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Die
Erfindung betrifft einen Informationswandler, welcher aus mindestens
zwei Materiallagen mit polygonaler Grundfläche besteht, welche schersteif
mit einander verbunden sind und wobei zumindest in einer Materiallage
eine Längenänderung
induzierbar ist. Solche Informationswandler werden in der Automatisierungstechnik
entweder als Sensor oder als Aktor eingesetzt.
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Aus
dem Stand der Technik ist bekannt, mindestens zwei Materiallagen
mit unterschiedlichen Ausdehnungsverhalten schersteif miteinander
zu einem Verbundmaterial zu verbinden. Das Ausdehnungsverhalten
kann dabei piezoelektrisch, magnetostriktiv, elektrostriktiv, durch
Formgedächtnislegierungen
oder thermisch beeinflusst werden. Die unterschiedliche Ausdehnung
beider Materiallagen verursacht dann eine Biegung des Verbundmaterials,
welche elektrisch oder thermisch induziert werden kann. Die äußere Form
eines solchen Verbundmaterials nach dem Stand der Technik ist stets
quaderförmig, wobei
die Grenzfläche
zwischen den zwei Materiallagen stets parallel zur Ebene größter Ausdehnung verläuft. Die
Schnittlinie beider Materialien verläuft somit innerhalb der Schmalseite.
Die Grundfläche
in der Ebene der größten Ausdehnung
des Quaders ist stets rechteckig oder quadratisch.
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Um
die relative Verbiegung des Verbundmaterials als Informationswandler
nutzbar zu machen, wird meist eine Schmalseite in einen Halter eingespannt.
Dieser definiert dann den Nullpunkt der Bewegung.
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Bei
einem Aktor kann dann die Bewegung des Streifens an der dem Halter
gegenüberliegenden Schmalseite
abgegriffen werden. Bei einem Sensor kann aus der Bewegung der dem
Halter gegenüberliegenden
Schmalseite ein elektrisches Signal generiert werden oder eine thermische
Beanspruchung wird in eine mechanische Bewegung umgesetzt.
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Um
die mechanische Leistung bzw. das Arbeitsvermögen eines Aktors zu steigern,
ist es aus dem Stand der Technik bekannt, eine Vielzahl von Materiallagen
jeweils schersteif miteinander zu verbinden. Dabei ist darauf zu
achten, dass sich die jeweiligen Verformungen der Streifen nicht
gegenseitig aufheben, sondern addieren. Dadurch wird die zur Verfügung stehende
Kraft vervielfacht.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, das Arbeitsvermögen und/oder die Betriebsfestigkeit
eines bekannten Informationswandlers zu verbessern.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch einen Informationswandler, bestehend aus mindesten zwei Materiallagen
mit polygonaler Grundfläche,
welche schersteif miteinander verbunden sind und wobei zumindest
in einer Materiallage eine Längenänderung
induzierbar ist, wobei die polygonale Grundfläche zumindest zwei verschiedene
Innenwinkel aufweist.
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Der
erfindungsgemäße Informationswandler weist
mindestens zwei Materiallagen auf, welche schersteif miteinander
verbunden sind. Diese Verbindung kann beispielsweise durch kleben,
sintern oder schweißen
erzielt werden. Von den mindestens zwei Materiallagen muss mindestens
eine Längenänderung
aufweisen, welche von außen
durch ein angelegtes Signal induzierbar ist. Dieses Signal kann
beispielsweise ein elektrisches Feld, ein magnetisches Feld oder
eine Temperaturänderung
sein.
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Falls
nur eine Materiallage eine induzierbare Längenänderung aufweist, wird diese
scherstabil auf ein Trägermaterial
aufgebracht, welches eine geringere oder keine Längenänderung aufweist. Selbstverständlich ist
es jedoch auch möglich,
meh rere Materiallagen mit induzierbarer Längenänderung so zusammenzufügen, dass
sich die mechanischen Spannungen im Material addieren und die Verbiegung
dadurch verstärkt
wird. In dieser Weise können
beispielsweise zwei Materiallagen mit induzierbarer Längenänderung
beiderseits eines passiven Trägermaterials
aufgebracht werden. Alternativ können auch
2, 4 oder 6 Materiallagen mit induzierbarer Längenänderung ohne passiven Träger direkt
aufeinander gebracht werden.
