DE7035291U - Piezoelektrischer wandler. - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPL-ING. LEO FLEUCHAUS

s M[πHCHEM 7U

MelchioraSraSe 43 Mein Zeichen: 3112?P-4lS

Motorola* Ine* 9401 Vest Grand Avenue !Franklin Park» Illinois V.St.A.

Piezoelektri scher Wandler

ΓΗ** vorliegende Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Vandier rrit einen, eine öffnung vorgegebener Abrnessiangen definierenden PahΠ".en und einer ir. der Öffnung des Rahmens angeordneten dünnen Platte aus piezoelektri&chem keramischem Matrial.

iL/HL 1 - Bei

Bei der Verwendung eines piezoelektrischen Wandlers als Antriebselemeni für eine luft belastete Membran v/erden in der Praxis generell Membran und piezoelektrische Wandler getrennt vorgesehen. Zum Antrieb der Membran v/erden generell dimorphe mehrschichtige, piezoelektrische polykristallin© Keramiken verwendet, welche im Biegebetrieb

des piezoelektrischen Wandlers direkt als Membran zu verwenden; dies hat sich jedoch aus Gründen der Ankopplung der akustischen Signale an die Luft nicht als zweckmäßig erv?isssn>, da konventionelle piezoelektrische dimorphe Kristalle nicht dünn genug hergestellt werden können, um eine richtige Impedanz-Anpassung an die LufElast zu erreichen.

Der vorliegandeii Erfindung Hegt die Aufgabe zu Grunde, einen verbesserten piezoelektrischen Wandler anzugeben, -welcher, insbsson-ctere hai Tonfre<TtrSrizsn_t als direkt an Luft angekoppelte Membran arbeiten kann -,

Diese Aafgabe \s?ird! bei einem piezoelektrischen Wandler der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst _t <SaS der Rahmen; zur Erhaltung der vorgegebenen Abmessungen in usr Ebene der OJUmnsg relativ starr ausgebildet ist und um eine Achse, die in einer parallel zdr Öfmungsebene lie-■gesden Ebene lieqt, Torrsron<ibewegungen auszuführen in der Lage ist, das die im S^trieb auf Biegxmg beanspruchte dünne Platte aas piezoelekirischeip kerannschem Material eine der Fenn der Öf&nsx des Rahineris anosfaßte Form besitzt, mit ihrem Rand in di·* C^ffnung des Rahmens eingepaßt Ist und so dsrcbgebogen Ist, da3 diese Durchbiegung unterinalb ihrer elastischen Grenze längs wenigstens eiser Hirer Raiipiabmessun—

liegt, und dsE auf weingsiens eines Teil der Hauptsachen t Platte aas feerair-ischeTT* piezoelektrischem Material zur

- 2 - Bildang

TTmzzr^

Bildung von sich gegenüberliegenden Elektroden leitende Schichten vorgesehen sind.

In Weiterbildung der Erfindung ist bei einem Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Wandlers der in Rede stehenden Art vorgesehen, daß eine dünne Platte aus poly kristallinem piezoelektrischem Material durch seitweises Einwirken einer deformierenden Kraft parallel zur Dickenabmessung der Scheibe längs wenigstens einer ihrer Hauptabmessungen gebogen wird, daß der Scheibe während des Einwirkens der deformierenden Kraft ein polarisierendes elektrisches Feld in Richtung parallel zur Pachtung der Deformationskraft aufgeprägt wird und daß am Rand der Scheibe in ihrem gebogenen Zustand zur Aufrechterhaltung der Durchbiegung nach Entfernen der Deformationskraft ein starrer Rahmen befestigt wird.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Figuren. Es zeigt:

Figur 1 eine Darstellung, aus der das Verfahren aur Herstellung eines gleichseitig als Membran wirkenden piezoelektrischen Wandlers gemäß einer Ausführungsforxn der Erfindung ersichtlich ist;

Figur 2 eine perspektivische Ansicht des gemäß Figur I hergestellten fertigen Wandlers;

Figur 3 und 4 teilweise geschnittene Seitenansichten, aus denen die Wirkungsweise des gemäß der Darstellung nach Figur 1 hergestellten Wandlers ersichtlich ist:

Figur 5 eine Draufsicht des gleichzeitig als Membran wirkenden Wandlers nach den Figuren 2_t 3 xmä 4, anhand derer die Wirkungsweise des Wandlers erläuterbar ist.

