entspricht dabei dem Querschnitt der sonst notwendigen Schallaustrittsöffnung in einem Hohlraum. Die Bohrungen 4 haben also gemäß der Erfindung zwei Punktionen zu erfüllen. Einmal dienen sie als Schallaustrittsöffnung und zum anderen setzen sie die Elastizität der Trägermembran 1 herab, so daß die geforderte Frequenz erreicht wird. The total cross section of the holes corresponds to the cross section of the otherwise necessary sound outlet opening in a cavity. The holes 4 thus have to fulfill two punctures according to the invention. Once they serve as a sound outlet and on the other hand, they put down the elasticity of the support membrane 1, so that the required frequency is achieved.
Zur Komplettierung des piezoelektrischen Summers wird die Trägermembran 1 mit der aufgeklebten piezoelektrischen Keramikscheibe 2 als Boden in ein Gehäuse, das als Hohlraum 5 zur Schalldruckerhöhung beiträgt, eingesetzt (Pig. 2)To complete the piezoelectric buzzer, the support membrane 1 with the bonded piezoelectric ceramic disk 2 as the bottom in a housing, which contributes as a cavity 5 to increase the sound pressure, used (Pig. 2)
Das Zusammenwirken von Bohrungen und Hohlraum führt zum erforderlichen hohen Schalldruckpegel (L > 75 dB bei einem Abstand a = 300 mm), bei niedrigen Frequenzen ( 500 bis 1500 Hz) und bei geringen geometrischen Abmessungen The interaction of holes and cavity leads to the required high sound pressure level (L> 75 dB at a distance a = 300 mm), at low frequencies (500 to 1500 Hz) and with small geometrical dimensions
Die Anschlußelemente zur elektrischen Anregung sind in den Zeichnungen nicht dargestellt, da sie in bekannter Weise gestaltet sind. The connection elements for electrical excitation are not shown in the drawings, since they are designed in a known manner.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD23372981A DD200695A1 (en) | 1981-10-01 | 1981-10-01 | PIEZOELECTRIC SUMMER |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD23372981A DD200695A1 (en) | 1981-10-01 | 1981-10-01 | PIEZOELECTRIC SUMMER |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD200695A1 true DD200695A1 (en) | 1983-06-01 |
Family
ID=5533845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD23372981A DD200695A1 (en) | 1981-10-01 | 1981-10-01 | PIEZOELECTRIC SUMMER |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD200695A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5371428A (en) * | 1992-10-27 | 1994-12-06 | Tdk Corporation | Piezoelectric transducer |
| DE102012103249A1 (en) | 2011-04-15 | 2012-10-18 | Cornelis Meijer | Device for removing ice and snow on or on objects |
-
1981
- 1981-10-01 DD DD23372981A patent/DD200695A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5371428A (en) * | 1992-10-27 | 1994-12-06 | Tdk Corporation | Piezoelectric transducer |
| DE102012103249A1 (en) | 2011-04-15 | 2012-10-18 | Cornelis Meijer | Device for removing ice and snow on or on objects |
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