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Um
die relative Verbiegung der mindestens zwei Materiallagen für eine absolute
Positionsänderung
nutzbar zu machen, ist auch beim Informationswandler gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Halter vorgesehen, in welchem eine Seite des Informationswandlers
eingeklemmt wird. Der Informationswandler besteht somit aus einem
einseitig eingespannten Biegebalken.
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Erfindungsgemäß wurde
nun erkannt, dass sich an der Stelle der größten auftretenden mechanischen
Belastung, nämlich
direkt an der Einspannung, die mechanische Spannung reduzieren lässt, wenn der
Informationswandler keine Quaderform mit rechteckiger Grundfläche, sondern
eine Prismenform aufweist. Als Grundfläche im Sinne der vorliegenden
Erfindung wird die Fläche
des freien Biegebalkens angesehen. Die Fläche innerhalb der Einspannung
ist dem Fachmann weitgehend freigestellt.
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Die
Grundfläche
des Prismas ist dadurch gekennzeichnet, dass diese mindestens zwei
verschiedene Innenwinkel aufweist. Als Innenwinkel der Grundfläche wird
dabei der durch zwei Seiten eingeschlossene Winkel bezeichnet, der
innerhalb der Grundfläche
liegt. Ein Innenwinkel liegt immer an einer Ecke der Grundfläche. Bei
der Grundfläche
des Quaders betragen sämtliche
Innenwinkel stets 90°. Somit
liegt nur ein verschiedener Innenwinkel vor. Die Grundfläche der
erfindungsgemäßen Prismenform
weist demgegenüber
mindestens zwei verschiedene Innenwinkel auf.
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In
einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Informationswandlers
ist die Grundfläche
in Form eines gleichseitigen Dreieckes gewählt. Für einen symmetrisch aufgebauten
Bimorph-Bieger,
d. h. einen Verbund aus zwei identischen Materiallagen, deren Verformung
sich addiert, konnte gezeigt werden, dass bei gleicher Auslenkung
der Spitze die mechanische Spannung am Ort der Einspannung um ein
Drittel niedriger ist als bei einem quaderförmigen Bimorph. Dies ist insbesondere
dann vorteilhaft, wenn eine oder beide Materiallagen aus Keramik
bestehen, da Keramik-Werkstoffe nur geringe Zuspannungen aufnehmen
können.
Gleichzeitig zeigen einige Keramiken einen starken piezo-elektrischen
Effekt und eignen sich daher besonders für piezo-elektrische Informationswandler.
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In
einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist der Informationswandler
eine symmetrische, viereckige Grundfläche auf, bei welcher die Breite
am Halter größer ist
als die Breite an der dem Halter entgegengesetzten Seite. Die Grundfläche bildet
also ein sich verjüngendes
Trapez. Durch diese Form wird die Belastbarkeit des frei schwingenden Endes
des als Biegebalken fungierenden Verbundmaterials erhöht.
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Sofern
die polygonale Grundfläche
der erfindungsgemäßen Informationswandler
zumindest einen Innenwinkel von etwa 90° umfasst, kann in einer Ausführungsform
der Erfindung der als Verschnitt bei der Herstellung des Informationswandlers
anfallende Materialverbrauch minimiert werden. Dies liegt insbesondere
darin begründet,
dass sich ein Informationswandler mit einem weiteren punktsymmetrischen
Informationswandler wieder zur äußeren Form
eines Rechteckes zusammenfügen
lässt.
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Sofern
die Innenwinkel keine rechten Winkel sind, sind diese aus dem Bereich
von etwa 35° bis etwa
85°, insbesondere
von etwa 55° bis
etwa 80° gewählt. Diese
Winkelbereiche entsprechen einem Aspektverhältnis der Länge zur Breite von etwa 2:3 bis
etwa 20:3. Die Länge
wird dabei vom Halter zur äußersten,
frei schwingenden Kante gemessen. Die Breite entspricht der Schnittlinie
der Materiallagen mit der mechanischen Einspannung. Bevorzugt weisen
die Materiallagen eine konstante Dicke auf. Da sich bei den erfindungsgemäßen Informationswandlern
jedoch die Breite mit der Länge ändert, wird
der Querschnitt der mindestens zwei Materiallagen entlang der Länge kleiner.
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Sofern
ein erfindungsgemäßer Aktor
zumindest eine Materiallage enthält,
welche einen piezoelektrischen Effekt zeigt, konnte nachgewiesen
werden, dass die Blockierkraft gegenüber dem Stand der Technik aufgrund
der erfindungsgemäßen Grundform
bei gleichem Volumen des Aktors um ein Drittel größer ist.
