DE19809206A1 - Ultrasonic transducer device with centering molding - Google Patents
Ultrasonic transducer device with centering moldingInfo
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Abstract
Die erfindungsgemäße Ultraschallwandlereinrichtung weist einen Ultraschallwandler aus einer Piezokeramikscheibe (2) und einer Anpaßscheibe (1) auf, die zumindest teilweise in einem Gehäuse (3) mittels eines Polymer-Schaumstoffs (5) eingebettet sind. Die Anpaßschichtscheibe (1) ist an ihrer Umfangsfläche durch ein Schaumstoff-Formteil (4) zentriert, das sich kostengünstig vorfertigen läßt und zudem die frontseitige Sichtfläche der Ultraschallwandlereinrichtung optisch nicht beeinträchtigt.The ultrasonic transducer device according to the invention has an ultrasonic transducer consisting of a piezoceramic disc (2) and a matching disc (1), which are at least partially embedded in a housing (3) by means of a polymer foam (5). The adapter layer disk (1) is centered on its circumferential surface by a foam molded part (4) which can be prefabricated inexpensively and, moreover, does not visually impair the front face of the ultrasonic transducer device.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ultraschallwandlerein richtung mit einem eine Piezokeramikscheibe und eine Anpaß schichtscheibe aufweisenden Ultraschallwandler, der teilweise in einem Gehäuse mittels eines Polymer-Schaumstoffs eingebet tet ist.The invention relates to an ultrasonic transducer direction with a piezoceramic disc and an adapter Ultrasonic transducer with a layered disc, the partial embedded in a housing by means of a polymer foam is.
Eine gattungsgemäße Ultraschallwandlereinrichtung ist aus der DE 33 01 848 C2 und DE 37 34 070 C2 bereits bekannt. Hier werden zur Einbettung des Ultraschallwandlers getriebene oder syntaktische Schäume verwendet. Die Einbettung der Ultra schallwandler hat im wesentlichen drei Funktionen zu erfül len. Es sollen eine positionsgenaue und zuverlässige mechani sche Halterung des Ultraschallwandlers, eine mechanische Dämpfungswirkung sowie eine optisch ansprechende und gegen über Umwelteinflüssen unempfindliche Wandlersichtfläche er reicht werden. Die mechanische Dämpfungswirkung erfolgt in der Weise, daß die Wandlerschwingung zur Erzielung hoher aku stischer Empfindlichkeit mäßig und reproduzierbar gedämpft wird.A generic ultrasonic transducer device is from the DE 33 01 848 C2 and DE 37 34 070 C2 are already known. Here are driven or to embed the ultrasonic transducer syntactic foams used. Embedding the Ultra sound transducer has three main functions len. It should have a precise and reliable mechani cal holder of the ultrasonic transducer, a mechanical Damping effect and a visually appealing and against converter surface insensitive to environmental influences be enough. The mechanical damping effect takes place in the way that the transducer vibration to achieve high aku moderate sensitivity and reproducible damped becomes.
Bei der Fertigung solcher Ultraschallwandlereinrichtungen ist auf exaktes Positionieren und Zentrieren der Ultraschallwand ler zu achten, was üblicherweise mit einem hohem Aufwand unter Anwendung mit speziellen Vorrichtungen verbunden ist. An der Sichtfläche der Ultraschallwandlereinrichtungen treten aufgrund des Schäumens häufig Lunker und Luftblasen auf, die aufwendig nachgebessert oder ausgemustert werden müssen.In the manufacture of such ultrasonic transducer devices for exact positioning and centering of the ultrasound wall to pay attention to what is usually a lot of work using special devices. Step on the visible surface of the ultrasonic transducer devices due to the foaming often blowholes and air bubbles on the have to be laboriously touched up or retired.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die obenge nannte Ultraschallwandlereinrichtung derart zu verbessern, daß der Ultraschallwandler auf einfache Weise zentriert ist und zugleich eine optisch ansprechende, lunkerfreie Sichtflä che gewährleistet ist. Therefore, the invention has for its object the above to improve said ultrasonic transducer device in such a way that the ultrasound transducer is centered in a simple manner and at the same time a visually appealing, void-free viewing area che is guaranteed.
