DEP0045577DA

DEP0045577DA - Piezoelectric converter

Info

Publication number: DEP0045577DA
Authority: DE
Inventors: Warwick Alfred Leslie Williams
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Publication date: 1951-02-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen piezoelektrischen Umformer, d.h. im vorliegenden Fall auf einen Gegenstand, der einen Körper aus dielektrischem Material enthält, welcher elektrische Energie in mechanische Energie umwandeln kann oder umgekehrt. Solche Stoffe, die mono- oder polykristallinisch sein können, werden auch piezoelektrische Stoffe genannt. Polykristallinische Stoffe mit diesen Eigenschaften können z.B. aus Erdalkalititanaten, insbesondere aus Barium- oder Strontiumtitanaten bestehen. Es hat sich ergeben, dass die piezoelektrischen Eigenschaften bei den polykristallinischen Stoffen dadurch entstehen können, dass das Material mit Hilfe eines elektrischen Feldes konstanter Stärke polarisiert wird. Dieses Feld kann beim Betrieb des Elementes kontinuierlich vorhanden sein, in gewissen Fällen jedoch auch zeitweise angebracht werden, bevor das Element wirksam wird. Nach Ausschaltung des Feldes verbleibt dann eine remanente Vorpolarisation.The invention relates to a piezoelectric transducer, i.e. in the present case to an object which contains a body made of dielectric material which can convert electrical energy into mechanical energy or vice versa. Such substances, which can be monocrystalline or polycrystalline, are also called piezoelectric substances. Polycrystalline substances with these properties can for example consist of alkaline earth titanates, in particular of barium or strontium titanates. It has been shown that the piezoelectric properties of polycrystalline materials can arise from the fact that the material is polarized with the aid of an electric field of constant strength. This field can be present continuously during operation of the element, but in certain cases it can also be applied temporarily before the element becomes effective. After switching off the field, a remanent pre-polarization then remains.

Das Umformungselement gemäss der Erfindung enthält einen langgestreckten Körper aus dem dielektrischen Material mit piezoelektrischen Eigenschaften, der gedrängt aufgewickelt in einem Raum untergebracht ist, dessen grösste Abmessung ein kleiner Bruchteil der Gesamtlänge des langgestreckten Körpers ist, wobei der Körper mit Mitteln gekuppelt ist, durch welche die Uebertragung der mechanischen Energie ermöglicht wird. In dieser Weise entsteht eine piezoelektrische Empfindlichkeit des Elementes, die wesentlich grösser als diejenige eines Elementes mit einem Körper aus dem gleichen Material ist, das den gleichen Querschnitt aufweist und in gerader Konfiguration eine Länge gleich der grössten Abmessung des Raumes hat, der das Element gemäss der Erfindung enthält.The deformation element according to the invention contains an elongated body made of the dielectric material with piezoelectric properties, which is housed tightly coiled in a space, the largest dimension of which is a small fraction of the total length of the elongated body, the body being coupled to means through which the Transmission of the mechanical energy is made possible. In this way, the element has a piezoelectric sensitivity which is considerably greater than that of an element with a body made of the same material which has the same cross-section and, in a straight configuration, a length equal to the largest dimension of the space containing the element according to the invention.

Die gedrängt aufgewickelte Form des Körpers entsteht z.B. dadurch, dass dem Körper die Form einer Schraubenlinie oder einer flachen Spirale gegeben wird, deren eines Ende an einem Träger befestigt und deren anderes Ende beweglich angeordnet ist zur Uebertragung der mechanischen Energie, z.B. auf einen der Kontakte des Relais. Bei diesen Ausführungsformen wird der Körper vorzugsweise derart verwendet, dass die auftretende mechanische Formveränderung mit Biegespannungen im Material einhergeht. Es ist jedoch auch möglich, ausschliesslich die Längenänderung durch Ausdehnung oder Einschrumpfung zu benutzen; in diesem Fall kann der Körper z.B. aus einer Anzahl mechanisch aneinander gereihter, gerader, sich parallel zu einander erstreckender Teile bestehen.The tightly wound shape of the body is created, for example, by giving the body the shape of a helix or a flat spiral, one end of which is attached to a support and the other end is movably arranged to transfer the mechanical energy, e.g. to one of the contacts of the Relay. In these embodiments, the body is preferably used in such a way that the mechanical change in shape that occurs is associated with bending stresses in the material. However, it is also possible to use only the change in length due to expansion or shrinkage; in this case the body can consist, for example, of a number of mechanically lined up, straight, parallel parts.

Die Erfindung wird an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail with the aid of some exemplary embodiments shown in the drawing.

In dieser Zeichnung ist Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht eines piezoelektrischen Umformers in Form eines Spannungsrelais.In this drawing, Fig. 1 is a perspective view of a piezoelectric transducer in the form of a voltage relay.

Die Fig. 2 und 3 sind vergrösserte Querschnitte verschiedener Ausführungsformen des in Fig. 1 dargestellten, langgestreckten Körpers aus dielektrischen Material.FIGS. 2 and 3 are enlarged cross-sections of various embodiments of the elongated body of dielectric material shown in FIG. 1.

Fig. 4 ist das Schaltbild eines Lumineszenzbeleuchtungssystems mit einem elektronischen Umformungselement von der Fig. 1 dargestellten Art.FIG. 4 is the circuit diagram of a luminescence lighting system with an electronic conversion element of the type shown in FIG. 1.

Die Fig. 5 und 6 sind Auf- und Seitenansicht eines anderen piezoelektrischen Umformers nach der Erfindung.Figures 5 and 6 are top and side views of another piezoelectric transducer in accordance with the invention.

Fig. 7 und 8 stellen in Aufsicht bezw. im Querschnitt eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar; der Querschnitt nach Fig. 8 ist entlang der Linie VIII - VIII in Fig. 7 genommen.7 and 8 represent respectively in plan view. shows in cross section a further embodiment of the invention; the cross section of FIG. 8 is taken along the line VIII - VIII in FIG.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Relais mit einem piezoelektrischen Umformer nach der Erfindung. Dieses Umformungselement enthält einen langgestreckten Körper 11 aus piezoelektrischen, dielektrischen Material von gedrängt aufgewickelter Form. Der Körper ist insbesondere schrauben- linienförmig und beansprucht einen annähernd zylindrischen Raum mit einem Halbmesser gleich dem Halbmesser seiner einzelnen Windungen und einer axialen Länge gleich derjenigen der vom Körper gebildeten Schraubenlinie. Die richtige Windungszahl des Körpers ist von bei der Ausbildung geltenden, besonderen Erwägungen abhängig, wie z.B. die zur Verfügung stehende Spannung, die gewünschte Verschiebung des Relaiskontakts während des Betriebes, das Material und der Querschnitt des Körpers. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist die axiale Länge des vom Körper beanspruchten, zylindrischen Raumes die grösste Abmessung dieses Raumes. Diese Abmessung bildet einen kleinen Bruchteil der Gesamtlänge des langgestreckten Körpers.Fig. 1 is a perspective view of an electrical relay having a piezoelectric transducer according to the invention. This deformation element contains an elongated body 11 made of piezoelectric, dielectric material of a tightly wound shape. The body is particularly screw- linear and takes up an approximately cylindrical space with a radius equal to the radius of its individual turns and an axial length equal to that of the helix formed by the body. The correct number of turns of the body depends on special considerations that apply during the training, such as the voltage available, the desired displacement of the relay contact during operation, the material and the cross-section of the body. As shown in FIG. 1, the axial length of the cylindrical space occupied by the body is the largest dimension of this space. This dimension forms a small fraction of the total length of the elongate body.

