DE8909563U1

DE8909563U1 - Piezoelektrischer Biegewandler

Info

Publication number: DE8909563U1
Application number: DE8909563U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1989-08-09
Filing date: 1989-08-09
Publication date: 1989-10-12

Description

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Siemens Aktiengesellschaft

Piezoelektrischer Biegewandler 5

Die Neuerung betrifft einen piezoelektrischen Biegewandler mit einer beidseitig mit Flächenelsktroden versehenen piezokeramischen Schicht.

Zur Umwandlung des Schalles in elektrische Energie und umgekehrt s.ind elektroakustisch^ Wandler bekannt, die durch eine Verbundplatte gebildet sind. Diese Verbundplatte besteht aus einer Trägerplatte, am oer ^,Ine beidsaitig wit Flächenelektroden versehene Fie-iokeramiksc^ibe aufpeklebt ist. Das Träger- macerial kann beispielsweise Messing, Aluminium, Vacon oder Nickel sein. Das Aufbringen der F*--okeramikscheibe wird allgemein durch eine Klebeverbindung vorgenommen. Dazu eignen sich unter anderem Zwrikomponentenkleber, Leitkleber oder auch eine Heißkleberschicht, Neben der Klebetechnik wie die Anwendung von Siebdruck, Dosieren oder kleberkaschiertem Trägermaterial hängt dip Betriebssicherheit auch von den Klebebedingungen wie dem Druck, der Temperatur, der Zeit und der Form ab. Zur Kontaktierung der Elektroden kommen Druckkontaktverbindungen oder auch an die Elektroden angelötete Bändchen in Betracht.

Die Vielzahl der Herstellungsschritte wie auch die Festigkeit der Klebeverbindung bringt es mit sich, daß eine derartig aufgebaute Verbundplatte ein wesentlicher Kostenfaktor bei der Herstellung eines derartigen Wandlers bildet. Für viele Anwen düngen ist daher eine derartig aufgebaute Verbundplatte zu teuer. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn an die Höhe der Lautstärke keine allzugroßen Forderungen gestellt werden. Hierzu zählen z.B. elektronische Rechner und Uhren, Meßinstrumente, Spielzeuge, Registrierkassen und Kommunikations- Endgeräte.

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Aufgabe der Neuerung ist ss, eine preiswerte Alternative zu der genannten Verbundplatte aufzuzeigen. Gelöst wird die Aufgabe neuerungsgemäß dadurch, daß die Flächenelektroden der piezokeramischen Schicht eine unterschiedlich große Dicke aufwei- sen.

Wie sofwi-&iacgr;; erkennbar ist, fehlt üis üei der üblichen Verbundplatte vorhandene Trägerplatte. Damit entfällt auch die KIecjng der Piezokeramik mit der Trägerplatte. Eine wesentliche Aufgabe der Trägerplatte übernimmt die stärkere Flächenelektrode der Piezokeramik, wodurch die neutrale Schicht f.&v Keramik aus der Symmetrieeber^ verschoben wird und ein funktionsfähiger Wandler gebildet wird.

Es kann zweckmäßig sein, wenn die Flächenelektroden aus unterschiedlichen Materialien bestehen.

Damit können auf einfache Weise unterschiedliche Materialkonstanten, insbesondere verschiedene &Egr;-Moduln Verwendung finden, die das Schwingungsverhalten des Wandlers beeinflussen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Biegewandler durch einen scheibenförmigen im Randbereich eingespannten Körper gebildet ist. Diese Ausführung ist besonders unempfindlich gegen Bruch. 25

In selteneren Fellen kann es zweckmäßig sein, daß der Biegewandler durch einen streifenförmigen Körper gebildet ist, dessen freies Ende eingespannt gehalten ist.

Aus Versuchen hat sich herausgestellt, daß ss besonders vorteilhaft ist, wenn die Dicke der dickeren Elektrode mindestens 20 % der Dicke der piezokeramischen Schicht beträgt.

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Im folgenden sei die Erfindung anhand von vier Figuren näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 einen scheibenförmigen Biegewandler im Schnitt 5

Figur 2 eine Draufsicht auf Figur 1

Figur 3 einen streifenförmigen Biegewandler und Figur 4 eine Draufsicht auf Figur 3.

Der scheibenförmige Biegewandler nach Figur 1 und 2 besteht aus einer piezokeramischen Schicht 1, die beidseitig mit Elektroden 2, 3 versehen ist. Wie die Figur 1 zeigt, sind die Dicken der Elektroden unterschiedlich groß und z^ar ist die Elektrode 3 wesentlich dicker als die Elektrode 2. Der Biegewandler ist beidseitig in einem nicht gezeigten Gehäuse angeordnet und zwischen ringförmigen Lagerkörpern 4, 5 eingespannt gehalten. Aus zeichnerischen Gründen sind die Teile 1, 2, 3 voneinander getrennt dargestellt. Über die Lagerkörper 4, 5 kann auch die elektrische Kontaktierung erfolgen.

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einen streifenförmigen Körper. Der Wandler besteht wiederum aus einer piezokeramischen Schicht 6, auf welcher Elektroden 7, 8 aufgebracht sind. Dabei ist die Dicke der Elektrode 8 wesentlich größer als die Dicke der Elektrode 7. Der Wandler ist in Lagerkörpern 9, 10 eingespannt gehalten, gegebenenfalls nur an einem Streifen-Ende.
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Claims

89 6 1 6 8 7 DE si it Schutz&nsprüche

1. Piezoelektrischer Biegewandler mit einer beidseitig mit Flöchenelektroden versehenen piezokeramischen Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenelektroden (2, 3, 7, 8) der piezokeramischen Schicht eine unterschiedlich große Dicke aufweisen.

2. Piezoelektrischer Biegewandler nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daü die Fiächenelektroden (2, 3, 7, 8) aus unterschiedlichen Materialien bestehen .

3. Piezoelektrischer Biegewandler nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Biegewandler durch einen scheibenförmigen im Raridbereich eingespannten Körper gebildet ist (Fig. 1).

4. Piezoelektrischer Biegewandler nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Biegewandler durch einen streifenförmigen Körper gebildet ist, dessen freies Ende eingespannt gehalten ist.

5. Piezoelektrischer Biegewandler nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der dickeren Elektrode mindestens 20 % der Dicke der piezokeramischen Schicht beträgt.