Als Blockierkraft wird dabei diejenige Kraft bezeichnet, welche
zum Zurückbiegen
eines vollständig
ausgelenkten Informationswandlers in die Nulllage notwendig ist.
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Die
Leerlaufauslenkung eines unbelasteten Aktors nach dem Stand der
Technik und gemäß der vorliegenden
Erfindung ist identisch. Somit ist die Güte des Aktors, also das Produkt
aus Blockierkraft und Auslenkung, ebenfalls um ein Drittel größer. Dies führt bei
einem piezoelektrischen Biegeaktor zu einem vergrößerten Arbeitsvermögen bei
gleichem Verbrauch an piezoelektrischem Material oder aber zu einem
geringeren Materialverbrauch bei gleichem Arbeitsvermögen. Im
Falle eines piezoelektrischen Sensors, beispielsweise eines Beschleunigungssensors,
wird das elektrische Messsignal bei gleicher Auslenkung größer. Somit
ergeben sich ein verbessertes Signal/Rausch-Verhältnis und damit eine höhere Messgenauigkeit.
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Um
einen piezoelektrischen Effekt in mindestens einer Materiallage
hervorzurufen, ist eine Einrichtung vorgesehen, um im Material parallel
oder antiparallel zur Polarisation ein elektrisches Feld zu erzeugen.
Dies kann beispielsweise durch Elektroden geschehen, welche auf
die Außenseite
der piezoelektrischen Materiallage durch Sputtern oder thermisches
Verdampfen aufgebracht werden. Fallweise kann auch ein elektrisch
leitfähiges
Trägermaterial zum
Einsatz kommen, auf wel ches die piezoelektrische Materiallage scherstabil
aufgebracht wird.
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Als
piezoelektrisches Material eignen sich beispielsweise Blei-Zirkonat-Titanate
oder Blei-Magnesium-Niobate oder Mischungen aus einem oder mehreren
dieser Materialien. Die genannten Keramikmaterialen zeigen einen
besonders großen
Piezo-Effekt, also eine besonders große Formänderung in Abhängigkeit
des elektrischen Feldes. Durch Anlegen des elektrischen Feldes antiparallel
zur Polung des Piezomaterials erfährt dieses eine Längsstauchung
und eine Querdehnung. Beim Anliegen eines elektrischen Feldes parallel
zur Richtung der Polarisation erfährt das Material eine Längsdehnung
und eine Querstauchung. Sofern zwei Materiallagen mit entgegengesetzter
Richtung der Polarisation schersteif verbunden werden, erfährt der
so gebildete Verbundstreifen bei Anlegen eines elektrischen Feldes eine
Verstärkung
seiner Verformung. Selbstverständlich
ist diese Verstärkung
auch dadurch erzielbar, dass die Richtungen der Polarisation gleichsinnig
gewählt
werden und das elektrische Feld in jeder Materiallage entgegengesetzt
wirkt.
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Nachfolgend
soll die Erfindung anhand von Figuren und Beispielen ohne Beschränkung des
allgemeinen Erfindungsgedanken näher
erläutert
werden.
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1 zeigt
einen Biegeaktor gemäß dem Stand
der Technik in perspektivischer Darstellung.
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2 zeigt
Varianten von Biegewandlerbauformen, wie sie sowohl im Stand der
Technik, als auch nach der vorliegenden Erfindung Verwendung finden
können.
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3 zeigt verschiedene Grundflächen für Informationswandler
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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4 zeigt mögliche Schnittführungen
zur Herstellung der Informationswandler nach den 1 und 3.
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1 zeigt
einen Informationswandler 1, welcher als piezoelektrischer
Biegewandler ausgeführt
ist. Der eigentliche Wandler besteht aus einem Trägermaterial 2 und
einem Piezomaterial 3. Beide Materiallagen sind schersteif
miteinander verbunden, beispielsweise durch Klebung. Ein Ende ist
in einem elektrisch isolierenden Halter 4 befestigt. Die
piezoelektrische Materiallage 3 weist an ihrer Oberseite eine
leitfähige
Beschichtung auf. Ebenso ist der Träger 2 elektrisch leitfähig. Die
Polarisationsrichtung des piezoelektrischen Materials 3 verläuft gegengleich
dem Pfeil E. Außerhalb
des Halters 4 ist die freie Länge von Trägermaterial und Piezomaterial gleich
groß und
zeigt eine im Wesentlichen rechteckige Grundfläche. Beide Materiallagen bilden
also einen Quader von geringer Dicke.
