DE1297690B

DE1297690B - Electromechanical converter element for converting electrical vibrations into mechanical vibrations

Info

Publication number: DE1297690B
Application number: DE1967S0111598
Authority: DE
Inventors: Krauss Guenter; Bergmann Horst
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-08-28
Filing date: 1967-08-28
Publication date: 1969-06-19

Description

1 21 2

Die Erfindung betrifft ein elektromechanisches elektrischen Wechselspannung ist es erforderlich, an Wandlerelement zur Umwandlung elektrischer den Anregungselektroden Anschlußdrähte zu beSchwingungen in mechanische Schwingungen, be- festigen.The invention relates to an electromechanical electrical alternating voltage it is required to Converter element for converting electrical leads to excitation electrodes to vibrate in mechanical vibrations.

stehend aus einem Plättchen elektrostriktiven Ma- Um auch über einen verhältnismäßig langen Zeit-standing from a plate electrostrictive

terials, das auf gegenüberliegenden Oberflächen mit 5 raum eine sichere und einwandfreie Funktion eines Anregungselektroden versehen ist, an denen aus derartigen Wandlerelements zu gewährleisten, ist es einem federharten Material bestehende Anschluß- einerseits erforderlich, die Anschlußdrähte in einer drahte befestigt sind, die im Bereich ihrer Befesti- zuverlässigen Weise mit den Anregungselektroden gungsstellen an den Anregungselektroden in einen aus zu verbinden, andererseits ist es erforderlich, das thermoplastischem Kunststoff bestehenden Körper io Wandlerelement in einer solchen Weise in einem eingebettet sind, der zugleich formschlüssig und kraft- mechanischen Filter anzuordnen, daß es gegenschlüssig an dem aus elektrostriktivem Material be- über verhältnismäßig harten mechanischen Stößen stehenden Plättchen bzw. an den Anregungselektro- geschützt ist, ohne das gleichzeitig die Anregungsden anliegt. elektroden vom keramischen Material abgelöst wer-terials, which on opposing surfaces with 5 space a safe and proper function of a Excitation electrodes are provided on which to ensure from such transducer element, it is a spring-hard material existing connection on the one hand required, the connecting wires in one Wires are attached in the area of their attachment reliable manner with the excitation electrodes To connect excitation points on the excitation electrodes in one off, on the other hand, it is necessary that the thermoplastic existing body io transducer element in such a way in a are embedded, the at the same time form-fitting and force-mechanical filter to be arranged that there is a counter-locking the one made of electrostrictive material involves relatively hard mechanical impacts standing platelets or on the excitation is electrically protected, without the excitation den is present. electrodes are detached from the ceramic material

Es ist bereits bekannt, piezoelektrische Kristalle auf 15 den, wodurch die einwandfreie Funktion eines derihrer Oberfläche mit einer beispielsweise aus einem artigen Wandlerelements in Frage gestellt würde, gehärteten Kunstharz bestehenden Schicht zu um- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, denIt is already known to have piezoelectric crystals on 15 den, which ensures the proper functioning of one of their Surface would be questioned with a transducer element of a type, for example, cured synthetic resin existing layer to- The invention is based on the object

