KR20010042987A - 압전 휨 트랜스듀서 및 다수의 압전 휨 트랜스듀서로이루어진 모듈 - Google Patents

압전 휨 트랜스듀서 및 다수의 압전 휨 트랜스듀서로이루어진 모듈 Download PDF

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위르겐 귄터
슈테판 클룸프
미하엘 리이델
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칼 하인쯔 호르닝어
지멘스 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 압전 휨 트랜스듀서(1) 및 다수의 압전 휨 트랜스듀서(1)로 이루어진 모듈(34)에 관한 것이다. 외부 전압원에 접속하기 위해 전기적 플러그-인 접속(15, 16, 17)이 전도성 탄성 중합체(20)의 형태로 제공되며, 상기 탄성 중합체(20)는 접촉핀(26, 27, 28)의 분리가능한 수용을 위해 탄성 변형체로 형성된다. 납땜된 접속 와이어의 완전한 제거에 의해 상기 압전 휨 트랜스듀서(1) 및 상기 모듈(34)은 높은 수명을 가지며 매우 쉽게 관리될 수 있다.

Description

압전 휨 트랜스듀서 및 다수의 압전 휨 트랜스듀서로 이루어진 모듈 {PIEZOELECTRIC BENDING TRANSDUCER AND A MODULE MADE OF A PLURALITY OF PIEZOELECTRIC BENDING TRANSDUCERS}
서두에 언급된 방식의 압전 휨 트랜스듀서는 우선 간접적인 또는 상호 압전 효과의 이용, 다시 말해 전기 에너지로부터 기계적 에너지로 변환시키는 용도로 사용된다. 그럼에도 불구하고, 상기 방식의 압전 엘리먼트는 기계 에너지로부터 전기 에너지로 변환시키는데도 사용된다. 이 경우, 직접적인 압전 효과는 완전히 이용된다.
압전 휨 트랜스듀서에는 다수의 기술적 용도가 존재한다. 이와 같은 용도는 예컨대 잉크 제트 프린터용 압전 프린트 헤드로서, 가속도 또는 인쇄 측정용 센서로서, 샘플 정보를 직기 및 편물 기계로 계속 전달하기 위한 조종 엘리먼트로서, 그리고 시각 장애인을 위한 판독 장치에 있는 점자 열, 압축 공기 밸브, 기록 측정 장치 또는 비접촉식 표면 측정 장치의 조종 엘리먼트로서 나타난다.
외부 접촉면과 내부 접촉면 사이에 전압을 인가하는 것은 각 극성에 따라 압전 코팅의 수축 및 팽창을 야기함으로써, 전체 휨 트랜스듀서는 비틀어지거나, 또는 휨 트랜스듀서의 한 단부를 고정시키게 되면 다른 단부는 확실히 구부러지게 된다. 이와 반대로, 상기 휨 트랜스듀서가 기계적 영향에 의해 연장된 정지 위치에 비해 휘어질 경우, 내부 접촉면과 외부 접촉면 사이에 전압이 생성된다.
서두에 언급된 방식의 휨 트랜스듀서는 예컨대 DE 195 20 796 A1, DE 40 25 436 A1 또는 DE 196 20 826 B1 에 공지되어 있다.
다수의 압전 휨 트랜스듀서를 포함하는 서두에 언급된 방식의 모듈은 전자 정보 신호를 기계적으로 스캐닝할 수 있는 정보 신호로 변환하는데 사용된다. 예컨대 다수의 평행하게 배치된 전기적 휨 트랜스듀서를 포함하는 모듈은 직기 및 편물 기계의 바늘(needle) 또는 코(mesh)를 형성하는 엘리먼트를 제어하기 위해 사용된다. 여기서, 방직 기계에 의해 생성된 직물의 샘플을 형성하기 위해서는, 코의 형성 유무에 대한 정보가 상응하는 압전 휨 트랜스듀서의 비틀어짐을 기계적으로 스캐닝함으로써 유지된다. 상기와 같은 제어 모듈은 예컨대 US 3, 961, 501 A 또는 EP 0 210 790 A2 에 공지되어 있다.
