EP2363211B1 - Signalgebereinrichtung mit einem elektrischen akustischen Signalgeber - Google Patents

Signalgebereinrichtung mit einem elektrischen akustischen Signalgeber Download PDF

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EP2363211B1
EP2363211B1 EP11151406.3A EP11151406A EP2363211B1 EP 2363211 B1 EP2363211 B1 EP 2363211B1 EP 11151406 A EP11151406 A EP 11151406A EP 2363211 B1 EP2363211 B1 EP 2363211B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal generator
circuit board
signalling device
retainer means
electrical
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP11151406.3A
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English (en)
French (fr)
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EP2363211A1 (de
Inventor
Andreas Kleinhans
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EGO Elektro Geratebau GmbH
Original Assignee
EGO Elektro Geratebau GmbH
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Publication date
Application filed by EGO Elektro Geratebau GmbH filed Critical EGO Elektro Geratebau GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0644—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/12—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
    • G10K9/122—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated using piezoelectric driving means
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/18—Details, e.g. bulbs, pumps, pistons, switches or casings
    • G10K9/22—Mountings; Casings

Definitions

  • the invention relates to a signaling device with an electric acoustic signal from piezoceramic.
  • an ultrasound transducer having an annular body with an opening, which has metallic components with free ends that are resilient and form an electrical contact with an ultrasonic sensor to be applied thereto.
  • the exact nature of the mounting of the ultrasonic sensor on the ring body is not recognizable.
  • the invention has for its object to provide an aforementioned signaling device, can be avoided with the problems of the prior art and in particular a gentler attachment for the piezoceramic can be achieved.
  • the electrical acoustic signal transmitter has a piezoceramic disk on a metal diaphragm, wherein the signal generator is arranged or fastened on a printed circuit board as a carrier of the device.
  • the signal transmitter is arranged both with or on the piezoceramic disk as well as on the metal membrane with an electrical contacting to conductor tracks or contacts or the like. provided on the support forming an electrical connection.
  • a contact on the support for a contact with the pressed-on piezoceramic disk is provided as a contact.
  • bow-shaped or clip-like holding means are provided to secure the signal generator to the carrier, wherein the holding means abut against the signal generator or attack him.
  • the holding means form an electrical contact with the metal membrane and thus the other contact with the signal generator.
  • the signal transmitter is solderless connected to the carrier and the electrical contacts.
  • the carrier itself can be made simpler.
  • the bow-shaped or clip-like holding means which can either be inserted into corresponding holes for attachment.
  • SMD components that can be soldered on.
  • Also inserted in holes retaining means can be additionally soldered for improved attachment, in particular for an electrical contact to the signal generator or the metal membrane soldering with a conductor track or the like. is beneficial.
  • At least one retaining means can substantially span the signal generator, in particular cross its central region.
  • a holding means can also form an electrical contact with the signal transmitter or the metal diaphragm, if the piezoceramic disk, which advantageously has a slightly smaller diameter than the metal diaphragm, to the carrier points.
  • a resonator is provided over the signal generator, on the same side of the carrier as the signal generator.
  • the resonator housing covers the signal generator and contains it, so to speak.
  • a resonator housing is generally known and advantageously designed as a Helmholtz resonator.
  • this resonator is not much larger than the signal generator and is firmly connected to the carrier, for example by inserting projections in holes in the carrier, it can thereby prevent lateral slipping out of the signal generator under the holding means out. Since such a resonator housing is usually provided anyway or is very advantageous, the total cost does not increase.
  • not only one, but a plurality of separate holding means may be provided, which are provided together on the signal generator for attachment to the carrier.
  • they may be similar or similar and may be lateral hook projections or the like. holding a signal generator pushed into or under it.
  • a plurality of separate holding means may be formed differently.
  • a holding means can advantageously be formed substantially rigid and over-grip, so that a signal generator can be pushed underneath.
  • a second resilient holding means as latching hooks or the like. formed, can be pressed under the hook projection of the signal generator and is then fixed both at this end by the resilient retaining means and, above all, at another area by the overlapping of the holding means.
  • the two holding means may be provided on opposite areas of the signal generator. This is generally advantageous, regardless of how the brackets are formed to secure the carrier relatively securely.
  • Holding means can advantageously be designed so that they secure the signal generator in multiple directions or fix on the carrier. On the one hand, this may be a fixture that prevents lateral slippage or displacement of the signal generator. Furthermore, lifting or releasing the signal transmitter in the direction away from the carrier can be prevented. This fastening direction is the more important or the holding means should particularly advantageously prevent the signal transmitter can move away from the carrier. A safeguard against lateral movement can also take place, for example, in the aforementioned manner by means of an overlapping resonator housing.
