DE202012100919U1

DE202012100919U1 - Transducer for generating and / or receiving surface acoustic waves in an object and tool for aligning a transducer assembly of a transducer

Info

Publication number: DE202012100919U1
Application number: DE201220100919
Authority: DE
Original assignee: Bestsens AG
Current assignee: Bestsens AG
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2013-06-17
Anticipated expiration: 2022-03-15

Abstract

Schallkopf zum Erzeugen und/oder Empfangen von Oberflächenschallwellen in einem Objekt, mit – einer Wandleranordnung (2) zum Umsetzen eines elektrischen Signals in Oberflächenschallwellen des Objektes (2001) und/oder zum Umsetzen von Oberflächenschallwellen des Objektes (2001) in ein elektrisches Signal, wobei – der Schallkopf (1) so an dem Objekt (2001) montierbar ist, dass die Wandleranordnung (2) in Kontakt mit einer Oberfläche des Objektes (2001) kommt; und – einem mit der Wandleranordnung (2) zusammenwirkenden elastischen Element (5), das im montierten Zustand des Schallkopfes (1) die Wandleranordnung (2) in Kontakt mit der Oberfläche des Objektes (2001) hält.Transducer for generating and / or receiving surface acoustic waves in an object, with > a transducer arrangement (2) for converting an electrical signal into surface acoustic waves of the object (2001) and / or for converting surface acoustic waves of the object (2001) into an electrical signal, wherein -. the transducer (1) being mountable to the object (2001) such that the transducer assembly (2) comes into contact with a surface of the object (2001); and - a resilient element (5) cooperating with the transducer assembly (2) and in the mounted state of the transducer (1) holding the transducer assembly (2) in contact with the surface of the object (2001).

Description

Die Erfindung betrifft einen Schallkopf zum Erzeugen und/oder Empfangen von Oberflächenschallwellen in einem Objekt gemäß Anspruch 1 sowie ein Werkzeug zum Ausrichten einer Wandleranordnung eines Schallkopfes gemäß Anspruch 18. The invention relates to a transducer for generating and / or receiving surface acoustic waves in an object according to claim 1 and to a tool for aligning a transducer assembly of a transducer according to claim 18.

Aus dem Stand der Technik sind Schallköpfe zum Erzeugen von akustischen Oberflächenwellen bekannt. Als Wandler zum Umsetzen eines elektrischen Signals in ein Schallsignal weisen derartige Schallköpfe beispielsweise Interdigitalwandler auf, die eine auf einem piezoelektrischen Substrat angeordnete, fingerartige Elektrodenstruktur besitzen. Transducers for generating surface acoustic waves are known in the art. As transducers for converting an electrical signal into a sound signal, such transducers have, for example, interdigital transducers which have a finger-like electrode structure arranged on a piezoelectric substrate.

Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem besteht darin, einen Schallkopf bereitzustellen, der eine möglichst reproduzierbare Anregung und/oder eine möglichst verlässliche Registrierung akustischer Oberflächenwellen ermöglicht. The problem underlying the present invention is to provide a transducer which enables as reproducible excitation as possible and / or the most reliable registration possible of surface acoustic waves.

Dieses Problem wird durch den Schallkopf gemäß Anspruch 1 sowie durch das Werkzeug gemäß Anspruch 18 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. This problem is solved by the transducer according to claim 1 and by the tool according to claim 18. Further developments of the invention are specified in the dependent claims.

Danach wird ein Schallkopf zum Erzeugen und/oder Empfangen von Oberflächenschallwellen in einem Objekt bereitgestellt, mit

– einer Wandleranordnung zum Umsetzen eines elektrischen Signals in Oberflächenschallwellen des Objektes und/oder zum Umsetzen von Oberflächenschallwellen des Objektes in ein elektrisches Signal, wobei
– der Schallkopf so an dem Objekt montierbar ist, dass die Wandleranordnung in Kontakt mit der Oberfläche des Objektes kommt; und
– einem mit der Wandleranordnung zusammenwirkenden elastischen Element, das im montierten Zustand des Schallkopfes die Wandleranordnung in Kontakt mit der Oberfläche des Objektes hält.

Thereafter, a transducer for generating and / or receiving surface acoustic waves is provided in an object, with

- A transducer arrangement for converting an electrical signal in surface acoustic waves of the object and / or for converting surface sound waves of the object into an electrical signal, wherein
- The transducer is mounted on the object so that the transducer assembly comes into contact with the surface of the object; and
- A cooperating with the transducer assembly elastic member which holds the transducer assembly in contact with the surface of the object in the mounted state of the transducer.

Insbesondere umfasst die Wandleranordnung einen eingangs bereits erwähnten Interdigitalwandler, der eine auf einem piezoelektrischen Substrat angeordnete fingerartige Elektrodenstruktur aufweist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf einen bestimmten Wandlertypus festgelegt. Denkbar ist z.B. auch, dass die Wandleranordnung ein (z.B. kreiszylindrisches) Piezoelement aufweist, das über eine nicht interdigitale Elektrodenstruktur angesteuert wird, oder einen sonstigen Wandler, d.h. ein Element, das durch Anlegen einer elektrischen Spannung in Schwingungen versetzbar ist. In particular, the converter arrangement comprises an interdigital converter already mentioned at the outset, which has a finger-like electrode structure arranged on a piezoelectric substrate. However, the invention is not limited to a particular transducer type. It is conceivable, e.g. also that the transducer arrangement comprises a piezoelectric element (e.g., circular cylindrical) driven by a non-interdigital electrode structure, or other transducer, i. an element that is vibratable by applying an electrical voltage.

Nach Montage des Schallkopfes am Objekt steht die Wandleranordnung derart in Kontakt mit dem Objekt (insbesondere mit einer Oberfläche des Objektes), dass sie in dem Objekt akustische Oberflächenwellen anregen bzw. sich in der Oberfläche ausbreitende akustische Oberflächenwellen detektieren kann. Beispielsweise ermöglicht die Wandleranordnung des Schallkopfes die Anregung und/oder Detektion von akustischen Oberflächenwellen in Form von Lamb- oder Rayleighwellen. After mounting the transducer on the object, the transducer assembly is in contact with the object (in particular with a surface of the object) such that it can excite surface acoustic waves in the object or detect surface acoustic wave propagating in the surface. For example, the transducer arrangement of the transducer enables the excitation and / or detection of surface acoustic waves in the form of Lamb or Rayleigh waves.