geben. So ist in der deutschen Patentschrift 938 255 Weg zum Aufbau eines mechanischen Wandlerdarauf hingewiesen, daß durch eine derartige Schicht elements zu weisen, bei dem einerseits die vorstehend das piezoelektrische Element weitgehend feuchtig- 20 geschilderten Anforderungen erfüllt sind und bei dem keitsfrei eingeschlossen werden kann, um damit den andererseits ein möglichst raumsparender Aufbau in Einfluß von Feuchtigkeit auf die Ausgangsspannung Verbindung mit verhältnismäßig einfachen konstrukdes piezoelektrischen Elements weitgehend zu unter- tiven Maßnahmen erreicht wird, binden. Durch die deutsche Auslegeschrift 1027 735 Ausgehend von einem elektromechanischen Wandist es ferner bekannt, auf die Anregungselektroden 25 lerelement zur Umwandlung elektrischer Schwinguneines piezoelektrischen Schwingkristalls einen Belag gen in mechanische Schwingungen, bestehend aus aus Siliciummonoxyd oder Siliciumdioxyd aufzu- einem Plättchen elektrostriktiven Materials, das auf bringen. Diese Schicht dient dort jedoch der gegenüberliegenden Oberflächen mit Anregungselek-Erhöhung der Frequenzkonstanz des Schwing- troden versehen ist, an denen aus einem federharten kristalls. Durch die USA.-Patentschrift 2811655 30 Material bestehende Anschlußdrähte befestigt sind, ist es ferner bekanntgeworden, bei einem mit die im Bereich ihrer Befestigungsstellen an den An-Anschlußdrähten versehenen Schwingkristall die An- regungselektroden in einen aus thermoplastischem schlußdrähte im Bereich ihrer Befestigungsstellen Kunststoff bestehenden Körper eingebettet sind, der an den Anregungselektroden in einen Kunststoff ein- zugleich formschlüssig und kraftschlüssig an dem aus zubetten, der form- und kraftschlüssig an dem 35 elektrostriktivem Material bestehenden Plättchen bzw. Schwingkristall anliegt. Bei dieser bekannten Anord- an den Anregungselektroden anliegt, wird diese Aufnung geht es jedoch ausschließlich darum, einen mit gäbe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das flüssigen Elektroden versehenen Schwingkristall zu Plättchen elektrostriktiven Materials als Längsschwinhalten, und es ist daher der Aufbau des gesamten ger ausgebildet ist, daß die Anschlußdrähte entlang Elements in einer solchen Weise gewählt, daß sich 40 einer hinsichtlich Längsschwingungen auftretenden dieses Element praktisch nur schwer für den Antrieb Knotenlinie an den Anregungselektroden befestigt weiterer mechanischer Resonatoren eignen würde. sind, und daß die Anschlußdrähte derart abgewinkeltgive. Thus, in German patent specification 938 255, there is a way of building a mechanical transducer on it pointed out that by such a layer elements to have, on the one hand the above the piezoelectric element largely moist- 20 described requirements are met and in which Keitsfrei can be included in order to on the other hand, a space-saving structure in Influence of moisture on the output voltage Connection with relatively simple construction piezoelectric element is largely achieved to supportive measures, tie. By the German Auslegeschrift 1027 735 starting from an electromechanical wall is It is also known, on the excitation electrodes 25 lerelement for converting electrical Schwinguneines piezoelectric vibrating crystal a coating gene in mechanical vibrations, consisting of of silicon monoxide or silicon dioxide on a platelet of electrostrictive material, which on bring. However, this layer is used there for the opposing surfaces with an excitation-electrode elevation the frequency constancy of the vibrating electrodes is provided on which from a spring-hard crystal. Through the USA.-Patent 2811655 30 material existing connecting wires are attached, It has also become known in one with the in the area of their attachment points on the connecting wires equipped oscillating crystal converts the excitation electrodes into a thermoplastic short-circuit wires are embedded in the area of their fastening points plastic existing body, the on the excitation electrodes in a plastic at the same time form-fitting and force-fitting on the off to bed, the form-fitting and force-fitting on the 35 electrostrictive material plate or Oscillating crystal is applied. When this known arrangement is applied to the excitation electrodes, this expansion However, it is all about having a solution according to the invention in that the vibrating crystal provided with liquid electrodes to form platelets of electrostrictive material as longitudinal vibrations, and it is therefore the structure of the entire ger that the lead wires are formed along Element chosen in such a way that 40 one with respect to longitudinal vibrations occurring this element is practically difficult to attach to the excitation electrodes for the drive nodal line other mechanical resonators would be suitable. are, and that the connecting wires are angled in such a way

Zur Lösung vieler Aufgaben der Filtertechnik wer- sind, daß die über den Kunststoffkörper hinausragenden neuerdings gerne mechanische Filter verwendet, den Enden zumindest näherungsweise in der Schwinda sie bekanntlich in dem für sie geeigneten Frequenz- 45 gungsrichtung des Plättchens verlaufen, bereich sowohl hinsichtlich des Raumbedarfs als auch In diesem Fall ist insbesondere daran gedacht, daßTo solve many tasks of the filter technology are that the protruding beyond the plastic body Recently, mechanical filters have been used, at least approximately at the ends in the Schwinda as is known, they run in the direction of frequency of the plate that is suitable for them, area both in terms of space requirements and In this case, it is particularly thought that

hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften den aus die Anschlußdrähte an Führungsstiften befestigt sind, konzentrierten Schaltelementen aufgebauten Filtern die in einer Grundplatte verankert sind, und daß die überlegen sind. Zur Umwandlung der elektrischen in Befestigung der Anschlußdrähte derart erfolgt, daß die mechanische Energie müssen elektromechanische 50 das aus elektrostriktivem Material bestehende Plätt-Wandlerelemente vorgesehen werden, die es gestatten, chen freischwingend aufgehängt ist. elektrische Schwingungen in mechanische Schwingun- In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist eswith regard to the electrical properties from which the connecting wires are attached to guide pins, concentrated switching elements built-up filters which are anchored in a base plate, and that the are superior. To convert the electrical to fastening the connecting wires takes place in such a way that the mechanical energy must be electromechanical 50 the plate transducer elements made of electrostrictive material are provided that allow Chen is freely suspended. electrical vibrations into mechanical vibrations

gen umzusetzen, so daß die einzelnen Resonatoren ferner möglich, den Kunststoffkörper in eine Vereines mechanischen Filters in geeigneter Weise zu tiefung einer Grundplatte einzulegen und den noch Schwingungen angefegt werden. Es ist bereits be- 55 verbleibenden freien Raum der Vertiefung mit einem kannt, für den Antrieb mechanischer Filter als Wand- Gießharz zu vergießen.gene to implement, so that the individual resonators also possible to use the plastic body in a club mechanical filter to insert a base plate in a suitable way and the still Vibrations are applied. There is already 55 remaining free space of the recess with a knows how to cast wall-cast resin to drive mechanical filters.

lerelemente elektrostriktiv aktive Wandlerelemente zu Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, einen der-ler elements to electrostrictively active converter elements It has proven advantageous to use one of the

verwenden, die aus einem keramischen Material, wie artigen Resonator als Antriebsresonator in einem beispielsweise dem bekannten Barium-Titanat, be- elektromechanischen Filter mit Biegeresonatoren zu stehen. Das elektrostriktive Material kann dabei in 60 verwenden, die zueinander achsparallel angeordnet Form von Stäben mit rechteckigem Querschnitt aus- und über ein Längsschwingungen ausführendes gebildet sein. Zur Schwingungsanregung werden diese Koppelelement gekoppelt sind, und deren Längsach-Stäbe auf gegenüberliegenden Oberflächen mit An- sen senkrecht zur Schwingungsrichtung des aus elekregungselektroden versehen, die aus einem metalli- trostriktivem Material bestehenden Plättchens orienschen Material bestehen und die in Form von dünnen 65 tiert sind.use that made of a ceramic material, such as resonator as a drive resonator in one for example the well-known barium titanate, electromechanical filters with bending resonators stand. The electrostrictive material can be used in 60, which are arranged axially parallel to one another Shape of rods with a rectangular cross-section from and over a longitudinal vibrations executing be educated. These coupling elements and their longitudinal rods are coupled to excite vibrations on opposite surfaces with ants perpendicular to the direction of oscillation of the excitation electrodes provided, the platelets orienschen consisting of a metallitrostrictive material Material exist and which are benefited in the form of thin 65.

Schichten in der bekannten Weise, beispielsweise An Hand von Ausführungsbeispielen wird nach-Layers in the known manner, for example, on the basis of exemplary embodiments,

durch Aufdampfen im Vakuum, auf das keramische stehend die Erfindung noch näher erläutert. In der Material aufgebracht werden. Für die Zuführung der Zeichnung zeigen dieby vapor deposition in a vacuum, standing on the ceramic, the invention is explained in more detail. In the Material are applied. For the supply of the drawing the show

3 43 4

F i g. 1 bis 3 die bis zur Fertigstellung notwendigen stifte 5 über eine isolierende Durchführung, wie bei-Maßnahmen an einem Wandlerelement, die spielsweise eine Glasdurchführung an der Grund-F i g. 1 to 3 the pins 5 necessary for completion via an insulating implementation, as in the case of measures on a transducer element, which, for example, has a glass bushing on the base

F i g. 4 eine weitere Ausgestaltung eines Wandler- platte 6, befestigt ist. Ein besonders raumsparender elements, die Aufbau ergibt sich, wenn entsprechend den F i g. 1F i g. 4 a further embodiment of a converter plate 6 is attached. A particularly space-saving one elements, the structure arises if, according to the F i g. 1

F i g. 5 eine Anwendung eines Wandlerelements in 5 bis 3 die Anschlußdrähte 2 abgewinkelt sind, so daß einem mechanischen Filter. das Wandlerelement 4 berührungsfrei zwischen denF i g. 5 an application of a transducer element in FIGS. 5 to 3 the connecting wires 2 are angled so that a mechanical filter. the transducer element 4 without contact between the