  • Holding means against a lateral displacement of the signal generator do not necessarily have to overlap like a hook or like a bow. They can also be simply a kind of lateral stop.
  • An electrical contact of a piezoceramic disc can be done in an embodiment of the invention via a resilient contact element.
  • This can be particularly advantageously attached as a separate part to the carrier and then connected or soldered electrically to a conductor track.
  • This is particularly advantageous realized together with flexible or resilient holding means for the signal generator, so that a certain flexibility in the holder of the signal generator, which allows, for example, a simple insertion, not by the holding means itself, but just by the electrical contact.
  • a holding means as a kind of bracket the signal generator, although largely surmounted, but not completely.
  • Such a so-called cantilevered spring arm can form a lateral fixation for the signal generator, possibly even more than on one side, for example on two or three sides.
  • Holding means may advantageously consist of resilient sheet metal or metal strips which are bent differently and possibly even connected. If they are fastened to the carrier, in particular already with the signal transmitter inserted, then they can have an angled and multiply curved course, for example as a kind of quadrangular border around the signal transmitter with a bridging.
  • FIG. 1 an inventive signaling device 11 is shown, on the left in an oblique plan view and right in a sectional view.
  • a signal generator 12 is, as the sectional view shows well, as usual from a piezoceramic disk 14 which is attached to a metal diaphragm 15.
  • the signal generator 12 is located with the piezoceramic disk 14 down on a circuit board 17.
  • the printed circuit board 17 next to printed conductors, not shown, on a contact pad 18, on which rests the piezoceramic disk for electrical contacting.
  • the signal generator 12 is overlapped by a resonator housing 19, which is shown by dashed lines. This does not necessarily have to be provided, but is very advantageous.
  • the signaling device 11 can not only improve the acoustics of the signaling device 11, but also generally serve in addition to the attachment of the signal generator 12. It may be attached to the circuit board 17 in the usual way, for example, with protruding projections in holes inserted therein by clamping.
  • brackets 22a and 22b of which at least one advantageously consists of thin sheet metal.
  • the brackets 22 are hook-shaped or angled and overlap the signal generator 12. So press it to the circuit board 17 and hold it so firmly.
  • the headband 22 can be supported and soldered with projections in the form of soldering tips 23a and 23b in the printed circuit board 17, ie with the so-called THT (through hole technology). Alternatively, they may be formed as SMD components, so that no holes in the circuit board 17 must be provided.
  • the retaining bracket 22 at least if they are made of metal, also form an electrical contact with the metal membrane 15 and thus the other electrical contact to the signal generator 12th
  • the signal generator 12 When arranged in Fig. 1 the signal generator 12 can be laterally inserted after attachment of the headband 22 to the circuit board 17 and clamped. For this purpose, it is also possible that the headband 22 are bent slightly downwards in the upper region and thus produce a spring action for better retention of the signal generator 12. Finally, the resonator housing 19 can be plugged or fastened over it.
  • a signal generator 112 surrounding, one-piece metal strip provided for mounting, which surrounds the signal generator on three sides. It may also be four pages.
  • three retaining clips 122a, 122b and 122c are formed. From the middle headband 122b goes from an upper bracket 122d and engages the signal generator 112 to press it both down against a circuit board 117 and turn to contact the metal diaphragm 115 at the top of the signal generator 112 electrically. The lower contact again takes place via a contact pad 118.
  • the retaining clips 122a to 122c can either each have a soldering tip 123 in each case in order to allow a stable mounting of the signal generator 112.
  • only one or two of the retaining clip 122 may have such a soldering tip. Then that's it Inserting the holding assembly in the circuit board 117, especially if it is to be automated, easier and safer and more accurate possible. It can also be an SMD component again.
  • the signal generator 112 is inserted here from the free side between the three retaining brackets 122a to 122c, wherein the specially curved design of the upper retaining bracket 122d facilitates insertion.
  • the final placement of a Resonatorgepuruses in turn completes the attachment process. If four circumferential headband are provided, the signal generator 112 could be slid obliquely from above under the upper headband 122d and then, so to speak, from above between the four circumferential headband engage, in turn, he is held by the upper headband 122d.
  • the intermediate support bracket 222b is similar to those of Fig. 1 formed at least at an angle to both form a lateral stop and to prevent lifting of the signal generator 212 from a printed circuit board 217. In yet another embodiment of the invention, it can not only be formed simply angled, similar to in Fig. 1 but also form a kind of pocket, in which the signal generator 212 can be at least partially inserted.