Denkbar ist, dass die Wandleranordnung des Schallkopfes so ausgebildet ist, dass ein Piezoelement oder ein sonstiger Wandler der Wandleranordnung in unmittelbaren mechanischen Kontakt mit dem Objekt, in dem die Oberflächenschallwellen anzuregen sind bzw. in der sich die zu empfangenden Oberflächenschallwellen ausbreiten, gebracht werden kann. Möglich ist jedoch auch, dass die Wandleranordnung ein Wandlergehäuse aufweist, in dem das Piezoelement (und z.B. eine Elektrodenstruktur zur Kontaktierung des Piezoelementes) oder ein sonstiger Wandler untergebracht sind, wobei das Wandlergehäuse in Anlage mit dem Objekt gebracht und über das elastische Element in Anlage gehalten wird, d.h. das Piezoelement (z.B. in Form eines piezoelektrischen Substrats) bzw. der sonstige Wandler liegt bei Betrieb des Schallkopfes nicht unmittelbar, sondern mittelbar über das Wandlergehäuse an dem Objekt an. Dies kann den Vorteil haben, dass das Piezoelement und die Elektroden des Wandlers oder sonstige Komponenten des Wandlers vor äußeren Einwirkungen (z.B. Abrieb oder sonstige Verschmutzungen) geschützt sind. Das Wandlergehäuse ist z.B. ein Metallteil, wobei das Material des Wandlergehäuses jedoch an die Erfordernisse anpassbar ist; beispielsweise kann es auch aus einem Kunststoff gebildet sein. Beispielsweise weist das Wandlergehäuse einen sich auf einer dem elastischen Element abgewandten Seite des Piezoelementes erstreckenden Boden auf, über den das Piezoelement bei Betrieb des Schallkopfes auf das Objekt einwirkt. It is conceivable that the transducer arrangement of the transducer is designed such that a piezo element or another transducer of the transducer arrangement can be brought into direct mechanical contact with the object in which the surface acoustic waves are to be excited or in which the surface acoustic waves to be received propagate. However, it is also possible for the converter arrangement to have a converter housing in which the piezoelement (and, for example, an electrode structure for contacting the piezoelectric element) or another converter are accommodated, wherein the converter housing is brought into contact with the object and held in abutment via the elastic element will, ie the piezoelectric element (for example in the form of a piezoelectric substrate) or the other transducer does not contact the object directly during operation of the transducer, but rather indirectly via the transducer housing. This may have the advantage that the piezoelectric element and the electrodes of the transducer or other components of the transducer are protected from external influences (for example abrasion or other soiling). The transducer housing is e.g. a metal part, however, the material of the converter housing is adaptable to the requirements; For example, it may also be formed from a plastic. By way of example, the converter housing has a base extending on a side of the piezoelectric element remote from the elastic element, via which the piezoelectric element acts on the object during operation of the transducer.

Insbesondere besteht die Wandleranordnung des erfindungsgemäßen Schallkopfes aus einem Wandler (ein Element, das durch Anlegen einer elektrischen Spannung in Schwingungen versetzbar ist, wie z.B. dem erwähnten Piezoelement) und einem Wandlergehäuse, in dem der Wandler angeordnet ist, wobei das Wandlergehäuse den Wandler nicht zwingend vollständig umgeben muss. In particular, the transducer assembly of the transducer according to the invention consists of a transducer (an element which is vibrated by applying an electrical voltage, such as the mentioned piezoelectric element) and a transducer housing in which the transducer is arranged, wherein the transducer housing, the transducer is not necessarily complete must surround.

Mittels des elastischen Elementes wird die Wandleranordnung (z.B. das erwähnte Wandlergehäuse) insbesondere mit einem konstanten Anpressdruck gegen die Oberfläche des Objektes gedrückt, so dass beispielsweise eine dauerhafte und möglichst gleichbleibende Anregung von akustischen Oberflächenwellen bzw. Auskopplung von sich in dem Objekt ausbreitenden Oberflächenschallwellen erfolgt. By means of the elastic element, the transducer arrangement (for example the mentioned converter housing) is pressed against the surface of the object, in particular with a constant contact pressure, so that, for example, a permanent and as constant as possible excitation of surface acoustic waves or decoupling of surface acoustic waves propagating in the object takes place.

Der erfindungsgemäße Schallkopf wird insbesondere zur Überwachung des Objektes eingesetzt, wobei anhand der vom Schallkopf erzeugten und/oder registrierten Oberflächenschallwellen Eigenschaften des Objektes bestimmt werden können. Bei dem Objekt, an dem der Schallkopf angeordnet werden soll, handelt es sich beispielsweise um ein Teil eines Lagers, wie noch weiter unten näher erläutert werden wird. The transducer according to the invention is used in particular for monitoring the object, it being possible to determine properties of the object on the basis of the surface sound waves generated and / or registered by the transducer. The object on which the transducer is to be arranged, for example, is a part of a bearing, as will be explained in more detail below.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der Schallkopf Befestigungsmittel, über die er an dem Objekt oder an einem an das Objekt angrenzenden Teil kraft- oder formschlüssig befestigbar, insbesondere verschraub- oder verrastbar, ist. Beispielsweise weist der Schallkopf ein Gehäuse auf, wobei die Befestigungsmittel ein Außengewinde des Gehäuses umfassen, über das der Schallkopf in eine mit einem entsprechenden Innengewinde versehene Bohrung des Objektes oder eines an das Objekt angrenzenden Teils einschraubbar ist. According to one embodiment of the invention, the transducer comprises fastening means by means of which it can be force-fitted or positively fastened, in particular screwed or latched, to the object or to a part adjacent to the object. For example, the transducer has a housing, wherein the fastening means comprise an external thread of the housing, via which the transducer can be screwed into a bore provided with a corresponding internal thread of the object or a part adjacent to the object.

Somit ermöglicht der erfindungsgemäße Schallkopfes eine Erzeugung und/oder Registrierung von akustischen Oberflächenwellen in dem Objekt ohne Klebverbindung, so dass an dem Objekt keine wesentlichen Veränderungen vorgenommen werden müssen und z. B. in eine möglicherweise bestehenden Gewährleistung in Bezug auf das Objekt nicht eingegriffen wird. Auch ist es möglich, den Schallkopf jederzeit auszubauen und beispielsweise in einem anderen Objekt zu verwenden. Insbesondere ist der Schallkopf auf einfache Weise an dem Objekt nachrüstbar, wobei z. B. lediglich eine Bohrung in einen Bereich des Objektes bzw. in ein an das Objekt angrenzendes Teil eingebracht und ein mit dem Außengewinde des Gehäuses des Schallkopfes korrespondierendes (Fein-)Gewinde erzeugt werden muss. Das Gehäuse (z.B. die Position des Außengewindes) ist insbesondere so bemessen, dass einem zu starken Anpressen, Positionierfehlern und/oder Beschädigungen der Wandleranordnung entgegengewirkt wird. Thus, the inventive probe allows generation and / or registration of surface acoustic waves in the object without adhesive bonding, so that no significant changes to the object must be made and z. B. is not interfered with a possibly existing warranty with respect to the object. It is also possible to expand the transducer at any time and to use, for example, in another object. In particular, the transducer can be retrofitted to the object in a simple manner, wherein z. B. only a hole in a region of the object or in an adjacent to the object part and a corresponding with the external thread of the housing of the transducer (fine) thread must be created. The housing (for example the position of the external thread) is dimensioned in particular in such a way that excessive pressing, positioning errors and / or damage to the transducer arrangement are counteracted.