Das in der F i g. 1 dargestellte Wandlerelement be- Durchführungsstiften 5 aufgehängt werden kann. Die steht aus einem Plättchen 4 einer elektrostriktiv ak- Verbindung der über den Kunststoffkörper 3 hinaustiven Keramik, wie beispielsweise dem bekannten ragenden Abschnitte der Anschlußdrähte 2 mit den Barium-Titanat. Das Plättchen 4 ist in der Art eines io Durchführungsstiften 5 kann beispielsweise durch Lö-Stabs mit rechteckförmigem Querschnitt ausgebildet. ten oder Schrauben erfolgen. Auf diese Weise wird Seine Abmessungen sind derart gewählt, daß es als das Wandlerelement 4 auf Grund der federnden Längsschwingungen ausführender Resonator betrie- Eigenschaften der Anschlußdrähte 2 federnd an den ben werden kann. Auf gegenüberliegenden Ober- Durchführungsstiften 5 der Grundplatte 6 gehalten, flächen ist das Plättchen 4 mit den strichpunktiert an- 15 Diese Art der Befestigung gibt dem Wandlerelement 4 gedeuteten Anregungselektroden 1 versehen, die, wie einen für die praktischen Bedürfnisse ausreichend stabereits erwähnt, durch Aufdampfen im Vakuum auf bilen Halt. Die Halterung selbst ist dabei noch so weit das keramische Material aufgebracht sein können. An federnd, als das Wandlerelement 4 praktisch nicht den jeweils erforderlichen Befestigungsstellen sind die durch störende Schwingungskopplungen von anderen Anschlußdrähte 2 mit den Anregungselektroden 1 so Resonanzelementen in einem mechanischen Filter zu weich verlötet. Als Befestigungsstellen eignen sich be- Schwingungen angeregt werden kann. Darüber hinaus kanntlich solche Stellen an einem Resonator, an denen läßt sich durch die Wahl eines entsprechenden Kunstwährend des Schwingungsvorgangs eine ruhende Stoffs für den aus thermoplastischem Material beZone, wie beispielsweise ein Schwingungsknoten oder stehenden Körper 3 die Biegeeigenfrequenz bzw. deren eine Knotenlinie, auftritt. Im Ausführungsbeispiel der 25 Oberschwingungen in ihrer Frequenzlage beeinflus-F i g. 1 ist dies eine Linie, die in der Mitte des Reso- sen, was insofern vorteilhaft ist, als die Nutzschwinnators senkrecht zu dessen Längsachse verläuft. Dem- gung des Plättchens 4 die über den sogenannten Querentsprechend sind auch die Anschlußdrähte 2 derart kontraktionseffekt angeregte Längsschwingung sein mit den Anregungselektroden 1 verbunden, daß die soll. Durch geringe Unsymmetrien können bei der Verbindungsstellen beiderseits entlang dieser Knoten- 30 Schwingungsanregung auch Biegeschwingungen auflinie verlaufen. Die Anschlußdrähte 2 bestehen aus treten, die insbesondere dann als störend empfunden später noch zu erläuternden Gründen aus einem feder- werden, wenn ihre Eigenfrequenz in den Bereich der harten Werkstoff. Würde man ein derartiges Wandler- gewollten Resonanzfrequenz für die Längsschwingung element in der in der F i g. 1 gezeichneten Weise dem zu liegen kommt.The in FIG. 1 shown transducer element loading feed-through pins 5 can be suspended. the consists of a plate 4 of an electrostrictive ac- connection of the plastic body 3 hinaustiven Ceramic, such as the known protruding portions of the connecting wires 2 with the Barium titanate. The plate 4 is in the manner of an IO feed-through pin 5, for example, by means of Lö-Stabs formed with a rectangular cross-section. or screws. That way will Its dimensions are chosen so that it as the transducer element 4 due to the resilient Longitudinal vibrations executing resonator operated properties of the connecting wires 2 resiliently on the can be practiced. On opposite upper lead-through pins 5 of the base plate 6 held, surfaces is the plate 4 with the dash-dotted lines. 15 This type of fastening gives the transducer element 4 interpreted excitation electrodes 1 provided, which, as one for the practical needs rod already enough mentioned, by evaporation in a vacuum on bil hold. The bracket itself is still so far the ceramic material can be applied. At resilient than the transducer element 4 is practically not The fastening points required in each case are those caused by disruptive vibrational couplings from others Connecting wires 2 with the excitation electrodes 1 so to resonance elements in a mechanical filter soft soldered. As fastening points, vibrations can be excited. Furthermore It is well known that there are places on a resonator at which one can choose a corresponding art the vibration process a static substance for the thermoplastic material beZone, such as a vibration node or a standing body 3, the natural bending frequency or its a knot line occurs. In the exemplary embodiment of the 25 harmonics in their frequency position, F i g. 1 this is a line that is in the middle of the Resose, which is advantageous as the Nutzschwinnator runs perpendicular to its longitudinal axis. As a result of the plate 4, the longitudinal oscillation excited by the so-called transverse effect is also the longitudinal oscillation of the connecting wires 2 in such a contraction effect connected to the excitation electrodes 1 that should. Due to small asymmetries, the Connection points on both sides along this node vibration excitation also bending vibrations on line get lost. The connecting wires 2 consist of treads, which are then perceived as particularly annoying Reasons to be explained later will be due to a spring when its natural frequency is in the range of hard material. One would have such a converter- wanted resonance frequency for the longitudinal oscillation element in the FIG. 1 drawn way that comes to rest.

