DE4201141A1 - Akustische druckimpulsquelle mit elektrisch leitfaehigen membranmitteln - Google Patents

Akustische druckimpulsquelle mit elektrisch leitfaehigen membranmitteln

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Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische akustische Druckimpulsquelle mit elektrisch leitfähigen Membranmitteln und einer elektrischen Spulenanordnung.

Derartige Druckimpulsquellen werden beispielsweise in der Medizin verwendet und dienen hier zur Behandlung von Stein­ leiden (Lithotripsie), zur Behandlung von Tumorleiden und zur Behandlung von Knochenleiden (Osteorestauration). Sie können auch für nichtmedizinische Zwecke eingesetzt werden. In jedem Fall wird die Druckimpulsquelle mit dem mit den Druckimpulsen zu beaufschlagenden Objekt akustisch gekoppelt, und das Objekt und die Druckimpulsquelle werden relativ zueinander derart ausgerichtet, daß die akustischen Wellen den zu beschallenden Bereich des Objektes durchlaufen.

Eine Druckimpulsquelle der eingangs genannten Art ist in der EP-A-01 88 750 beschrieben. Die Wirkung dieser Druckimpuls­ quelle beruht darauf, daß bei Beaufschlagung der Spulenanord­ nung mit einem Hochspannungsimpuls in die Membranmittel Ströme induziert werden, die dem durch die Spulenanordnung fließenden Strom entgegengerichtet sind. Demzufolge sind auch die im Zu­ sammenhang mit diesen Strömen auftretenden Magnetfelder einan­ der entgegengerichtet. Die Beaufschlagung der Spulenanordnung mit einem Hochspannungsimpuls bewirkt also eine schlagartige Abstoßung der Membranmittel von der Spulenanordnung. Hierdurch wird in ein an die von der Spulenanordnung abgewandte Seite der Membranmittel angrenzendes akustisches Ausbreitungsmedium ein akustischer Druckimpuls eingeleitet. Um Spannungsüber­ schläge zwischen der Spulenanordnung und den Membranmitteln zu vermeiden, ist im Falle der bekannten Druckimpulsquelle eine Isolierfolie zwischen den Membranmitteln und der Spulenan­ ordnung vorgesehen. - Fertigungstechnisch wird so vorgegangen, daß die Flachspule mit einem Isolator dadurch verbunden wird, daß beide mit Gießharz vergossen werden. Nach spanabhebender Bearbeitung der Stirnfläche der Gießharzschicht wird die Iso­ lierfolie mittels eines geeigneten Klebstoffes unter Druck- und Temperaturanwendung mit der bearbeiteten Stirnfläche der Gießharzschicht verbunden. Diese Vorgehensweise ist aus ver­ schiedenen Gründen nachteilig. Zum einen ist der Gieß- und Aushärtevorgang nicht nur wegen der langen Aushärtezeit (nahe­ zu 1 Tag), sondern auch wegen des hohen zu treibenden verfah­ renstechnischen Aufwandes kostenintensiv. Außerdem besteht die Gefahr, daß sich in dem Gießharz Lunker bilden, die die Ober­ flächenqualität und die mechanische Festigkeit der Gießharz­ schicht nachteilig beeinflussen. Zusätzliche Kosten entstehen durch die spanende Bearbeitung der Gießharzschicht und die da­ mit verbundenen Meßvorgänge. Auch hat sich gezeigt, daß selbst bei sorgfältiger Fertigung der Abstand zwischen den Membran­ mitteln und der Spulenanordnung infolge der auftretenden Fer­ tigungsungenauigkeiten von Druckimpulsquelle zu Druckimpuls­ quelle relativ stark schwankt. Dies zieht infolge des Umstan­ des, daß das Maß maßgeblich die elektrische Koppelung zwischen den Membranmitteln und der Flachspule bestimmt, den Nachteil nach sich, daß in der beschriebenen Weise hergestellte Druck­ impulsquellen hinsichtlich ihrer akustischen Kenngrößen nicht in der Weise übereinstimmen, wie dies im Hinblick auf eine leichte Austauschbarkeit der Druckimpulsquellen untereinander an sich wünschenswert wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckimpuls­ quelle der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie auf einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden kann.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine elek­ tromagnetische akustische Druckimpulsquelle mit elektrisch leitfähigen Membranmitteln und einer elektrischen Spulenan­ ordnung, welche durch wenigstens eine Isolierfolie elek­ trisch isolierend voneinander getrennt sind, wobei die der Spulenanordnung benachbarte Isolierfolie durch eine Klebstoff­ schicht unmittelbar mit den Windungen der Spulenanordnung ver­ klebt ist, und jede weitere Isolierfolie durch eine Klebstoff­ schicht mit der von der Spulenanordnung abgewandten Seite der jeweils vorhergehenden Isolierfolie verklebt ist. Im Falle der erfindungsgemäßen Druckimpulsquelle entfällt also der gesamte Gieß- und Aushärtevorgang sowie die spanende Bearbeitung der Gießharzschicht. Statt dessen wird die Isolierfolie auf ein­ fache und kostengünstige Weise unmittelbar mit den Windungen der Spulenanordnung verklebt. Außerdem unterliegt der Abstand zwischen der Flachspulenanordnung und den Membranmitteln nur geringen Fertigungstoleranzen, da eventuell überschüssiger Klebstoff zwischen die Windungen der Spulenanordnung treten kann.