압전 휨 트랜스듀서 및 다수의 압전 휨 트랜스듀서를 갖는 모듈에 있어서 압전 코팅의 접촉면의 전기적 접촉에 관한 문제가 제기된다. 이것에 대해, 지금까지 압전 코팅의 외부 접촉면이 얇은 금속층의 형태로 형성되고 전기적 접속을 위해 상응하는 접속 와이어가 금속층에 납땜된다는 사실이 DE 40 25 436 A1에 공지되어 있다.
또한 접촉면의 전기적 접촉은 납땜 접촉 및 상응하는 접속 와이어에 의해 이루어진다.
그러나, 압전 휨 트랜스듀서와 같이 비교적 작은 부품에 접속 와이어를 납땜하는 것은 자동화를 어렵게 만든다는 단점이 있다. 이는 높은 생산 비용을 야기한다는 단점이 있다. 또한 압전 휨 트랜스듀서, 및 높은 고장 안전성이 요구되는 특히 다수의 압전 휨 트랜스듀서로 이루어진 모듈에 있어서 납땜 접촉 및 접속 와이어는 부가의 고장 부품을 의미하며, 이에 따라 휨 트랜스듀서의 고장 안전성 및 특히 모듈의 고장 안전성이 손상된다. 또한 조립된 휨 트랜스듀서의 교체, 또는 종래의 납땜 접촉에 의한 전기 접속에 의해 조립된 모듈은 비용이 비교적 높게 형성된다.
또한 DE 36 34 484 A1에는 압전 변환기가 전도성 고무에 의해 전기 접속된다는 사실이 공지되어 있다. 여기서, 상기 전도성 고무는 하우징과 변환기 사이에 지속적으로 고정된다.
본 발명은 평평한 기판 및 상기 기판의 적어도 한 측면에 부가된 압전 능동 코팅에 관한 것이며, 상기 코팅은 기판으로 향한 내부 접촉면과 기판으로부터 떨어진 외부 접촉면을 갖는다. 또한 본 발명은 상기와 같은 다수의 압전 휨 트랜스듀서로 이루어진 모듈에 관한 것이다.
도 1은 탄성 중합체를 갖는 세 개의 전기적 플러그-인 접속을 포함하는 접속 베이스를 가진 압전 휨 트랜스듀서, 및 어댑터를 위해 형성된 플러그를 도시하며,
도 2는 휨 트랜스듀서를 위한 전기 접속이 각각 탄성 중합체와의 플러그-인 접속으로서 형성되어 있으며, 공동 접속 블록으로 통합되는 16개의 평행하게 배치된 압전 휨 트랜스듀서를 포함하는 모듈을 도시하고, 및
도 3은 전자 기판 장치와 휨 트랜스듀서 모듈간의 전기적 접속은 플러그-인 접속 내로 삽입되는 접촉핀에 의해 분리가능하게 형성되며, 하우징부, 휨 트랜스듀서 모듈 및 전자 기판 장치를 포함하는 원형 편물 기계의 바늘을 제어하기 위한 모듈 방식으로 설계된 제어 모듈을 도시한다.
본 발명의 목적은 접촉면의 특히 간단한 전기 접촉을 가능하게 하는, 언급된 방식의 압전 휨 트랜스듀서를 제공하는데 있다. 또한 본 발명의 목적은 다수의 압전 휨 트랜스듀서를 포함하는 모듈을 제공하는데 있으며, 여기서 개별 압전 휨 트랜스듀서의 전기 접촉은 원활하게 이루어진다. 또한 압전 휨 트랜스듀서 및 압전 휨 트랜스듀서로 이루어진 모듈을 위해 전체적으로 높은 고장 안전성이 달성되어야만 한다.
상기 압전 휨 트랜스듀서에 관련된 목적은 본 발명에 따라, 상기 압전 휨 트랜스듀서가 접촉면의 접촉을 위해 접촉면에 접촉하는 전도성 탄성 중합체를 포함하는 전기적 플러그-인 접속을 가지며, 상기 탄성 중합체가 접촉핀의 분리가능한 수용을 위해 가소성 변형체로 형성됨으로써 달성된다.
여기서, 상기 탄성 중합체와 접촉면의 접촉은 점형태로 또는 평면으로 형성될 수 있다. 상기 접촉핀을 탄성 중합체 내로 삽입함으로써 접촉핀 및 탄성 중합체와 접촉하는 접촉면간의 전도 접속이 이루어진다. 상기 탄성 중합체의 가역 변형 가능성에 따라, 접촉핀과 접촉면간의 전기 접속을 손상시키지 않으면서 접촉핀은 반복적으로 상기 탄성 중합체 내로 삽입되고 빠져나올 수 있다.