  • the fourth retaining clip 222d is again angled, it is more like a hook with a top hooked upper hook.
  • the signal generator 212 is slid obliquely from above with one end under the headband 222b and guided over the headband 222d. He then goes downstairs the circuit board 217 is pressed and then locks with the other end under this bracket 222 d.
  • An electrical contact to the metal membrane 215 can be done via one of the headband 222b and 222d, possibly also both. Below is again via a contact pad 218 a contact.
  • the signal generator 212 is completely secured by the retaining clips 222a to 222d and actually requires no further attachment. Nevertheless, a resonator housing 219 can also be retrofitted here.
  • FIG. 4 another signaling device 311 is shown, which is designed similar to that in FIG Fig. 2 , Three retaining clips 322a to 322c in turn surround a signal generator 312 on three sides in the manner of a strip. One or more of them, or all of them, may again be fastened to a printed circuit board 317 with a soldering tip 323.
  • a fourth retaining clip 322b spans the enclosed area, extending from the retaining clip 322a to the retaining clip 322c.
  • This retaining clip 322d is bent downwards, so that when inserting a signal generator 312 from the open side, it presses against the printed circuit board 317 and a contact pad 318 for fastening and electrical contacting.
  • the retaining clip 322d serves as an electrical contact to the metal membrane 315.
  • Fig. 2 So here is continuous upper headband provided, which has no free end.
  • one-piece arrangements of headband be used. These can be advantageously worked out of a metal sheet or, for example, punched out and then bent into appropriate shape. Their attachment to a printed circuit board can be done for example via the mentioned, preciselysteckenden and soldering soldering tips. Alternatively, it may be SMD components that have neither soldering tips nor holes in the circuit board. They are then fastened or soldered to corresponding metallic fields on the upper side of the printed circuit board.
  • the headband may, as has been mentioned, be made of plastic instead of metal. Because of the simplest possible electrical contact with the upper metal membrane of the signal generator, it is advantageous if this no separate contact or metallic contact spring is needed, but this is taken from one of the headband. Of course, it is also possible to combine plastic headband with metal headband.
  • One-piece arrangements of retaining clips for example according to the Fig. 2 and 4 , have the advantage that they are easier to assemble or in a single operation. On the one hand, they may be a bit heavier and more complex to produce, and on the other hand, they may be more delicate when attached.

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Description

    Anwendungsgebiet und Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Signalgebereinrichtung mit einem elektrischen akustischen Signalgeber aus Piezokeramik.
  • Aus der DE 102010005654 A1 ist es bekannt, eine solche Signalgebereinrichtung mit einer Piezokeramikscheibe auf einer Metallmembran so zu gestalten, dass die Piezokeramikscheibe samt Metallmembran auf einem Träger fest angeordnet bzw. angelötet ist. So wird sowohl eine elektrische Kontaktierung als auch eine Befestigung erreicht.
  • Aus der JP 60098795 A und der GB 2282932 A sind Signalgeber bekannt mit Piezokeramikscheibe und Metallmembran, wobei der Signalgeber nur zwischen zwei außen umlaufenden Ringen als Träger eines Gehäuses gehalten wird. Ein Gehäuseboden weist jeweils in Löchern angeordnete Federblechstreifen bzw. federnde Drähte auf zur elektrischen Kontaktierung an den Signalgeber.
  • Aus der EP 456968 A2 ist ein Signalgeber bekannt mit einer Piezokeramikscheibe mit einer Metallmembran. Er wird mit einem elastischen Ring und einem ringförmigen Gehäuse n seinem Außenrand gehalten.
  • Aus der DE 19626293 A1 ist ein Ultraschallwandler bekannt mit einem Ringkörper mit Öffnung, der metallische Bauteile mit freien Enden aufweist, die federnd sind und eine elektrische Kontaktierung an einen Ultraschallsensor bilden, der daran angelegt werden soll. Die genaue Art der Halterung des Ultraschallsensors am Ringkörper ist nicht erkennbar.
    • Aufgabe und Lösung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Signalgebereinrichtung zu schaffen, mit der Probleme des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere eine schonendere Befestigung für die Piezokeramik erreicht werden kann.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Signalgebereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
  • Es ist vorgesehen, dass der elektrische akustische Signalgeber eine Piezokeramikscheibe auf einer Metallmembran aufweist, wobei der Signalgeber auf einer Leiterplatte als Träger der Einrichtung angeordnet bzw. befestigt ist. Dabei ist der Signalgeber sowohl mit bzw. an der Piezokeramikscheibe angeordnet als auch an der Metallmembran mit einer elektrischen Kontaktierung an Leiterbahnen oder Kontakte odgl. auf dem Träger versehen, die einen elektrischen Anschluss bilden.