Figur 7

7 typische Ansprechkurvsn, aus der die richtigen Parameter des gleichzeitig! als Membran wirkenden Wandlers bestimmbar sind; und

Figur 8 einen Teilschniit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung*

cför Figur ϊ. die eine teilweise geschnittene Seitenansicht darstellt, ist ein Verfahren zur Herstellung eines gleichseitig als Membran wirkenden piezoelektrischen V/andlers erläuterbar. Eine kreisförmige piezoelektrische Scheibe 10 aus geeignetem polykristallinen! Material, v/ie beispielsweise Bariumtitanat. wird auf beiden Haupiflächen zur Bildung von Elektroden 11 und 12 mitleitenden Schichten bedeckt. Diese leitenden Schichten können in geeigneter Weise, beispielsweise auf galvanischem Wege,, durch Katoden zerstäubung oder durch Ausstreichen auf die Scheibe bzw. Platte 10 aufgebracht werden. Der Durchmesser der Scheibe 10 ist wesentlich größer als ihre Dicke; diese relativen Abmessungen sind jedoch in Figur 1 nicht maßstabsgerecht dargestellt, um die Elemente des Wandlers klarer hervortreten zu lassen.

Die mit den Elektroden 11 und 12 versehene Scheibe 10 -wird sodann in eine Nut eines Rings 13 eingesetzt, der vorzugsweise aus einem Material mit hohen Elastizitätsmodul hergestellt ist. Die Nut bz\'i- Ausdehnung des Pdngs 13 wird durch, eine Vertikalflache 14. und eine Horizontalfiache 15 gebildet» wobei die Scheibe 10 auf der Horizontsifiäche 15 aufliegt, und durch ein etwa in ihrem Mittelpunkt angreifendes, durch einer; Pfeil angedeutetes Gewicht gebogen värd. Dadurch nimmt die Scheibe, die in Figur I dargestellte Schalenform an und liegt weiterhin au? der H cri zontsliläcse 15 auf. wobei ihr Rand in dem Bereich liegt, äer durch des Durchmesser des Rings 13 zwischen der Fläche 14 gebildet vtiru.

- 4 - BeSsäet

und die Beforniaiicn vxiä die Spannung für mehrere Stunden aufrechtzuerhalten* Andererseits kann die Scheibe jedoch auch auf eine oberhalb dein Curie—Punkt liegende Temperatur erhitzt werden, bevor die Gleichspannung angelegt wird- Während der Druck und das elektrische Feld vorhanden sind, wird die Scheibe dann nicht weiter erhitzt- so daS sie sich auf eine Temperatur unterhalb des Curie—Punktes abkühlen kann. Wird die Polarisation der keramischen Scheibe durch das letztgenannte "verfahren herbeigeführt, v.o kann ein kleineres elektrisches Feld zur Anwendung kommen, wobei auch die Einwirkungszeit kürzer ist.

V/ährend der Einwirkung ass Gewichtes und des elektrischen Feldes auf die Scheibe 10 v;ird ihr Rand durch einen geeigneten Klebstoff, wie beispielsweise ein Klebstoff auf Epoxj'dharzbasis, in die durch die Flachen 14 und 15 im metallischen Ring 13 gebildete Nut eingeklebt. Diesem Klebstoff wird die Möglichkeit gegeben, auszuhärten. Nachdem der Klebstoff ausgehärtet ist. wird das Gewicht entfernt und dss polarisierende Gleichieid abgeschaltet. Der Klebstoff auf Epoxydharzbasis bildet eine feste Verbindung zwischen darn Rand der Scheibe 10 und dem Ring, so da3 die Scheibe in ihrer gebogenen, schalenform igen Konfiguration gehalten wird, die unter der Einwirkung des Gewichtes erzeugt

wurde.

