DE3232177A1 - Piezoelektrischer wandler - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München VPA 82 P 1 7 3 2

Piezoelektrischer Wandler

Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Wandler mit einer im Randbereich gehaltenen zwischen zwei Lagerkörpern eingespannten, kreisförmigen mit einer piezoelektrischen Keramikschicht versehenen Trägerplatte. 5

Derartige Wandler sind aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen bekannt. Es wird in diesem Zusammenhang DE-OS 31 07 344, DE-OS 31 07 293, DE-OS 30 07 834, DE-OS 30 05 708, DE-OS 30 07 808, DE-PS 19 61 217 verwiesen, bei welchen ebenfalls das Wandlerelement zwischen Lagerkörpern eingespannt gehalten ist.

Piezoelektrische Wandler gehören zur Gruppe der reversiblen Wandler, d.h. sie können elektrisch angeregt werden und geben dann Schall ab oder umgekehrt. Diese Wandler sind demnach vielseitig einsetzbar. So können sie in Sprechkapseln, Hörkapseln oder als Tonruf bei Fernsprechanlagen Verwendung finden- Je nach ihrer Anwendung muß der Wandler speziell an die Erfordernisse beispielsweise eines Mikrofons angepaßt werden, d.h. es muß unter Umständen ein Verstärker vorgesehen sein oder es müssen die Resonatorräume sowie Schallführungskanäle speziell auf den jeweiligen Wandlertyp abgestimmt werden.

Aus wirtschaftlichen Gründen ist es erstrebenswert, den Teileaufwand für die jeweiligen Wandlertypen auf ein Minimum zu begrenzen.

GS 1 Hus / 27.8.1982

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Aufgabe der Erfindung ist es, ein aus einer Trägerplatte und einer piezoelektrischen Schicht bestehendes Wandlerelenent so auszubilden, daß die verschiedenen Wandlerfunktionen, nämlich Mikrofon, Fernhörer und Tonruf mit ein und demselben Wandlerelement realisiert werden können«

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Trägerplattendurchmesser im Bereich zwischen 40 und 45 mm, vorzugsweise 43 mm beträgt, daß der Keramikdurchmesser im Bereich zwischen 25 und 35 mm, vorzugsweise 30 mm beträgt, daß die Dicke der Trägerplatte zwischen 100 und 250 um, vorzugsweise 150 um beträgt und daß die Dicke der Keramik zwischen 50 und 150 um, vorzugsweise 90 um beträgt.

Die Grenzen der Bemessung sind gegeben durch den für Schallsender erforderlichen, hohen Spannungsübertragungsfaktor. Eine weitere Grenze ist durch die Verarbeitbarkeit der Platten wie auch durch deren Frequenzgangsbedingungen gegeben. So dürfen die Dicke der Keramik und die Dicke der Trägerplatte einen minimalen Wert nicht unterschreiten". Aber auch nach oben sind Grenzen gesetzt. Die obere Grenze für den Durchmesser der Keraaik ist durch die Fertigungsmöglichkeit dünner Keramikscheiben begrenzt. Der maximale Durchmesser für die Trägerplatte ist durch den maximal möglichen Kapseldurchmesser bestimmt.

Bei Verwendung der Wandler als Fernhörer ist eine Wandlerkapazität von etwa 200 uF oder mehr erforderlich, um den erforderlichen Spannungs-Übertragungsfaktor im Fernsprecher zu erreichen, da damit der Fernhörer an die Fernsprechschaltung angepaßt ist.

Dies kann man durch eine sehr dünne Keramikscheibe und

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eine mittlere Dielektrizitätskonstante erreichen.

Um jedoch gemäß der gestellten Aufgabe das gleiche Wandlerelement für alle Anwendungsfälle zu verwenden, ist es vorteilhaft, eine mittlere Keramikdicke von etwa 100,um sowie eine Dielektrizitätskonstante der Keramik von größer/ gleich 3000 für alle Anwendungsfälle zu wählen.

Im folgenden sei die Erfindung anhand von zwei Figuren näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 ein Wandlerelement im Querschnitt und Fig. 2 das Wandlerelement in Draufsicht.

Das in den Figuren gezeigte Wandlerelement besteht aus einer Trägerplatte 1 aus einer Aluminium-Legierung oder Messing sowie einer Piezokeramikplatte 3, die mit der Trägerplatte 1 durch eine Klebeschicht 2 verbunden ist. Die Klebeschicht 2 kann aus einer relativ dicken Schicht bestehen, die ganzflächig über der Trägerplatte verteilt ist. Im vorliegenden Fall besteht die Klebeschicht 2 jedoch aus einer relativ dünnen Schicht, die nur unter der Keramikplatte aufgebracht ist und eine vernachlässigbare Stärke aufweist.

Folgende Abmessungen werden für das Wandlerelement angegeben.

Piezokeramikplatte 3 : O₁ = 25...35mm

Trägerplatte 1 : O^ = 40...45mm

Dicke der Keramikplatte 3:1= 50...150,um

Dicke der Trägerplatte 1 :^s d = 100...250,um

Claims (2)

82 ρ 1 732 DE Patentansprüche

1. Piezoelektrischer Wandler mit einer im Randbereich gehaltenen zwischen zwei Lagerkörpern eingespannten, kreisförmigen mit einer piezoelektrischen Keramikschicht versehenen Trägerplatte, dadurch gekennzeichnet , daß der Trägerplattendurchmesser (O₂) im Bereich zwischen 40 und 45 mm, vorzugsweise 43 am beträgt,

daß der Keramikdurchmesser (O₁) im Bereich zwischen und 35 mm, vorzugsweise 30 mm beträgt, daß die Dicke der Trägerplatte (d) zwischen 100 und 25O um, vorzugsweise 150 um beträgt und daß die Dicke der Keramik (l) zwischen 50 und um, vorzugsweise 90 um beträgt.

2. Piezoelektrischer Wandler nach Anspruch 1, d a 15durch gekennzeichnet, daß die Dicke

(1) der Keramik etwa 100 um beträgt, wobei die Dielektrizitätskonstante der Keramik größer/gleich 3000 ist.