Die Aufgabe wird dadurch erreicht, daß die Anpaßschichtschei be an ihrer Umfangsfläche durch ein Schaumstoff-Formteil zen triert ist. Es besteht hierbei der Vorteil, daß derartige Schaumstoff-Formteile sich maßgenau und kostengünstig, bei spielsweise durch Ausstanzen aus Schaumstoffplatten, herstel len lassen. Der Einsatz derartiger vorgefertigter und damit vorprüfbarer Zentrier-Formteile an der Wandlersichtfläche ermöglicht eine Serienfertigung mit sehr einfachen und kostengünstigen Vorrichtungen bei gleichzeitiger Minimierung des Ausschusses aufgrund von optischen Fehlern an der Sicht fläche. Moderne Schaumstoffe, wie z. B. diverse Zellkautschuk- Werkstoffe, Polyethylen- oder Polyurethan-Schaumstoffe sind mechanisch robust und beständig gegenüber klimatischen und chemischen Einflüssen.The object is achieved in that the adaptation layer layer be zen on its peripheral surface by a foam molding is trated. There is the advantage that such Foam molded parts are accurate and inexpensive, at for example by punching them out of foam sheets let len. The use of such prefabricated and thus pre-testable centering moldings on the converter face enables series production with very simple and inexpensive devices while minimizing of the committee due to optical defects in the sight surface. Modern foams, such as B. various cellular rubber Materials, polyethylene or polyurethane foams are mechanically robust and resistant to climatic and chemical influences.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das Schaumstoff-Formteil als Ring ausgebildet ist, an dem die Umfangsfläche der Anpaßschichtscheibe anliegt. Dies ist eine bezüglich der Formgebung sehr einfache und dabei stabile Ausführung des Schaumstoff-Formteils.An advantageous development of the invention consists in that the foam molding is designed as a ring on which the circumferential surface of the adapter layer disc rests. This is a very simple and stable in terms of shape Execution of the foam molding.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Schaumstoff-Formteil bündig mit der Abstrahlfläche der Anpaß schichtscheibe abschließt.Furthermore, it has proven to be advantageous if the Foam molded part flush with the radiation surface of the adapter layer disc closes.
Um schädliche Einflüsse durch Feuchtigkeit oder ähnlichem von außen her zu vermeiden, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Schaumstoff-Formteil aus einem Schaumstoff mit ge schlossenzelliger Struktur hergestellt ist. Andernfalls ist nicht auszuschließen, daß beim Verguß des Ultraschallwandlers kleine Mengen an gießbarer Schaummasse in die Zellstruktur eindringen und diese damit verhärten, was die Schwingungs dämpfung sehr nachteilig beeinflußt.To prevent harmful influences from moisture or the like to avoid from the outside, it has proven to be advantageous if the foam molding made of a foam with ge lock cell structure is made. Otherwise it is not to be excluded that when potting the ultrasonic transducer small amounts of pourable foam mass in the cell structure penetrate and thereby harden what the vibration damping very adversely affected.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: An embodiment of the invention is as follows explained in more detail using a drawing. Show it:
Fig. 1 eine Ultraschallwandlereinrichtung mit bündiger Sichtfläche und Fig. 1 shows an ultrasonic transducer device with a flush visible surface and
Fig. 2 eine Ultraschallwandlereinrichtung mit einem elastischen Abstandshalter. Fig. 2 shows an ultrasonic transducer device with an elastic spacer.
Fig. 1 zeigt eine Ultraschallwandlereinrichtung mit einem Ultraschallwandler, der im wesentlichen eine Anpaßschicht scheibe 1 und eine Piezokeramikscheibe 2 aufweist. Der Ultra schallwandler 1, 2 ist hier durch ein als Zentrierring 4 aus gebildetes Schaumstoff-Formteil zentriert, das bündig mit der Wandlersichtfläche und einem zylindrischen Gehäuse 3 ab schließt. Im Innenraum des Gehäuses 3 ist der Ultraschall wandler 1, 2 in einem Schaumstoff 5 eingebettet, so daß sich eine form- und kraftschlüssige mechanische Halterung des Ul traschallwandlers 1, 2 im Gehäuse 3 ergibt. Das Schaumstoff- Formteil 4 gewährleistet eine einwandfreie, lunkerfreie Sichtfläche. Wegen der Dichtungswirkung des Schaumstoff-Form teils 4 kann der Verguß mit dem Schaumstoff 5 praktisch ohne jeglichen Vorrichtungsaufwand durchgeführt werden. Fig. 1 shows an ultrasonic transducer device with an ultrasonic transducer, which has a matching layer disk 1 and a piezoceramic disk 2 . The ultra sound transducer 1 , 2 is centered here by a foam molding formed as a centering ring 4 , which closes flush with the transducer face and a cylindrical housing 3 . In the interior of the housing 3 of the ultrasonic transducers 1, 2 embedded in a foam material 5, so that a positive and non-positive mechanical retention of the Ul traschallwandlers 1, 2 result in the housing. 3 The foam molding 4 ensures a flawless, void-free visible surface. Because of the sealing effect of the foam mold part 4 , the potting with the foam 5 can be carried out practically without any device outlay.
Das weitere Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 zeigt eine ge ringfügige Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1. Diese besteht darin, daß ein weiteres Schaumstoff-Formteil 6 als elastischer Abstandshalter und Dichtungsring zwischen der Frontfläche des Ultraschallwandlers 1, 2 und dem hier auf der Frontseite nach innen überstehenden Gehäuse 3 eingesetzt ist. Bei dieser Ausführung ist das Schaumstoff-Formteil 6 weitge hend durch den Überstand des Gehäuses 3 abgedeckt, wodurch eine Schutzfunktion gegen mechanische Einwirkungen gegeben ist.The further embodiment of FIG. 2 shows a slight modification of the embodiment of FIG. 1. This consists in the fact that another foam molded part 6 as an elastic spacer and sealing ring between the front surface of the ultrasonic transducer 1 , 2 and here on the front inside projecting housing 3 is used. In this embodiment, the foam molded part 6 is largely covered by the protrusion of the housing 3 , which provides a protective function against mechanical influences.
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