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Zum
Einsatz als Aktor wird eine elektrische Spannung an den Halter 2 und
die leitfähige
Beschichtung der piezoelektrischen Materiallage 3 angelegt.
Dadurch stellt sich innerhalb der Materiallage 3 ein elektrisches
Feld E ein. Dieses führt
zur Längenkontraktion
der Materiallage 3. Das Trägermaterial 2 wird
durch das elektrische Feld nicht beeinflusst und weist weiterhin
eine konstante Länge
auf. Dies führt
zu einer mechanischen Spannung im Informationswandler und nachfolgend
zu dessen Verbiegung entlang des Pfeils 6.
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Alternativ
kann der Informationswandler nach 1 auch als
Sensor verwendet werden. Falls der Sensorstreifen 1 entlang
des Pfeils 6 verformt wird, beispielsweise durch eine Beschleunigungskraft
oder durch das Anlaufen eines weiteren, nicht dargestellten Bauteils,
führt dies
zu einer Stauchung der oberen Materiallage 3 und einer
Dehnung der darunter liegenden Materiallage 2. Die Stauchung der
piezoelektrischen Materiallage 3 führt zu einer räumlichen
Ladungstrennung im Kristallgitter, wodurch sich innerhalb der Materiallage
ein elektrisches Feld E ausbildet. Somit kann zwischen den elektrischen
Kontakten 5 an der Ober- und Unterseite des Verbundstreifens
eine elektrische Spannung gemessen werden.
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2a zeigt den Informationswandler aus 1 im
Schnitt. Dargestellt sind wiederum der elektrisch leitfähige Träger 2 und
die piezoelektrische Materiallage 3. Beide Materiallagen
sind schersteif miteinander verbunden und im Halter 4 eingespannt.
Die Spannungsquelle 5 erzeugt ein elektrisches Feld E, welches
parallel zur Polarisierung des Piezomaterials 3 wirkt.
Ein solcher Aufbau wird als Monomorph bezeichnet.
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2b zeigt einen trimorphen Aufbau. Im Unterschied
zu 2a ist auf die Trägerschicht 2 beidseitig
eine piezokeramische Materiallage 3a und 3b aufgebracht.
Auch dieser 3-schichtige Schichtaufbau befindet sich mit einem Ende
in einer Halterung 4. Beim Anlegen einer Spannung an die
beidseitig leitfähigen
Außenflächen der
Materiallagen 3a, 3b wird in einer Materiallage
beispielsweise 3a, eine Längsdehnung induziert. Materiallage 3b ist
dann so geschaltet, dass dort eine Längsstauchung induziert wird.
Somit wird sich die Spitze des Biegeaktors nach links in Richtung
der Materiallage 3 bewegen.
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Nach
demselben Prinzip ist der Multimorph nach 2b aufgebaut.
Dieser besteht aus einer geraden Anzahl piezokeramischer Materiallagen,
im Beispiel der Zeichnung 4. Diese sind mit 3a bis 3d bezeichnet.
Ein Substrat 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht vorgesehen.
Die Materiallagen 3a bis 3d sind so geschalten,
dass bei Anlegen einer Versorgungsspannung 5 die jeweilige
Verformung der Materiallagen 3a bis 3d beiderseits
der Symmetrieachse des Stapels unterschiedlich ist. Dadurch wird die
vom Biegeaktor aufgebrachte Kraft vergrößert.
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3 zeigt 4 Ausführungsbeispiele für einen Informationswandler
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Dargestellt ist je weils die Grundfläche des Biegewandlers in der
Aufsicht. Im Querschnitt kann jede der Ausführungsformen 3a bin 3d einen
Aufbau nach jeder der 2a bis 2c aufweisen.
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3a zeigt
einen Biegewandler mit einer Grundfläche in Form eines gleichseitigen
Dreiecks. Für
Aspektverhältnisse
der Länge
zur Breite von 2:3 bis 20:3 weist die Basis einen Innenwinkel von
53° bis
84° auf.
Mittels der Bernoullie-Biegetheorie
wird ein bimorpher Schichtaufbau in dreieckiger Ausführung gemäß der Erfindung
mit einem flächen-
und volumengleichen rechteckigen Aufbau gemäß dem Stand der Technik verglichen.
Hierzu wird der erfindungsgemäße Biegewandler
an oder nahe der Grundkante des gleichseitigen Dreiecks eingespannt.