  • Erfindungsgemäß ist ein Kontakt an dem Träger für eine Anlage an der angedrückten Piezokeramikscheibe als eine Kontaktierung vorgesehen. Des weiteren sind bügelartige oder klammerartige Haltemittel vorgesehen, um den Signalgeber an dem Träger zu befestigen, wobei die Haltemittel an dem Signalgeber anliegen bzw. an ihm angreifen. Des weiteren bilden die Haltemittel eine elektrische Kontaktierung an die Metallmembran und somit die andere Kontaktierung an den Signalgeber. Dabei ist der Signalgeber lötfrei mit dem Träger sowie den elektrischen Kontaktierungen verbunden. So kann erreicht werden, dass eine thermische Belastung des Signalgebers bzw. der Piezokeramik nicht notwendig ist. Die Ausfallrate der Piezokeramikscheiben ist also geringer. Des weiteren können als Haltemittel, wie nachfolgend noch im einzelnen ausgeführt wird, einfache Bauteile verwendet werden, die einfacher und kostengünstiger zur Verfügung gestellt werden können als aufwendige Fertigteile aus Kunststoff.
  • Im Vergleich zu der vorgenannten DE 102010005654 A1 kann auch der Träger selbst einfacher ausgebildet sein. Somit wird in der Regel auf dem Träger zuerst die Befestigung der bügelartigen oder klammerartigen Haltemittel vorgenommen, wobei diese entweder in entsprechende Bohrungen eingesteckt werden können zur Befestigung. Eine Alternative sind SMD-Bauteile, die aufgelötet werden können. Auch in Bohrungen eingesteckte Haltemittel können zusätzlich festgelötet werden zur verbesserten Befestigung, wobei insbesondere auch für eine elektrische Kontaktierung an den Signalgeber bzw. die Metallmembran ein Verlöten mit einer Leiterbahn odgl. von Vorteil ist.
  • Mindestens ein Haltemittel kann den Signalgeber im Wesentlichen überspannen, insbesondere dessen Mittelbereich überqueren. Dadurch wird bereits eine relativ gute Befestigung des Signalgebers an dem Träger erreicht, wobei ein solches Haltemittel auch eine elektrische Kontaktierung an den Signalgeber bzw. die Metallmembran bilden kann, wenn die Piezokeramikscheibe, die vorteilhaft einen etwas geringeren Durchmesser als die Metallmembran aufweist, zu dem Träger hin weist. Als weitere Halterung kann dann noch vorgesehen sein, dass ein Resonatorgehäuse vorgesehen ist über dem Signalgeber, und zwar auf derselben Seite des Trägers wie der Signalgeber. Vorteilhaft deckt das Resonatorgehäuse den Signalgeber ab und enthält ihn sozusagen. Ein solches Resonatorgehäuse ist allgemein bekannt und vorteilhaft als Helmholtz-Resonator ausgebildet sein. Wenn dieses Resonatorgehäuse nicht viel größer ist als der Signalgeber und fest mit dem Träger verbunden wird, beispielsweise durch Einstecken von Vorsprüngen in Bohrungen im Träger, so kann dadurch ein seitliches Herausrutschen des Signalgebers unter den Haltemitteln heraus verhindert werden. Da ein solches Resonatorgehäuse ohnehin meistens vorgesehen ist bzw. sehr vorteilhaft ist, steigt der Gesamtaufwand auch nicht.
  • In Weiterbildung der Erfindung können nicht nur ein, sondern mehrere separate Haltemittel vorgesehen sein, die zusammen an dem Signalgeber zur Befestigung an dem Träger vorgesehen sind. Sie können beispielsweise ähnlich oder gleich ausgebildet sein und als seitliche Hakenvorsprünge odgl. einen in sie hinein oder unter sie geschobenen Signalgeber haltern.
  • Alternativ können mehrere separate Haltemittel unterschiedlich ausgebildet sein. So kann ein Haltemittel vorteilhaft im Wesentlichen starr und übergriffartig ausgebildet sein, so dass ein Signalgeber darunter geschoben werden kann.