Die Wandleranordnung ist mittels des elastischen Elementes insbesondere gegen eine Oberfläche des Objektes vorspannbar, d. h. der Schallkopf wird so an dem Objekt montiert, dass das elastische Element zumindest mittelbar einen gewissen Druck auf die Wandleranordnung (z.B. auf ein Wandlergehäuse) ausübt, der sie in Anlage mit der Oberfläche des Objektes hält. Beispielsweise ist das elastische Element in Form einer Schraubenfeder ausgebildet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine bestimmte Ausgestaltung des elastischen Elementes festgelegt. Vielmehr kommen im Prinzip beliebige Arten von elastischen Elementen in Frage, beispielsweise ein (z.B. zylindrischer) Einsatz aus einem elastischen Material. The transducer assembly is biased by means of the elastic element, in particular against a surface of the object, d. H. the transducer is mounted to the object such that the resilient member exerts, at least indirectly, some pressure on the transducer assembly (e.g., on a transducer housing) that holds it in abutment with the surface of the subject. For example, the elastic element is designed in the form of a helical spring. However, the invention is not limited to a particular embodiment of the elastic element. Rather, in principle, any types of elastic elements are suitable, for example a (for example cylindrical) insert made of an elastic material.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung umfasst der Schallkopf eine Aufnahme, in der das elastische Element angeordnet ist, wobei die Aufnahme ein Gegenlager für das elastische Element bildet. Beispielsweise drückt ein erster Abschnitt des elastischen Elementes gegen die Wandleranordnung (insbesondere gegen ein Wandlergehäuse), während ein zweiter Abschnitt gegen eine der Wandleranordnung entlang einer Längsrichtung des elastischen Elementes gegenüberliegende Innenseite der Aufnahme drückt. Denkbar ist auch, dass in der Aufnahme zumindest teilweise auch die Wandleranordnung des Schallkopfes angeordnet ist. According to another embodiment of the invention, the transducer comprises a receptacle in which the elastic element is arranged, wherein the receptacle forms an abutment for the elastic element. For example, a first portion of the elastic member presses against the transducer assembly (in particular against a transducer housing), while a second portion presses against one of the transducer assembly along a longitudinal direction of the elastic member opposite inner side of the receptacle. It is also conceivable that in the recording at least partially, the transducer assembly of the transducer is arranged.

Des Weiteren ist es denkbar, dass der Schallkopf ein Positionierelement zum Positionieren (z.B. Zentrieren) des elastischen Elementes aufweist; z.B. wird das elastische Element mit Hilfe des Positionierelementes symmetrisch in Bezug auf eine Mittelachse der Wandleranordnung (insbesondere eines Wandlergehäuses der Wandleranordnung) positioniert. Beispielsweise handelt es sich, wie oben bereits erwähnt, bei dem elastischen Element um eine Schraubenfeder, wobei sich das Positionierelement axial durch die Schraubenfeder hindurch erstreckt und so für eine Zentrierung der Schraubenfeder sorgt. Further, it is conceivable that the transducer has a positioning member for positioning (e.g., centering) the elastic member; e.g. the elastic element is positioned symmetrically with respect to a central axis of the transducer arrangement (in particular a converter housing of the transducer arrangement) with the aid of the positioning element. For example, as already mentioned above, the elastic element is a helical spring, wherein the positioning element extends axially through the helical spring and thus ensures centering of the helical spring.

Möglich ist, dass es sich bei dem Positionierelement um einen zumindest teilweise als Hohlkörper (insbesondere zumindest abschnittsweise kreiszylindrisches) ausgebildetes Element handelt. Das Positionierelement ist beispielsweise zumindest mittelbar mit einem Wandlergehäuse verbunden, z. B. stoffschlüssig (etwa unter Verwendung von Epoxidharz) oder über sonstige Befestigungsmittel. Möglich ist jedoch auch, dass weitere Komponenten des Schallkopfes zwischen dem Positionierelement und der Wandleranordnung angeordnet sind, z. B. ein Sensor (etwa ein Temperatursensor, über den eine Temperatur des Objektes bestimmbar ist). It is possible that the positioning element is an element formed at least partially as a hollow body (in particular at least partially circular cylindrical). The positioning is, for example, at least indirectly connected to a transducer housing, for. B. cohesively (such as using epoxy resin) or other fasteners. However, it is also possible that further components of the transducer between the positioning and the transducer assembly are arranged, for. B. a sensor (such as a temperature sensor over which a temperature of the object is determined).

Darüber hinaus kann sich das Positionierelement in einem Hohlraum eines Gehäuses des Schallkopfes erstrecken, wobei es sich bei dem Hohlraum z.B. um die Aufnahme, in der auch das elastische Element angeordnet ist, und/oder eine sich dieser Aufnahme anschließende Ausnehmung des Gehäuses handelt. In addition, the positioning member may extend in a cavity of a housing of the transducer, wherein the cavity is e.g. around the receptacle, in which the elastic element is arranged, and / or a recess of the housing adjoining this receptacle.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist das Positionierelement eine Anlagefläche zum Anlegen eines Werkzeuges auf, so dass das Positionierelement und damit die Wandleranordnung unter Verwendung des Werkzeuges ausgerichtet, insbesondere gedreht, werden kann. Beispielsweise besitzt die Wandleranordnung eine anisotrope Richtcharakteristik, wobei die Wandleranordnung unter Verwendung des Werkzeuges gedreht werden kann, um ihren Abstrahlungs- bzw. Empfangsbereich ausrichten zu können. According to another embodiment of the invention, the positioning element on a contact surface for applying a tool, so that the positioning and thus the transducer assembly using the tool aligned, in particular rotated, can be. For example, the transducer assembly has an anisotropic directional characteristic, wherein the transducer assembly is rotated using the tool can to align their radiation or reception area can.

Der Schallkopf kann zudem eine Verdrehsicherung aufweisen, die zwar ein manuelles Verdrehen der Wandleranordnung, insbesondere unter Verwendung des erwähnten Werkzeugs, ermöglicht, die jedoch ein unerwünschtes Verdrehen durch eine Bewegung (z. B. Vibrationen) des Objektes hemmt. Denkbar ist, dass die Verdrehsicherung über Mittel realisiert ist, die die Reibung zwischen dem (etwa mit einem Wandlergehäuse verbundenen) Positionierelement und einer Innenseite der Aufnahme, in der das elastische Element und das Positionierelement angeordnet sind, erhöht. Beispielsweise handelt es sich bei der Verdrehsicherung um einen entsprechend reibungserhöhend ausgebildeten O-Ring (z.B. aus einem gummiartigen Material), der sich um das Positionierelement herum erstreckend in Reibverbindung mit der Innenseite der Aufnahme steht. The transducer may also have an anti-rotation device which, although it allows manual rotation of the transducer assembly, in particular using the tool mentioned, but which inhibits unwanted twisting by movement (eg, vibration) of the subject. It is conceivable that the anti-rotation device is realized by means which increases the friction between the (approximately connected to a converter housing) positioning and an inner side of the receptacle, in which the elastic element and the positioning element are arranged. By way of example, the anti-twist device is a correspondingly friction-increasing O-ring (for example made of a rubber-like material) which is frictionally connected to the inside of the receptacle and extends around the positioning element.