BeSndeä sich die Scheibe 10 is der in Flour I dargestellten Lage, |

■wobei das Gebricht --·*? iJhr Zentrum einwirkt, so kann an die |

Elektroden 11 und 12 eise polarisierende Gleichspannurg angelegt ]

werden- welche zum Aufbsii eines elektrischen GleicMeldes zv?i— sehen den Elektroden 11 und 1? und damit in der keramischen Scheibe 10 führt. Dieses elektrische Gleicbfeld soll ausreichend hoch sein, damit eine Polarisation der keramischen Scheibe 10 stattfindet. Werden der Deiorniaticnsaruck und das elektrische

Feld bei normaler Raumtemperatur zur Einwirkung gebracht, so j

ist es generell ncrtvsesaic.- eine relativ hohe Spannung zu

	sr an? die	»···>» s- »-	Wandler	s ·	# j
	Membran		in Figur		I I ε
		se Weise erhaltene		!
vnszrde- Tk	vfirken kann, ist	, v/elcäer gleich-
zeitig als		2 dargestellt-

gleichseitig sls Menibran wirkende piezoelektrische Wandler ssen cea Figuren 3 and 2 fcans direkt an Luft angekoppelt werden, ds die einscMcbü^a polykristalline keramische, piezcäektische Scheibe 10 dünn genug geraachr werden kann« "wodurch auc'" die Impedanz Mein geizig vird, het» eine ausreichende Impedanz— ^ as I^ä ^? gs^-äisrleisten- Dainit können tonfrequeste

r ¥ertfendang von Verstärkern, wie sie nor~ inalerweise in kleinen Radios, Telefonen und ähnlichem zur Anwesdmig kommen, direkt auf die Scheibe gekoppelt der von dieser abgenciTisnen v?erden-

Bevor die Wirkungswaise eines Wandlers nach den Figuren I und 2 erläutert wird* sei auf Figur 6 bezug genommen, welche eine idealisierte Konfiguration der Anordnung darstellt. Diese Konfiguration eignet sich insbesondere zur Erläuterung der Virkungsp^inzipisn eines erfindungsgernäSen Wandlers.. Diese in Figur 6 dargestellte /snordnung entspricht im wesentlichen dein Wandler nach den Figurers 1 und 2. wobei jedoch eine andere Form eines Bings 23 verwendet wird, dessen Querschnitt so ausgebildet ist, daß ssfes Innenfläche in der aus Figur 6 ersichtlichen eine kreisiömr.ioe., messerartige Kante aufv/eist. Die

^{5ch8 Platte bs?.-;» Scheibe 10 wird in eine t.chalen- Age- Konfiguration vorgasparra und ir der Öffnung des Rings 23 derart verkeilt, daß die messerförir.ige Kante den Rard der Schübe et^s in der Mitte ihrer dici-en .Abmessung längs ihres Uir.iangs erfsSi. Die Scheibe 10 kann sich daher in Richtung eire<; durchmessers aiii Grund der starren Natur des Materials des icings 22 nicht bewegen.

Die

703S29125.2.71

Die Hässpeistisg eines Wechselstroms aus einem Stromgenerator 20 fuhrt sum Aufbau eines Vechseifeldes In der Scheibe 10 über die Elektroden 11 nnd 12. Bei Vorhandensein dieses Wechselfeltes erfährt die Scheibe läags ihrer Durchmesser abwechselnd Expansionen sad Kontraktionen. Da sich die Scheibe jedoch nicht in Richtung eines ihrer Durchmesser &=v?egen kann, wird diese Expansion und Kontraktion Ib eine Bewegung normal zur genereilen Ebene der Scheibe 16 überführt, wie dies durch einen vertikalen Doppelpfeil in Figur 6 angedeutet ist. \fesm die Scheibe 10 sich ausdehnt, •wird die Schalenform vergroBert, -was zu einer Abwärtsbewegung des Zentrams der Scheibe 10 fuhrt, wie aus Figur 6 ersichtlich ist- Entsprechend nimmt der Betrag der schalenförmigen Durchbiegung ab- -wenn sich die Scheibe längs ihre?- Durchmesser zusannnerszieht, was zu einer Aufwärtsbewegung des Zentrums der Scheibe 10 führt, wie dies Wenfalls aus Pig-är 6 zu entnehmen ist.