본 발명은 납땜 접촉 또는 접속 와이어와 같은 부가의 고장 부품 없이, 압전 휨 트랜스듀서의 접촉면이 전기적으로 안전하게 접촉될 수 있다는 장점이 있다. 또한 탄성 중합체의 가역 변형가능성에 의해 접촉핀에 의한 안전하고 분리가능한 전기 접속이 제공된다.
동시에 본 발명은 손상된 압전 휨 트랜스듀서의 원활한 교체를 제공한다. 부가로, 본 발명에 따른 접촉은 종래 기술에 따른 납땜에 의한 접촉 보다 더 적은 장치 공간을 필요로 한다. 또한 탄성 중합체를 압전 휨 트랜스듀서에 제공함으로써 제조 프로세스의 자동화가 이루어진다. 여기서, 접촉면이 탄성 중합체 내로 삽입되거나, 또는 상기 탄성 중합체가 접촉면에 프레스되고, 가압되거나 또는 접착되어야만 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 압전 휨 트랜스듀서의 한 단부는 접속 베이스에 접속되고, 상기 탄성 중합체는 상기 접속 베이스의 보어 또는 리세스를 채우며, 상기 탄성 중합체는 접촉핀을 삽입하기 위해 자유롭게 접근할 수 있는 표면을 가지고, 및 상기 보어 또는 리세스의 벽의 일부는 접촉면의 일부에 의해 형성된다. 상기 접속 베이스 내에 배치된 보어 또는 리세스는 예컨대 팩 홀로서 형성되며, 상기 팩 홀에는 탄성 중합체가 액체 상태로 주입된다. 상기 보어 또는 리세스의 벽의 일부가 접촉면 자체의 일부에 의해 형성됨으로써, 탄성 중합체는 경화된 이후 접촉면에 접촉되어, 상기 접촉면에 전도 접속된다. 상기 방식의 플러그-인 접속을 제조하기 위해 예컨대 휨 트랜스듀서가 접속 베이스의 종측 슬롯 내로 삽입되며, 상기 종측 슬롯이 배치된 곳에는 측면 리세스가 제공된다. 이어서, 상기 리세스는 탄성 중합체에 의해 채워지고, 그리고 상기 탄성 중합체는 경화된다. 여기서, 상기 접속 베이스 자체는 전도 물질, 예컨대 플라스틱으로 형성된다.
바람직하게 상기 탄성 중합체는 삽입된 금속 조각, 예컨대 은을 포함하는 실리콘 천연 고무이다. 상기 실리콘 천연 고무는 간단하게 취급될 수 있도록 액체 상태로 형성되고 경화된 이후에는 특히 가역 변형 가능성을 나타낸다. 이에 상응하는 실험은 접촉면의 접촉이 접촉핀이 50회 풀리고 삽입된 이후에도 어떠한 영향도 받지 않는다는 사실을 확증한다. 특히 은의 삽입은 실리콘 천연 고무의 높은 전도성을 보장한다.
본 발명의 선택적인 실시예에서 상기 탄성 중합체는 전도성 플라스틱 포움이다. 상기 방식의 플라스틱 포움은 고감도 전자 기기용 전자기 작용을 보호하기 위한 포장 재료로서 사용된다. 탄성 중합체인 플라스틱 포움의 경우, 가공은 상기 플라스틱 포움을 절단함으로써 간단히 이루어질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 외부 및 내부 접촉면은 탄성 중합체와의 전기적 플러그-인 접속을 가지며, 상기 내부 접촉면은 기판과 함께 코팅을 지나 상기 기판의 종방향으로 접속 베이스 내로 삽입되고, 그리고 거기서 탄성 중합체에 의해 접촉될 수 있다. 이에 따라, 압전 휨 트랜스듀서의 내부 접촉면과 외부 접촉면간의 전기 접속이 공간적으로 분리될 수 있다. 특히 기판에 제공된 내부 접촉면이 코팅없이 접속 부분 내로 이송됨으로써, 상기 내부 접촉면의 접촉은 상기 접촉면에 접촉하는 탄성 중합체에 의해 간단한 방식으로 실행될 수 있다.