Wie erwähnt, kann das Positionierelement zumindest abschnittsweise als Hohlkörperausgebildet sein, wobei sich beispielsweise eine mit der Wandleranordnung, z.B. mit einem Piezoelement der Wandleranordnung, (insbesondere fest) verbundene elektrische Leitung innerhalb des Hohlkörpers erstreckt. Über die elektrische Leitung wird der Schallkopf mit einer externen Ansteuer- und/ oder Auswerteelektronik verbunden. Möglich ist auch, dass der Schallkopf eine Steckverbinder-Kupplung (Buchse) oder einen Stecker aufweist, wobei die Kupplung bzw. der Stecker elektrisch mit der Wandleranordnung verbunden ist, so dass der Anschluss des Schallkopfes an die Ansteuer- und/oder Auswerteelektronik über eine Steckverbindung realisiert werden kann. Beispielsweise erstreckt sich die Kupplung oder der Stecker in das als Hülse ausgebildete Positionierelement hinein. As mentioned, the positioning element may be formed, at least in sections, as a hollow body, for example, one with the transducer arrangement, e.g. with a piezoelectric element of the transducer assembly, (in particular fixed) connected electrical line within the hollow body extends. About the electrical line of the transducer is connected to an external control and / or evaluation. It is also possible that the transducer has a connector coupling (socket) or a plug, wherein the coupling or the plug is electrically connected to the transducer assembly, so that the connection of the transducer to the control and / or evaluation electronics via a plug connection can be realized. For example, the coupling or the plug extends into the positioning element formed as a sleeve.

Die Ansteuer- und/oder Auswerteelektronik befindet sich also insbesondere nicht im Schallkopf, sondern entfernt in einer separaten Einheit. Dies kann den Vorteil haben, dass mit dem Schallkopf keine elektronischen Komponenten in das Objekt (z.B. ein Maschinenteil) eingebracht werden müssen, die empfindlich z.B. gegenüber höheren Temperaturen und/oder Vibrationen oder elektromagnetischer Strahlung sind. Darüber hinaus kann eine zentrale Ansteuer- und/oder Auswerteelektronik realisiert werden, über die mehrere Schallköpfe betrieben und/oder die Signale mehrerer Schallköpfe ausgewertet werden können, wobei die mehreren Schallköpfe an demselben Objekt oder an verschiedenen (z.B. voneinander beanstandeten) Objekten angeordnet sein können. Insbesondere kann die Ansteuer- und/oder Auswerteelektronik an die Anzahl der ihr zugeordneten Schallköpfe angepasst werden. In particular, the control and / or evaluation electronics are not located in the transducer but are removed in a separate unit. This may have the advantage that the transducer does not need to introduce electronic components into the object (e.g., a machine part) that are sensitive to e.g. towards higher temperatures and / or vibrations or electromagnetic radiation. In addition, a central control and / or evaluation electronics can be realized, via which a plurality of transducers can be operated and / or the signals of several transducers can be evaluated, wherein the plurality of transducers can be arranged on the same object or on different (for example mutually objected) objects. In particular, the control and / or evaluation electronics can be adapted to the number of transducers assigned to it.

Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung aus einem Objekt und mindestens einem wie oben beschriebenen erfindungsgemäßen Schallkopf, wobei der Schallkopf in eine Bohrung des Objektes oder eines an das Objekt angrenzenden Teiles eingesetzt ist, z. B. in der Bohrung verschraubt oder verrastet ist. Beispielsweise handelt es sich bei dem Objekt um ein Teil eines Lagers, wobei der Schallkopf z.B. in einer Bohrung in einem an das Teil des Lagers angrenzenden Lagerbock angeordnet ist. Denkbar ist insbesondere, dass es sich bei dem Lager um ein Gleitlager oder ein Kugellager handelt und der Schallkopf in eine Bohrung in einem Lagerbock eines derartigen Lagers eingesetzt ist, um das Lager mittels der erzeugten Oberflächenwellen zu überwachen. Die Erzeugung und Registrierung von Oberflächenschallwellen und Analyse der Wandlersignale zur Überwachung eines Lagers ist z.B. in der internationalen Patentanmeldung PCT/EP 2011/066 245 vom 19.09.2011 beschrieben, auf die hiermit insofern ausdrücklich Bezug genommen wird. The invention also relates to an arrangement of an object and at least one transducer according to the invention as described above, wherein the transducer is inserted into a bore of the object or a part adjacent to the object, for. B. screwed or locked in the bore. For example, the object is a part of a bearing, wherein the transducer is arranged, for example, in a bore in a bearing block adjoining the part of the bearing. It is conceivable, in particular, that the bearing is a sliding bearing or a ball bearing and the transducer is inserted into a bore in a bearing block of such a bearing in order to monitor the bearing by means of the generated surface waves. The generation and registration of surface acoustic waves and analysis of the transducer signals for monitoring a bearing is, for example, in the international patent application PCT / EP 2011/066 245 of 19.09.2011, which is hereby incorporated herein by reference.

Denkbar ist insbesondere, dass die Anordnung zumindest einen Schallkopf aufweist, der als Sender zum Anregen akustischer Oberflächenwellen betrieben wird, und zumindest einen weiteren Schallkopf, der als Empfänger zum Empfangen akustischer Oberflächenwellen dient. Der Schallkopf kann wie erwähnt z.B. zur Überwachung eines Kugellagers eingesetzt werden, wobei er in Verbindung mit einer Ansteuer- und Auswerteelektronik z.B. eine Messung der Schmiermittelmenge, der Käfiggeschwindigkeit, einer Temperatur im Lager und/oder einer Last dienen kann. Denkbar ist auch die Bestimmung weiterer Größen, wie z.B. der Schmiermittelqualität, der Unwucht und/oder des Lagerzustands, Körperschalluntersuchungen und/oder eine Positionsdetektion. It is conceivable, in particular, that the arrangement has at least one transducer, which is operated as a transmitter for exciting surface acoustic waves, and at least one further transducer, which serves as a receiver for receiving surface acoustic waves. The transducer can, as mentioned, e.g. be used to monitor a ball bearing, wherein it in conjunction with a control and evaluation, for. a measurement of the amount of lubricant, the cage speed, a temperature in the warehouse and / or a load can serve. It is also conceivable to determine further variables, such as lubricant quality, imbalance and / or storage condition, structure-borne noise examinations and / or positional detection.