Da sich der T$str^g der schaleniörmigen Durchbiegung der Scheibe als Funktion der sa die Elektroden II und 12 angelegter. Signale ändert, ergist sich sn dem nrasseriormigen Kontaktpunkt längs des Ezndes der Scheibe 10 eine relativ reibungsfreie Relation der Scheibe. Pie AusfuhrungsfoxKi des Wandlers nach Figur 6 ist in der Praxis jedoch schwer realisierbar, da das Einsetzen und die Halterung der Scheibe 10 an der messerartigen Kante des Rings 23 Schwierigkeiten macht und da der linienförmige Kontakt zwischen der Scheibe 10 und ά&τ messerartigen Kante zu extrem hohen Drücken in der Scheibe tfßhrt. In der Praxis ist demgegenüber eine AusfÖhrüngsforni^ wie sie in den Figuren 1 bis 4 dargestellt ist, von Vorteil-

Um eine moglicihst große Annäherung an die Ausführungsform nach Figur 6 zu erreichen, ist es wönschenswert, daß der bei der oben erläuterten V/andlcranofdnyng nach den Figuren 1 und 2 verwendete

Ring 13 aas einem Material mit hobern Elastisitätsmodul hergestellt V-¹IrG₃ voraus sici: einerseits eine hohe Torrsions— elastizität und andererseits eine maximale Festigkeit ergibt« ■weiche eine Expansion imd ΚοηίΒ kticn der Scheibe "£} längs ihres Du-chnsessers verhindert- Jdateriaiien, aus denen der Ring 13 herstellbar ist -and welche die genannten gewünschten Eigenschaften besitzen, sind Wolfram, Wolfram karbit, AhiminiiHnoxyd-Kerarniketi. Molybdän und ähnliche Materialien. Der Querschnittsdurchinesssr des Rir^gs soll einerseits klein gesug sein, Ufa dife GesfÜiiSSläi^i Tsjärjictä,ggmsit^lilsli.sax sg. sa stellen. Andererseits soll dieser Durchmesser jedoch auch groB genug sein- uni eins Expansion und Kontraktion der Scheibe 10 in der £hene dss Rings 13 weitestgehsäid zu ?arn3eiden-Sine gute gleichzeitige ErfuHäong der beiden vorgenannten Forderungen ist erreichbar, wenn der Querschnittsdurchmiesser des Rings 13 etwa gleich der doppshrin Dicke der Scheibe 10 ist» Dies gilt mr eine Scheibe mit einer Dicke von 51.9 χ 1ϋ~"' cm (4.7 tnilas) und einem Diirchniesser von 5,08 cn {2 inches).

Anhand der Figuren 3-5 sei nun die Wirkungsweise das in den Figuren 1 und 2 dargestellten Wandlers erläutert- Wird von der Quelle 20 ein Wechselstrom signal einer ersten Polarität an die Elektroden 11 und 12 gegeben, so dehnt sich die piezoelektrische Scheibe 10 in Richtung von Pfeilen, die in Figur 3 unterhalb der Scheibe eingetragen sind. Wie aas Figur zu erSxHhen ist, dehnt sich c*ie Scheibe iO längs ^edes ihrer Durchmesser aus. Da der Ring 13 eine ausreichende Festigkeit besitzt, um eine Ausdehnung der Scheibe ">0 in seiner Ebene zu unterbinden, wird die Ausdehnung der Scheibe 10 in e^ne Abwärtsbewegung transformiert, wie dies in Figur 3 durch einen oberhalb der Scheibe eingetragenen Pfeil angedeutet ist. Damit wird die Schalenform der Scheibe gegenüber eine Konfiguration, bei der keine Signale von der Quelle 20 geliefert i-verden, tiefer.

