DE19983943B4 - Hammer für einen piezoelektrischen Wandler und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

Abstract

Hammer für einen piezoelektrischen Wandler aufweisend:
Ein Hammerringglied (30), welches zwei sich rechtwinklig erstreckende integrale Arme (22C, 24C) und eine zentrale Öffnung (34) aufweist; und
ein Hammerkörper (40), welcher einen Basisabschnitt (42) und ein nach oben sich erstreckendes Achsglied (46) aufweist, wobei sich das Achsglied durch die zentrale Öffnung (34) des Hammerringglieds (30) erstreckt,
wobei das Hammerringglied (30) auf dem Basisabschnitt (42) des Hammerkörpers (40) sitzt.

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen einzigartigen Hammer bzw. Ramme, der in piezoelektrischen Wandlern verwendet wird. Insbesondere sieht die vorliegende Erfindung einen Hammerkörper mit integralen bzw. einteiligen sich nach außen erstreckenden Hammerarmen und eine Methode zum Produzieren dergleichen vor.
• Existierende Hammer wie sie in piezoelektrischen Aktuatoren verwendet werden, sind aus zwei separaten Einzelteilen bzw. Komponenten zusammengesetzt – ein Hammerkörper und ein Hammerstift bzw. -bolzen. Bis heute hat es keinen Hammer in einer Einheit gegeben, nämlich der Hammerkörper und der Bolzen durch Spritzgießen zusammen gegossen, noch hat es einen Hammer mit einem Loch durch den Hammerkörper durch Spritzgießen gegeben. Die technischen Probleme solch ein kleines Stück zu gießen wurden nicht überwunden.
• Augenblicklich macht die Montage des Hammerstifts in den Hammerkörper ein Bohren eines Lochs durch den Hammerkörper nötig. Das Bohren solch eines kleinen Lochs durch den Hammerkörper, welcher auch sehr klein in der Größe ist, ist sehr schwierig. Für die beste Leistung des Hammers muß der Hammerstift am Mittelpunkt des Hammerkörpers befestigt sein und in einer absolut balancierten, horizontalen und symmetrischen Art sein. Dies ist aus technischen Gründen während der Montage des Hammerstifts in den Hammerkörper sehr schwierig zu erreichen.
• US-A-4 015 152 offenbart einen piezoelektrischen Wandler mit einem Hammer, der einen Bund aufweist.
• DE 42 06 187 A1 offenbart einen Hammer für einen piezoelektrischen Wandler mit diametral sich erstreckenden Armen.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung eines Hammers für einen piezoelektrischen Wandler, der eine hohe Betriebssicherheit und eine lange Lebensdauer aufweist.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Hammer nach Anspruch 1 und ein Herstellverfahren für einen Hammer nach Anspruch 7 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen angeführt.
• In der vorliegenden Erfindung besteht der Hammer immer noch aus zwei Teilen. Jedoch ist es nicht notwendig ein Loch durch den Hammerkörper zu bohren. Weiterhin ist der Mittelpunkt des Hammerkörpers und die Balance, Horizontalität und Symmetrie der Hammerarme im Prozeß bzw. Verfahren der vorliegenden Erfindung garantiert. Die Leistung des beendeten bzw. fertigen Produkts, welches diesen neu erfundenen Hammer benutzt, ist somit gesteigert.
• Zusammenfassung der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung ist ein zweiteiliger Hammer für einen piezoelektrischen Aktuator, worin die horizontalen Hammerarme einteilig in das Hammerringglied gegossen sind. Ein Hammerkörperglied, welches eine sich vertikal erstreckende Achse aufweist, stützt bzw. unterstützt und hält das Ringglied durch sich Erstrecken durch eine zentrale Öffnung im Ring zurück.
• Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• 1 stellt eine Querschnittsansicht eines Hammers nach Stand der Technik in einem piezoelektrischen Aktuator dar.
• 2A stellt eine explodierte Perspektivansicht eines ersten Hammers nach Stand der Technik dar.
• 2B zeigt eine Seitenrißansicht des ersten Hammers nach Stand der Technik von 2A.
• 2C stellt eine explodierte Perspektivansicht eines zweiten Hammers nach Stand der Technik dar.
• 2D zeigt eine Seitenrißansicht des zweiten Hammers nach Stand der Technik aus 2C.
• 3A stellt eine explodierte Perspektivansicht des Hammers der vorliegenden Erfindung dar.
• 3B zeigt eine Seitenrißansicht des Hammers der vorliegenden Erfindung.
• Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
• 1 stellt eine Querschnittsansicht eines Hammers 11A nach Stand der Technik in einem piezoelektrischen Wandler dar. Die Bedienung solcher Vorrichtungen ist in der Technik allgemein bekannt. Der Wandler betreibt bzw. funktioniert durch die Kollision des Hammers 11A mit anderen Teilen des Wandlers, um eine elektrische Ladung zu generieren. Jegliche Abweichung in der balancierten, symmetrischen Konstruktion des Hammers 11A wird die Stabilität der Emission bzw. Ausstoßes der elektrischen Ladung vom Wandler beeinflussen.
• 2A bis 2D stellen auch Hammer nach Stand der Technik dar. 2A ist eine Explosionsansicht des zweiteiligen Hammers 11. Er besitzt ein Hammerkörperglied 12 und einen Hammerstift 14. Ein Loch 16 muß durch den Körper 12 gebohrt werden, um den Stift 14 anzunehmen. Die Bohrung wird durchgeführt, nachdem der Körper gegossen wurde. Das Stiftende 18 wird in das Loch 16 gepreßt und muß exakt in der Mitte des Körpers 12 sein, um absolut balanciert und horizontal mit den sich erstreckenden Armen 22 und 24, die perfekt symmetrisch sind, zu sein.
• Ein weiterer Hammer 11A nach Stand der Technik wird in den 2C und 2D gezeigt. Wieder muß ein Stift 14A in das gebohrte Loch 16A gepreßt werden, mit perfekt symmetrischen, balancierten und horizontal im Körper 12A befindlichen Armen 22A und 24.
• Die vorliegende Erfindung ist in den 3A und 3B gezeigt. Der Hammer 11C besitzt einen garantierten Mittelpunkt mit perfekter Balance, horizontalen Armen und symmetrischen Armen, weil die Arme 22C und 24C durch einheitliches Gießen ausgebildet sind. Die Arme sind im Gußprozess ausgebildet und sind somit integral bzw. einteilig zum bzw. am Ringkörper 30. Die Hammerarme sind nicht durch einen Stift ausgebildet, der durch ein wählerisch bzw. empfindlich bzw. fein gebohrtes Loch durchgeht, wie es vom Stand der Technik bekannt ist. Der Hammerringkörper 30, der aus metallischen oder nichtmetallischen Materialien, wie Kunststoff, gefertigt ist, ist als allgemein zylindrische Röhre bzw. Rohr mit einer sich vertikal erstreckenden zentralen Öffnung 34 mit rechtwinklig sich erstreckenden Armen 22C und 24C ausgebildet. Durch Ausbilden der Arme in der Form wird eine verbesserte Symmetrie und Balance des Hammers erreicht.
• Der Hammer 11C wird durch Legen bzw. Plazieren des Rings 30 über das Hammerkörperglied 40, welches aus Metall gemacht ist, zusammengebaut. Das Hammerkörperglied 40 weist einen zylindrischen Basis- bzw. Fundament- bzw. Fußabschnitt 42 mit einem Vorsprung bzw. Schulter 44 auf. Sich nach oben erstreckend von der Mitte des Basisabschnitts 42 ist ein gestrecktes bzw. verlängertes bzw. gedehntes zylindrisches Achsglied 46. Bei Montage wird die Unterseite 36 des Rings 30 gegen den Vorsprung 44 des Körperglieds 40 gepreßt.
• Die äußere Fläche bzw. Oberfläche 48 der verlängerten Achse 46 kann gegen die innere Fläche bzw. Oberfläche 38 des Rings 30 durch verschiedene Vorrichtungen befestigt oder eng gepaßt werden. Abhängig von der Zusammensetzung des Rings 30, kann ein gewisser Grad von Elastizität des Rings 30 bestehen, wobei somit der Durchmesser des inneren Lochs 34 leicht geringer als der Durchmesser der verlängerten Achse 46 sein kann (wobei die Achse einen Durchmesser gleich oder leicht größer als das Loch besitzt). Alternativ kann die innere Oberfläche 38 mit hervorragenden vertikalen Streifen 50 versehen sein, welche, wenn der Ring 30 gänzlich auf die verlängerte Achse 46 gepreßt wird, eng gegen die innere Oberfläche 38 und die Streifen 50 passen, um den Ring 30 an dem Körperglied 40 zu halten. Somit wird ein verbesserter Hammer erzeugt.

