DE1791254B1 - Piezoelektrischer Transformator - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Transformator in'Forin eines rechtwinkligen Parallelepipeds mit einem Generatorabschnitt, der an seinem einen Ende eine Ausgangselektrode-#aufweist, und mit einem Treibabschnitt, - der- äuf einander. - gegenüberliegenden Oberflächen mit Eingangselektroden versehen ist.
• Piezoelektrische Transformatoren dieser Art sind bekannt _ (!jSA.- -atentsqkrift, 2,830 241 -b.
• -2 iatische Patentschrift 799 891). Da sie in Funktion m.echan#-sche Schwingungen durchführen, ist die. Halter#eg derartiger piezoelektrischer 'Transformatoren ein Problem.
• Es ist schon eine Halterung eine ' s piezoelektrischen Schwingkristalls - bekannt (deutsche Pate-lit#ciir#fi 927 748), bei welcher der mit aufmetallisierten Elektroden versehene Kristall an seinem Rand mittels eines formstarren Bindemittels an einem Halterungskörper befestigt ist, der als einarmiger federnder Hebel ausgebildet ist, dessen eines Ende in der Vorrichtung eingespannt ist und der sich bis zum Befestigungspunkt am Kristall über einen Teil des Kristallumfanges erstreckt, der wesentlich länger ist als der Abstand zwischen Einspannstelle und Kristallrand. Bekannt ist weiter eine Halterung für einen piezoelektrischen Längsschwinger (deutsche Auslegeschrift 1 161596) mit einer durch seinen Mittelpunkt quer zur Längsachse verlaufenden Knotenlinie, ,.die aus zwei längs des Knotenliffienbereichs an zwei einander gegenüberliegenden Flächen des Schwingkörpers anliegenden federnden Halterungseleinenten besteht, die drahtförmig ausgebildet und über einen wesentlichen Teil der Breite des Schwingkörpers an diesem befestigt sind. Diese Halterungen erlauben zwar mechanische Schwingungen, sie sind aber kompliziert aufgebaut, entsprechend schwer herstellbar und überdies häufig hinsichtlich eines genügend unbeeinflußten, freien Schwingens der so gehalterten -Teile unbefriedigend.
• 4ufgäbe der Erfindung ist es, für einen j#iezoelektrischen Transformator der eingangs genannte * n Bauart eine sichere Halterung zu schaffen, die keine negative Auswirkung auf die Eigenschaften des Transformators hat.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadulch gelöst, daß der piezoelektrische Transformator von einer Befestigungsplatte mit Hilfe mindestens eines elastischen, beispielsweise aus Gummi bestehenden Teiles gehalten ist, der einen Teil des piezoelektrischen Transformators umgreift.
• Eine derartige Halterung ist zunächst sicher, da der piezoelektrische Transformator vom elastischen Teil umgriffen ist. Sie ist weiter einfach herstellbar und montierbar. Dennoch erlaubt sie dem piezoelektrischen Transformator das Durchführen der ihm eigenen mechanischen Schwingungen und dämpft überdies alle Störschwingungen, die vom 'Gehäuse auf -den piezoelektrischen Transformator übertragen werden könnten. G - leichzeitig, ist damit eine. erhebliche Sicherheit gegenüber Beschädigungen des pie.zoelekjri-sche,n Transformators erreicht. - Gemäß einer Weiterbildung kann der elastische Teil plattenartig ausgebildet sein und den piezöelektrischen Transformator im Bereich des Schwingungsknotenpunktes kleinster Schwingungsamplitude umgreifen. Eine derartige Ausbildung und An76rdnung der Halterung ist.,einerseits äerstellungsmäßig #besonders einfach und reduziert überdies die Beanspruchung des elastischen Teiles. Dadurch werden -Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Halteiung erhöht. Gleichzeitig wird die übertragung der Schwingungen des p#ezoelektrische#A Transformators auf das Gehäuse veinlieden. '. ' , -, Gemäß einer weiteren Ausgestaltung können die beiden Enden des piezoelektrischen Transformators in Ausnehmungen elastischer Teile eingelassen sein. ,Diese Ausführungsforin ist* lierst'ellungsmäßig' - besonß#rs einfach, da die elastischen Teile nur auf die Enden des piezoelektrischen Transformators aufzusetzen sind und ihrerseits in den Enden des Gehäuses leicht gehaltert werden können, Die. Halterung, läßt. -sich in .ihren Eigenschaften noch weiter verbessern, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung für -die Halterung zusätzlich zum elastischen Teil zwei federnde7 - Tragstäbe vorgesehen sind, die mit einer konvexen Auswölbung im Mittelpunkt der Eingangselektroden angreifen, in der Befestigungsplatte des Gehäuses gehaltert sind und zugleich als Elektrodenanschlußklemmen dienen. Der piezoelektrische Transformator ist in diesem Fall völlig frei federnd aufgehängt und überdies an mehreren Stellen federnd abgestützt. Er ist damit vor Störschwingungen und Beschädigungen sicher, und das Problem des elektrischen Anschlusses ist gleichzeitig gelöst. ander gegenüberliegenden Seiten angeordneten Eingangselektroden 3 und 4 auf, die beispielsweise an den Horizontalausgangskreis 5 eines Fernsehempfängers angeschlossen sind, sowie einen Generatorabschnitt 6. Dieser ist mit einer Ausgangselektrode 7 versehen, die über Gleichrichterdioden8 und einen Glättungskondensator 9 mit einem Lastwiderstand 10 verbunden ist.