Manche Körper von der in der Zeichnung, insbesondere in Fig. 6 und 7 dargestellten Art, lassen sich aus einem Monokristall piezoelektrischen Materials herstellen, aber angesichts der gewickelten Form der Körper ist es praktischer polykristallinische, dielektrische Stoffe zu verwenden. Körper aus derartigen Werkstoffen, insbesondere im wesentlichen aus Bariumtitanat, sind auf keramischem Wege herstellbar. Der Werkstoff ist wenig kostspielig und die dabei übliche Formgabetechnik kann verhältnismässig einfach sein. Weiter haben die polykristallinischen Werkstoffe den Vorteil, dass sie leicht in Dickenrichtung über die ganze Länge der aufgewickelten Form polarisierbar sind.Some bodies of the type shown in the drawings, particularly Figures 6 and 7, can be made from a monocrystal of piezoelectric material, but in view of the coiled shape of the bodies it is more practical to use polycrystalline dielectric materials. Bodies made of such materials, in particular essentially made of barium titanate, can be produced in a ceramic way. The material is inexpensive and the usual molding technique can be relatively simple. The polycrystalline materials also have the advantage that they can easily be polarized in the direction of the thickness over the entire length of the wound shape.

Zur Halterung des schraubenlinienförmigen Körpers 11 und der beweglichen Teile des Relais wird ein Gestell verwendet, das einen unteren Ring 12, drei Stäbe 13, 14, 16 die ebenfalls längs des Umfangs des zylindrischen Raumes angeordnet und deren unteres Ende vom Ring 12 begrenzt ist, und eine obere Scheibe 17 enthält. Am Rande dieser Scheibe sind die drei Stäbe befestigt. Beim Zusammenbau wird der Körper 11 über die Stäbe 13, 14 und 16 geschoben. Zum Zusammenbau des einen Endes des Körpers ist Joch 18 angeordnet. Das obere Ende des Joches 18 ist mit einer Oeffnung versehen, durch die der Stab 13 gesteckt ist, während das untere Ende am Ring 12 festgeschraubt ist, nachdem die Innenfläche des einen Endes des Körpers 11 gegen den Stab 13 angelegt ist. Bevor das Joch 18 am Ring 12 festgeschraubt wird, können Unterlegscheiben zwischen dem Joch und dem Ring angeordnet werden, sodass das Joch kaum die Aussen- fläche des Körpers 11 berührt. Kitt, wie z.B. polymerisierender Kitt auf Phenolbasis wird darauf zwischen dem Körper, dem Stab 13 und dem Joch 18 angebracht, um das Ende des Körpers zu verankern. Um das Anordnen des Körpers um die Stäbe 12, 14, 16 zu erleichtern, können die Aussenflächen der Stäbe mit einem weichen Stoff überzogen werden, vorzugsweise mit Filz oder einem anderen Gewebe, dessen Oberfläche aus einer grossen Anzahl von Fäden besteht, auf denen der Körper 11 aufruht. Stiftepaare, z.B. die Stifte 19,19 auf dem Stab 16 in der Nähe des montierten Endes des Körpers, und die Stifte 21,21 auf dem Stab 13 am freien Ende des Körpers, können zur Führung des Körpers in Löcher der Stäbe gesteckt werden.To support the helical body 11 and the moving parts of the relay, a frame is used which has a lower ring 12, three rods 13, 14, 16 which are also arranged along the circumference of the cylindrical space and whose lower end is limited by the ring 12, and an upper disc 17 contains. The three bars are attached to the edge of this disk. During assembly, the body 11 is pushed over the rods 13, 14 and 16. Yoke 18 is arranged to assemble one end of the body. The upper end of the yoke 18 is provided with an opening through which the rod 13 is inserted, while the lower end is screwed to the ring 12 after the inner surface of one end of the body 11 is placed against the rod 13. Before the yoke 18 is screwed to the ring 12, washers can be arranged between the yoke and the ring so that the yoke hardly touches the outer surface of the body 11 touches. Putty such as phenol based polymerizing putty is applied thereon between the body, rod 13 and yoke 18 to anchor the end of the body. In order to facilitate the arrangement of the body around the rods 12, 14, 16, the outer surfaces of the rods can be covered with a soft material, preferably with felt or another fabric, the surface of which consists of a large number of threads on which the body 11 rests. Pairs of pins, e.g., pins 19, 19 on rod 16 near the mounted end of the body and pins 21, 21 on rod 13 at the free end of the body, can be inserted into holes in the rods to guide the body.