Gemäß einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß wenigstens die der Spulenanordnung benachbarte Isolierfolie und die diese mit der Spulenanordnung verklebende Klebstoffschicht eine selbstklebende Isolierfolie bilden. Hierdurch ergibt sich eine weitere Verringerung des Herstel­ lungsaufwandes, da das Auftragen einer Klebstoffschicht ent­ fällt. Hinzu kommt, daß die Klebstoffschicht einer derartigen selbstklebenden Isolierfolie eine konstante und definierte Dicke aufweist, so daß im Falle der Verwendung einer selbst­ klebenden Isolierfolie der Abstand zwischen der Spulenanord­ nung und den Membranmitteln nochmals geringeren Fertigungs­ toleranzen unterliegt. Dabei soll der Begriff "selbstklebend" hier so verstanden werden, daß die Isolierfolie und die Kleb­ stoffschicht eine Einheit bilden. Die "klebenden" oder besser gesagt adhäsiven Eigenschaften der Klebstoffschicht können dabei bereits bei Raumtemperatur oder erst bei höheren Temperaturen vorliegen.

Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, daß im Falle mehrerer Isolierfolien die Dicke der die der Spulenanordnung benachbarte Isolierfolie mit der Spulenanordnung verklebenden Klebstoffschicht wenigstens ein Viertel der Summe der Dicken aller Klebstoffschichten beträgt. Die Dicke der Klebstoff­ schicht ist dann ausreichend groß, um bei dem mit dem Klebe­ vorgang einhergehenden Preßvorgang Fertigungstoleranzen der beteiligten Bauteile ausgleichen zu können, indem mehr oder weniger Klebstoff der genannten Klebstoffschicht zwischen die Windungen der Flachspulenanordnung gepreßt wird.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß mehrere Isolierfolien vorgesehen sind und daß die Summe der Dicken der Isolierfolien die Dicke einer einzigen aus dem gleichen Material bzw. dem Material derjenigen Iso­ lierfolie, deren Material die geringste spezifische Durch­ schlagsfestigkeit aufweist, gebildeten Isolierfolie nicht oder nicht wesentlich übersteigt. Obwohl an sich keine höhere (absolute) Durchschlagsfestigkeit zu erwarten ist, haben Mes­ sungen überraschenderweise ergeben, daß dennoch eine erhöhte Durchschlagsfestigkeit vorliegt. Dies wird darauf zurückge­ führt, daß bei nur einer Isolierfolie die Gefahr, daß im Be­ reich von Schwachstellen oder Inhomogenitäten der Isolierfolie Durchschläge auftreten, wesentlich größer ist als im Falle mehrerer aufeinandergeschichteter Isolierfolien. Es ist näm­ lich äußerst unwahrscheinlich, daß sämtliche zwischen den Membranmitteln und der Spulenanordnung befindlichen Isolier­ folien an der gleichen Stelle eine Schwachstelle oder eine Inhomogenität aufweisen. Vielmehr kann davon ausgegangen werden, daß in demjenigen Bereich, in dem eine Isolierfolie eine Schwachstelle oder Inhomogenität aufweist, die andere(n) Isolierfolie(n) intakt und homogen ist (sind). Die Isolier­ folien "verstärken" sich sozusagen gegenseitig. Da die vorge­ sehenen Isolierfolien insgesamt nicht dicker sein müssen als die herkömmlicherweise vorgesehene einzige Isolierfolie, be­ steht keine Notwendigkeit, den Abstand zwischen den Membran­ mitteln und der Spulenanordnung nennenswert zu vergrößern. Es tritt also im Falle der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik keine nennenswerte Minderung des Wirkungsgrades bei der Umwandlung von elektrischer in akustischer Energie auf. Die Summe der Dicken der Isolierfolien sollte übrigens die Dicke einer einzigen Isolierfolie des gleichen Materials bzw. des die geringste spezifische Durchschlagsfestigkeit auf­ weisenden Materials, die die gleiche Durchschlagsfestigkeit aufweist, um nicht mehr als 20% übersteigen.