praktischen Betrieb aussetzen, dann bestünde die Ge- 35 Wie in den Fig. 1 bis 3 angedeutet, ist das aus fahr, daß durch mechanische Beanspruchungen die elektrostriktivem Material bestehende Plättchen nicht Anregungselektroden 1 vom Keramikplättchen 4 ab- über die gesamte jeweilige Oberfläche mit Anregungsgelöst würden. elektroden belegt. Vielmehr erfolgt die Belegung im Um diese Schwierigkeiten zu umgehen und um eine Ausführungsbeispiel derart, daß die in Schwingungs-Zugentlastung für die Anschlußdrähte 2 zu erreichen, 40 richtung gelegenen Enden jeweils zu etwa 15 °/o bewerden die Anschlußdrähte 2 in einen aus thermo- legungsfrei sind, wodurch sich ein verhältnismäßig plastischem Kunststoff bestehenden Körper 3 einge- hoher elektromechanischer Kopplungsfaktor erzielen bettet, der zugleich formschlüssig und kraftschlüssig läßt. Bekanntlich ist der elektromechanische Koppan dem aus elektrostriktivem Material bestehenden lungsfaktor ein Maß für die Umwandlung der elek-Plättchen4 bzw. an den Anregungselektroden 1 an- 45 taschen Schwingungsenergie in die mechanische liegt. Eine entsprechende Ausführungsform ist in der Schwingungsenergie. Im Bereich eines belegungs-F i g. 2 gezeigt. freien Endes ist ein kleiner Stab 15 kreisförmigen Die Einbettung der Anschlußdrähte 2 in den aus Querschnitts angebracht, an den, wie an Hand der Kunststoff bestehenden Körper 3 kann beispielsweise F i g. 4 und 5 noch erläutert wird, ein weiteres durch eine Umspritzung der Befestigungsstellen für so Koppelelement befestigt sein kann, das der Kopplung die Anschlußdrähte 2 mit einem thermoplastischem mit weiteren Resonatoren eines mechanischen Filters Kunststoff erfolgen. Auf diese Weise werden die Ver- dient.suspend practical operation, then the ge 35 As indicated in FIGS. 1 to 3, this is over drive that the electrostrictive material does not exist due to mechanical stresses Excitation electrodes 1 detached from the ceramic plate 4 over the entire respective surface with excitation would. electrodes occupied. Rather, the assignment takes place in order to circumvent these difficulties and an embodiment such that the in vibration strain relief for the connecting wires 2 to be achieved, 40 ends in the direction of about 15% each the connecting wires 2 are in a thermo-legungsfrei, whereby a relatively plastic plastic existing body 3 achieve a high electromechanical coupling factor embeds, which can be positively and non-positively at the same time. As is well known, the electromechanical Koppan the elimination factor consisting of electrostrictive material is a measure of the conversion of the elec-platelets4 or at the excitation electrodes 1 pocket oscillation energy into the mechanical lies. A corresponding embodiment is in the vibration energy. In the area of an occupancy F i g. 2 shown. free end is a small rod 15 circular The embedding of the connecting wires 2 in the cross-section attached to the, as shown in the Plastic existing body 3 can, for example, FIG. 4 and 5 will be explained, another can be attached by encapsulating the attachment points for the coupling element so that of the coupling the connecting wires 2 with a thermoplastic filter with further resonators of a mechanical filter Made of plastic. In this way, the earnings are earned.