Am anderen oder oberen Ende des Körpers 11 ist eine bewegliche Kontaktvorrichtung befestigt. Da die gewünschte Bewegung des freien Endes des Körpers praktisch tangential gegenüber dem vom Körper bedingten Zylinder verläuft, ist es vorteilhaft, diese Bewegung in eine Drehbewegung einer geeigneten Welle, im dargestellten Fall der Welle 22, umzuwandeln. Eine zentrale Oeffnung in der Scheibe 17 dient als eine Buchse für die Welle 22, und die Welle wird von einem Kragen 23, der auf der Welle oberhalb der Scheibe 17 festgeschraubt ist, und von einem zweiten Kragen (nicht dargestellt), der auf der Welle unterhalb der Scheibe festgeschraubt ist, in der Buchse gehalten. Das untere Ende der Welle 22 steckt durch die Oeffnung in einem Arm 24, der verstellbar auf der Welle sitzt. Ein Joch 26, das am Arm 24 mit Schrauben derart befestigt ist, dass es in geeigneter Weise radial verschiebbar ist, greift um den Körper 11. Darauf wird Kitt zwischen dem Körper, dem Joch 26 und dem Ende des Armes 24 gegossen. Ein Kontaktarm 27 aus elektrisch nicht leitendem Material ist am oberen Ende der Welle befestigt und erstreckt sich radial auswärts oberhalb der Scheibe 17. Ein Kontakt 28, der mit dem Arm 27 bewegbar ist, ist am Ende des Armes 27 befestigt. Ein Stab 29 aus elektrisch nicht leitendem Material, der an der Scheibe 17 mittels Schrauben verschiebbar befestigt ist, trägt am Ende einen Kontakt 31 in einer Lage, die derjenigen des Kontaktes 28 entgegengesetzt ist. Der Kontakt 28 kann zwei Lagen einnehmen. In einer derselben wird dem piezoelektrischen Umformer 11 Erregerspannung zugeführt, in der anderen Lage ist das elektrische Element nicht erregt. Eine weitere Bewegung des Armes 27 in in Richtung der nicht erregten Lage wird von einem Arretierorgan 32 verhindert, das am Rande der Scheibe 17 befestigt ist. Der feste Kontakt 31 kann den beweglichen Kontakt 28 berühren, wenn der den beweglichen Kontakt tragende Arm 27 in die elektrisch erregte Lage gelangt. Mit den Kontakten 28 und 31 sind Drahtleitungen 33 bezw. 34 verbunden, die zu den Klemmen 36 bezw. 37 führen.At the other or upper end of the body 11, a movable contact device is attached. Since the desired movement of the free end of the body is practically tangential with respect to the cylinder caused by the body, it is advantageous to convert this movement into a rotary movement of a suitable shaft, in the illustrated case the shaft 22. A central opening in the disk 17 serves as a bushing for the shaft 22, and the shaft is supported by a collar 23 which is screwed onto the shaft above the disk 17 and a second collar (not shown) which is mounted on the shaft is screwed tightly below the disc, held in the socket. The lower end of the shaft 22 is inserted through the opening in an arm 24 which is adjustably seated on the shaft. A yoke 26, which is fastened to the arm 24 with screws such that it is suitably radially displaceable, engages around the body 11. Putty is then poured between the body, the yoke 26 and the end of the arm 24. A contact arm 27 made of electrically non-conductive material is attached to the upper end of the shaft and extends radially outwardly above the disk 17. A contact 28, which is movable with the arm 27, is attached to the end of the arm 27. A rod 29 made of electrically non-conductive material, which is slidably attached to the disk 17 by means of screws, carries a contact 31 at the end in a position which is opposite to that of the contact 28. The contact 28 can occupy two layers. In one of these the piezoelectric converter 11 is supplied with excitation voltage, in the other position the electrical element is not excited. Another movement of arm 27 in in the direction of the non-excited position is prevented by a locking member 32 which is attached to the edge of the disk 17. The fixed contact 31 can touch the movable contact 28 when the arm 27 carrying the movable contact comes into the electrically excited position. With the contacts 28 and 31 wire lines 33 respectively. 34 connected to the terminals 36 respectively. 37 lead.

Fig. 2 ist ein Querschnitt an einem beliebigen Punkt des Körpers 11. Bei der Ausbildung nach Fig. 2 ist der Körper zusammengesetzter Art und besteht aus einem inneren, sich in Längsrichtung erstreckenden schraubenlinienförmigen Streifen 41, der vorteilhaft aus polykristallinischem Material besteht, und aus einem äusseren sich in Längsrichtung erstreckenden, schraubenlinienförmigen Streifen 42, der aus dem gleichen Material bestehen kann. Der Streifen 41 passt genau in den Streifen 42 hinein und die Streifen sind längs der aneinander grenzenden, sich in Längsrichtung erstreckenden, mit Elektroden versehenen Flächen derselben miteinander verkittet, wodurch eine zentrale Elektrode 43 gebildet wird. Die Streifen 41 und 42 besitzen gleichfalls Elektroden 44 bezw. 46 an ihren freien Aussenflächen. Wenn Titanatmaterial verwendet wird, kann eine passende Polarisations- oder Vorspannung ständig an den Streifen 41 und 42 aufrecht erhalten werden. In gewissen Fällen lässt sich ständige Anlegung eines Vorspannungspotentials durch eine Vorpolarisationsbehandlung vermeiden. Für diese Behandlung kann eine zeitliche Verbindung mit der zentralen Elektrode 43 hergestellt und ein verhältnismässig hohes Polarisationspotential zwischen der Elektrode 43 und den Elektroden 44 und 46 angelegt werden, wo bei die zwei letztgenannten Elektroden zu diesem Zweck zeitlich miteinander verbunden werden. Für die Verwendung nach einer solchen Vorpolarisation in der Einrichtung nach Fig. 1, werden die zeitlichen Verbindungen unterbrochen und es können die Innen- und Aussenelektroden 44 bezw. 46 je mit Klemmen 49 bezw. 51 durch Drahtleitungen 47 bezw. 48 verbunden werden. Durch die erwähnte Behandlung wird das Titanatmaterial der Streifen 41 und 42 in entgegengesetzten Richtungen polarisiert, sodass das Anlegen einer Erregerspannung über die Klemmen 49 und 51 ein Erregerfeld in der Polarisationsrichtung eines der Streifen 41, 42 und gleichzeitig in der Polarisationsrichtung im anderen Streifen ent- gegengesetzten Richtungen erzeugt.2 is a cross-section at any point on the body 11. In the embodiment of FIG outer helical strip 42, which extends in the longitudinal direction and which can consist of the same material. The strip 41 fits snugly into the strip 42 and the strips are cemented together along the adjoining, longitudinally extending, electrodeed surfaces thereof, whereby a central electrode 43 is formed. The strips 41 and 42 also have electrodes 44 respectively. 46 on their free outer surfaces. When titanate material is used, an appropriate polarization or bias voltage can be maintained on strips 41 and 42 at all times. In certain cases, the constant application of a bias potential can be avoided by a pre-polarization treatment. For this treatment, a temporal connection with the central electrode 43 can be established and a relatively high polarization potential can be applied between the electrode 43 and the electrodes 44 and 46, where the two last-mentioned electrodes are temporally connected to one another for this purpose. For use after such a pre-polarization in the device according to FIG. 1, the temporal connections are interrupted and the inner and outer electrodes 44 respectively. 46 each with terminals 49 respectively. 51 respectively by wire lines 47. 48 are connected. As a result of the treatment mentioned, the titanate material of the strips 41 and 42 is polarized in opposite directions, so that the application of an excitation voltage via the terminals 49 and 51 generates an excitation field in the direction of polarization of one of the strips 41, 42 and, at the same time, in the direction of polarization in the other strip. opposite directions generated.

