DE1203498B - UEbertrager von elektrischen in mechanische Schwingungen fuer die Ultraschall-Werkstoff-pruefung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

GOIn

Deutsche Kl.: 42 k-46/06

Nummer: 1203 498

Aktenzeichen: N18501IXb/42k

Anmeldetag: 16. Juni 1960

Auslegetag: 21. Oktober 1965

Es sind Übertrager von elektrischen in mechanische Schwingungen für die Ultraschall-Werkstoffprüfung bekanntgeworden, die aus einer in einem Halter federnd gelagerten polykristallinen piezoelektrischen Scheibe, insbesondere aus Bariumtitanat bestehen, deren Stirnflächen mit Elektroden versehen sind und gegen deren innere Stirnfläche ein nachgiebiges Organ gedrückt wird.

Bei diesen bekannten Übertragern ist die Befestigung der Scheibe in ihrem Halter mit Hilfe eines nachgiebigen Klebemittels vorgenommen, das auf der Mantelfläche der Scheibe aufgebracht ist. Diese Befestigung zeigt den Nachteil, daß dadurch eine starke Dämpfung bestimmter Schwingungen des Kristalls insbesondere in radialer Richtung eintritt. Aus diesem Grunde sind die bekannten Übertrager für die Erzeugung derartiger radialer Schwingungen des Kristalls wenig geeignet, die jedoch gerade für die Prüfung von Plattenverbindungen auf Schubfestigkeit von besonderer Bedeutung sein können.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die bekannten Übertrager ziemlich genau senkrecht zu der Oberfläche des zu prüfenden Gegenstandes gehalten werden müssen, wodurch aber die einfache Handhabung insbesondere durch weniger geschultes Personal erschwert wird.

Nach der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß drei oder mehrere starre, fest im Halter angeordnete hakenartige Halterungskörper vorgesehen sind, die mit ihren umgebogenen Enden in diesen zugeordnete, in die Mantelfläche der Scheibe eingearbeitete und vor der Innenfläche endende Längsnuten eingreifen.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß bei der Handhabung des Gerätes ein Schwingungszustand der piezoelektrischen Scheibe erreicht wird, bei welchem ein festes Anliegen der Scheibe auf dem zu prüfenden Gegenstand gewährleistet wird, während die Scheibe selbst nahezu frei, d.h. ungedämpft, innerhalb des Halters schwingen kann, wodurch eine einwandfreie Werkstoffprüfung ermöglicht ist. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß nicht nur die unerwünschte Dämpfung radialer Schwingungen der Scheibe vermieden wird, sondern außerdem die Scheibe sich selbst einstellend innerhalb des Halters gelagert ist, so daß selbst bei ziemlich großen Abweichungen von der Sollstellung beim Aufsetzen des Gerätes auf die zu prüfende Oberfläche keine Meßfehler auftreten.

Es ist sinnvoll, in besonderer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens die Längsnuten mit einer leitenden Schicht zu belegen, die mit der auf der äußeren

Übertrager von elektrischen in mechanische
Schwingungen für die Ultraschall-Werkstoffprüfung

Anmelder:

N. V. Koninklijke Nederlandse
Vliegtuigenfabriek Fokker,
Schiphol, Amsterdam (Niederlande)

Vertreter:

Dipl.-Ing. G. Kalep, Patentanwalt,

Berlin 38, Altvaterstr. 31

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Robert Jacques Schliekelmann,

Amstelveen;

Anthonius Gertrudes Maria van Poppelen,

Rotterdam;

Dirk Hermanus van Graas,

Haarlem (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 13. Mai 1960 (251 608)

Stirnfläche der Scheibe angebrachten Elektrode in Verbindung steht, wodurch eine gute Leitfähigkeit erreicht wird.

Zur Erhöhung der Festigkeit kann es zweckmäßig sein, die Haltekörper in der Querrichtung kreisbogenförmig gekrümmt auszubilden, wobei ihre Breite in Richtung zur Scheibe abnimmt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erklärt.
F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Transduktor nach der Erfindung;

F i g. 2 zeigt eine Draufsicht der F i g. 1;

F i g. 3 und 4 zeigen in vergrößertem Maßstab eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht der piezoelek- +5 irischen Scheibe.