Die Erfindung betrifft auch ein Werkzeug zum Ausrichten der Wandleranordnung eines wie oben beschriebenen erfindungsgemäßen Schallkopfes, wobei das Werkzeug einen von einem Betätigungsabschnitt abstehenden, um eine Längsachse gewölbten Abschnitt aufweist, der mit der Anlagefläche der Hülse des Schallkopfes zusammenwirkt. Beispielsweise ist der gewölbte Abschnitt in Form eines Halbhohlzylinders ausgebildet. Denkbar ist, dass die Anlagefläche des Positionierelementes durch die Stirnseite eines ebenfalls halbhohlzylindrisch ausgebildeten Abschnitts des Positionierelement gebildet ist, die bei Verwendung des Werkzeuges an einer Stirnseite des halbholzylindrischen Abschnittes des Werkzeuges anliegt. The invention also relates to a tool for aligning the transducer assembly of a transducer according to the invention as described above, wherein the tool has a protruding from an actuating portion to a longitudinal axis curved portion which cooperates with the abutment surface of the sleeve of the transducer. For example, the curved portion is formed in the form of a half-hollow cylinder. It is conceivable that the contact surface of the positioning element is formed by the end face of a likewise semi-hollow cylindrical portion of the positioning, which rests when using the tool on a front side of the semi-cylindrical portion of the tool.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below with reference to embodiments with reference to the figures. Show it:

1 eine Schnittansicht eines Schallkopfes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 a sectional view of a transducer according to an embodiment of the invention;

2 eine Draufsicht des Schallkopfes aus 1; 2 a plan view of the transducer 1 ;

3A eine Explosionsansicht des Schallkopfes aus den 1 und 2; 3A an exploded view of the transducer from the 1 and 2 ;

3B eine weitere Explosionsansicht des Schallkopfes aus den 1 und 2; 3B another exploded view of the transducer from the 1 and 2 ;

4 eine teilweise transparente perspektivische Ansicht eines Schallkopfes gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Werkzeug zum Ausrichten der Wandleranordnung; und 4 a partially transparent perspective view of a transducer according to another embodiment of the invention with a tool for aligning the transducer assembly; and

5 eine Schnittansicht durch ein Kugellager, an dem zwei erfindungsgemäße Schallköpfe angeordnet sind. 5 a sectional view through a ball bearing on which two transducers according to the invention are arranged.

Die 1, 2, 3A und 3B zeigen einen erfindungsgemäßen Schallkopf 1, wobei 1 eine Schnittansicht entlang der Achse A-A in 2 ist. Der Schallkopf 1 weist eine Wandleranordnung 2 auf, die ein über eine Elektrodenstruktur anregbares piezoelektrisches Substrat 21 als Wandler, der durch Anlegen einer elektrischen Spannung in Schwingungen versetzbar ist, umfasst sowie ein topfartiges Wandlergehäuse 3, in dem das piezoelektrische Substrat 21 angeordnet ist. Die Wandleranordnung 2 dient zum Umsetzen eines elektrischen Signals in akustische Oberflächenwellen eines Objektes (nicht dargestellt), an dem der Schallkopf 1 zum Zwecke einer Überwachung von Eigenschaften des Objektes angeordnet wird, und/oder zum Umsetzen von akustischen Oberflächenwellen Objektes in ein elektrisches Signal, wobei elektrische Signale über elektrische Kontakte oder Leitungen 4 des Schallkopfes 1 zu und/oder von der Wandleranordnung 2 übermittelt werden. The 1 . 2 . 3A and 3B show a transducer according to the invention 1 , in which 1 a sectional view taken along the axis AA in 2 is. The transducer 1 has a transducer assembly 2 on, which can be excited via an electrode structure piezoelectric substrate 21 as a converter, which is displaceable by applying an electrical voltage in vibration includes, as well as a pot-like converter housing 3 in which the piezoelectric substrate 21 is arranged. The transducer assembly 2 is used to convert an electrical signal into surface acoustic waves of an object (not shown) to which the transducer 1 is arranged for the purpose of monitoring properties of the object, and / or for converting surface acoustic wave object into an electrical signal, wherein electrical signals via electrical contacts or lines 4 of the transducer 1 to and / or from the transducer assembly 2 be transmitted.

Des Weiteren weist der Schallkopf 1 ein mit der Wandleranordnung 2 zusammenwirkendes elastisches Element in Form einer Schraubenfeder 5 auf, die dazu dient, die Wandleranordnung 2 (insbesondere das Wandlergehäuse 3) in Kontakt mit der Oberfläche des Objektes zu halten. Das piezoelektrische Substrat 21 liegt bei Betrieb des Schallkopfes 1 nicht unmittelbar an dem Objekt an, sondern über das Wandlergehäuse 3, genauer gesagt, über einen Boden 32 des Wandlergehäuses 3, der sich auf einer der Feder 5 abgewandten Seite des piezoelektrischen Substrates 21 erstreckt und der zumindest näherungsweise senkrecht zur Wirkrichtung der Feder 5 verläuft. Denkbar ist allerdings auch, dass der Boden 32 eine Öffnung aufweist, durch die das piezoelektrische Substrat 21 hindurchgreift und entsprechend in unmittelbaren Kontakt mit dem Objekt gebracht werden kann. Furthermore, the transducer points 1 one with the transducer assembly 2 cooperating elastic element in the form of a helical spring 5 on which serves the transducer assembly 2 (In particular, the converter housing 3 ) to keep in contact with the surface of the object. The piezoelectric substrate 21 is during operation of the transducer 1 not directly on the object, but on the converter housing 3 more precisely, over a floor 32 of the converter housing 3 who is on one of the spring 5 opposite side of the piezoelectric substrate 21 extends and the at least approximately perpendicular to the direction of action of the spring 5 runs. It is also conceivable that the ground 32 has an opening through which the piezoelectric substrate 21 engages and can be brought into direct contact with the object accordingly.

Das elastische Element 5 und zum Teil auch das Wandlergehäuse 3 sind in einer Aufnahme 6 angeordnet, die als Hohlraum eines Gehäuses (Außengehäuse 7) des Schallkopfes 1 ausgeformt ist. Darüber hinaus umfasst die Wandleranordnung ein Positionierelement in Form eines Zentrierstempels 9, der einen ersten hohlzylindrischen Abschnitt 91 aufweist, der sich zwischen einer Auskragung 31 des Wandlergehäuses 3 und der Schraubenfeder 5 befindet, sowie einen zweiten hohlzylindrischen Abschnitt 92 mit geringerem Durchmesser, der die Schraubenfeder 5 durchgreift und diese in der Aufnahme 6 zentriert. Ein unteres Ende 93 des Zentrierstempels 9 greift in das Wandlergehäuse 3 derart ein, dass eine das untere Ende 93 radial überragenden Stirnseite des ersten Abschnitts 91 des Zentrierstempels 9 an einer dem Boden 32 abgewandten Stirnseite der Auskragung 31 des Wandlergehäuses 3 anliegt und insbesondere mit dieser Stirnseite der Auskragung 31 stoffschlüssig verbunden ist. The elastic element 5 and partly also the converter housing 3 are in a shot 6 arranged as a cavity of a housing (outer housing 7 ) of the transducer 1 is formed. In addition, the transducer arrangement comprises a positioning element in the form of a centering punch 9 , the first hollow cylindrical section 91 which extends between a cantilever 31 of the converter housing 3 and the coil spring 5 and a second hollow cylindrical section 92 of smaller diameter, which is the coil spring 5 takes hold and this in the recording 6 centered. A lower end 93 of the centering stamp 9 engages in the converter housing 3 such that one is the lower end 93 radially projecting end face of the first section 91 of the centering stamp 9 on one floor 32 opposite end face of the projection 31 of the converter housing 3 abuts and in particular with this end face of the projection 31 is connected cohesively.