Fig. 3 ist ein Querschnitt einer anderen Ausführungsform des Körpers 11 nach Fig. 1. In diesem Fall ist der Körper rohrförmig und der Querschnitt also hohl. Zwei einander gegenüberliegende Wandteile 53 und 54 des Körpers bilden die flachen Seiten des Rohres, wobei der Teil 53 die Innenwand des Körpers sein kann. Letzterer hat eine zentrale oder innere Elektrode 56 und zwei am Umfang getrennte Elektroden 57 und 58, die sich in Längsrichtung des Körpers erstrecken. Ein aus passendem Titanatmaterial bestehendes Element von der Art nach Fig. 3 kann z.B. in Richtung der zentralen Elektrode 56 auf die zwei Aussenelektroden vorpolarisiert werden, indem die Aussenelektroden 57 und 58 zeitlich miteinander verbunden werden und ein verhältnismässig hohes Polarisationspotential zwischen diesen zwei miteinander verbundenen Elektroden und der mittleren Elektrode 56 angelegt wird. Die elektrischen Verbindungen zwischen den Aussenelektroden werden dann entfernt und diese über die Drahtleitungen 47 bzw. 48 mit den Klemmen 49 bezw. 51 verbunden. Das Anlegen eines Erregerpotentials über die Klemmen 49 und 51 erzeugt dann ein Erregerfeld in einer Richtung vom Hohlraum auf einen der Wandteile 53, 54 und in einer Richtung von dem Hohlraum zum anderen Teil. Die mittlere Elektrode 56 erhält unter diesen Umständen ein sich selbsttätig einstellendes Zwischenpotential. Sowohl beim Körper nach Fig. 2 als auch bei demjenigen nach Fig. 3 können Elektroden 44, 46 oder 57, 58 dort, wo sich unter den Jochen 18 und 26 erstrecken, in der Nähe der Enden des Körpers der Vorrichtung nach Fig. 1 abgekratzt oder mit Isolierstoff überzogen werden, um Kurzschluss der Elektroden und Erdung des Gestells zu verhüten.Fig. 3 is a cross section of another embodiment of the body 11 according to Fig. 1. In this case the body is tubular and the cross section is thus hollow. Two opposing wall parts 53 and 54 of the body form the flat sides of the tube, which part 53 can be the inner wall of the body. The latter has a central or inner electrode 56 and two circumferentially separated electrodes 57 and 58 which extend in the longitudinal direction of the body. An element of the type according to FIG. 3 consisting of a suitable titanate material can, for example, be prepolarized in the direction of the central electrode 56 on the two outer electrodes by connecting the outer electrodes 57 and 58 to one another over time and a relatively high polarization potential between these two interconnected electrodes and the middle electrode 56 is applied. The electrical connections between the outer electrodes are then removed and these over the wire lines 47 and 48 with the terminals 49 respectively. 51 connected. The application of an excitation potential via the terminals 49 and 51 then generates an excitation field in a direction from the cavity to one of the wall parts 53, 54 and in a direction from the cavity to the other part. The middle electrode 56 receives an automatically adjusting intermediate potential under these circumstances. In both the body of FIG. 2 and that of FIG. 3, electrodes 44, 46 or 57, 58 can be scraped off near the ends of the body of the device of FIG. 1 where they extend under the yokes 18 and 26 or covered with insulating material to prevent short-circuiting of the electrodes and grounding of the frame.

Das Schaltbild nach Fig. 4 stellt eine vorteilhafte Verwendung des Spannungsrelais nach Fig. 1 dar; bei der Beschreibung der Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 wird es näher erläutert. Der piezoelektrische Umformer ist im Schaltbild nach Fig.4 mit einem Kasten 15 angedeutet, der einen spannungsempflindliches Element darstellt. Die mechanische Kupplung über den Arm 24 (vergl.Fig.1), die Welle 22 und den Arm 27 mit dem beweglichen Kontakt 28 ist in Fig. 4 mit einer gestrichelten Linie 61 angedeutet. Diese mechanische Kupplung ermöglicht die Bewegung des beweglichen Kontaktes 28 gegenüber dem festen Kontakt 31 in Fig. 1. Die Relaisklemmen 36 und 37 und die Erregerklemmen 49 und 51 sind im Schaltbild nach Fig.4 dargestellt.The circuit diagram according to FIG. 4 shows an advantageous use of the voltage relay according to FIG. 1; in the description of the operation of the device according to FIG. 1, it will be explained in more detail. The piezoelectric transducer is indicated in the circuit diagram according to FIG. 4 with a box 15 which represents a voltage-sensitive element. The mechanical coupling via the arm 24 (see FIG. 1), the shaft 22 and the arm 27 with the movable contact 28 is indicated in FIG. 4 with a dashed line 61. This mechanical coupling enables the movable contact 28 to move relative to the fixed contact 31 in FIG and 37 and the excitation terminals 49 and 51 are shown in the circuit diagram according to FIG.

Das Relais bildet einen Teil einer Lumineszentlampenvorrichtung, die mit einer Fluoreszenzlampe 62 mit Glühfäden 63, 64 an den einander gegenüberliegenden Enden derselben und den Glühfäden zugeordneten, mit ihnen elektrisch verbundenen Anoden 66 und 67 versehen ist. Ein Ende des Glühfadens 63 ist mit der Klemme 37 und über eine Glimmentladungsröhre 68 mit der Klemme 51 verbunden. Ein Ende des Glühfadens 64 ist mit den Klemmen 36 und 49 verbunden. Das Fluoreszenzlampensystem wird durch eine Wechselstromleitung 71 gespeist, mit der es durch Schliessung eines Leitungsschalters 72 verbunden werden kann. Insbesondere kann die Leitung 71 durch den Leitungsschalter 72 mit einem hinauftransformierenden Spartransformator 73 verbunden werden. Eine strombeschränkende Selbstinduktionsspule 74 ist in den Kreis mit den Sekundärklemmen des Spartransformators 73 aufgenommen. Die Sekundärwicklung des Transformators und die Selbstinduktionsspule 74 sind mit denjenigen Enden Glühfäden 63 bezw. 64 verbunden, die nicht mit dem Relais verbunden sind.The relay forms part of a luminescent lamp device which is provided with a fluorescent lamp 62 having filaments 63, 64 at the opposite ends thereof and anodes 66 and 67 associated with the filaments and electrically connected to them. One end of the filament 63 is connected to the terminal 37 and to the terminal 51 via a glow discharge tube 68. One end of filament 64 is connected to terminals 36 and 49. The fluorescent lamp system is fed by an alternating current line 71, to which it can be connected by closing a line switch 72. In particular, the line 71 can be connected by the line switch 72 to an autotransformer 73 which is stepping up. A current-limiting self-induction coil 74 is included in the circuit with the secondary terminals of the autotransformer 73. The secondary winding of the transformer and the self-induction coil 74 are respectively with those ends of filaments 63. 64 connected that are not connected to the relay.

Wenn der Leitungsschalter 72 geschlossen ist, wird eine gegenüber der Spannung der Leitung 71 hohe Spannung über die Lampe 62 geschaltet. Da die Lampe nicht leitend und der Glühfadenkreis über die Relaiskontakte unterbrochen ist, tritt diese Spannung auch über die Glimmlichtröhre 68 am Element 15 auf, wodurch eine Glimmentladung in der Glimmlichtröhre entsteht. Nach der Einleitung der Glimmentladung tritt der größte Teil der Sekundärspannung des Spartransformators 73 am Element 15 auf. Während der Halbperiode der Wechselstromwelle, die die richtige Polarität hat, wird ein Erregerfeld an das Element 15 angelegt, wodurch sich der innere Teil 41 oder 53 (Fig.2 oder Fig. 3) des Titanatkörpers ausdehnt, während der äussere Teil 42 oder 54 einschrumpft. Dies führt eine seitliche Abbiegung eines jeden Teiles der Länge des schraubenlinienförmig gewickelten Körpers herbei mit einer damit einhergehenden Zunahme des Krümmungsradius über die ganze Länge des Körpers. Der Körper wird gleichsam etwas zurückgewunden und hierdurch wird bei einer Auswärtsbewegung des Schraubenendes gegenüber dem Stab 13, an dem das untere Ende der Schraube befestigt ist, nicht nur dieWhen the line switch 72 is closed, a voltage that is higher than the voltage of the line 71 is switched across the lamp 62. Since the lamp is non-conductive and the filament circuit is interrupted via the relay contacts, this voltage also occurs via the glow tube 68 on element 15, whereby a glow discharge occurs in the glow tube. After the initiation of the glow discharge, most of the secondary voltage of the autotransformer 73 occurs at the element 15. During the half cycle of the alternating current wave, which has the correct polarity, an excitation field is applied to the element 15, whereby the inner part 41 or 53 (Fig. 2 or Fig. 3) of the titanate body expands while the outer part 42 or 54 shrinks . This causes a lateral deflection of each part of the length of the helically wound body with a concomitant increase in the radius of curvature over the entire length of the body. The body is, as it were, wound back a little and as a result, when the screw end moves outward relative to the rod 13 to which the lower end of the screw is attached, not only the