  • Zum Fixieren des Signalgebers in der untergeschobenen Position ist ein zweites federndes Haltemittel als Rasthaken odgl. ausgebildet, unter dessen Hakenvorsprung der Signalgeber gedrückt werden kann und dann sowohl an diesem Ende durch das federnde Haltemittel als auch vor allem an einem anderen Bereich durch das Übergreifen der Haltemittel fixiert ist. Dabei können die beiden Haltemittel an gegenüberliegenden Bereichen des Signalgebers vorgesehen sein. Dies ist allgemein von Vorteil, losgelöst davon, wie die Halterungen ausgebildet sind, um den Träger relativ sicher zu befestigen.
  • Haltemittel können vorteilhaft so ausgebildet sein, dass sie den Signalgeber in mehrfacher Richtung befestigen bzw. am Träger fixieren. Einerseits kann dies eine Befestigung sein, die ein seitliches Rutschen oder Verschieben des Signalgebers verhindert. Des weiteren kann ein Abheben oder Lösen des Signalgebers in Richtung weg vom Träger verhindert werden. Diese Befestigungsrichtung ist die wichtigere bzw. die Haltemittel sollten besonders vorteilhaft verhindern, dass sich der Signalgeber weg vom Träger bewegen lässt. Eine Sicherung gegen seitliches Bewegen kann auch beispielsweise auf vorgenannte Art und Weise durch ein übergreifendes Resonatorgehäuse erfolgen.
  • Haltemittel gegen ein seitliches Verschieben des Signalgebers müssen diesen nicht zwingend hakenartig oder bügelartig übergreifen. Sie können auch einfach eine Art seitlicher Anschlag sein.
  • Eine elektrische Kontaktierung einer Piezokeramikscheibe kann in Ausgestaltung der Erfindung über ein federndes Kontaktelement erfolgen. Dieses kann besonders vorteilhaft als separates Teil an dem Träger befestigt werden und dann elektrisch an eine Leiterbahn angeschlossen bzw. angelötet sein. Dies ist besonders vorteilhaft gemeinsam mit flexiblen bzw. federelastischen Haltemitteln für den Signalgeber realisiert, so dass eine gewisse Flexibilität in der Halterung des Signalgebers, die beispielsweise ein leichtes Einsetzen ermöglicht, nicht durch die Haltemittel selbst erfolgt, sondern eben durch die elektrische Kontaktierung.
  • Es sind auch Ausgestaltungen denkbar, bei denen ein Haltemittel als eine Art Bügel den Signalgeber zwar zum großen Teil überragt, aber nicht vollständig. Ein solcher sozusagen überkragender Federarm kann eine seitliche Fixierung für den Signalgeber bilden, möglicherweise sogar an mehr als an einer Seite, beispielsweise an zwei oder drei Seiten.
  • Haltemittel können vorteilhaft aus federnden Blech- oder Metallstreifen bestehen, die unterschiedlich gebogen sind und möglicherweise sogar zusammenhängen. Sind sie an dem Träger befestigt, insbesondere bereits mit eingesetztem Signalgeber, so können sie einen zueinander winkligen und mehrfach gebogenen Verlauf aufweisen, beispielsweise als eine Art viereckige Umrandung um den Signalgeber mit einer Überbrückung.
  • Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine erste erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Signalgebereinrichtung in schräger Draufsicht und im Schnitt und
    Fig. 2 bis 4
    alternative Ausgestaltungen von Signalgebereinrichtungen.
    Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Signalgebereinrichtung 11 dargestellt, und zwar links in schräger Draufsicht und rechts in Schnittansicht. Ein Signalgeber 12 besteht, wie die Schnittdarstellung gut zeigt, wie üblich aus einer Piezokeramikscheibe 14, die an einer Metallmembran 15 befestigt ist. Der Signalgeber 12 liegt mit der Piezokeramikscheibe 14 nach unten auf einer Leiterplatte 17 auf. Dabei weist die Leiterplatte 17 neben nicht dargestellten Leiterbahnen ein Kontaktfeld 18 auf, auf dem die Piezokeramikscheibe aufliegt zur elektrischen Kontaktierung. Der Signalgeber 12 wird von einem Resonatorgehäuse 19 übergriffen, welches strichliert dargestellt ist. Dieses muss nicht zwingend vorgesehen sein, ist jedoch sehr vorteilhaft. Des Weiteren kann es nicht nur die Akustik der Signalgebereinrichtung 11 verbessern, sondern allgemein auch zusätzlich zur Befestigung des Signalgebers 12 dienen. Es kann auf übliche Art und Weise an der Leiterplatte 17 befestigt sein, beispielsweise mit abstehenden Vorsprüngen in Löchern darin klemmend eingesteckt sein.