또한 압전 휨 트랜스듀서의 양측면에서 각각 외부 접촉면에 압전 능동 코팅이 제공될 경우 장점을 갖는다. 상기 방식의 휨 트랜스듀서는 높은 제어력에 의해 서로 반대 방향으로 휘어질 수 있다.
내부 접촉면의 접촉을 위해, 기판 자체가 전도 물질로 이루어지고 그 자체가 내부 접촉면을 형성하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 내부 접촉면의 접촉을 위해 단지 전도성 탄성 중합체만이 기판에 접촉될 필요가 있다.
다수의 압전 휨 트랜스듀서를 포함하는 모듈에 있어서, 상기 목적은 본 발명에 따라 휨 트랜스듀서의 한 단부가 공동의 접속 블록에서 통합됨으로써, 그리고 접촉면의 접촉을 위해 개별 접촉면에 접촉하면서 접속 블록의 보어 또는 리세스 내에 배치된 탄성 중합체와의 전기적 플러그-인 접속을 가지며, 이때 상기 탄성 중합체는 접촉핀의 분리가능한 수용을 위해 가소성 변형체로 형성됨으로써 달성된다.
상기 모듈은 접속 블록을 통해 휨 트랜스듀서와 접촉핀과의 안전한 접촉을 가능하게 하며, 상기 접촉핀은 탄성 중합체에 의해 채워진 개별 보어 또는 리세스 내로 삽입된다. 분리가능한 접속에 의해 상기 모듈은 어려운 작업을 실행할 필요없이, 전체적으로 신속하게 스캐닝되어 다른 모듈로 대체될 수 있다.
바람직한 실시예에서 상기 모듈의 양측면에는 각각 압전 세라믹에 의해 코팅된 휨 트랜스듀서가 제공되며, 상기 휨 트랜스듀서의 압전 세라믹의 분극 방향은 각각 동일한 방향으로, 그리고 서로를 향한 압전 세라믹에 인접한 휨 트랜스듀서의 분극 방향은 서로 반대 방향으로 가리키며, 서로를 향한 압전 세라믹의 외부 접촉면에 인접한 휨 트랜스듀서는 탄성 중합체와 함께 접촉된다.
휨 트랜스듀서의 압전 세라믹의 분극 방향은 동일한 방향으로 가리킴으로써, 상기 휨 트랜스듀서는 상이한 제어 전압의 인가에 의해 압전 세라믹 중 하나가 분극 방향에 반해서 작동되는 일 없이 서로 반대 방향으로 비틀어질 수 있다. 여기서, 외부 접촉면 사이에는 두 압전 세라믹의 분극 방향으로 미리 제공된 동작 전압(통상적으로 200 V)이 인가되고, 그리고 전기적으로 서로 접촉되는 내부 접촉면에는 외부 접촉면의 한 전위와 다른 전위가 서로 교체하면서 인가된다. 이러한 방식으로 두 개의 압전 세라믹은 교체되면서 수축하고 휨 트랜스듀서의 자유 단부를 한번은 한 방향으로, 한번은 다른 방향으로 비틀어지게 한다. 상기 내부 접촉면의 전기 접촉은 예컨대 전도성 기판에 의해 발생한다.
상기 방식의 휨 트랜스듀서가 서로 반대인 분극 방향에 의해 교체되면서 모듈내에 배치될 경우, 상기 압전 세라믹에 인접한 휨 트랜스듀서의 서로를 향한 외부 접촉면은 동일한 전위에 인가될 수 있다. 이를 위해, 전기 접속을 위해 각각 외부 접촉면 사이에 놓여져 있는 탄성 중합체가 사용된다. 상기 방식의 구조는, 휨 트랜스듀서가 모듈내에 촘촘하게 연속 배치될 수 있다는 장점을 갖는다. 따라서, 각각의 평면에는 정보를 계속 전송하기 위해 다수의 휨 트랜스듀서가 사용될 수 있다. 또한 상기 방식의 모듈은 단지 압전 세라믹의 분극 방향으로 휨 트랜스듀서의 작동 방식에 의해서, 그리고 전기 접속의 수를 감소시킴으로써 높은 동작 안전 및 낮은 고장율을 갖게 된다.