bindungsstellen der Anschlußdrähte 2 mechanisch In der F i g. 4 ist eine weitere Ausführungsform fürbinding points of the connecting wires 2 mechanically in FIG. 4 is another embodiment for

entlastet, und die Anschlußdrähte werden form- und die Halterung eines elektromechanischen Wandlerkraftschlüssig gehalten. Um die Güte des Wandler- 55 elements gezeigt. Die Anbringung der Anschlußelements möglichst nicht nachteilig zu beeinflussen, drähte 2 erfolgt dabei in der bereits bei den Auswird man die Breite des Kunststoffkörpers 3, d. h. führungsbeispielen nach den F i g. 1 bis 3 beschriebealso dessen Ausdehnung in Richtung der Längsachse nen Weise. Für die Halterung selbst wird jedoch der des Plättchens 4, möglichst auf den Bereich der Kunststoffkörper 3 derart ausgebildet, daß er in eine Knotenebene beschränken. 60 Vertiefung 9 der Grundplatte 6 eingelegt werdenrelieved, and the connecting wires are form-fitting and the mounting of an electromechanical converter force-fit held. The quality of the transducer element is shown. The attachment of the connection element As far as possible not to have a detrimental effect, wires 2 are carried out in the case of the outflow the width of the plastic body 3, d. H. management examples according to the F i g. 1 to 3 described as the same its extension in the direction of the longitudinal axis NEN way. For the bracket itself, however, the of the plate 4, if possible on the area of the plastic body 3 formed in such a way that it is in a Restrict node level. 60 recess 9 of the base plate 6 can be inserted

Die F i g. 3 zeigt die Anbringung des Wandler- kann. Der verbleibende freie Raum der Vertiefung 9 elements auf einer Grundplatte. Hierzu sind in einer wird dann mit einem Gießharz 8 vergossen, das nach Grundplatte 6 Durchführungsstifte 5 angeordnet, die dem Erhärten eine zuverlässige Halterung des Kunstsenkrecht zur Ebene der Grundplatte 6 stehen. An die Stoffkörpers 3 ergibt. In der F i g. 4 ist zugleich sche-Durchführungsstifte S kann dann die elektrische Wech- 65 matisch der Aufbau eines mechanischen Filters geselspannung angelegt werden; falls die Grundplatte 6 zeigt, bei dem auf Biegung beanspruchte mechanische aus einem metallischen Material besteht, ist darauf zu Resonatoren 10 über ein Längsschwingungen ausfühachten, daß wenigstens einer der Durchführungs- rendes Koppelelement 11 miteinander gekoppelt sind.The F i g. 3 shows the attachment of the converter can. The remaining free space of the recess 9 elements on a base plate. For this purpose, a casting resin 8 is then cast in a, which is after Base plate 6 through-pins 5 arranged, the hardening a reliable support of the synthetic vertical stand at the level of the base plate 6. At the body 3 results. In FIG. 4 is also Sche feed-through pins The electrical alternating voltage can then be used to build up a mechanical filter be created; if the base plate 6 shows, in the case of the mechanical stressed on bending consists of a metallic material, is to be carried out on resonators 10 via a longitudinal oscillation, that at least one of the coupling element 11 are coupled to one another.

Die Verbindung des Koppelelements 11 mit dem Wandlerelement 4 erfolgt über die Walze 15, wodurch sich eine nahezu punktförmige Verbindung des Koppelelements 11 mit dem Wandlerelement 4 ergibt, was hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der Kopplung wünschenswert ist.The connection of the coupling element 11 to the transducer element 4 takes place via the roller 15, whereby an almost punctiform connection of the coupling element 11 with the transducer element 4 results, which is desirable in terms of the reproducibility of the coupling.