i - Die

Die Abwärtsbewegung der Scheibe 10 führt dazu, daß ihre Oberkante nach innen gedreht wird. Der Elastizitätsmodul des den Ring 13 bildenden Materials ermöglicht eine Torrsionsdrehnng des Rings 13 um eine kreisförmige Achse, welche durch den Mittelpunkt des Kreises verläuft, der durch jeden Querschnitt längs äes Rings 13 gebildet wird. Diese Rotation ist in Figur 3 durch Pfeile auf der linken und rechten Seite des Rings 1.3 angedeutet. Die Torrsionsdrehung des Rings 13 stellt eine Annäherung an den Idealfall dar. der durch die messsrförmige Kante der Anordnung nach Figur 6 gegeben ist.

Während der anderen Halbperioden des von der Quelle 20 gelieferten Wechselsignals zieht sich das Material der Scheibe 10 längs ihrer Durchmesser zusammen, was der Figur 5 entnehmbar und durch in Figur 4 unterhalb der Scheibe 10 eingetragene Pfeile angedeutet ist. Damit bewegt sich der Mittelpunkt der Scheibe 10 nach oben, was durch einen oberhalb der Scheibe 10 in Figur 4 eingetragenen Pfeil angedeutet ist» Diese Aufwärtsbawenung führt dazu- daß sich der Rand der Scheibe 10 in entgegengesetzter Richtung dreht. Damit führt auch der Ring 13 eine Torrsionsdrehung in umgekehrter Richtung um die genannte Achse aus. wie dies durch Pfeile auf der linken und rechten Seite des Rings 13 in Figur 4 angedeutet ist«.

Diese Expansion und Kontraktion der Scheibe 10 wiederholt sich fpr jede Periode des \-on der Quelle 20 gelieferten Signals, v«o-Gurch der Bogen bzw. die Schalenkonfiguration der Scheibe 30 abwechselnd in Richtung der in den Figuren 3 und 4 eingetragenen vertikalen Pfeile zu- und abnimmt. Diese Bewegung der Scheibe wird auf ihre Luftbalastung übertragen _T so d;»ß Schallwellen mit der Frequenz der von der Quelle 20 gelieferten Wechselsignale erzeugt werden. Ersichtlich muss die Befestigung der ScheibelO

- 9 - am

am Ring 13 durch Vorkleben ausreichend fest sein, um die gewünschte Wirkungsweise realisieren zu können.

V/ürds <Sas Material des Rings 13 nicht die geschilderte Torrsionselastizität c©sitzen_t sondern in bezug auf Torrsionskräfte starr ssIti, so Ttfurce d?e dhsn eriarafefie Uretiwlrkciny «ΐβίϊί eifitretsn« Btes würde zu einsr verzerrten Verbiegung der Scheibe 10 an ihrer» Rand führen« was seinerseits hohe mechanische Verluste und damit eine wesentliche Reduzierung das Wirkungsgrades zur Folge habam vrürdeu D©t Bis-chmesser der Scheibe 10 ist im Vergleich zn i&fer Dielte relativ gro3 gewählt, so daß ein hohes Transfer-

niaticaisverhslfnis srhaltan viird, aa eine relativ kleine Fadial- _t

iaevregutag der Scheibe lö eine groSa Achsiaibeviegting ihres Zentnans zsiT Folge hat*

Figur 7 zeigt ein Biagrssnra vcn Cbarakleristiken, das zur Festlegung der richtigen iiflp©danzanp?«sung das gleichzeitig als Membran -wir= .' j

feendea Wandlers aa die LaitiE-iastung <3er Scheibe 10 dienen kann. |

Eine Möglichkeit, durch die die richtige impedanzanpassung be- |

stiisjint werden kanu, bestellt darin. da3 ein Eingangssignal mit |

fester Energie auf eine Ansah! von verschiedenen "Wandlern gege— 1

ben vird. wobei jeweils eis Parameter der V/andler geändert und j

ede Tc^aiisgsiigsSrequeJis-Charskteristlk für jeden der verschiedenen Wandler geroasseii -wird- Ss sei beispielsweise angenommen, daB bei einem gegebenen IDurchmesser für die Scheibe 10 sowie einem §egabe*jen Katersal und einer gegebenen Kcaräguraticii für den Hing 13 für verschiedene Waisdl&r cnterschiedliche Dicken der Scheibe IO vorgesehea vrerder.- Auf jeden dieser Wandler werden