Weitere Varianten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Deren Vorteile werden im Zuge der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung erläutert, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Druckimpulsquelle im Längsschnitt,

Fig. 2 die Einzelheit A gemäß Fig. 1 in stark vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine bei der Herstellung er­ findungsgemäßer Druckimpulsgeneratoren verwendeten Vorrichtung in schematischer Darstellung, und

Fig. 4 in zur Fig. 2 analoger Darstellung ein weiteres Aus­ führungsbeispiel.

Die Druckimpulsquelle gemäß Fig. 1 weist ein Gehäuse 1 auf, das einen mit einer Flüssigkeit, z. B. Wasser, als akustisches Ausbreitungsmedium gefüllten Raum 3 etwa kreisförmigen Quer­ schnittes enthält. Dieser ist an seinem einen Ende durch Mem­ branmittel in Form einer etwa kreisscheibenförmigen Membran 2 abgeschlossen. Bei der Membran 2 handelt es sich um ein Ver­ bundteil, das aus einem äußeren metallischen Verstärkungsring 2a von kreisringförmiger Gestalt, einem innerhalb desselben konzentrisch angeordneten kreisscheibenförmigen Teil 2b aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, z. B. Aluminium, und einem beide verbindenden Träger 2c aus einem kavitationsun­ empfindlichen, elastisch nachgiebigen Werkstoff, z. B. Gummi, zusammengesetzt ist. Der Verstärkungsring 2a und das Teil 2b sind in die der Flüssigkeit abgewandten Seite des Trägers 2c eingebettet und mit diesem stoffschlüssig, beispielsweise durch Vulkanisieren, verbunden. Das Teil 2b ist, da es sich auf der der Flüssigkeit abgewandten Seite des Trägers 2c be­ findet, durch letzteren vor Korrosions- und Kavitationsein­ flüssen geschützt. Der von der Flüssigkeit abgewandten Seite der Membran 2 gegenüber liegend ist eine Flachspulenanordnung in Form einer etwa kreisscheibenförmigen Flachspule 4 mit spiralförmig angeordneten Windungen vorgesehen, die im Bereich des elektrisch leitfähigen Teiles 2b der Membran 2 angeordnet ist. Die Windungen der Flachspule 4, die z. B. aus Kupfer-Lack­ draht gewickelt ist, sind auf der Auflagefläche 6 eines die Funktion eines Spulenträgers übernehmenden Isolators 7 ange­ ordnet, der in einer Kappe 8 aufgenommen ist. Die Membran 2 und die den Isolator 7 mit der Spule 4 enthaltende Kappe 8 sind mittels Schrauben 9 an dem Gehäuse 1 befestigt. Zur Fixierung der Flachspule 4 an der Auflagefläche 6 des Isola­ tors 7 sind die Windungen der Flachspule 4 mit der Auflage­ fläche 6 verklebt, so wie dies im Zusammenhang mit der Fig. 2 noch näher beschrieben werden wird.

Die Anschlußenden 10 und 11 der Flachspule 4 treten durch Boh­ rungen in dem Isolator 7 und der Kappe 8 nach außen. Sie sind an einem schematisch dargestellten Hochspannungs-Impulsgene­ rator 12 angeschlossen, der die Flachspule 4 zur Erzeugung von Druckimpulsen mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt. Jeweils bei Beaufschlagung der Flachspule 4 mit einem Hochspannungs­ impuls wird die Membran 2 infolge der auf das elektrisch leit­ fähige Teil 2b wirkenden Kräfte schlagartig von der Flachspule abgestoßen, was zur Ausbildung eines Druckimpulses in der in dem Raum 3 befindlichen Flüssigkeit führt. Dieser Druckimpuls steilt sich auf seinem weiteren Weg durch die Flüssigkeit zu einer Stoßwelle auf. Unter einer Stoßwelle versteht man einen Druckimpuls mit extrem steiler Anstiegsflanke.

Die bei der Erzeugung eines Druckimpulses auftretende Auslen­ kung kann das elektrisch leitfähige Teil 2b ohne weiteres aus­ führen, da es mittels des Trägers 2c nachgiebig mit dem Ver­ stärkungsring 2a verbunden ist. Um die Membran 2 jeweils nach Erzeugung eines Druckimpulses in ihre Ausgangslage zurückzu­ führen, kann in an sich bekannter, nicht dargestellter Weise entweder der Raum zwischen der Membran 2 und der Flachspule 4 mit Vakuum beaufschlagt werden (ER-A 01 88 750) oder die in dem Raum 3 befindliche Flüssigkeit unter einen gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck gesetzt werden (DE-OS 33 12 014).