Im Beispiel der F i g. 5 ist ein mechanischer Filter gezeigt, bei dem achsparallel zueinander angeordnete Biegeresonatoren 10 über in den jeweiligen Schwingungsknoten angreifende Halteelemente 16 auf einer Grundplatte 6 befestigt sind. Die Kopplung der einzelnen Biegeresonatoren 10 erfolgt über ein Koppelelement 11, das senkrecht zur Längsachse der Biegeresonatoren 10 verläuft, und das somit Längsschwingungen ausführt. Zur besseren Übersicht sind einige der Biegeresonatoren 10 in der Ebene des Koppelelements 11 abgebrochen gezeichnet, was durch die schraffiert gezeichneten Schnittflächen zum Ausdruck kommt. Das Koppelelement 11 ist über die Walzen 15^15' mit den Wandlerelementen 4, 4' verbunden, ao die gemäß den Fig. 1 bis 3 ausgebildet sind. Die Zuführung der elektrischen Wechselspannung erfolgt in der bereits beschriebenen Weise über die Durchführungsstifte 5. Nach Umsetzung der elektrischen Schwingungsenergie durch das Wandlerelement 4 in as mechanische Schwingungsenergie wird diese innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs über das Koppelelement 11 an den Ausgangswandler 4' übertragen, der die mechanische Schwingungsenergie in elektrische Schwingungsenergie zurückverwandelt. Diese elektrische Schwingungsenergie kann dann an den Durchführungsstiften 5' als Ausgangswechselspannung abgenommen werden. Wie bereits erwähnt, kann die Grundplatte 6 aus einem metallischen Material bestehen, so daß dann jeweils einer der Durchführungsstiftpaare 5 bzw. 5' — von denen in der Schrägdarstellung der F i g. 5 jeweils nur einer sichtbar ist — elektrisch leitend mit der Grundplatte 6 verbunden sein muß.In the example of FIG. 5 shows a mechanical filter in which bending resonators 10 arranged axially parallel to one another are fastened to a base plate 6 via holding elements 16 which engage in the respective vibration nodes. The coupling of the individual bending resonators 10 takes place via a coupling element 11 which runs perpendicular to the longitudinal axis of the bending resonators 10 and which thus carries out longitudinal vibrations. For a better overview, some of the bending resonators 10 are shown broken off in the plane of the coupling element 11, which is expressed by the hatched cut surfaces. The coupling element 11 is connected via the rollers 15 ^ 15 'to the transducer elements 4, 4', which are designed according to FIGS. 1 to 3. The electrical alternating voltage is supplied in the manner already described via the feed-through pins 5. After the electrical vibration energy has been converted by the converter element 4 into mechanical vibration energy, it is transmitted within a certain frequency range via the coupling element 11 to the output converter 4 ', which transmits the mechanical vibration energy converted back into electrical vibration energy. This electrical oscillation energy can then be picked up as output alternating voltage at the lead-through pins 5 '. As already mentioned, the base plate 6 can consist of a metallic material, so that then in each case one of the lead-through pin pairs 5 or 5 '- of which in the oblique view of FIG. 5 only one is visible at a time - must be connected to the base plate 6 in an electrically conductive manner.

Claims

Claims: 40

1. Electromechanical converter element for converting electrical vibrations into mechanical ones Vibrations, consisting of a plate of electrostrictive material that acts on opposite surfaces is provided with excitation electrodes, on which from one Spring-hard material existing connecting wires are attached, which in the area of their attachment points on the excitation electrodes in a thermoplastic existing body are embedded, which is also form-fitting and frictionally on the plate made of electrostrictive material or on the excitation electrodes applied, characterized in that the plate (4) is electrostrictive Material is designed as a longitudinal oscillator that the connecting wires (2) along a node on the excitation electrodes (1) with regard to longitudinal vibrations are attached, and that the connecting wires (2) are angled such that the over the plastic body (3) protruding ends at least approximately in the direction of oscillation of the Plate (10) run.

2. Electromechanical transducer element according to claim 1, characterized in that the Connecting wires (2) are attached to guide pins (5) which are anchored in a base plate (6) are, and that the attachment of the connecting wires (2) takes place in such a way that the electrostrictive Material of existing platelets (4) is suspended freely swinging.

3. Electromechanical transducer element according to claim 1, characterized in that the Plastic body (3) is inserted into a recess (9) of a base plate (6) and that the still remaining free space of the recess (9) is cast with a casting resin (8).

4. Electromechanical transducer element according to one of the preceding claims, characterized through its use as a drive resonator in an electromechanical filter with bending resonators (10), which are arranged axially parallel to one another and have a longitudinal vibration executing coupling element (11) are coupled and their longitudinal axes perpendicular to Direction of oscillation of the plate (4) made of electrostrictive material is oriented are.

1 sheet of drawings