Schraubenwindungsfläche vergrössert, sondern auch eine Bewegung am Umfang der Schraube nach links von der Schraubenspitze aus gesehen, herbeigeführt. Da das untere Ende der Schraube unbeweglich und die Schraube aufwärts rechts gewickelt ist, ist diese Linksbewegung zum Ausgleichen des vergrösserten Umfanges einer jeden Windung der Schraube erforderlich. Die resultierende Umfangsbewegung einer jeden Windung wird derjenigen der folgenden, höheren Windung zugesetzt.Increased screw winding surface, but also a movement on the circumference of the screw to the left as seen from the screw tip, brought about. Since the lower end of the screw is immovable and the screw is wound upward to the right, this leftward movement is necessary to compensate for the increased circumference of each turn of the screw. The resulting circumferential movement of each turn is added to that of the following, higher turn.

Auf diese Weise erteilt der Arm 24 der Welle 32 eine beträchtliche Linksdrehung, wodurch der bewegliche Kontakt 28 den festen Kontakt 31 berührt, bevor die Wechselspannung ihren Scheitelwert in der betreffenden Halbperiode erreicht. Wenn sich die Relaiskontakte schliessen, fliesst ein Stromimpuls über die Kontakte und die Glühfäden 63, 64 der Lampe. Durch Schliessung der Relaiskontakte wird die Erregung des Elementes 15 behoben und die Glimmlichtröhre 68 erlischt. Es werden jedoch die Nachgiebigkeit des Kontaktarmes 27 und die Masse der beweglichen Kontaktteile derart gewählt, dass der Kontakt nicht unmittelbar unterbrochen wird, sondern während mehrerer Wechselstromperioden geschlossen bleibt. Infolgedessen werden die Glühfäden 63 und 64 stark geheizt. Vorzugsweise ist die Lumineszenzlampe 62 von einer Art, die gezündet werden kann, bevor die Glühfäden besonders heiss sind. Infolgedessen werden die Glühfäden zum Betreiben der Lampe während weniger Wechselstromperioden hinreichend geheizt. Wenn sich die Relaiskontakte während dieser Perioden öffnen, wird der die nunmehr heissen Glühfäden und die Selbstinduktionsspulen 74 durchfliessende Strom unterbrochen. Durch diese Stromunterbrechung wird eine hohe Spannung in der Selbstinduktionsspule 74 induziert und die Lampe 64 wird gezündet.In this way, the arm 24 gives the shaft 32 a considerable left-hand rotation, whereby the movable contact 28 touches the fixed contact 31 before the alternating voltage reaches its peak value in the relevant half-cycle. When the relay contacts close, a current pulse flows through the contacts and the filaments 63, 64 of the lamp. By closing the relay contacts, the excitation of the element 15 is eliminated and the glow tube 68 goes out. However, the flexibility of the contact arm 27 and the mass of the movable contact parts are selected in such a way that the contact is not interrupted immediately, but rather remains closed during several alternating current periods. As a result, the filaments 63 and 64 are strongly heated. Preferably, the luminescent lamp 62 is of a type that can be ignited before the filaments are particularly hot. As a result, the filaments are adequately heated to operate the lamp during fewer AC periods. If the relay contacts open during these periods, the current flowing through the now hot filaments and the self-induction coils 74 is interrupted. As a result of this current interruption, a high voltage is induced in the self-induction coil 74 and the lamp 64 is ignited.

Der die Lampe durchfliessende Strom führt darauf einen solchen Spannungsabfall über die Induktionsspule 74 herbei, dass die über die Glimmlichtröhre 68 wirksame Spannung zur Zündung der Röhre nicht hinreicht und das Relais bleibt offen solange die Lampe gezündet bleibt. Da diese Fluoreszentlampenvorrichtung ausser den Glühfäden 63 und 64 der Lampe selbst keine thermisch betriebenen Elemente enthält, ist die Anlaufperiode der Lampe im wesentlichen nur durch das erwünschte Heizungsmass des Glühfadens beschränkt. Aus diesen Gründen arbeiten Lampenanlasser unter Verwendung eines Spannungsrelais schneller als der übliche Anlasser mit einem Bimetallelement im Anlasskreis. Der schraubenlinienförmige Körper 11, entweder von der Art nach Fig. 2 oder nach Fig. 3, ist ein biegungsempfindliches Element infolge der gleichzeitig auftretenden Neigungen der einen Seite des Elementes zum Einschrumpfen und der anderen Seite zum Ausdehnen. Wenn das Element ausgerichtet werden würde, wäre seine Länge praktisch gleich dem Umfang des zylindrischen Wickelraumes multipliziert mit der Windungszahl der Schraubenlinie, und dieses sehr lange gerade Element, an einem Ende befestigt oder eingeklemmt, würde bei elektrischer Erregung eine Biegung über die ganze Länge aufweisen mit einer entsprechenden seitlichen Verschiebung des freien Endes. Diese Verschiebung wäre von der gleichen Grössenordnung wie die Verschiebung des freien Endes des schraubenlinienförmigen Körpers 11, der danach trachtet, den Arm 24 zu bewegen und die Welle 22 zu dehnen. Jedoch wäre ein Körper dieser besonders grossen Länge und gerader Gestalt für die meisten Verwendungen praktisch vollkommen ungeeignet. Da die grösste Abmessung üblicherweise die Verwendung eines Umformungselementes beschränkt, muss das Ergebnis des schraubenlinienförmigen Körpers mit dem Ergebnis eines Elementes aus dem gleichen Material und vom gleichen Querschnitt mit einer Länge gleich der grössten Abmessung verglichen werden, d.h. die axiale Abmessung der Schraubenlinie, jedoch mit gerader Gestalt. Der mit dem schraubenlinienförmigen Körper erzielte Wert der piezoelektrischen Empfindlichkeit ist dabei beträchtlich grösser als der Empfindlichkeitswert eines geraden Körpers des letztgenannten Länge, obgleich die Maximalabmessung des schraubenlinienförmigen Elementes die gleiche ist. Es ist dem Fachmann klar, dass ein piezoelektrischer Umformer mit einem gedrängten Element, wie der Körper 11, leicht ausgebildet werden kann, um auf elektrische Signale verschiedener Amplitude verschiedenartig anzusprechen, da die Verschiebung des freien Endes des Elementes praktisch proportional zur Amplitude der angelegten Spannung ist und weiter, dass die umgekehrte elektromechanische Empfindlichkeit benutzt werden kann, wobei die Bewegung des freien Endes desThe current flowing through the lamp then causes such a voltage drop across the induction coil 74 that the voltage effective across the glow tube 68 is not sufficient to ignite the tube and the relay remains open as long as the lamp remains ignited. Since this fluorescent lamp device contains no thermally operated elements apart from the filaments 63 and 64 of the lamp itself, the start-up period of the lamp is essentially only due to the desired heating level of the filament is limited. For these reasons, lamp starters using a voltage relay work faster than the usual starter with a bimetal element in the starting circuit. The helical body 11, either of the type shown in Fig. 2 or Fig. 3, is a deflection-sensitive element due to the simultaneous tendencies of one side of the element to shrink and the other side to expand. If the element were to be aligned, its length would be practically equal to the circumference of the cylindrical winding space multiplied by the number of turns of the helix, and this very long straight element, attached at one end or clamped, would have a bend over its entire length when electrically excited with a corresponding lateral displacement of the free end. This displacement would be of the same order of magnitude as the displacement of the free end of the helical body 11 which tends to move the arm 24 and to stretch the shaft 22. However, a body of this particularly great length and straight shape would be practically completely unsuitable for most uses. Since the largest dimension usually limits the use of a deformation element, the result of the helical body must be compared with the result of an element made of the same material and of the same cross-section with a length equal to the largest dimension, i.e. the axial dimension of the helix, but with a straight line Shape. The value of the piezoelectric sensitivity achieved with the helical body is considerably greater than the sensitivity value of a straight body of the last-mentioned length, although the maximum dimension of the helical element is the same. It will be clear to those skilled in the art that a piezoelectric transducer with a compacted element, such as body 11, can easily be made to respond in various ways to electrical signals of various amplitudes, since the displacement of the free end of the element is practically proportional to the amplitude of the applied voltage and further that the reverse electromechanical sensitivity can be used, whereby the movement of the free end of the