Um bei Beaufschlagung der Flachspule 4 mit Hochspannungsimpul­ sen Spannungsüberschläge zwischen der Flachspule 4 und der Membran 2 zu verhindern, sind zwischen beiden zwei Isolier­ folien 5a und 5b stapelartig angeordnet. Als Material für die Isolierfolien 5a und 5b eignet sich beispielsweise Polyimid. Auch Polytetrafluoräthylen (PTFE) kommt in Frage. Die Summe der Dicken der Isolierfolien 5a und 5b ist derart gewählt, daß sie die Dicke einer einzigen aus dem gleichen Material, bei­ spielsweise Polyimid, gebildeten Isolierfolie der zwischen Flachspule 4 und Membran 2 gewünschten Durchschlagsfestigkeit nicht oder nicht wesentlich übersteigt. Vorzugsweise ist die Summe der Dicken der Isolierfolien 5a und 5b gleich der Dicke einer einzigen aus dem gleichen Material gebildeten Isolier­ folie der gewünschten absoluten Durchschlagsfestigkeit (kV) gewählt. Ebenfalls vorzugsweise sind die Isolierfolien 5a und 5b, so wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, gleich dick. Da die beiden Isolierfolien 5a und 5b mit großer Wahr­ scheinlichkeit Schwachstellen und Inhomogenitäten, wie sie in Isolierfolien vorkommen können, nicht an der gleichen Stelle aufweisen, "verstärken" sich die Isolierfolien 5a und 5b so­ zusagen gegenseitig. Sie weisen daher im Vergleich zu einer einzigen Isolierfolie des gleichen Materials und der gleichen Dicke eine erhöhte Durchschlagsfestigkeit auf, was sich auch meßtechnisch nachweisen läßt. Es wird also deutlich, daß im Falle der beschriebenen Druckimpulsquelle die Gefahr von Span­ nungsüberschlägen zwischen der Flachspule 4 und dem elektrisch leitfähigen Teil 2b der Membran 2 geringer ist als beim Stand der Technik, wo nur eine einzige Isolierfolie verwendet wird.

Da die Dicke der Isolierfolien 5a und 5b die einer einzigen Isolierfolie des gleichen Materials und der gleichen Durch­ schlagsfestigkeit jedenfalls nicht wesentlich übersteigt, ist mit der verbesserten Durchschlagsfestigkeit keine Minderung des bei der Wandlung von elektrischer in akustische Energie auftretenden Wirkungsgrades verbunden.

Wie bereits erwähnt, ist die Flachspule 4 mit der Auflage­ fläche 6 des Isolators 7 verklebt. Die entsprechende Kleb­ stoffschicht ist in Fig. 2 mit 14 bezeichnet. Bei den Iso­ lierfolien 5a und 5b handelt es sich um selbstklebende Folien, die jeweils auf einer Seite mit einer Klebstoffschicht 15a bzw. 15b definierter Dicke versehen sind. Derartige selbst­ klebende Folien sind im Handel erhältlich. Die der Flachspule 4 benachbarte Isolierfolie 5a ist mit ihrer Klebstoffschicht 15a über die gesamte Fläche der Flachspule 4 direkt mit den Windungen der Flachspule 4 verklebt. Die Dicke der Klebstoff­ schicht 15a beträgt wenigstens ein Viertel der Gesamtdicke der Klebstoffschichten 15a und 15b. Im Falle von zwei Isolier­ folien 5a und 5b beträgt die Dicke der Klebstoffschicht 15a vorzugsweise wie dargestellt die Hälfte der Gesamtdicke der Klebstoffschichten 15a und 15b. Gute Ergebnisse erhält man aber auch, wenn die Dicke der Klebstoffschicht 15a größer als die der Klebstoffschicht 15b, insbesondere doppelt so groß, ist. Die Isolierfolie 5b ist mit ihrer Klebstoffschicht 15b mit der von der Flachspule 4 abgewandten Seite der Isolier­ folie 5a flächig verklebt. Bei dem Klebstoff, der Klebstoff­ schichten 15a und 15b, kann es sich beispielsweise um einen Acrylatkleber, einen Rhenolharzkleber oder einen Epoxydharz­ kleber handeln. Auch Mischungen von wenigstens zwei der ge­ nannten Kleber sind möglich. Übrigens soll der Begriff "selbstklebend" im vorliegenden Falle so verstanden werden, daß die Isolierfolien 5a und 5b mit der jeweiligen Klebstoff­ schicht 15a bzw. 15b eine Einheit bilden. Die adhäsiven Eigen­ schaften der Klebstoffschichten müssen nicht notwendigerweise bereits bei Raumtemperatur vorliegen. Es können vielmehr auch solche Klebstoffschichten mit Vorteil eingesetzt werden, die erst bei erhöhten Temperaturen adhäsive Eigenschaften ent­ wickeln und beim Abkühlen aushärten. In diesem Falle verein­ facht sich die Handhabung der Folien. Gleichzeitig werden besonders haltbare Klebungen erreicht, die einen festen Ver­ bund, insbesondere der Flachspule 4 mit der Isolierfolie 5a aber auch der Isolierfolien 5a und 5b miteinander bewirken.