Die Bewegung wird an der gegenüberliegenden
Dreiecksspitze abgegriffen. Die Höhe des Dreiecks entspricht
der Länge
des rechteckigen Informationswandlers.
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Hierbei
hat sich gezeigt, dass die maximal mögliche Auslenkung des Bimorphen
Wandlers von der Geometrie unabhängig
ist. Diese Auslenkung berechnet sich zu
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Hierbei
bezeichnet x0 die Auslenkung, Eel das
elektrische Feld, welches innerhalb der piezoelektrischen Materiallage 3 herrscht,
h deren Dicke und 1 die Länge
des rechteckigen Informationswandlers bzw. die Höhe des dreieckigen Informationswandlers.
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Für die Blockierkraft
des rechteckigen Wandlers gilt
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Hierbei
bedeutet FB die Blockierkraft, E der Elastizitätsmodul
und b die Breite an der Einspannung.
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Überraschenderweise
konnte gezeigt werden, dass die Blockierkraft des dreieckigen Wandlers der
nachfolgenden Formel gehorcht:
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Somit
ist die Blockierkraft des dreieckigen Wandlers um ein Drittel größer als
die des volumengleichen Wandlers nach dem Stand der Technik.
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Als
Güte eines
Biegewandlers wird das Produkt aus Blockierkraft und Leerlaufauslenkung
bezeichnet. Die Güte
hat somit die Einheit einer Energie und gibt somit das theoretisch
mögliche
Arbeitsvermögen
eines Biegeaktors bzw. die in einem Sensor erzeugte Signalspannung
an. Da die Blockierkraft des erfindungsgemäßen Informationswandlers ein Drittel über dem
bekannten Wandler liegt, die Leerlaufauslenkung jedoch in beiden
Fällen
identisch ist, ergibt sich auch für das Gütekriterium ein Wert, welcher
um ein Drittel über
dem Stand der Technik liegt.
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Auch
die mechanische Normalspannung an der Einspannung, welche im Verbundstreifen
durch Zurückbiegen
in die entgegengesetzte Extremlage induziert wird, wird durch die
erfindungsgemäße Form
des Informationswandlers positiv beeinflusst. So ergibt sich die
mechanische Spannung eines Informationswandlers nach dem Stand der
Technik zu
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Demgegenüber zeigt
ein Wandler gemäß der vorliegenden
Erfindung eine mechanische Spannung von
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Die
mechanische Normalspannung im Material des Informationswandlers
ist also bei der erfindungsgemäßen Form
um 1/3 abgesenkt. Dadurch ergibt sich eine höhere Betriebsfestigkeit und
eine längere
Einsatzzeit bis zum Ausfall des Informationswandlers.
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Die
hier anhand eines piezokeramischen Biegeaktors dargestellten Ergebnisse
gelten sinngemäß auch für Bi-Metall aktoren,
magnetostriktive Aktoren und Formgedächtnisaktoren. Ebenso können die
Ergebnisse auf die entsprechenden Sensoren übertragen werden.
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Der
Informationswandler nach 3b weist die
Form eines rechtwinkligen Dreiecks auf. Hierdurch ist es möglich, zwei
Biegeaktoren punktsymmetrisch zu einem Rechteck zusammenzusetzen. Diese
Form ermöglicht
die verschnittfreie Herstellung aus einem rechteckigen Halbzeug.
Dieser Informationswandler wird an der kürzeren Kathete in eine Halterung 4 eingespannt.
Die Bewegung wird dann am Schnittpunkt der längeren Kathete mit der Hypotenuse
abgegriffen. Für
Aspektverhältnisse
der Länge
zur Breite von 2:3 bis 20:3 weist die Basis einen Innenwinkel von
34° bis
80° auf.
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Um
die mechanische Belastbarkeit am Abgriff zu erhöhen, wird beim trapezförmigen Informationswandler
nach 3c eine größere Fläche an dem
der Einspannung gegenüberliegenden
Ende vorgesehen. Diese Form ergibt sich dadurch, dass der dreieckige
Wandler nach 3a gewissermaßen an seiner
Spitze gekürzt
wird. Die tatsächliche
Breite am Abgriff und damit den Öffnungswinkel α nahe der Einspannung
wird der Fachmann jeweils entsprechend dem gewünschten Einsatzzweck wählen. Dabei
ist die maximal mögliche
Belastbarkeit am Abgriff gegen den Anstieg des Gütekriteriums und die Reduktion
der mechanischen Spannung an der Einspannung abzuwägen.