  • Die hauptsächliche Befestigung des Signalgebers 12 an der Leiterplatte 17 erfolgt mittels zweier Haltebügel 22a und 22b, von denen zumindest einer vorteilhaft aus dünnem Metallblech besteht. Die Haltebügel 22 sind hakenartig bzw. winklig ausgebildet und übergreifen den Signalgeber 12. So drücken sie ihn an die Leiterplatte 17 und halten ihn so fest. Die Haltebügel 22 können dabei mit Vorsprüngen in Form von Lötspitzen 23a und 23b in der Leiterplatte 17 gehaltert und festgelötet sein, also mit der sogenannten THT (Through hole technology). Alternativ können sie als SMD-Bauteile ausgebildet sein, so dass keine Löcher in der Leiterplatte 17 vorgesehen sein müssen. So können die Haltebügel 22, zumindest wenn sie aus Metall sind, auch eine elektrische Kontaktierung an die Metallmembran 15 bilden und somit den anderen elektrischen Kontakt an den Signalgeber 12.
  • Bei der Anordnung in Fig. 1 kann der Signalgeber 12 nach Befestigung der Haltebügel 22 an der Leiterplatte 17 seitlich eingeschoben werden und klemmend gehalten werden. Dazu ist es auch möglich, dass die Haltebügel 22 im oberen Bereich etwas nach unten gebogen sind und so eine Federwirkung erzeugen zur besseren Halterung des Signalgebers 12. Abschließend kann das Resonatorgehäuse 19 darüber gesteckt bzw. befestigt werden.
  • Bei der Signalgebereinrichtung 111 gemäß Fig. 2 ist ein einen Signalgeber 112 umgebender, einteiliger Metallstreifen zur Halterung vorgesehen, der den Signalgeber an drei Seiten umgibt. Unter Umständen können es auch vier Seiten sein. So werden drei Haltebügel 122a, 122b und 122c gebildet. Vom mittleren Haltebügel 122b geht ein oberer Haltebügel 122d ab und übergreift den Signalgeber 112, um ihn sowohl nach unten gegen eine Leiterplatte 117 zu drücken als auch wiederum die Metallmembran 115 an der Oberseite des Signalgebers 112 elektrisch zu kontaktieren. Die untere Kontaktierung erfolgt wiederum über ein Kontaktfeld 118. Die Haltebügel 122a bis 122c können entweder sämtlich jeweils eine Lötspitze 123 aufweisen, um eine stabile Halterung des Signalgebers 112 zu ermöglichen. Alternativ können auch nur ein oder zwei der Haltebügel 122 eine solche Lötspitze aufweisen. Dann ist das Einsetzen der Halteanordnung in die Leiterplatte 117, insbesondere wenn es automatisiert erfolgen soll, leichter und sicherer sowie genauer möglich. Es kann auch wiederum ein SMD-Bauteil sein.
  • Der Signalgeber 112 wird hier von der freien Seite aus zwischen die drei Haltebügel 122a bis 122c eingeschoben, wobei die speziell gebogene Ausführung des oberen Haltebügels 122d das Einführen erleichtert. Das abschließende Aufsetzen eines Resonatorgehäuses schließt wiederum den Befestigungsvorgang ab. Falls vier umlaufende Haltebügel vorgesehen sind, könnte der Signalgeber 112 schräg von oben unter den oberen Haltebügel 122d eingeschoben werden und dann sozusagen von oben zwischen die vier umlaufenden Haltebügel einrasten, wobei er wiederum von dem oberen Haltebügel 122d festgehalten wird.
  • Bei der Signalgebereinrichtung 211 gemäß Fig. 3 sind vier einzelne Haltebügel 222a bis 222d vorgesehen. Zwei gegenüberliegende Haltebügel 222a und 222c sind nur als nach oben stehende kurze Streifen ausgebildet mit der Aufgabe, lediglich einen seitlichen Anschlag für einen Signalgeber 212 zu bilden.
  • Der dazwischenliegende Haltebügel 222b ist ähnlich wie diejenigen aus Fig. 1 zumindest winklig ausgebildet, um sowohl einen seitlichen Anschlag zu bilden als auch ein Abheben des Signalgebers 212 von einer Leiterplatte 217 zu verhindern. In nochmals weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann er nicht nur einfach winklig ausgebildet sein, ähnlich wie in Fig. 1, sondern auch noch eine Art Tasche bilden, in die der Signalgeber 212 zumindest teilweise eingeschoben werden kann.