Nach Fig. 1 ist eine aus Isoliermaterial hergestellte Hülse 1 vorgesehen, welche den eigentlichen Halter des polykristallinen piezoelektrischen Umwandlungselements in Form einer Scheibe 2, vorzugsweise aus Bariumtitanat, trägt. Auf die innere Stirnfläche der piezoelektrischen Scheibe 2 drückt zentral ein Metallzapfen 3, an den eine Metalldruck-

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feder 4 angreift, deren unteres Ende in einer Bohrung der Hülse 1 aufgenommen ist. Die innere Stirnfläche der Scheibe 2 trägt eine metallisierte Elektrode 5, während die äußere Stirnfläche eine metallisierte Elektrode 6 trägt. Die Scheibe 2 ist an der Stelle der Mantelflächen mit drei symmetrisch angeordneten Längsnuten 7 versehen, welche in einigem Abstand von der inneren Stirnfläche der Scheibe 2 enden. Die Metallisierung der Elektrode 6 der äußeren Stirnfläche ist weitergeführt bis zum unteren Ende der Nuten 7. In diese Nuten greifen auf die Mantelfläche der Scheibe 2 gerichtete Enden 8 von Metallstreifen 9 eines Halterungskörpers 8, 9,10. Die Metallstreifen 9 gehören zu einer Zylinderfläche und konvergieren aufwärts gerichtet. Am unteren Ende bilden die Streifen 9 zusammen eine ununterbrochene zylindrische Mantelfläche 10.

Die Elektrode 6 der Scheibe 2 ist elektrisch mit den Metallstreifen 9 über die Metallisierung in den Nuten 7 verbunden. Das in der Zeichnung nicht angegebene zweiadrige Kabel für die Zuführung einer Hochfrequenzwechselspannung an die Elektroden 5, 6 ist einerseits mit dem unteren Ende der Metalldruckfeder 4, anderseits mit den Metallstreifen 9 verbunden. Der Halterungskörper 8, 9,10 ist in einer Isolierhülse 11 des Halters 1 eingeschlossen.

Die Befestigung der polykristallinen piezoelektrischen Scheibe 2 ist derartig, daß mechanische Schwingungen der Scheibe, insbesondere radiale Schwingungen, nahezu nicht durch die Halterung gedämpft werden. Ferner kann die Achse der Scheibe 2 verhältnismäßig große Winkel hinsichtlich der Achse der Hülse 1 bilden, ohne daß die gute Wirkung des Transduktors gestört wird. Die Scheibe 2 kann sich dabei hinsichtlich eines oder zweier Enden 8 verkanten, so daß die übrigen Enden frei werden und sich in der entsprechenden Nut 7 etwas hinaufschieben.

Die piezoelektrische Scheibe 2 kann nach Lösen des Haltekörpers 9,10 und der Hülse 11 leicht aus der Hülse 1 herausgenommen und damit ausgetauscht werden. Die Scheibe 2 kann dabei ohne weiteres nach unten entfernt werden. Diese Möglichkeit besteht bei dem bekannten Halter nicht, da hierbei die piezoelektrische Scheibe durch ein Klebemittel fest mit dem Halter verbunden ist.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Übertrager von elektrischen in mechanische Schwingungen für die Ultraschall-Werkstoffprüfung mit einer in einem Halter federnd gelagerten polykristallinen piezoelektrischen Scheibe, insbesondere aus Bariumtitanat, deren Stirnflächen mit Elektroden versehen sind und gegen deren innere Stirnfläche ein nachgiebiges Organ drückt, gekennzeichnet durch drei oder mehrere starre fest im Halter (1,11) angeordnete hakenartige Halterungskörper (8, 9, 10), welche mit ihren umgebogenen Enden (8) in diesen zugeordnete in die Mantelfläche der Scheibe (2) eingearbeitete und vor der Innenfläche endende Längsnuten (7) eingreifen.

2. Übertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (7) mit einer leitenden Schicht belegt sind, welche mit der auf der äußeren Stirnfläche angebrachten Elektrode (6) in Verbindung steht.

3. Übertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungskörper (8,9, 10) in der Querrichtung kreisbogenförmig gekrümmt sind und ihre Breite in Richtung zur Scheibe (2) abnimmt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 866 561;
USA.-Patentschriften Nr. 2-283 285, 2431233,
846 874, 2 851 876.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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