Elementes eine Spannung an den Klemmen 49 und 51 erzeugt.Element generates a voltage at terminals 49 and 51.

Der Umformer der Spannungsrelaisart, wie der in Aufsicht und Seitenansicht Fig. 5 und 6 dargestellt ist, enthält eine langgestreckten Körper 81, der etwa in Form einer flachen Spirale gewickelt ist, die einen praktischen kreis- oder scheibenförmigen Raum beansprucht, dessen Durchmesser einen kleinen Bruchteil der Länge hat, die die Spirale des Körpers aufweist. Der Körper kann wieder eine der Querschnittsformen haben, die in den Fig. 2 und 3 dargestellt sind. Das eine Ende des Körpers 81 ist durch einen Arm 82 gestreckt, der mit Schrauben verstellbar auf einer festen Halterung 83 befestigt ist. Der Arm 82 ist derart eingestellt, dass er nur leicht die Seiten des Elementes 81 berührt. Der Arm wird an der Halterung 83 befestigt und Kitt wird zwischen den aneinander grenzenden Flächen des Körpers und des Armes und der Halterung angebracht. Das andere Ende des spiralenförmigen Elementes liegt zwischen den Armen einer Jochkontruktion 84, der einen Teil des Kontaktarmes 86 bildet und mit dem Joch 84 verkittet ist. Der Arm 86 ist an einer drehbaren Welle 87 befestigt, die beweglich in einem Kragenblock 88 gelagert ist. Das andere Ende des Armes 86 ist tordiert, um einen beweglichen Kontakt 91 Raum zu bieten, der elektrisch gegen den Arm isoliert ist.The converter of the voltage relay type, as shown in plan and side views in FIGS. 5 and 6, includes an elongated body 81 which is wound approximately in the form of a flat spiral which takes up a practical circular or disk-shaped space, the diameter of which is a small fraction the length of the spiral of the body. The body can again have one of the cross-sectional shapes shown in FIGS. One end of the body 81 is extended through an arm 82 which is adjustably fastened with screws on a fixed bracket 83. The arm 82 is adjusted so that it only lightly touches the sides of the element 81. The arm is attached to the bracket 83 and putty is applied between the adjoining surfaces of the body and the arm and bracket. The other end of the spiral-shaped element lies between the arms of a yoke construction 84 which forms part of the contact arm 86 and is cemented to the yoke 84. The arm 86 is attached to a rotatable shaft 87 which is movably supported in a collar block 88. The other end of the arm 86 is twisted to provide space for a movable contact 91 which is electrically isolated from the arm.

Die elektrische Erregung der Elektroden an der Oberfläche des spiralförmigen Körpers erfolgt durch Anlegen einer geeigneten Spannung an die Klemmen 49 und 51, von denen die Erregerspannung über Leitungen 47 bezw. 48 zu den Innen- bezw. Aussenelektroden des Elementes 81 verläuft, gemäss der Einrichtung nach Fig. 1. Diese Elektroden sind gemäss den Querschnitten der Fig. 2 oder 3 angeordnet, jedoch in den Fig. 5 und 6 übersichtlichkeitshalber weggelassen. Wenn die Polarität der Erregerspannung derart ist, dass ein Element gekrümmt wird, sodass der Krümmungsradius eines jeden Spiralenteiles zunimmt, trachten die Windungen der Spirale danach, wie in Fig. 5 dargestellt ist, nicht nur ihren Querschnitt zu vergrössern, sondern auch eine Linksdrehung zu vollführen. Dies hat eine Linksdrehung der Welle 87 zur Folge und macht, dass der bewegliche Kontakt 91 einen festen Kontakt 92 berührt, der an einem isolierenden Halterungsteil 93 befestigt ist. Der Relaiskreis wird durch Drahtleitungen 33, 34 und Klemmen 36, 37 geschlossen, ähnlich wie bei der Einrichtung nach Fig. 1.The electrical excitation of the electrodes on the surface of the spiral body is carried out by applying a suitable voltage to the terminals 49 and 51, from which the excitation voltage via lines 47 respectively. 48 to the inner respectively. The outer electrodes of the element 81 run according to the device according to FIG. 1. These electrodes are arranged according to the cross-sections of FIG. 2 or 3, but are omitted in FIGS. 5 and 6 for the sake of clarity. If the polarity of the excitation voltage is such that an element is curved so that the radius of curvature of each spiral part increases, the turns of the spiral tend not only to enlarge their cross-section, as shown in FIG. 5, but also to rotate to the left . This causes the shaft 87 to rotate to the left and makes the movable contact 91 contact a fixed contact 92 which is attached to an insulating support member 93. The relay circuit is closed by wire leads 33, 34 and terminals 36, 37, similar to in the device according to FIG. 1.