바람직하게는 각각의 기판은 전도 물질로 이루어지고, 코팅을 지나 접속 블록 내로 연장되어, 거기서 탄성 중합체의 형태로 전기적 플러그-인 접속을 갖는다. 상기 전도 물질은 예컨대 금속, 또는 특히 탄소 섬유에 의해 강화된 에폭시 수지와 같은 전도성 플라스틱일 수 있다. 상기 기판이 전도 물질로 이루어질 경우, 각각의 휨 트랜스듀서의 내부 접촉면의 접촉을 위해 단지 전기 접속이 요구될 수 있다. 코팅없이 접속 블록 내로 기판을 연장시킴으로써, 내부 접촉면을 위한 전기 접속부는 외부 접촉면의 전기 접속부로부터 공간적으로 분리될 수 있다. 또한 전체 휨 트랜스듀서는 연장된 기판에 의해 접속 블록 내에서 높은 기계적 안정성을 유지한다. 탄성 중합체와의 특히 양호한 접촉을 위해 기판은 탄성 중합체를 향한 측면에서 구리 박막으로 이루어진 채움부를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예는 도면에 의해 더 자세히 설명된다.
도 1에는 평평한 기판(2) 및 상기 기판(2)의 양측면에 형성된 압전 코팅(4, 5)을 갖는 압전 휨 트랜스듀서(1)가 도시되어 있다. 상기 기판(2)은 탄소 섬유에 의해 강화된 전도성 에폭시 수지로 이루어진다. 상기 압전 코팅(4, 5)으로는 납-지르곤 산염-티타늄을 기본으로 하는 압전 세라믹이 부가된다. 각각의 압전 코팅(4, 5)은 외부 접촉면(6, 7) 및 내부 접촉면(8, 9)을 갖는다. 상기 외부 접촉면(6, 7) 및 내부 접촉면(8, 9)은 얇은 금속 코팅의 형태로 형성된다. 상기 내부 접촉면(8, 9)은 상기 기판(2)에 전기 접촉된다.
제어 전압에 접속하기 위해 압전 휨 트랜스듀서(1)는 그것의 한 단부에서 접속 베이스(10)를 갖는다. 상기 압전 휨 트랜스듀서(1)의 다른 단부는 자유롭게 이동될 수 있다. 상기 기판(2) 및 압전 코팅(4, 5)은 상기 접속 베이스(10)의 상응하는 리세스 내로 삽입되어, 상기 접속 베이스(10)에 고정 접촉된다. 상기 접속 베이스(10) 자체는 전기 절연 물질로서 이루어지고 사출 성형 방식으로 제조된다. 양호한 기계적 연결 및 간단한 전기 접촉을 위해 상기 기판(2)은 압전 코팅(4, 5)을 지나 접속 베이스(10) 내로 연장된다. 부가로, 상기 접속 베이스(10)에 배치된 기판(2)의 자유 단부(12)의 한측면에는 구리 채움부(13)가 제공된다.
외부 접촉면(6, 7)은 각각 전기적 플러그-인 접속(15, 16)에 의해 외부 전압원에 접속될 수 있다. 마찬가지로, 전도성 기판(2)은 외부 전압원의 한 극에서 전기적 플러그-인 접속(17)을 갖는다. 각각의 전기적 플러그-인 접속(15, 16, 17)은 접속 베이스(10) 내로 통합된 팩 홀(22)로서 형성되며, 상기 팩 홀(22)은 전도성 탄성 중합체(20)에 의해 채워진다. 상기 탄성 중합체(20)는 삽입된 은 조각을 포함하는 실리콘 천연 고무이다. 상기 실리콘 천연 고무는 액체 형태로 팩 홀(22) 내로 채워지고 이어서 경화된다. 상기 팩 홀(22)은 정방형으로 형성되며, 종측의 벽은 접촉면의 일부분에 의해 그 자체로 형성된다. 이러한 방식으로 상기 탄성 중합체(20)와 접촉면과의 평면 접촉 및 안전한 전기 접속이 보장된다. 상기 접속 베이스(10)에서 플러그-인 접속(17)의 탄성 중합체(20)가 기판(2)의 구리 채움부(13) 및 내부 접촉면(8, 9)에 접촉된다. 상기 플러그-인 접속(15, 16)의 탄성 중합체(20)는 외부 접촉면(6, 7)에 접속된다.