Der Herstellvorgang, durch den der Isolator 7, die Flachspule 4 und die Isolierfolien 5a und 5b zu einer Einheit verklebt werden, vollzieht sich in der Weise, daß der im Bereich seiner Auflagefläche 6 mit der Klebstoffschicht 14 versehene Isolator 7, die Flachspule 4 und die selbstklebenden Isolierfolien 5a und 5b, die in Fig. 3 der Deutlichkeit halber unschraffiert dargestellt sind, mit ihren Klebstoffschichten 15a und 15b, die in Fig. 3 nicht dargestellt sind, in der angegebenen Reihenfolge in eine etwa rohrförmige Preßform 16 eingelegt werden. Diese ist von einer Heizvorrichtung 17 umgeben. In die Preßform 16 ist ein Preßstempel 18 einführbar, der mit einer Preßkraft P beaufschlagbar ist. Die Preßform 16 und der Preß­ stempel 18 weisen Anschlagflächen 19 und 20 auf, die zu einer Begrenzung des Weges des Preßstempels 18 zusammenwirken. Der Weg des Preßstempels 18 ist derart begrenzt, daß die fertige Einheit aus Isolator 7, Flachspule 4 und den Isolierfolien 5a und 5b eine Gesamtdicke von a (siehe Fig. 3) aufweist.

Das Maß a ist unter Berücksichtigung der Fertigungstoleranzen des Isolators 7, der Flachspule 4 und der Isolierfolien 5a und 5b derart gewählt, daß es wenigstens gleich der maximal mög­ lichen Summe der Dicken der genannten Bauteile ist. Vorzugs­ weise ist das Maß a geringfügig, d. h. um einen oder wenige Zehntel Millimeter, größer als die maximal mögliche Summe der Dicken der genannten miteinander zu verklebenden Bauteile. Die Dicken der Klebstoffschichten 15a und 15b sind derart gewählt, daß für die unter Berücksichtigung der Fertigungstoleranzen der zu verklebenden Bauteile minimal möglichen Gesamtdicke der zu verklebenden Bauteile die Summe der minimal möglichen Gesamtdicke und der Dicken der Klebstoffschichten 15a und 15b größer als das Maß a ist. Es ist dann eine einwandfreie Ver­ klebung der zu verklebenden Bauteile gewährleistet. Die Dicke der Klebstoffschicht 14 bleibt außer Betracht.

Mit dem Preßstempel 18 wird eine solche Preßkraft P ausgeübt, daß sich ein Druck in der Größenordnung von 20 bar ergibt. Mittels einer schematisch angedeuteten Heizung 21 werden die in der Preßform 16 befindlichen Bauteile auf eine Temperatur aufgeheizt, bei der der Klebstoff der Klebstoffschichten 15a und 15b zähflüssig wird. Temperatur und Druck werden über einen Zeitraum von wenigstens einigen Minuten, beispielsweise 30 Minuten, aufrechterhalten. Während dieser Zeit dringt der Klebstoff der Klebstoffschicht 15a zwischen die Windungen der Flachspule 4 ein. Nach dieser Zeit kann die fertige, den Iso­ lator 7, die Flachspule 4 und die Isolierfolie 5a und 5b ent­ haltende Einheit aus der Preßform 16 zur Abkühlung und somit Aushärtung der Klebstoffschichten zwecks Weiterverwendung ent­ nommen werden. Falls der Klebstoff der Klebstoffschichten 15a und 15b bereits bei Raumtemperatur adhäsive Eigenschaften auf­ weist, kann die Temperaturanwendung auch entfallen.

Es besteht bei ausreichender Dicke der Klebstoffschicht 15a die Möglichkeit, das Maß a so zu wählen, daß der Klebstoff der Klebstoffschicht 15a die Zwischenräume zwischen den Windungen der Flachspule 4 vollständig ausfüllt, soweit diese nicht be­ reits durch den Klebstoff der Klebstoffschicht 14 ausgefüllt sind. Die Abwesenheit von Luft zwischen den Windungen der Flachspule 4 kann die Durchschlagsfestigkeit der Anordnung verbessern.

Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit auf Anschlagflächen 19, 20 zu verzichten und den Preßvorgang so auszuführen, daß der nach dem Preßvorgang vorliegende Abstand der der Membran 2 zugewandten Seite der Isolierfolie 5b von der Auflagefläche 6 minimal ist, die Isolierfolie 5a also sozusagen an den Windun­ gen der Flachspule 4 anliegt. Bei geeigneter Bemessung der Dicke der Klebstoffschicht 15a kann auch in diesem Falle er­ reicht werden, daß deren Klebstoff die Zwischenräume zwischen den Windungen der Flachspule 4 ausfüllt, soweit sich hier nicht bereits Klebstoff der Klebstoffschicht 14 befindet.

Im Gegensatz zum Stand der Technik, wo die Flachspule mit dem Isolator dadurch verbunden wird, daß beide mit Gießharz ver­ gossen werden, und die Isolierfolie nach spanabhebender Bear­ beitung der Stirnfläche der Gießharzschicht mittels eines ge­ eigneten Klebstoffs ebenfalls unter Druck und Temperaturan­ wendung verklebt wird, ergeben sich eine Reihe von Vorteilen. Zunächst entfällt der komplette Gieß- und Aushärtevorgang, der nicht nur wegen der langen Aushärtezeit (nahezu ein Tag), son­ dern auch wegen des hohen zu treibenden verfahrenstechnischen Aufwandes kostenintensiv ist. Weiter entfallen die spanende Bearbeitung der Gießharzschicht und die damit verbundenen Meß­ vorgange. Außerdem ist die Gefahr vermieden, daß die Gießharz­ schicht infolge von Lunkern Oberflächenfehler und eine mangelnde mechanische Festigkeit aufweist.

Es wird also deutlich, daß eine erhebliche Reduzierung der Fertigungszeit und -kosten erzielt wird. Außerdem sind die Fertigungsergebnisse unter anderem wegen der definierten Dicken der Klebstoffschichten 15a und 15b sehr gut reprodu­ zierbar. Infolge des Umstandes, daß die Isolierfolie 5a mit ihrer Klebstoffschicht 15a unmittelbar mit den Windungen der Flachspule 4 verklebt wird, können auch größere Toleranzen überbrückt werden, da erforderlichenfalls überschüssiger Kleb­ stoff zwischen die Windungen der Flachspule gepreßt werden kann. Die bisherigen engen Toleranzen für die Dicke des Iso­ lators können also in gewissen Grenzen vergrößert werden, ohne daß dies für die erzielbare Fertigungsgenauigkeit des bei der fertigen Druckimpulsquelle vorliegenden Abstandes zwischen dem elektrisch leitfähigen Teil 2b der Membran 2 und der Flach­ spule 4 von Nachteil ist. Da die Toleranzen dieses Maßes, das für die elektrische Koppelung zwischen Flachspule und Membran wesentlich ist, im Falle der Erfindung letztlich nur noch von den Toleranzen des Isolators abhängen, ergeben sich im Ver­ gleich zum Stand der Technik durch geringere Fertigungsschwan­ kungen hinsichtlich der akustischen Kenngröße der erzeugten Druckimpulsquellen.

Es versteht sich, daß die Vorteile hinsichtlich der Spannungs­ festigkeit auch dann erzielt werden, wenn die Verarbeitung der Isolierfolien in herkömmlicher Weise erfolgt. Umgekehrt werden die durch das beschriebene Fertigungsverfahren erreichten Vor­ teile unabhängig davon erzielt, ob eine einzige Isolierfolie oder ein Stapel mehrerer Isolierfolien vorgesehen ist, wobei im Falle mehrerer Isolierfolien auch mehr als zwei Isolier­ folien vorgesehen sein können. Die Isolierfolien können, falls dies zweckmäßig ist, aus unterschiedlichen Materialien ge­ bildet sein.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 4 darge­ stellt. Da dies in bestimmten Punkten mit dem zuvor beschrie­ benen übereinstimmt, tragen gleiche oder ähnliche Elemente die gleichen Bezugszeichen.