Aehnlich wie beim schraubenlinienförmigen Element nach Fig. 1, wird die Bewegung einer jeden Windung des spiralenförmigen Elementes 81 der Bewegung der nächstfolgenden Windung hinzugefügt, was eine Gesamtverschiebung des freien Endes des Elementes bewirkt, die wesentlich grösser ist als die Verschiebung einer einzelnen Windung oder eines Teiles einer Windung. Wenn die grösste Abmessung des Umformerelementes im wesentlichen seine Wirkung bestimmt, wie es häufig der Fall ist, muss die elektromechanische Empfindlichkeit des spiralenförmigen Körpers mit der Empfindlichkeit eines geraden Körpers verglichen werden, dessen Länge gleich der grössten Abmessung des spiralenförmigen Körpers ist, welche Abmessung gleich dem Durchmesser des von der Spirale beanspruchten praktisch kreisförmigen Raumes ist. Die gewundene Form ergibt eine wesentlich grössere Empfindlichkeit der Spirale.Similar to the helical element according to FIG. 1, the movement of each turn of the spiral element 81 is added to the movement of the next following turn, which causes a total displacement of the free end of the element which is substantially greater than the displacement of a single turn or part one turn. If the largest dimension of the transducer element essentially determines its effect, as is often the case, the electromechanical sensitivity of the spiral-shaped body must be compared with the sensitivity of a straight body, the length of which is equal to the largest dimension of the spiral-shaped body, which dimension is the same The diameter of the practically circular space occupied by the spiral is. The twisted shape makes the spiral much more sensitive.

Die Fig. 7 und 8 stellen in Aufsicht und Querschnitt ein Umformungselement dar, das einen langgestreckten Körper 100 aus dielektrischem Material enthält, der, obgleich er nicht gewunden ist wie die spiralenförmigen Körper der Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 3 bezw. 5 und 6, auf andere gedrängte Weise in den Raum untergebracht ist, dessen grösste Abmessung einen kleinen Bruchteil der Gesamtlänge des Körpers ist. Der Körper kann aus einer Platte oder aus einem Block geschnitten werden, der aus einem der zu Verfügung stehenden, piezoelektrischen Materialien besteht. Der Körper 100 enthält eine Reihe von sieben praktisch geraden Teilen oder Schenkeln 101 bis 107. Die unteren Enden des Schenkel 101 und 102 sind mit einander verbunden, ähnlich wie die oberen Enden der Schenkel 102 und 103, die unteren Enden der Schenkel 103, 104 usw., was eine gedrängte Bauart ergibt.7 and 8 show in plan and cross-section a deformation element which contains an elongated body 100 of dielectric material which, although it is not twisted like the spiral-shaped bodies of the embodiments according to FIGS. 5 and 6, is housed in a different compact way in the space, the largest dimension of which is a small fraction of the total length of the body. The body can be cut from a plate or from a block made of one of the available piezoelectric materials. The body 100 includes a series of seven practically straight parts or legs 101-107. The lower ends of legs 101 and 102 are interconnected, similar to the upper ends of legs 102 and 103, the lower ends of legs 103, 104, and so on ., which results in a compact design.

Leitende Elektroden sind auf jeder Seite eines jeden Schenkels des Körpers d.h. an den einander gegenüberliegenden Oberflächen angrenzender Schenkel und auf den Aussenflächen der ersten und letzten Schenkel 101 und 107 angeordnet. Ein geeignetes Material für diese Elektroden ist eine leitende, gebundene Graphitverbindung, die auf dem dielektrischen Material in sehr dünnen Schichten angebracht werden kann. Derartige Elektroden können auch bei den Vorrichtungen nach den anderen Figuren verwendet werden. In Fig. 7 sind die dort nicht dargestellten Elektroden 111, 112, 113, 114 und 115 links bezw. rechts vom Schenkel 101, links und rechts vom Schenkel 102 und links vom Schenkel 103 angeordnet. Aehnliche Elektroden sind an den übrigen Seiten der verschiedenen Schenkel angeordnet. Die Elektroden sind in folgender Weise verbunden (vgl. Fig. 7). Die Endelektrode 111, die Elektroden 114 und 115 zwischen den Schenkeln 102, 103 und die Elektroden zwischen den Schenkeln 104, 105 und zwischen den Schenkeln 106, 107 sind miteinander und weiter mit einer Erregerklemme 49 verbunden. Die übrigen Elektroden d.h. die Elektroden 112, 113 zwischen den Schenkeln 101, 102 und die Endelektrode auf dem Schenkel 107 sind miteinander und ebenfalls mit der anderen Erregerklemme 51 verbunden. In dieser Weise sind abwechselnd Schenkel des Elementes 100 zu einem bestimmten Zeitpunkt mit entgegengesetzter Polarität erregbar. Der Anfang oder das obere Ende des ersten Schenkels 101 ist in einem Joch 117 festgekittet, das einen Teil einer festen Halterung bildet, während das Ende oder das untere Ende des letzten Schenkels 107 in einem Joch 118 festgekittet ist, an dem ein beweglicher Kontakt 119 befestigt ist.Conductive electrodes are placed on each side of each leg of the body, i.e. on the opposing surfaces of adjacent legs and on the outer surfaces of the first and last legs 101 and 107. A suitable material for these electrodes is a conductive, bonded graphite compound, which can be applied in very thin layers on the dielectric material. Such electrodes can also be used in the devices according to the other figures. In FIG. 7, electrodes 111, 112, 113, 114 and 115, not shown there, are on the left respectively to the right of the limb 101, to the left and right of the limb 102 and to the left of the limb 103. Similar electrodes are located on the remaining sides of the various legs. The electrodes are connected in the following manner (see Fig. 7). The end electrode 111, the electrodes 114 and 115 between the legs 102, 103 and the electrodes between the legs 104, 105 and between the legs 106, 107 are connected to one another and further to an exciter terminal 49. The remaining electrodes, i.e. the electrodes 112, 113 between the legs 101, 102 and the end electrode on the leg 107 are connected to one another and also to the other exciter terminal 51. In this way, legs of the element 100 can alternately be excited with opposite polarity at a specific point in time. The beginning or the upper end of the first leg 101 is cemented in a yoke 117, which forms part of a fixed bracket, while the end or the lower end of the last leg 107 is cemented in a yoke 118 to which a movable contact 119 is attached is.