압전 휨 트랜스듀서(1)의 작동을 위해 콘택터(24)를 통해 외부 제어 장치와의 접속이 제조된다. 상기 콘택터(24)는 접촉핀(26, 27 및 28)을 가지며, 상기 접촉핀은 플러그-인 접속(15, 16 또는 17) 내로 삽입될 수 있다. 여기서, 상기 플러그-인 접속(15, 16 및 17)의 탄성 중합체(20)는 가소성 변형에 의해 개별 접촉핀(26, 27 또는 28)에 의해 둘러싸이며, 이를 통해 안전한 전기 접속이 제조된다. 탄성 중합체의 가역 변형력에 의해 플러그-인 접속은 전기 접속에 대한 손실없이, 여러번 풀어지고 재차 제조될 수 있다. 탄성 중합체(20)로서의 실리콘 천연 고무 조사시, 플러그-인 접속이 50회 풀리고 닫힌 후에도 전기 접속에 대한 손실은 검출되지 않았다.
상기 콘택터(24) 자체는 기판(25)을 가지며, 상기 기판(25)에는 접촉핀(26, 27 및 28)과 더불어 상이한 전자 부품(30 및 31)이 배치된다. 상기 기판(25)은 외부 제어 장치의, 접속 케이블(32)을 통해 공급된 제어 신호들을 압전 휨 트랜스듀서(1)를 작동시키기 위한 전력 신호로 변환시키기 위해 제공된다.
상기 압전 휨 트랜스듀서(1)를 작동시키기 위해 압전 세라믹의 분극 방향으로 플러그-인 접속(15 및 16)에는 대략 200 V의 전압이 인가된다. 내부 접촉면(8, 9)에 접촉하는 플러그-인 접속(17)에는 압전 휨 트랜스듀서(1)의 자유 단부의 비틀어짐에 대해 교체되면서 플러그-인 접속(15)의 전위 및 플러그-인 접속(16)의 전위가 인가된다. 이러한 방식으로 볼 때, 한번은 압전 코팅(5)의 압전 세라믹이, 그리고 다른 한번은 압전 코팅(4)의 압전 세라믹이 전자기장을 분극 방향으로 수축한다. 상기 휨 트랜스듀서(1)의 자유 단부는 도시된 화살표에 상응하여 한번은 왼쪽으로, 그리고 한번은 오른쪽으로 휘어진다.
도 2에는 16개의 평행하게 배치된 휨 트랜스듀서(1)로 이루어진 모듈(34)이 도시된다. 여기서, 압전 휨 트랜스듀서(1)는 도 1에서와 동일한 방식으로 설계된다. 여기서는 단지 접속 베이스(10)만이 공동 접속 블록(36)으로 통합된다. 여기서, 각각의 기판(2)은 재차 압전 코팅을 지나 접속 블록(36)으로 가이드된다. 상기 압전 휨 트랜스듀서(1)의 압전 코팅 및 기판(2)의 자유 단부(12)는 접속 블록(36)의 리세스에 삽입되어, 접속 블록(36)에 접촉된다.
도 1로부터 출발하여, 모듈(34)의 인접한 압전 휨 트랜스듀서(1)는 압전 세라믹 코팅의 분극 방향(38)에 상응하여 각각 180도 정도로 서로에 대해 회전된다. 따라서, 이미 기술된 압전 휨 트랜스듀서(1)의 작동시 인접한 외부 접촉면(6', 7')은 동일한 전기적 전위에 존재한다. 이러한 이유로, 모듈(34)의 압전 휨 트랜스듀서(1)의 인접한 외부 접촉면은 공동 전기적 플러그-인 접속(40)에 의해 접촉될 수 있다. 연속하는 플러그-인 접속(41, 40)은 교체하면서 상이한 전위에 인가된다. 전기적 휨 트랜스듀서(1)와 외부 접촉면과의 접촉을 위한 전기적 플러그-인 접속을 제조하기 위해 모듈(34)의 접속 블록(36)은 횡 채널(42)을 갖는다. 상기 횡 채널(42)은 코팅된 기판(2)의 삽입후 서로 분리된 챔버로 나누어지며, 상기 챔버는 전도성 실리콘 천연 고무로 채워진 이후 개별 플러그-인 접속을 형성한다.