Der wesentliche Unterschied zu der zuvor beschriebenen Aus­ führungsform besteht darin, daß insgesamt vier Isolierfolien zwischen der Flachspule 4 angeordnet sind, nämlich zusätzlich zu den Isolierfolien 5a und 5b die Isolierfolien 5c und 5d. Letztere sind im Gegensatz zu den Isolierfolien 5a und 5b nicht mit der Flachspule 4, sondern mit der Membran 2 verbun­ den. Wie bei den Isolierfolien 5a und 5b handelt es sich auch bei den Isolierfolien 5c und 5d um selbstklebende Folien, die mit einer Klebstoffschicht 15c bzw. 15d versehen sind. Mit ihrer Klebstoffschicht 15c ist die Isolierfolie 5c mit der der Flachspule 4 zugewandten Seite der Membran 2, insbesondere deren elektrisch leitendem Teil 2b, verklebt. Die Isolierfolie 5d ist mit ihrer Klebstoffschicht 15d mit der von der Membran 2 abgewandten Seite der Isolierfolie 5c verklebt.

Während als Material für die Isolierfolien 5a und 5b z. B. Polyimid mit einer spezifischen Durchschlagsfestigkeit von ca. 300 kV/mm vorgesehen ist, ist als Material für die Isolier­ folien 5c und 5d beispielsweise Polyamid 6.6 mit einer spezi­ fischen Durchschlagsfestigkeit von ca. 110 kV/mm vorgesehen. Die Dicken der Isolierfolien 5a bis 5d sind derart gewählt, daß ihre Summe die Dicke einer einzigen Isolierfolie der ge­ wünschten absoluten Durchschlagsfestigkeit (kV), die aus dem Material mit der geringeren spezifischen Durchschlagsfestig­ keit, also Polyamid 6.6, gebildet ist, nicht oder nicht wesentlich übersteigt. Sind mehr als zwei unterschiedliche Materialien für die Isolierfolien vorgesehen, ist das Material mit der geringsten spezifischen Durchschlagsfestigkeit maß­ gebend.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 bietet den Vorteil, daß weitere Isolierfolien, nämlich die Isolierfolien 15c und 15d sehr leicht in die Druckimpulsquelle integriert werden können, indem die Membran 2 und die Isolierfolien 5c und 5d durch einen Preßvorgang unter Temperaturanwendung in der beschriebe­ nen Weise miteinander verklebt werden.

Es besteht selbstverständlich die Möglichkeit, mit der Membran nur eine oder aber auch mehr als zwei Isolierfolien zu verbin­ den. Umgekehrt besteht die Möglichkeit, mit der Flachspule 4 nur eine oder auch mehr als zwei Isolierfolien zu verbinden. Weiter besteht die Möglichkeit, zwischen die mit der Flach­ spule 4 verbundene(n) Isolierfolie(n) einerseits und die Membran 2 (Fig. 2) bzw. die mit der Membran 2 verbundene(n) Isolierfolie(n) (Fig. 4) andererseits eine oder mehrere zu­ sätzliche Isolierfolien lose zu stapeln. Abweichend von der Erfindung ist es auch denkbar, mit der Flachspule 4 keine der Isolierfolien zu verbinden und lediglich mit der Membran 2 eine oder mehrere Isolierfolien zu verbinden.

Im Falle der Fig. 4 müssen nicht notwendigerweise die mit der Flachspule 4 verbundenen Isolierfolien 5a und 5b einerseits und die mit der Membran 2 verbundenen Isolierfolien 5c und 5d andererseits jeweils aus dem gleichen Material bestehen. Es kann vielmehr vorgesehen sein, daß die mit der Membran 2 ver­ bundenen Isolierfolien und/oder die mit der Flachspule 4 ver­ bundenen Isolierfolien jeweils aus unterschiedlichen Mate­ rialien bestehen. Beispielsweise könnten die Isolierfolien 5a und 5d aus Polyimid und die Isolierfolien 5b und 5c aus Poly­ amid 6.6 bestehen.

Im Falle beider Ausführungsbeispiele sind sowohl die Membran 2 als auch die Auflagefläche 6 für die Flachspule 4 eben. Die Erfindung kann jedoch auch bei solchen Druckimpulsquellen zur Anwendung kommen, bei denen die Auflagefläche 6 und die Mem­ bran 2 vorzugsweise um ein gemeinsames Krümmungszentrum bei­ spielsweise sphärisch gekrümmt sind.

Es versteht sich, daß in den Figuren die Dicken der Membran 2, des Drahtes der Flachspule 4, der Isolierfolien 5a bis 5d so­ wie, soweit dargestellt, der Klebstoffschichten 14 und 15a bis 15d der Deutlichkeit halber übertrieben dargestellt sind. Ein typischer Wert für die Drahtdicke der Flachspule ist bei­ spielsweise 0,5 mm. Die Klebstoffschichten 14 und 15a bis 15d weisen vorzugsweise die gleiche Dicke auf, die typischerweise bei 0,05 mm liegt. Die Gesamtdicke der Isolierfolien 5a und 5b bzw. 5a bis 5d liegt typischerweise in der Größenordnung von 0,2 mm.

