DE1967130C2 - Mechanisch-elektrisch bzw. elektrisch-mechanischer Wandler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wandler mit einem mechanische in elektrische bzw. elektrische in mechanische Energie umwandelnden Teil aus hochpolymeren piezoelektrischem Material, an dessen Oberfläche Elektroden angebracht sind.

Nach dem älteren Recht (Patent 16 73 386) wird ein derartiger Wandler für eine Meßvorrichtung zur Geschwindigkeitsmessung von Fahrzeugen auf einer Meßstrecke von bekannter Länge mit einer Zeitmeßeinrichtung vorgeschlagen, wobei Start- und Stoppimpuisgeber auf den Räderdruck ansprechen und aus je einem Leiterpaar mit zwischengelagerter piezoelektrischer Isolierschicht bestehen.

Demgegenüber befaßt sich die vorliegende Erfindung mit der Lösung der Aufgabe, einen Wandler der eingangs genannten Art so auszubilden, daß dieser insbesondere als elektroakustischer Wandler einen hohen Übertragungswirkungsgrad erreicht, gleichzeitig jedoch geringe Abmessungen hat.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Durch diese direkte Verbindung von Schwingplatte und V-förmigem Element entfällt der sonst notwendige Übertragungshebel, so daß ein Wandler mit relativ kleinen Abmessungen entstanden ist. Auch erfolgt die Übertragung der Schwingungen auf einer geraden Linie, so daß ein entsprechend hoher Übertragungswirkungsgrad erreicht wird.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht eines nicht zur Erfindung gehörenden Wandlers zur Erläuterung des grundsätzlichen Aufbaus eines Wandlers.

Fig.2 ist eine Schnittansicht durch einen Wandler gemäß der Erfindung.

Fig.3 ist eine Unteransicht des Wandlers gemäß F ig. 2.

Fig.4 ist eine der Fig.2 entsprechende Ansicht, anhand welcher die Schwingung erläutert wird.

Gemäß Fig. 1, in welcher ein piezoelektrischer Wandler wiedergegeben ist, ist ein bimorpher Schwinger 41 vorgesehen, bei dem zwei piezoelektrische

ίο Materialien, beispielsweise Rochelle-Salzkristalle oder piezoelektrische keramische Materialien so miteinder verbunden sind, daß, wenn der eine Teil sich ausdehnt oder verlängert, der andere Teil sich zusammenzieht. Der Schwinger 41 ist an einem Ende an einer festen Fläche 47 befestigt und ist am anderen Ende über einen Übertragungshebel 48 reit einer Schwingplatte 4!# verbunden, um diese in Schwingung zu setzen.

Der in den F i g. 2 bis 4 gezeigte Wandler nach der Erfindung weist einen Rahmen 50, einen konischen oder tricherförmigen dünnen Teil bzw. eine Konusmembran 59 mit einer Spitze 59a, die mit einem Schwinger gemäß nachstehender Beschreibung verbunden ist, und ein rechteckiges dünnes Element 51 aus hochpolymeren piezoelektrischen Material auf. Das Element 51 ist V-förmig ausgebildet und an beiden Enden mit dem Rahmen 50 verbunden. Das Element 51 weist weiterhin an beiden Stiten Elektrodenflächen auf, die ihrerseits mit dem Element verbunden sind oder auf diesem niedergeschlagen sind. Mit 58 ist ein Anschluß zum Zuführen einer Wechselspannung zu den Elektroden bezeichnet.

Gemäß F i g. 3 hat der Schwinger 51 eine Molekülausrichtung, die in einem Winkel θ zu der Linie A-A' in Fig.3 liegt, wobei der Winkel Θ vorzugsweise 45° beträgt. Wenn eine Wechselspannung an die Elektroden angelegt wird, verläßt das Element 51 seine über den Winkel λ gekennzeichnete Lage und dehnt bzw. zieht sich längs der Linie A-A'(¥\g. 3) zusammen, so daß er, wie in Fig.4 durch die unterbrochene Linie wiedergegeben, schwingt und die Konusmembran 59 auf die angelegte Wechselspannung ansprechend hin- und herschwingen läßt.

Wenn das Element 51 mit einem Winkel « = 0 am Rahmen befestigt wäre, könnte es sich nur ausdehnen jedoch nicht zusammenziehen. Um den gewünschten Schallausgang zu erhalten, sollte das Element 51, beispielsweise wiedergegeben durch den Winkel λ gemäß F i g. 2, vorgespannt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Wandler mit einem mechanische in elektrische bzw. elektrische in mechanische Energie umwandelnden Teil aus hochpolymeren piezoelektrischen Material, an dessen Oberfläche Elektroden angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein V-förmiges piezoelektrisches Element (51) an seinen Enden (50) festgelegt ist, und daß die Spitze einer Konusmembran (59) direkt mit der Spitze \S9a) des V-förmigen Elementes (51) verbunden ist