• Der vom Horizontalausgangskreis 5 an die Eingangselektrode 3 und 4 gegebene Rücklaufinipuls bewirkt durch den Elektrostriktionseffekt eine mechanische Schwingung des piezoelektrischen Transformators 1. Es baut sich eine Resonanzschwingung in Form einer stehenden Welle auf, wobei die Schwingungsamplituden die in F i g. 2 a durch Kurve 11 angedeutete Verteilung haben. Die Schwingungsrichtungen sind dabei im Kreisabschnitt 2 und im Generatorabschnitt 6 durch Pfeile 12 angedeutet. Der piezoelektrische Transformator ist in der durch Pfeile 13 bezeichneten Richtung polarisiert. In F i g. 2 b. sind überdies die Schwingungsknotenlinien 14 und 15 kleinster Schwingungsauslenkung angedeutet. Theoretisch ist die Schwingungsbewegung in den Schwingungsknotenlinien gleich Null.
• F i g. 3 und 4 zeigen eine Ausführungsforin der Erfindung. Ein Teil 25 aus einem elastischen Material, beispielsweise Gummi oder einem weichen und biegsamen Plastikmaterial, umgreift den Generator-,abschnitt 6 des piezoelektrischen Transformators 1 im Schwingungsknoten. Der Teil 25 ist am piezoelektrischen Transformator 1 durch Aufbrennen, Pressen, Verkitten oder ein anderes geeignetes Verfahren befestigt. Eine Feder 21 ist mit der Ausgangselektrode 7 ,des Generatorabschnittes 6 verbunden. Der piezoelektrische Transformator 1 mit dem an ihm befestigten Teil 25 und der Feder 21 wird von einer gehäuseartigen Befestigungsplatte 26 gehalten, die im wesentlichen aus zwei einander gegenüberliegenden Platten 27 und 28 aus Isoliermaterial besteht, die in ihren Innenwänden einander gegenüberliegende Ausnehmungen 29 und 30 aufweisen. Die entgegengesetzten # # Flansche 37 und 39 bzw. 38 und 40 erstrecken sich von den Außenwandflächen :der Platten 27 bzw* -28 hach#außeirund begrenzen zwischen sich ' einander gegenüberliegende-,Zwischenräume, lir denen Gleichxichter 22 #und-,23 zum- Gleichrichten der -vom piezoelektrischen Transformatoi 1 - erzeugten Hoffispaftnung-- befestigt sind.- Ein Leitungsdraht 41 Fürs den gleichgerichteten Ausgang -ist mit dem Gleichrichter 22 -verbunden. Eine Verbindungsklemme 42 verbindet den Gleichrichtei-22 und 23 mit der die Ausgangsleitung des piezoelektrischen Transformators 1 bildenden-- Feder 21. Ein Kleminstreifen 43 ist an der Eitigtellschraube 33 befestigt und verbindet den Gleichrichter 23 mit der Elektroden-Anschlußklemme 32 durch einen Leitungsdraht.
• Es ist klar, daß das an einem Teil des piezoelektrischen Transformators 1 durch Aufbrennen, Pressen, Verkitten oder ein anderes geeignetes Verfahren befestigte elastische Bauteil aus Gummi oder ähnhchem Material eine mechanische feste Halterung für den piezoelektrischen Transformator 1 bildet. Ferner tritt auf Grund der Tatsache, daß der entsprechend dem A-Schwingungstyp arbeitende piezoelektrische Transformator 1 von dem elastischen Bauteil an der Schwingungsknotenlinie 15 gehalten wird, keine unerwünschte Reduzierung oder Schwankung der Aus-. gangsspannung auf. Außerdem kann der piezoelektrische Transformator 1 unbehindert schwingen, da das Tragteil aus elastischem Material hergestellt ist. Darüber hinaus ist die Verwendung des elastischen Teils sehr wirksam für die Unterdrückung von Störschwingungen, die zwischen dem Halteabschnitt der Befestigungsplatte 26 und dem piezoelektrischen Transformator 1 auftreten können, und für das Verhindern einer Konzentration einer mechanischen Spannung auf dem piezoelektrischen Transformator 1. Daraus ergibt sich eine völlige Freiheit von Beschädigungen für den piezoelektrischen Transformator 1. Der piezoelektrische Transformator 1 kann daher gegen äußere Stöße geschützt mit hoher Betriebssicherheit arbeiten. Außerdem bewirken die den piezoelektrischen Transformator 1 an der anderen Schwingungsknotenlinie 14 mit ihren konvexen Teilen haltenden federnden Tragstäbe 35 und 36 zusätzlich eine sicherere Halterung für den verhältnismäßig langen und schweren piezoelektrischen Transformator 1. Da die Verlängerung der Tragstäbe als Elektrodenanschlußklemmen 31 und 32 dienen kann, kann der piezoelektrische Transformator beispielsweise so ausgebildet werden, daß er zur Rationalisierung der Verdrahtung auf einer gedruckten Schaltung befestigt werden kann.