- lö -

in gleicher V/eise tonfrequente Eingangssignale gegeben und dfe Furven der Tonausgangscharakteristiken gemessen»

Ist die Scheibe 10 zu dick* so wia eins Charakteristik in Form der Kurve A erhalten. Gemäß dieser Kurve ergibt sich bei einer speziellen Frequenz ein großes Tonanspsrechvermögsn bzw ο eine Spitze, während im Rest des Frequenzbereichs, in dem der gleichseitig als Membran v/irkende Wandler verwendet werden soll, eine große Dämpfung der Tonsignaie vorhanden ist· Wird andererseits die Scheibe 10 zu dünn gewählt, wodurch sie eine zu große reziproke Steifigkeit erhält, ergibt sich eine Charakteristik in Form der Kurve C* Biese Kurve verläuft zwar im Frequenzbereich relativ flach, wobei jedoch eine zu große Dämpfung vorhanden ist. Wenn die Impedanz; der Scheibe 10 nahezu an die Luftbeisstung angepaßt ist* so erhält man einen Wandler mit einer Charakteristik in Form der Kurve B. Diese Kurve verläuft im gesamten gewünschten Frequenzbereich relativ glatt _T -wobei gleichzeitig hohe Tonausgangssignale erhalten werden. Diese Art der Untersuchung kann bei jeweils individueller Änderung verschiedener Parameter des Wandlers weitergeführt werden, um die erforderlichen Materialien und Abmessungen zur Anpassung der Impedanz des Wandlers an die Luftbelastung der j Membran zu bestimmen. Zur Festlegung der Impedanzanpassung

können zwar auch noch andere Verfahren benutzt werden: das im vorstehenden erläuterte Verfahren hat sich jedoch bei der Herstellung von richtig angepaßten Wandlern als erfolgreich erwiesen.

Da der Durcdxmesser der Scheibe 10 im Vergleich zu ihrer Dicke relativ groß ist, kann das piezoelektrische keramische Material bei bestimmten Betriebsbedingungen brechen. Um eine derartige Tendenz zum Brechen zu eliminieren oder wenigstens

- 11 - so

so klein wie möglich zu halten, kann eine dünne Kunststoffschicht, beispielsweise ein Polyestepfilm aus Äthy^engiyfcol · irnd Terephtalsäure, nachfolgend Polyesterfilm genannt, auf eine oder beide Oberflächen der Scheibe IO aufgebracht werden. Figur 8 zeigt einen Teiiquersennite durch die Scheibe 1.0, wobei auf die Elektroden 11 und 12 ein Polyesterfilia aufgebracht ist.= Der Polyesterfilm 16 kann .jedoch auch direkt auf die Scheibe 10 aufgebracht werden, wobei die Elektrode 12 d>nn auf dem Filsi 16 vorgesehen ist. Bei©! Betrieb von Scheiben mit einen Polyesterfilm hat sich gezeigt, dass im wesentlichen keine Brüche auftreten, wodurch die mechanischen Eigenschaften der Anordnung wesentlich verbessert werden. Bei einer praktischen Aiisführungsform der keramischen Scheibe 10 mit einer Sicke in der Grössenordnung von 11,9 x XO cm (4,7 mils'* beträgt die Dicke des Polyesterfilms 0,64 χ 10"^ cm (0,25 mils)

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemässen Wandlers wird eine relativ breitbandige Charakteristik im Tonfrequenzbereich erhalten. Um den Frequenzbereich des gleichzeitig als Membran wirkenden Wandlers zu verbessern, kann wenigstens eine der Elektroden 11 oder 12 durch eine leitende Widerstandsschicht ersetzt werden. Um das Ansprechvermögen bei Tiefenfrequenzen zu verbessern, kann im Zentrum der Scheibe 10 auch eine leichte kon-xsche Membran, wie beispielsweise ein Papierkonus, befestigt werden; in den meisten Anwendungsfällen ist eine derartige zusätzliche Papiermembraa jedoch nicht erforderlich.