Bei dem Draht der Flachspule 4 handelt es sich beispielsweise um Kupfer-Lackdraht. Im Falle der beschriebenen Ausführungs­ beispiele ist die Flachspule 4 aus einem Draht kreisförmigen Querschnittes gewickelt. Es versteht sich, daß die Erfindung auch im Zusammenhang mit Drähten abweichender Querschnitts­ geometrie, beispielsweise Drähten quadratischen oder recht­ eckigen Querschnittes, verwendbar ist. Übrigens kann vorge­ sehen sein, daß die Spulenanordnung eine Flachspule 4 mit mehreren Wicklungen aufweist, deren Windungen parallel zuein­ ander verlaufen.

Zur Verbesserung der Heizwirkung kann vorgesehen sein, daß die Preßform 16 in einem mit einem Deckel versehenen geschlossenen Gehäuse aufgenommen ist, wobei der Deckel eine Führung für den Preßstempel 18 bilden kann.

Claims (7)

1. Elektromagnetische akustische Druckimpulsquelle mit elek­ trisch leitfähigen Membranmitteln (2) und einer elektrischen Spulenanordnung (4), welche durch wenigstens eine Isolierfolie (5a, 5b, 5c, 5d) elektrisch isolierend voneinander getrennt sind, wobei die der Spulenanordnung (4) benachbarte Isolier­ folie (5a) durch eine Klebstoffschicht (15a) unmittelbar mit den Windungen der Spulenanordnung (4) verklebt ist, und ge­ gebenenfalls jede weitere mit der Spulenanordnung (4) ver­ bundene Isolierfolie (5b) durch eine Klebstoffschicht (15b) mit der von der Spulenanordnung (4) abgewandten Seite der jeweils vorhergehenden mit der Spulenanordnung (4) verbundenen Isolierfolie (5a) verklebt ist.
2. Druckimpulsquelle nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens die der Spulenan­ ordnung (4) benachbarte Isolierfolie (5a) und die diese mit der Spulenanordnung (4) verklebende Klebstoffschicht (15a) eine selbstklebende Isolierfolie bilden.
3. Druckimpulsquelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere mit der Spulenan­ ordnung (4) verbundene Isolierfolien (5a, 5b) vorgesehen sind, und daß die Dicke der die der Spulenanordnung (4) benachbarte Isolierfolie (5a) mit der Spulenanordnung (4) verklebenden Klebstoffschicht (15a) wenigstens ein Viertel der Summe der Dicken aller zu mit der Spulenanordnung (4) verbundenen Iso­ lierfolien (5a, 5b) gehörigen Klebstoffschichten (15a, 15b) beträgt.
4. Druckimpulsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß mehrere Iso­ lierfolien (15a, 15b, 15c, 15d) vorgesehen sind, von denen die den Membranmitteln (2) unmittelbar benachbarte Isolierfolie (5c) durch eine Klebstoffschicht (15c) mit der der Spulenan­ ordnung (4) zugewandten Seite der Membranmittel (2) verklebt ist, und gegebenenfalls jede weitere mit den Membranmitteln (2) verbundene Isolierfolie (5d) mit der von den Membranmit­ teln (2) abgewandten Seite der jeweils vorhergehenden Isolier­ folie (5c) mittels einer Klebstoffschicht (15d) verklebt ist.
5. Druckimpulsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß als Material für wenigstens eine der Isolierfolien (5a, 5b, 5c, 5d) ein Material der Gruppe Polyimid, Polytetrafluoräthylen, Poly­ esterterephtalat vorgesehen ist.
6. Druckimpulsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß es sich wenig­ stens bei einer der zu mit der Spulenanordnung (4) verbundenen Isolierfolien (5a, 5b) gehörigen Klebstoffschichten (15a, 15b) um einen Acrylatkleber, einen Phenolharzkleber oder einen Epoxidharzkleber oder um eine Mischung von wenigstens zwei der genannten Kleber handelt.
7. Druckimpulsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß mehrere Iso­ lierfolien (5a, 5b, 5c, 5d) vorgesehen sind und daß die Summe der Dicken der Isolierfolien (5a, 5b, 5c, 5d) die Dicke einer einzigen aus dem gleichen Material bzw. dem Material derjeni­ gen Isolierfolie, deren Material die geringste spezifische Durchschlagsfestigkeit aufweist, gebildeten Isolierfolie der gewünschten Durchschlagsfestigkeit nicht oder nicht wesentlich übersteigt.
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