• Die F i g. 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der der piezoelektrische Transformatot 1 in einer aus einem oberen Gehäuseteil 45 und einem untereii Gehäuseteil 46 zwaniiiiengesetzten Befestigungsplatte 44 untergebracht ist. Der obere Gehätiseteil 45 ist in Paßsitz auf dem unteren Gehäüäetdil 46 angeordnet. Beide Teile bestehen äüs eiftem elektrisch isolierenden Material. Elastische Teile 47 und 48 aus Gummi oder ähnlichem elastischeh Material sind am oberen inneren Ende de# obereh Gehäuseteils 45 bzw. am unteren inneren Ende des unteren Gehäuseteils 46 angeordnet. Die elastisthän Teile 47 und 48 weisen jeweils Ausnehihungen 49 bzw. 50 auf, die das obere, bzw. untere Ende des piezoeldktrischen Transförmätörs 1 in Paßsitz aufnehmen.
• Wie bei der -Ausfühitlügsföiiü getnäß F i g. 3 und 4 sind zwei Elektrodenanschlußklemmeii 31 und 32 vorgesehen, die als jeweils einen körivekon Abschnitt aufweisbilde Tragstäbe 35 bzw 36 ausgebildet sind, die den Treibabschnitt 2 am Schwiligungsknöten haltei!. Die Tragstäbe 35 und 36 sind in der -Nähe ihres ufttereii Ehdes in der unteren Platte des unteren Gehäuset#ils 46 befestigt, wobei ihre aus dem Gehäuse herätisragenden Enden als Eingangsklemmen dienen. Die Aüsgäng-selpkirödb 7 des pieibelektfisclfön Transformators 1 liegt an ehieni an der limenfläclid der Deckplatte des bbereii Gehäuseteils 45 befestigten Kle,mmstreifen 51 an, dessen eines Ende 52 aus dein oberen Gehäuseteil 45 herausragt und über eine Leitung mit einem Ende der Gleichrichter 21 und 23 verbunden ist. Das andere Ende des Gleichrichters 23 ist über eine Leitung mit einem Abschnitt 54 des Tragstabes 35 verbunden, der durch eine öffnung 53 in der Wand des oberen und unteren Gehäusäteils 45 und 46 aus dein Gehäuse herausgeführt ist.
• Es ist ersichtlich, daß der pi * ezoelektrische Transforihator 1 dürch die elastischen Teile 47 und 48 sowie durch die federnden Tragstäbe 35 ühd 36 festgehalten werden kann und daß die gewünschte Sicherheit gegen Hochspannung dadurch sicheige-#tellt werden kann, daß nur die als Eingängszuleitungen dienenden Enden der Tragstäbe als Elektrbdefianschlußkleinmän 31 und 32 und das Ende 52 de s- Klänftenstieifens 51 aus dem Gehäuse aus elektrisch isolierendem Material nach außen ragen uild der piezoelektrische Transformator 1 vollständig in ein isolierendes Gehäuse eingeschlossen ist.

Claims (2)

1. Patentansprüche-1. Piezoelektrischer Transformator in Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds ind öin-eüi Generatorabschnitt, der -an seinem einen Ende eine Ausgangselektrode aufweist, und mit einem Treibabschnitt, der auf einander gegenüberliegenden Oberflächen mit Eingangselektroden versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Transformator (1) von einer Befestigungsplatte (26; 44) mit Hilfe mindesten's eines elastischen, beispielsweise aus Gummi-bestehenden Teils - (25; 4.7, 48) -gehalten ist,- der einen Teil des piezoelektrischen Transformatöh umgreift.
2. 2. Transformator nach Anspruch 1,- dädiii#h gekennzeichnet, daß der elastische -Teil (2-5) plattenartig ausgebildet ist und den plezsig.qktrischen Transformator (1) im Bereich einer Schwingungsknotenlinie (15) kleinster Schwingungsamplitude umgreift. 3. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des piezoelektrischen Transformators (1) in Ausnehmungen elastischer Teile (47, 48) eingelassen sind. ge 4. Transformator nach Anspruch 1, dadurch g kennzeichnet, daß für die Halterung des piezoelektrischen Transformators zusätzlich zwei federnde Tragstäbe (35, 36) vorgesehen sind, die mit einer konvexen Auswölbung iin Mitiel#unkt der Eingangselektroden-(3,4) angreifen, in der Befestigungsplatte (26; 44) gehalter-t_-sind.unc1.-zu,-gleich als Elektrodenanschlußklemmen (31, 32) dienen.