Die Feder 5 befindet sich auf einer der Auskragung 31 des Wandlergehäuses 3 abgewandten Seite des von dem zweiten Abschnitt 92 radial abstehenden ersten Abschnitts 91 des Zentrierstempels 9, so dass sie durch Bewegung des Wandlergehäuses 3 und damit des Zentrierstempels 9 entlang der Längsachse des Außengehäuses 7 komprimiert werden kann, wodurch die Wandleranordnung 2 gegen die Oberfläche des zu untersuchenden Objektes vorspannbar ist. Als Gegenlager für die Feder 5 dient eine senkrecht zu Längsachse des Außengehäuses 7 orientierte Innenseite 61 eines dem Wandlergehäuse 3 entlang der Längsachse der Aufnahme 6 gegenüberliegenden Endes der Aufnahme 6. Der Wandlergehäuse 3 mit dem piezoelektrischen Element 21 ist in einem unteren Bereich, d. h. einem dem Objekt zuzuwendenden Ende, der Aufnahme 6 angeordnet, wobei der Innendurchmesser dieses Bereichs der Aufnahme 6 so gewählt ist, dass das Wandlergehäuse 3 entlang der Längsachse des Außengehäuses 7 verschiebbar ist. The feather 5 is located on one of the overhang 31 of the converter housing 3 opposite side of the second section 92 radially protruding first section 91 of the centering stamp 9 by moving the converter housing 3 and thus the centering stamp 9 along the longitudinal axis of the outer housing 7 can be compressed, eliminating the transducer assembly 2 is biased against the surface of the object to be examined. As an abutment for the spring 5 serves a perpendicular to the longitudinal axis of the outer housing 7 oriented inside 61 one of the converter housing 3 along the longitudinal axis of the recording 6 opposite end of the recording 6 , The converter housing 3 with the piezoelectric element 21 is in a lower area, ie an end facing the object, the recording 6 arranged, wherein the inner diameter of this area of the recording 6 is chosen so that the converter housing 3 along the longitudinal axis of the outer housing 7 is displaceable.

Das Außengehäuse 7 des Schallkopfes 1 weist im unteren Bereich der Aufnahme 6 ein Innengewinde auf, über das ein Verschluss 8 mit dem Außengehäuse 7 verschraubt ist und ein Herausrutschen der Wandleranordnung 2 aus dem Außengehäuse 7 verhindert. The outer housing 7 of the transducer 1 points in the lower part of the picture 6 an internal thread on which a closure 8th with the outer housing 7 is screwed and slipping out of the transducer assembly 2 from the outer housing 7 prevented.

Das Außengehäuse 7 weist zudem an seinem dem Verschluss 8 abgewandten Ende ein Außengewinde 72 als Befestigungsmittel auf, über das der Schallkopf 1 in eine Bohrung des zu untersuchenden Objektes oder eines an das Objekt angrenzenden Teils eingeschraubt werden kann (vergleiche 5). The outer housing 7 also indicates the closure 8th opposite end of an external thread 72 as a fastener over which the transducer 1 into a bore of the object to be examined or a part adjacent to the object can be screwed (see 5 ).

In dem zweiten Abschnitt 92 des Zentrierstempels 9 befindet sich ein mit den elektrischen Leitungen 4 verbundenes Teil in Form einer Kupplung 95 einer Steckverbindung, so dass der Schallkopf 1 über eine Steckverbindung mit einer externen Steuer- und Auswerteeinheit verbunden werden kann. Die Kupplung 95 ist z.B. stoffschlüssig mit dem Zentrierstempel 9 verbunden. Die Kupplung 95 befindet sich ebenfalls in einem durch das Außengehäuse 7 ausgeformten Hohlraum, der in die Aufnahme 6, in dem die Schraubenfeder 5 angeordnet ist, übergeht. Das Außengehäuse 7 des Schallkopfes 1 allein ist in der 3 dargestellt. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass ein oder mehrere Sensor(en) (ein Temperatur oder ein Vibrationssensor) in dem Außengehäuse 7 angeordnet sind. In der Explosionsansicht der 3B ist zu erkennen, wie die Kupplung in die zusammengesetzte Wandleranordnung 2 eingesetzt ist. In the second section 92 of the centering stamp 9 is one with the electrical cables 4 connected part in the form of a coupling 95 a connector, allowing the transducer 1 can be connected via a plug connection with an external control and evaluation unit. The coupling 95 is for example cohesive with the centering punch 9 connected. The coupling 95 is also located in one through the outer housing 7 shaped cavity in the receptacle 6 in which the coil spring 5 is arranged, passes. The outer housing 7 of the transducer 1 alone is in the 3 shown. In addition, it is also possible that one or more sensors (a temperature or a vibration sensor) in the outer housing 7 are arranged. In the exploded view of the 3B It can be seen how the coupling in the composite transducer assembly 2 is used.

Die 4 zeigt einen Schallkopf 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Schallkopf der 4 entspricht dem Schallkopf der 1 und 2, wobei jedoch zur Kontaktierung der Wandleranordnung 2 keine Kupplung vorgesehen ist, sondern die Wandleranordnung 2 des Schallkopfes 1 direkt über mit ihm verbundene elektrische Leitungen (in 4 nicht dargestellt) mit einer Ansteuer- und/oder Auswerteelektronik verbunden wird; d. h. in den Zentrierstempel 9 erstreckt sich keine Kupplung 95 hinein, sondern es sind lediglich elektrische Leitungen von der Wandleranordnung 2 durch den Zentrierstempel 9 hindurch nach außen geführt. The 4 shows a transducer 1 according to a further embodiment of the invention. The transducer of the 4 corresponds to the transducer of the 1 and 2 , however, for contacting the transducer assembly 2 no coupling is provided, but the transducer assembly 2 of the transducer 1 directly via electrical wires connected to it (in 4 not shown) is connected to a control and / or evaluation; ie in the centering punch 9 no clutch extends 95 into it, but it is only electrical lines from the transducer assembly 2 through the centering punch 9 passed through to the outside.