상기 기판(2)의 접촉을 위해 도 1에서 도시된 바와 같이, 전기적 플러그-인 접속(46, 48)이 형성된다. 여기서, 상기 전기적 플러그-인 접속(46, 48)은 접속 블록(36)에 고정 부재를 위한 공간을 형성하기 위해, 서로 마주놓여있다. 따라서, 도 2에 따른 접속 블록(36)은 하우징에 고정시키기 위한 보어(50), 그리고 하우징 내의 모듈(34) 위치를 고정하기 위한 고정핀(52)을 갖는다.
도시된 모듈(34)은 특히 편물 기계의 바늘에 샘플 정보를 계속 전달하기 위해 적합하다. 압전 휨 트랜스듀서(1)의 자유 단부의 위치에 따라, 상기 휨 트랜스듀서에 배치된 바늘은 접합하는데 사용되거나 그렇지 않다. 그러나, 원칙적으로 도시된 모듈(34)은 각각의 다른 용도를 위해 사용될 수 있으며, 이때 전자 정보는 기계로 스캐닝된 정보로 변환되어야만 한다.
도 2에 따른 모듈(34)의 제어를 위해 여기에 도시되지 않은 상응하는 파워 일렉트로닉스에 의해 형성된 전자 기판이 제공되며, 상기 기판은 상응하는 접촉핀에 의해 접속 블록(36)의 전기적 플러그-인 접속(40, 41, 46, 48) 내로 삽입된다(도 3 참조). 여기서, 상기 기판의 전자 장치는 상응하는 제어 신호들을 압전 휨 트랜스듀서(1)를 작동시키기 위한 전력 신호들로 변환시킨다. 도시된 모듈(34)의 각각의 압전 휨 트랜스듀서(1)의 자유 단부는 기본적으로 세 개의 상태로 제공될 수 있다. 상태(Ⅰ)는 왼쪽으로의 비틀어짐을, 상태(Ⅲ)는 오른쪽으로의 비틀어짐을, 그리고 상태(Ⅱ)는 압전 휨 트랜스듀서(1)의 정지 상태를 말한다.
도 3은 원형 편물 기계의 바늘을 제어하기 위한, 모듈 방식으로 디자인된 제어 모듈(53)을 보여준다. 상기 제어 모듈(53)은 하우징(54), 도 2에 따른 모듈(34), 그리고 상기 모듈(34)의 압전 휨 트랜스듀서(1)를 작동시키기 위한 기판(56)으로 이루어진다. 상기 기판(56)은 전기 접촉핀(58, 60)을 가지며, 상기 접촉핀(58, 60)은 모듈(34)의 상응하는 플러그-인 접속(62, 63) 내로 삽입될 수 있다. 또한 상기 기판(56)에는 상이한 전자 부품(64)을 갖는 전자 회로 장치가 배치되어 있으며, 상기 전자 회로 장치는 접속 케이블(65)을 통해 외부 제어 장치로부터 수신된 제어 신호들을 모듈(34)의 압전 휨 트랜스듀서(1)의 전력 신호들로 변환시킨다.
개관을 용이하게 하기 위해 하우징(54)의 커버는 함께 도시되지 않는다.
압전 휨 트랜스듀서(1)는 그것의 자유 이동 단부에서 각각 접착된 실린더 형태의 두꺼운 부분(67)을 갖는다. 상기 두꺼운 부분(67)은 각각 여기에서는 도시되지 않은, 하우징(54)에 이동가능하게 배치된 로커의 하단부 내로 삽입된다. 상기 로커의 상단부는 제어 전기자(68)로서 형성되며, 상기 제어 전기자(68)의 위치는 최종적으로 원형 편물 기계의 제어 기판에 의해 스캐닝된다.
제어 모듈(53)의 모듈 방식 구조는 개별 소자의 신속하고 원활한 교체를 가능하게 한다. 전기 접속이 플러그-인 접속(62, 63)으로 형성됨으로써 종래 제어 모듈에 비해 감소되고, 각각의 압전 휨 트랜스듀서(1)는 고장 부품의 수 만큼의 별도의 접속 와이어 및 납땜 콘택을 갖는다. 또한 상기 제어 모듈(53)의 조립은 완전히 자동화될 수 있다. 상기 접속 와이어의 납땜은 더 이상 요구되지 않는다. 탄성 중합체 플러그-인 접속(62, 63)은 전체 제어 모듈(53)의 안전하고, 오래 지속되며 관리하기 쉬운 작동을 보장한다.