  • Der vierte Haltebügel 222d schließlich ist zwar auch wiederum winklig ausgebildet, allerdings eher hakenartig mit einem von oben abgeschrägten oberen Haken. Zum Einführen wird der Signalgeber 212 von oben schräg mit einem Ende unter den Haltebügel 222b geschoben und dabei über den Haltebügel 222d geführt. Anschließend wird er nach unten auf die Leiterplatte 217 zu gedrückt und rastet dann mit dem anderen Ende unter diesem Haltebügel 222d ein. Eine elektrische Kontaktierung an die Metallmembran 215 kann über einen der Haltebügel 222b und 222d erfolgen, möglicherweise auch über beide. Unten erfolgt wiederum über ein Kontaktfeld 218 eine Kontaktierung.
  • Wie zu erkennen ist, ist bei dieser Halteanordnung der Signalgeber 212 vollständig von den Haltebügeln 222a bis 222d gesichert und benötigt eigentlich keine weitere Befestigung. Dennoch kann auch hier nachträglich ein Resonatorgehäuse 219 aufgesetzt werden.
  • In Fig. 4 ist eine weitere Signalgebereinrichtung 311 dargestellt, welche ähnlich ausgebildet ist wie diejenige in Fig. 2. Drei Haltebügel 322a bis 322c umgeben wiederum nach Art eines Streifens einen Signalgeber 312 an drei Seiten. Dabei kann einer von ihnen oder mehrere oder alle wieder mit einer Lötspitze 323 an einer Leiterplatte 317 befestigt sein. Ein vierter Haltebügel 322b überspannt den umschlossenen Bereich und verläuft dabei vom Haltebügel 322a zum Haltebügel 322c. Dieser Haltebügel 322d ist nach unten durchgebogen, so dass er beim Einschieben eines Signalgebers 312 von der offenen Seite her diesen gegen die Leiterplatte 317 und ein Kontaktfeld 318 drückt zur Befestigung und elektrischen Kontaktierung. Des Weiteren dient der Haltebügel 322d als elektrische Kontaktierung an die Metallmembran 315. Im Vergleich zu Fig. 2 ist hier also durchgehender oberer Haltebügel vorgesehen, der kein freies Ende aufweist.
  • Wie zu erkennen ist, können vor allem bei den Halterungen in Fig. 2 und Fig. 4 einteilige Anordnungen von Haltebügeln verwendet werden. Diese können vorteilhaft aus einem Blech herausgearbeitet bzw. beispielsweise herausgestanzt werden und dann in entsprechende Form gebogen werden. Ihre Befestigung an einer Leiterplatte kann beispielsweise über die genannten, einzusteckenden und festzulötenden Lötspitzen erfolgen. Alternativ können es SMD-Bauteile sein, die weder Lötspitzen noch Bohrungen in der Leiterplatte benötigen. Sie werden dann auf entsprechenden metallischen Feldern auf der Oberseite der Leiterplatte befestigt bzw. festgelötet.
  • Manche der Haltebügel können, wie genannt worden ist, aus Kunststoff anstatt aus Metall bestehen. Wegen einer möglichst einfachen elektrischen Kontaktierung an die obere Metallmembran des Signalgebers ist es aber von Vorteil, wenn hierfür keine separate Kontaktierung oder metallische Kontaktfeder benötigt wird, sondern dies von einem der Haltebügel übernommen wird. Natürlich ist es auch möglich, Haltebügel aus Kunststoff mit Haltebügeln aus Metall zu kombinieren. Einteilige Anordnungen von Haltebügeln, beispielsweise gemäß der Fig. 2 und 4, weisen den Vorteil auf, dass sie leichter bzw. in einem einzigen Vorgang zu montieren sind. Sie sind möglicherweise jedoch zum Einen etwas schwerer und aufwändiger herzustellen und zum anderen auch empfindlicher beim Anbringen.
  • Der Vorteil, der mit der Erfindung erreicht werden kann, dass nämlich weder ein Löten des Piezo-Signalgebers nötig ist noch die daraus resultierende thermische Belastung, kann aus den Ausführungsbeispielen sehr gut ersehen werden. Die jeweilige Montageart ist auch sehr einfach und gebrauchstauglich.