Der Zentrierstempel 9 ist wie erwähnt über seinen unteren Abschnitt 91 mit dem Wandlergehäuse 3 verbunden, so dass eine Positionierung (Drehung) des Zentrierstempels 9 eine entsprechende Rotation des Wandlergehäuses 3 und damit der gesamten Wandleranordnung 2 einschließlich des piezoelektrischen Elementes 21 bewirkt. Der Zentrierstempel 9 und das Wandlergehäuse 3 sind so innerhalb der Aufnahme 6 des Außengehäuses 7 angeordnet, dass auch nach der vollständigen Montage des Schallkopfes 1 ein Rotieren des Wandlergehäuses 3 möglich ist, um eine Wandleranordnung 2 mit einer nichtisotropen Abstrahl- bzw. Empfangscharakteristik wunschgemäß ausrichten zu können. Ein nachträgliches Rotieren des Zentrierstempels 9 und damit des Wandlergehäuses 3 erfolgt insbesondere über ein spezielles Werkzeug 10, das einen Kopf 101, der als Betätigungsabschnitt dient, über den das Werkzeug 10 rotiert werden kann, sowie einen länglichen Abschnitt 102 aufweist. Der längliche Abschnitt 102 ist in Form einer Hälfte eines Hohlzylinders ausgebildet ist, so dass er eine sich entlang seiner Längsachse erstreckende Wölbung aufweist. The centering punch 9 is as mentioned above its lower section 91 with the converter housing 3 connected, so that a positioning (rotation) of the centering punch 9 a corresponding rotation of the converter housing 3 and thus the entire transducer assembly 2 including the piezoelectric element 21 causes. The centering punch 9 and the converter housing 3 are so within the recording 6 of the outer casing 7 arranged that even after complete assembly of the transducer 1 a rotation of the converter housing 3 is possible to use a transducer assembly 2 to be able to align as desired with a non-isotropic emission or reception characteristic. Subsequent rotation of the centering punch 9 and thus the converter housing 3 takes place in particular via a special tool 10 that one head 101 which serves as the operating section over which the tool 10 can be rotated, as well as an elongated section 102 having. The oblong section 102 is formed in the form of a half of a hollow cylinder, so that it has a curvature extending along its longitudinal axis.

Ein oberes, der Wandleranordnung 2 abgewandtes Ende 921 des zweiten Abschnitts 92 des Zentrierstempels 9 ist entsprechend gewölbt ausgebildet, d. h. es ist ebenfalls zumindest näherungsweise als Hälfte eines Hohlzylinders (halbhohlzylindrisch) ausgebildet, so dass Stirnseiten 1021 des länglichen Abschnitts 102 des Werkzeuges 10 an Stirnseiten 9211 des gewölbten Endes 921 des Zentrierstempels 9 angelegt werden können. Somit wird eine Rotation des Werkzeuges 10 auf den Zentrierstempel 9 und damit auf das Wandlergehäuse 3 der Wandleranordnung 2 übertragen. Der Kopf 101 des Werkzeuges 10 weist noch eine Öffnung 1011 auf, in die ein (z.B. längliches) Betätigungselement (nicht dargestellt) hindurchgeführt werden kann, um das manuelle Rotieren des Werkzeuges 10 zu erleichtern. An upper, the transducer assembly 2 opposite end 921 of the second section 92 of the centering stamp 9 is formed corresponding arched, that is, it is also at least approximately as half of a hollow cylinder (semi-hollow cylindrical), so that end faces 1021 of the elongated section 102 of the tool 10 at front ends 9211 of the arched end 921 of the centering stamp 9 can be created. Thus, a rotation of the tool 10 on the centering punch 9 and thus on the converter housing 3 the transducer assembly 2 transfer. The head 101 of the tool 10 still has an opening 1011 in which an (eg elongate) actuator (not shown) can be passed to the manual rotation of the tool 10 to facilitate.

Es wird darauf hingewiesen, dass das in 4 dargestellte Werkzeug 10 natürlich auch mit dem Schallkopf der 1 und 2 verwendet werden kann, wobei der dort verwendete Zentrierstempel 9 einen entsprechend gewölbten oberen Abschnitt aufweist. It should be noted that in 4 illustrated tool 10 Of course, with the transducer of the 1 and 2 can be used, where the centering punch used there 9 having a correspondingly curved upper portion.

Möglich ist auch, dass der Schallkopf 1 eine als O-Ring (nicht dargestellt) ausgebildete Verdrehsicherung aufweist, die zwar ein manuelles Verdrehen der Wandleranordnung 2, insbesondere unter Verwendung des erwähnten Werkzeugs 10, ermöglicht, die jedoch einem unerwünschten Verdrehen durch eine Bewegung (z. B. Vibrationen) des Objektes entgegenwirkt. Der O-Ring erstreckt sich z.B. so um den hohlzylindrischen Abschnitt 92 des Zentrierstempels 9 herum, dass er sich in Reibverbindung sowohl mit dem Abschnitt 92 als auch mit einer Innenseite der Aufnahme 6 befindet. It is also possible that the transducer 1 a (not shown) designed as an O-ring anti-rotation, although a manual rotation of the transducer assembly 2 , in particular using the mentioned tool 10 , but which counteracts unwanted twisting by movement (eg vibrations) of the object. For example, the O-ring extends around the hollow cylindrical portion 92 of the centering stamp 9 around that he is in frictional connection with both the section 92 as well as with an inside of the receptacle 6 located.

5 zeigt eine Anordnung mit einem Objekt in Form eines Kugellagers 200, das einen Außenring 2001 und einen Innenring 2002 umfasst, zwischen denen Wälzelemente in Form von Kugeln 2003 angeordnet sind. Der Außenring 2001, der Innenring 2002 sowie die Kugeln 2003 sind in einer Aussparung eines Lagerbocks 2004 untergebracht. 5 shows an arrangement with an object in the form of a ball bearing 200 that has an outer ring 2001 and an inner ring 2002 between which rolling elements in the form of balls 2003 are arranged. The outer ring 2001 , the inner ring 2002 as well as the balls 2003 are in a recess of a bearing block 2004 accommodated.

Der Lagerbock 2004 weist zwei Bohrungen 2005 auf, in die jeweils ein erfindungsgemäßer Schallkopf 1 eingesetzt ist. Genauer sind die Schallköpfe 1 jeweils über ein Außengewinde 72 ihres Außengehäuses 7 in die Bohrung 2005 eingeschraubt, und zwar so, dass die Wandleranordnungen 2 (insbesondere die Wandlergehäuse) der Schallköpfe 1 jeweils in Kontakt mit einer Außenseite (dem Lagerbock 2004 zugewandt) des Außenringes 2001 des Kugellagers 200 stehen. The bearing block 2004 has two holes 2005 on, in each of which a transducer according to the invention 1 is used. More accurate are the transducers 1 each with an external thread 72 of its outer casing 7 into the hole 2005 screwed, in such a way that the transducer assemblies 2 (In particular, the transducer housing) of the transducers 1 each in contact with an outside (the bearing block 2004 facing) of the outer ring 2001 of the ball bearing 200 stand.