Zur praktischen Realisierung eines gleichzeitig als Membran wirkenden Wandlers nach den Figuren 1 bis 5 wurden die folgenden Materialien und Abmessungen verwendet:

- 12 - Tabelle

	Wolfram	- 13 »	P	lediglich als Beispiele
Material des Hngs 13	4,85 cm (1,910")	703529125.2.71
innenaurcimiesser des Rings 13	13 2,03 cm (o,O8O")
Querscsmtisdurcliinesser des Rings	FZTSH von Clevite
Material der Scheibe ίθ	oder C 27 von Honeywell	. .—; _j
	5,08 cm (2,0")
Durchmesser der 'jngebogenen Scheios 10	0,101 cm (0..04")
	etwa 0j076 cm (0,030")
Jk>gezäi5ie der Yorgrjspaniiten Scheibe lö (im Zentrum)	1-20 kHz \
Frequenzcliarakterisiik dss WaisSlsrs	20 mW j
Eingsagslsästinig	Ss sei bsBierkt. daS die in der vorstehenden Tabelle angege
	benen Abmessungen und Materialien
aufzufassen sind.

Claims (8)

KL27G-417 3cliuizass3ruciie

1. Piezoelektrischer Wandler mil; eines eine öffnung vorgegebener Abmessungen definier enden Sannien und einer in der öf fnung des Rahmens angeordneten dimnen Platte aus piezoelektrischem keramischen- Material, dadurch gekennzeichnet,, dass der Rahmen (13) zn? Erhaltung der vorgegebenen Abmessungen in der Ebene dex* ÖffmiEtg :peleirlir starr ausgebildet ist und. u® eine Ac-h.se, die in einer Darsliel zur öjff nungsebene liegenden Bbene liegt, Torsionsbeweguagen auszuführen in der Lage ist, dass die im Betrieb auf Bieguaig beanspruchte dünne Platte (IC) aus piezoelektriscneH kerasisciiein: üaterial eine der Fons der öffnung des Hansens (13) angepasste Fors besitzt, axt inrem Rand in die öffnung des iiabinens eingepasst ist und so durchgebogen ist^ dass diese Durchbiegung unterhalb ihrer elastischen Grenze längs wenigstens ein^r ihrer Hauptabiaessungen liegt, und dass auf wenigstens einen Teil der Hauptflächen der Platte (10) aus keramischem piezoelektrischen Material zur Bildung von sich gegenüberliegenden Hektroäea leitende Schichten (11, 12) vorgesehen sind.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (13"' aus einesi Material axt hohes Elastizitätsmodul hergestellt isfc-

3. Wandler nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (13) als ein mit einer Hut (14„ Ιό) versehener Ring ausgebildet ist und iass die Platte (10) aus piezoelektrischem keramischem Material als Scheibe ausgebildet und in die Nut (14, 15) des Rings eingesetzt ist.

4-. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3_S dadurch gekennzeichnet, dass die piezoelektrische keramische Scheibe (10) schalenförmig gebogen ist, wobei der Bogen der schalenför— si gen Durchbiegung das ¥andler—ÄufvfärtstraosforEiatioiisirer— hältnis bestimmt.

5- Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, dass das Katerial des Hansens (15 a.us der fiaterialgruppe .τ/olframkarbid, Wolfram, Ai n-m-i π τ iT^nnYyrfyo^^Ta^ V end Molybdän gewählt ist.

6. V/andler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf wenigstens eine der Eauptilächen der Scheibe (10) aus piezoelektrischem keramischem Material eine Kunststoffschicht (16) aufgebracht ist, deren I?iGke klein im Vergleich zur Dicke der Scheibe ist.

7» Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für die Kunststoffschicht; (16) ein Polyesterfilm aus Äthylenglykol- und Oerephtalsäure Verwendung findet.

8. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (10) aus piezoelektrischem keramischem Material als Membran dient.

9» Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Platte (10) klein im Vergleich zu ihrem Durchmesser ist.