Claims (14)

  1. Signalgebereinrichtung (11, 111, 211, 311) mit einem elektrischen akustischen Signalgeber (12, 112, 212, 312), der eine Piezokeramikscheibe (14, 114, 214, 314) auf einer Metallmembran (15, 115, 215, 315) aufweist, und mit einer Leiterplatte (17, 117, 217, 317) als Träger zur Anordnung des Signalgebers darauf, wobei der Signalgeber sowohl an der Piezokeramikscheibe als auch an der Metallmembran mit einer elektrischen Kontaktierung an Leiterbahnen oder Kontakte (18, 118, 218, 318) auf der Leiterplatte versehen ist, wobei ein Kontakt (18, 118, 218, 318) an der Leiterplatte für die Anlage an der angedrückten Piezokeramikscheibe (14, 114, 214, 314) vorgesehen ist, wobei der Signalgeber (12, 112, 212, 312) lötfrei mit der Leiterplatte (17, 117, 217, 317) sowie den elektrischen Kontaktierungen verbunden ist, wobei der Signalgeber an der Leiterplatte befestigt ist mittels bügelartiger oder klammerartiger Haltemittel (22a/b, 122a-d, 222a-d, 322a-d), die an ihr anliegen bzw. angreifen, wobei die Haltemittel eine elektrische Kontaktierung an die Metallmembran (15, 115, 215, 315) bilden, und wobei Leiterbahnen und Kontakte (18, 118, 218, 318) auf der Leiterplatte (17, 117, 217, 317) vorgesehen sind als elektrischer Anschluss an den Signalgeber (12, 112, 212, 312).
  2. Signalgebereinrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Haltemittel (122d, 322d) den Signalgeber (112, 312) im Wesentlichen überspannt.
  3. Signalgebereinrichtung nach Anspruch 2, wobei dieses Haltemittel alleine den Signalgeber an der Leiterplatte befestigt.
  4. Signalgebereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere separate Haltemittel (22a/b, 122a-d, 222a-d, 322a-d) vorgesehen sind, die zusammen an einem Signalgeber (12, 112, 212, 312) wirken bzw. diesen an der Leiterplatte (17, 117, 217, 317) befestigen.
  5. Signalgebereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Haltemittel (22a/b, 122a-d, 222a-d, 322a-d) auf der Leiterplatte (17, 117, 217, 317) befestigt sind und in entsprechende Bohrungen eingesteckt und festgelötet sind oder als SMD-Bauteile ausgebildet und aufgelötet sind.
  6. Signalgebereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei Haltemittel (22a/b, 122a/c, 222a/c, 222b/d, 322a/c) an gegenüberliegenden Bereichen des Signalgebers (12, 112, 212, 312) an der Leiterplatte (17, 117, 217, 317) vorgesehen sind und den Signalgeber ortsfest an der Leiterplatte halten.
  7. Signalgebereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Haltemittel (222b) im Wesentlichen starr und übergriffartig ausgebildet ist zum Darunterschieben des Signalgebers (212), wobei zum Fixieren in der daruntergeschobenen Position des Signalgebers (212) ein zweites federndes Haltemittel (222d) als Rasthaken odgl. ausgebildet ist.
  8. Signalgebereinrichtung nach Anspruch 7, wobei das zweite federnde (222d) Haltemittel an einem dem ersten Haltemittel (222b) gegenüberliegenden Bereich des Signalgebers (212) ausgebildet ist.
  9. Signalgebereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Haltemittel (22a/b, 122a-d, 222a/c/d, 322a-d) flexibel bzw. federelastisch ausgebildet sind.
  10. Signalgebereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Haltemittel (22a/b, 122a-d, 222a-d, 322a-d) derart ausgebildet sind, dass sie den Signalgeber sowohl seitlich als auch in Richtung weg von der Leiterplatte befestigen.
  11. Signalgebereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine elektrische Kontaktierung an die Piezokeramikscheibe über ein federndes Kontaktelement erfolgt.
  12. Signalgebereinrichtung nach Anspruch 11, wobei das Haltemittel als separates Teil an der Leiterplatte mechanisch befestigt und elektrisch an eine Leiterbahn angeschlossen ist.
  13. Signalgebereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Signalgeber (12, 112, 212, 312) mit der Piezokeramikscheibe (14, 114, 214, 314) zu der Leiterplatte (17, 117, 217, 317) hin weist.
  14. Signalgebereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Resonatorgehäuse (19, 119, 219, 319) über dem Signalgeber (12, 112, 212, 312) vorgesehen ist, wobei das Resonatorgehäuse (19, 119, 319) eine Haltesicherung für den Signalgeber (12, 112, 312) bildet gegen Herausbewegen aus den Haltemitteln (22a/b, 122a-d, 322a-d) als seitliche Wegbegrenzung.
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