Durch Anlegen einer Erregerspannung richtiger Polarität über die Klemmen 49 und 51 wird ein Feld über den Schenkel 101 durch die Elektroden 111, 112 erzeugt, was eine Ausdehnung in Längsrichtung dieses Schenkels und eine Abwärtsverschiebung des von den Schenkeln 101 und 102 gemeinsamen unteren Teiles zur Folge hat. Der Schenkel 102 wird jedoch über die Elektroden 113, 114 durch ein elektrisches Feld entgegengesetzter Polarität erregt, sodass der den Schenkeln 102 und 103 gemeinsame obere Teil herabbewegt wird und nicht nur über einen Abstand gleich der Herabbewegung des unteren Teiles des Schenkels 102, sondern auch über einen etwa gleichen, weiteren Abstand wegen Einschrumpfung des Schenkels 102. Der Schenkel 103 wird erregt und dehnt sich, sodass der den Schenkeln 103 und 104 gemeinsame untere Teil über einen Abstand bewegt wird, der etwa das 3-fache der Verschiebung des unteren gemeinsamen Teiles der Schenkel 101, 102 beträgt. In dieser Weise werden die unteren und oberen Teile eines jeden folgenden Schenkels in steigendem Masse herabbewegt. Demnach erteilt das untere Ende des letzten Schenkel 107 dem beweglichen Kontakt 119 eine Verschiebung, die wesentlich grösser ist als diejenige des unteren Endes des ersten Schenkels 101, obgleich der erste Schenkel eineBy applying an excitation voltage of the correct polarity across the terminals 49 and 51, a field is generated across the limb 101 by the electrodes 111, 112, which results in an expansion in the longitudinal direction of this limb and a downward displacement of the lower part shared by the limbs 101 and 102 . The limb 102 is, however, excited via the electrodes 113, 114 by an electric field of opposite polarity, so that the upper part common to the limbs 102 and 103 is moved down and not only over a distance equal to the downward movement of the lower part of the limb 102, but also over an approximately equal, wider distance due to the shrinkage of the leg 102. The leg 103 is excited and expands, so that the lower part common to the legs 103 and 104 is moved over a distance that is approximately 3 times the displacement of the lower common part of the Leg 101, 102 is. In this way the lower and upper parts of each subsequent leg are moved downward in increasing numbers. Accordingly, the lower end of the last leg 107 gives the movable contact 119 a displacement which is substantially greater than that of the lower end of the first leg 101, although the first leg one

Länge hat, die der grössten Abmessung des gedrängten Umformungselementes entspricht.Has length which corresponds to the largest dimension of the compressed deformation element.

Infolge der Abwärtsbewegung des Kontaktes 119 berührt er einen festen Kontakt 120. Wie bei den Vorrichtungen nach den vorhergehenden Figuren, sind die beweglichen und festen Kontakte 119 und 120 mit Drahtleitungen 33 bezw. 34 versehen, die mit Klemmen 36 bezw. 37 für die üblichen Relaisverbindungen verbunden sind. Zur Halterung und Führung des Körpers 100 sind zwei nockenförmige Organe 122 und 123 in der Nähe des oberen und des unteren Endes des Körpers fest angebracht. Die Räume zwischen den Nockenzähnen können mit elastischem Gewebe ausgefüllt werden, um die Schenkel des Körpers derart aufzunehmen und zu haltern, dass ihrer Ausdehnung zum Schliessen und Oeffnen der Relaiskontakte möglichst wenig Widerstand entgegengesetzt wird.As a result of the downward movement of the contact 119 it touches a fixed contact 120. As with the devices according to the previous figures, the movable and fixed contacts 119 and 120 are respectively connected to wire lines 33. 34 provided, respectively, with terminals 36. 37 are connected for the usual relay connections. To support and guide the body 100, two cam-shaped members 122 and 123 are fixedly attached near the upper and lower ends of the body. The spaces between the cam teeth can be filled with elastic tissue in order to accommodate and hold the legs of the body in such a way that their expansion for closing and opening the relay contacts is opposed to as little resistance as possible.

Der Körper 11 nach den Fig. 1 und 2 lässt sich durch die Herstellung zweier Hohlzylinder aus Titanatmaterial erhalten, wobei der Aussendurchmesser des einen Zylinders gleich dem Innendurchmesser des anderen ist. Die Aussenfläche des kleinen Zylinders und die Innenfläche des grossen Zylinders sind mit einer Kittmasse überzogen und der kleine Zylinder wird in den grösseren geschoben. Nachdem der Kitt erhärtet ist, werden schraubenlinienförmige Rillen im zusammengesetzten Zylinder vorgesehen, wodurch ein spiralenförmiger Körper verbleibt, dessen Querschnitt in Fig. 2 dargestellt ist. Zur Erzielung des in Fig. 3 dargestellten Querschnittes kann eine Schicht Titanatmaterial aus einer Suspension auf eine flachen Form angebracht werden, die zu einer spiralförmigen Gestalt gekrümmt ist. Die so entstandene Form kann auf in der keramischen Industrie übliche Temperaturen aufgeheizt werden, zur Herstellung des spiralenförmigen rohrförmigen Elementes unter Verdampfung des Materials der Form. Ein Hohlelement spiralförmiger Gestalt, wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt, ist auch nach diesem Verfahren herstellbar. Ein Block aus dem dielektrischen Material kann zur Herstellung des gedrängten Elementes nach den Fig. 7 und 8 verwendet werden, wobei die Rillen, welche die benachbarten Schenkelpaare des Elementes von einander trennen, mit Hilfe einer Diamantsäge ausgeschnitten werden.The body 11 according to FIGS. 1 and 2 can be obtained by producing two hollow cylinders from titanate material, the outer diameter of one cylinder being equal to the inner diameter of the other. The outer surface of the small cylinder and the inner surface of the large cylinder are covered with a cement and the small cylinder is pushed into the larger one. After the putty has hardened, helical grooves are made in the assembled cylinder, leaving a helical body, the cross section of which is shown in FIG. To achieve the cross-section shown in Fig. 3, a layer of titanate material can be applied from a suspension to a flat shape which is curved into a spiral shape. The shape created in this way can be heated to the temperatures customary in the ceramic industry in order to produce the spiral-shaped tubular element with evaporation of the material of the shape. A hollow element with a spiral shape, as shown in FIGS. 5 and 6, can also be produced by this method. A block of the dielectric material can be used to make the compacted element of Figures 7 and 8, the grooves separating the adjacent pairs of legs of the element being cut out with a diamond saw.

Claims

1.) Piezoelectric converter, characterized in that it contains an elongated body made of dielectric material with piezoelectric properties, which is housed in a tightly wound form in a space, the largest dimension of which is a small fraction of the length of the piezoelectric body, which is coupled with means that enable the transmission of mechanical energy.

2.) Piezoelectric converter according to claim 1, characterized in that the body is designed in the shape of a helix.

3.) Piezoelectric converter according to claim 1, characterized in that the body has the shape of a flat spiral.

4.) Piezoelectric converter according to claim 1, characterized in that the body consists of a number of straight parts (legs) extending parallel to one another, and the corresponding ends of two consecutive parts by means of organs made of the same material in such an alternating manner mechanically are connected so that the parts are connected in series.

5.) Piezoelectric converter according to claims 2 or 3, characterized in that the body consists of a flat tube which is provided with one electrode each on the flat outer and inner walls and the inner and outer electrodes each with one of the connecting terminals of the element are connected.

6.) Piezoelectric converter according to claim 5, characterized in that the electrodes on the inner wall form part of a conductive coating which extends continuously over the entire inner wall.

7.) Piezoelectric converter according to claims 2 or 3, characterized in that the body consists of two strips which are mechanically connected to one another via at least one electrode on the flat sides, that each of the flat outer surfaces is also provided with an electrode and that these two external electrodes are each connected to one of the connection terminals of the element.

8.) Piezoelectric converter according to claim 4, characterized in that all legs are provided on both sides with an electrode which are electrically connected to each other and to the terminals of the element that the mechanical energy transfer with expansion BEZW. Shrinkage of the successive legs is associated.