Über die Schallköpfe 1 lassen sich Oberflächenschallwellen, insbesondere in Form Lamb- oder Rayleighwellen, in dem Außenring 2001 erzeugen bzw. derartige Oberflächenwellen empfangen. Beispielsweise dient einer der Schallköpfe 1 als Sender, d. h. als Schallkopf, der akustische Oberflächenwellen in dem Außenring 2001 erzeugt, und der andere der Schallköpfe als Empfänger, d. h. als Schallkopf, der die vom anderen Schallkopf erzeugten Oberflächenschallwellen detektiert. Aus den Eigenschaften (z.B. Amplitude und/oder Zeitverhalten) des vom detektierenden Schallkopf 1 erzeugten Signals kann auf den Zustand des Kugellagers, beispielsweise auf Menge und Beschaffenheit eines Schmiermittels des Lagers, geschlossen werden. About the transducers 1 can surface sound waves, in particular in the form of Lamb or Rayleigh waves, in the outer ring 2001 generate or receive such surface waves. For example, one of the transducers is used 1 as a transmitter, ie as a transducer, the surface acoustic waves in the outer ring 2001 generated, and the other the transducers as a receiver, ie as a transducer, which detects the surface acoustic waves generated by the other transducer. From the properties (eg amplitude and / or time behavior) of the detector being detected 1 generated signal can be closed on the condition of the ball bearing, for example, on the amount and nature of a lubricant of the bearing.

Die Verwendung einer derartigen Anordnung eines Senders zum Erzeugen von akustischen Oberflächenwellen und eines Empfängers zum Empfangen von Oberflächenschallwellen zum Bestimmen von Eigenschaften eines Lagers ist in der bereits oben erwähnten internationalen Patentanmeldung PCT/EP 2011/066 245 vom 19.09.2011 beschrieben. Denkbar ist natürlich, dass mehr als ein Schallkopf vorhanden ist, der als Sender betrieben wird und/oder mehr als ein Schallkopf, der als Empfänger (Sensor) dient. The use of such an arrangement of a transmitter for generating surface acoustic waves and a receiver for receiving surface acoustic waves for determining properties of a bearing is in the already mentioned international patent application PCT / EP 2011/066 245 from 19.09.2011 described. It is conceivable, of course, that more than one transducer is present, which is operated as a transmitter and / or more than one transducer, which serves as a receiver (sensor).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Schallkopf transducer
22: Wandleranordnung transducer assembly
33: Wandlergehäuse converter housing
44: elektrische Leitung electrical line
55: Schraubenfeder coil spring
66: Aufnahme admission
77: Außengehäuse outer casing
88th: Verschluss shutter
99: Zentrierstempel Zentrierstempel
1010: Werkzeug Tool
2121: piezoelektrisches Substrat piezoelectric substrate
3131: Auskragung projection
3232: Boden ground
6161: Innenwand inner wall
7171: Öffnung opening
7272: Außengewinde external thread
8181: Öffnung opening
9191: erster Abschnitt first section
9292: zweiter Abschnitt second part
9393: unteres Ende lower end
9595: Kupplung clutch
101101: Kopf head
102102: Abschnitt section
921921: Ende The End
10111011: Öffnung opening
10211021: Stirnseite front
92119211: Stirnseite front

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2011/066245 [0023, 0048]

Claims

Transducer for generating and / or receiving surface acoustic waves in an object, comprising - a transducer assembly ( 2 ) for converting an electrical signal into surface acoustic waves of the object ( 2001 ) and / or for converting surface sound waves of the object ( 2001 ) into an electrical signal, wherein - the transducer ( 1 ) so on the object ( 2001 ) is mountable that the transducer assembly ( 2 ) in contact with a surface of the object ( 2001 ) comes; and - one with the transducer assembly ( 2 ) cooperating elastic element ( 5 ), which in the mounted state of the transducer ( 1 ) the transducer assembly ( 2 ) in contact with the surface of the object ( 2001 ) holds.

Transducer according to Claim 1, characterized by fastening means via which the transducer ( 1 ) with the object ( 2001 ) or on one to the object ( 2001 ) adjacent part ( 2004 ) is non-positively or positively fastened.

Transducer according to Claim 2, characterized in that the attachment means comprise an external thread ( 72 ) of a housing ( 7 ) of the transducer ( 1 ).

Transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the transducer arrangement ( 2 ) by means of the elastic element ( 5 ) against the surface of the object ( 2001 ) is prestressed.

Transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic element ( 5 ) is formed in the form of a coil spring.

Transducer according to one of the preceding claims, characterized by a receptacle ( 6 ), in which the elastic element ( 5 ), wherein the receptacle ( 6 ) an abutment for the elastic element ( 5 ) trains.

Transducer according to Claim 6, characterized in that the receptacle ( 6 ) as a cavity of a housing ( 7 ) of the transducer ( 1 ) is trained.

Transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the transducer arrangement ( 2 ) a positioning element ( 9 ) for positioning the elastic element ( 5 ).

Transducer according to Claim 8, characterized in that the transducer arrangement ( 2 ) a converter housing ( 3 ) and in the converter housing ( 3 ) arranged transducers ( 21 ) which is vibratable by applying an electrical voltage.

Transducer according to claim 9, characterized in that the transducer housing ( 3 ) one on one the elastic element ( 5 ) facing away from the transducer ( 21 ) extending ground ( 32 ) over which the transducer ( 21 ) during operation of the transducer ( 1 ) on the object ( 200 ) acts.

Transducer according to claim 8 or 9, characterized in that the positioning element ( 9 ) with a converter housing ( 3 ) of the transducer assembly ( 2 ) is connected at least indirectly.

Transducer according to Claim 11, characterized in that the positioning element ( 9 ) a contact surface ( 9211 ) for creating a tool ( 10 ), so that the positioning element ( 9 ) and thus the transducer arrangement ( 2 ) using the tool ( 10 ) can be aligned.

Transducer according to one of Claims 8 to 12, characterized in that the positioning element ( 9 ) is formed at least in sections in the form of a hollow body in which one with the transducer assembly ( 2 ) connected electrical line ( 4 ) runs.

Transducer according to one of the preceding claims, characterized by a transducer with the transducer arrangement ( 2 ) electrically connected coupling ( 95 ) or one with the transducer assembly ( 2 ) electrically connected plug of a connector.

Transducer according to one of the preceding claims, characterized by at least one arranged in a housing of the transducer sensor for determining a property with respect to the object.

Arrangement of an object ( 200 ) and at least one transducer ( 1 ) according to one of the preceding claims for generating and / or receiving surface acoustic waves in the object ( 200 ), wherein the transducer ( 1 ) into a hole ( 2005 ) of the object ( 200 ) or a part adjacent to the object ( 2004 ) is used.

Arrangement according to claim 16, characterized in that the object ( 200 ) is a part of a warehouse.

A tool for aligning the transducer assembly of a transducer according to any one of claims 1 to 15 as far back to claim 8, wherein the tool ( 10 ) one of an operating section ( 101 ) projecting around a longitudinal axis arched portion ( 102 ), with the Contact surface ( 9211 ) of the positioning element ( 9 ) of the transducer ( 1 ) cooperates.