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Die
Ausführungsform
nach 3d weist zwei rechte Winkel
auf, sodass durch Punktspiegelung eines Wandlers zwei Wandler zu
insgesamt einer rechteckigen Außenform
zusammengesetzt werden können.
Dadurch ergibt sich wieder eine Minimierung des Verschnitts wie
bereits bei der Ausführungsform
nach 3b. Diese Form ergibt sich gedanklich dadurch,
dass der dreieckige Wandler nach 3b gewissermaßen an seiner
Spitze gekürzt wird.
Dadurch wird wiederum die Belastbarkeit am Abgriff erhöht.
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Zur
Herstellung eines erfindungsgemäßen Informationswandlers
werden bevorzugt zunächst mindestens
zwei Materiallagen schersteif miteinander zu einem Halbzeug verbunden,
wobei zumindest in einer Materiallage eine Längenänderung induzierbar ist. Das
Halbzeug weist dabei eine Größe auf, welche
mehreren einsatzbereiten Informationswandlern entspricht. Diese
werden daraufhin in einem weiteren Verfahrensschritt aus dem Halbzeug
vereinzelt. Fallweise wird der Fachmann jedoch auch vorsehen, zunächst Einzelteile
eines Informationswandlers aus einzelnen Materiallagen zu separieren,
und diese dann zum fertigen Wandler schersteif zusammenzufügen.
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Das
Vereinzeln erfolgt durch spanendes oder nicht spanendes Trennen.
Beispielsweise können
Sollbruchstellen in das Material eingebracht werden, entlang derer
die Informationswandler dann durch Brechen vereinzelt werden. Für einen
Biegewandler nach 1 erfolgt dabei die Schnittführung wie
in 4a dargestellt.
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Ein
erfindungsgemäßer Biegewandler
nach 3a kann wie in 4b) dargestellt
gefertigt werden. Zunächst
werden erste Sollbruchkanten im Wesentlichen rechtwinklig zu den
Außenkanten
des Halbzeugs eingebracht. Der Abstand dieser Sollbruchkanten entspricht
dabei der Höhe 1 des
fertigen Wandlers zuzüglich
der Einspannlänge,
mit welcher dieser im Halter 4 eingesetzt ist. Als nächstes werden Sollbruchkanten
schräg über das
Substrat verlaufend angebracht. Der Winkel ist dabei so gewählt, dass dieser
dem Basiswinkel α des
Wandlers entspricht. Entsprechend dem gewünschten Aspektverhältnis wird
der Winkel zwischen den ersten und zweiten Sollbruchkanten aus dem
Bereich von etwa 53° bis etwa
85° gewählt. Als
letzter Verfahrensschritt werden dritte Sollbruchkanten eingebracht,
welche ebenfalls quer über
das gesamte Substrat verlaufen. Diese weisen einen Winkel relativ
zu den ersten Sollbruchkanten auf, welcher dem Negativen des Winkels
zwischen den ersten und zweiten Sollbruchkanten entspricht. Bei
der Schnittführung
ist dabei zu achten, dass die Schnittpunkte der zweiten und dritten
Sollbruchkanten im Wesentlichen auf den ersten Sollbruchkanten zu
liegen kommen. Auf diese Weise ergibt sich eine gute Ausnutzung
des Halbzeugs, wobei nur am Rand desselben ein Verschnitt übrig bleibt.
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In 4c wird
die Herstellung eines Informationswandlers gemäß 3b beschrieben.
Dabei werden zunächst
erste und zweite Sollbruchkanten angebracht, wie nach dem Verfahren
nach 4b beschrieben. Dabei schließen die zweiten Sollbruchkanten
mit den ersten Sollbruchkanten einen Winkel β ein, welcher dem Winkel zwischen
der kurzen Kathete und der Hypotenuse des fertigen Wandlers entspricht.
Für ein
Aspektverhältnis
von 2:3 bis 20:3 wird der Winkel β aus
dem Bereich von 34° bis
80° gewählt.
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Die
dritte Sollbruchkante wird nun wieder rechtwinklig zur ersten Sollbruchkante
in das Material eingebracht, wobei diese stets durch die Schnittpunkte
der ersten und zweiten Sollbruchkanten verläuft. Im Ergebnis kann entlang
der so eingebrachten Sollbruchkanten ein rechteckiges Halbzeug vollständig zu
Informationswandlern vereinzelt werden, ohne dass ein ungenutzter
Verschnitt übrig
bleibt.