Claims (8)

1. Hammer für einen piezoelektrischen Wandler aufweisend: Ein Hammerringglied (30), welches zwei sich rechtwinklig erstreckende integrale Arme (22C, 24C) und eine zentrale Öffnung (34) aufweist; und ein Hammerkörper (40), welcher einen Basisabschnitt (42) und ein nach oben sich erstreckendes Achsglied (46) aufweist, wobei sich das Achsglied durch die zentrale Öffnung (34) des Hammerringglieds (30) erstreckt, wobei das Hammerringglied (30) auf dem Basisabschnitt (42) des Hammerkörpers (40) sitzt.
2. Hammer von Anspruch 1, worin das Achsglied (46) im allgemeinen zylindrisch ist, wobei es einen Durchmesser leicht geringer als die zentrale Öffnung (34) besitzt, um eine enge Passung zwischen dem Achsglied (46) und der zentralen Öffnung (34) sicherzustellen.
3. Hammer von Anspruch 1, worin die zentrale Öffnung (34) vorstehende vertikale Stege (50) zum Drängen gegen die äußere Oberfläche bzw. Fläche des Achsglieds (46) besitzt, um einen engen Sitz zwischen dem Achsglied (46) und der zentralen Öffnung (34) sicherzustellen.
4. Hammer von Anspruch 3, worin das Achsglied (46) im allgemeinen zylindrisch ist.
5. Hammer von Anspruch 1, worin das Hammerringglied (30) aus gegossenem Plastik gefertigt ist und der Hammerkörper (40) aus Metall gefertigt ist.
6. Hammer von Anspruch 5, worin ein Durchmesser der zentralen Öffnung (34) des Hammerringglieds (30) den gleichen oder leicht geringeren als ein Durchmesser des Achsglieds (46) besitzt.
7. Verfahren zur Produktion eines Hammers für einen piezoelektrischen Wandler aufweisend die Schritte: Formen bzw. Gießen eines einheitlichen Hammerringglieds (30), welches zwei rechtwinklig sich erstreckende integrale Arme (22C, 24C) und eine zentrale vertikale Öffnung (34) aufweist; Gießen eines Hammerkörpers (40), welcher einen Basisabschnitt (42) und ein nach oben sich erstreckendes Achsglied (46) aufweist; Pressen des einheitlichen Hammerringglieds (30) auf das Achsglied (46) des Hammerkörpers (40), so dass das Hammerringglied (30) auf dem Basisabschnitt sitzt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, worin das Hammerringglied (30) aus Plastikmaterial gefertigt ist und der Hammerkörper (40) aus Metallmaterial gefertigt ist.