Claims (10)

  1. 평면 기판(2), 그리고 기판(2)으로 향한 내부 접촉면(8, 9) 및 기판(2)으로부터 떨어진 외부 접촉면(6, 7)을 갖는, 상기 기판(2)의 적어도 한면에 부가된 압전 능동 코팅(4, 5)을 포함하는 압전 휨 트랜스듀서(1)에 있어서,
    접촉면(6, 7, 8, 9)의 접촉을 위한 전기적 플러그-인 접속(15, 16, 17)이 제공되고, 상기 전기적 플러그-인 접속(15, 16, 17)이 접촉면(6, 7, 8, 9)에 접촉하는 전도성 탄성 중합체(20)를 가지며, 상기 탄성 중합체(20) 내로 탄성 변형하에 접촉핀(26, 27, 28)이 삽입되는 것을 특징으로 하는 압전 휨 트랜스듀서.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성 중합체(20)가 상기 접속 베이스(10)의 보어 또는 리세스를 채우며, 상기 탄성 중합체(20)가 접촉핀(26, 27, 28)을 삽입하기 위해 자유롭게 접근할 수 있는 표면을 갖고, 그리고 상기 보어 또는 리세스의 벽의 적어도 일부가 접촉면(6, 7, 8, 9)의 일부에 의해 형성되는,
    그것의 한 단부가 접속 베이스(10)에 고정 접속되는 것을 특징으로 하는 압전 휨 트랜스듀서.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 탄성 중합체(20)가 삽입된 금속 조각, 특히 은으로 이루어진 실리콘 천연 고무인 것을 특징으로 하는 압전 휨 트랜스듀서.
  4. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 탄성 중합체(20)가 전도성 플라스틱 포움인 것을 특징으로 하는 압전 휨 트랜스듀서.
  5. 제 2항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 및 내부 접촉면(6, 7, 8, 9)이 탄성 중합체(20)와의 전기적 플러그-인 접속(15, 16, 17)을 가지며, 상기 내부 접촉면(8, 9)이 기판(2)과 함께 코팅을 지나 상기 기판(2)의 종방향으로 접속 베이스(10) 내로 연장되어, 그리고 거기서 상기 탄성 중합체(20)에 의해 접촉될 수 있는 것을 특징으로 하는 압전 휨 트랜스듀서.
  6. 제 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    압전 능동 코팅(4, 5)이 제공된 양측면에 각각 외부 접촉면(6, 7)이 제공되는 것을 특징으로 하는 압전 휨 트랜스듀서.
  7. 제 1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판(2)이 전도 물질로 이루어지고 그 자체가 내부 접촉면(6, 7)을 형성하는 것을 특징으로 하는 압전 휨 트랜스듀서.
  8. 각각 하나의 평면 기판(2), 그리고 상기 기판(2)을 향한 내부(8, 9) 및 외부 접촉면(6, 7)을 포함하는, 상기 기판(2)의 적어도 한면에 부가된 압전 능동 코팅(4, 5)을 갖는 다수의 압전 휨 트랜스듀서(1)를 포함하는 모듈(34)에 있어서,
    상기 휨 트랜스듀서(1)의 한 단부가 공동 접속 블록(36)으로 통합되고, 및 상기 접촉면(6, 7, 8, 9)의 접촉을 위해 전기적 플러그-인 접속(40, 41, 46, 48, 62, 63)이 제공되며, 상기 접속(40, 41, 46, 48, 62, 63)이 상기 접속 블록(36)의 보어 또는 리세스 내에 배치되어, 개별 접촉면(6, 7, 8, 9)에 접촉되는 탄성 중합체(20)를 가지며, 상기 탄성 중합체(20) 내로 탄성 변형하에 접촉핀(58, 60)이 삽입될 수 있는 것을 특징으로 하는 모듈.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 휨 트랜스듀서(1)의 압전 세라믹의 분극 방향(38)이 동일한 방향으로, 그리고 각각 서로를 향한 압전 세라믹의 분극 방향(38)이 서로 반대 방향으로 가리키며, 인접한 휨 트랜스듀서(1)의 압전 세라믹의 서로를 향한 외부 접촉면(6, 7)이 탄성 중합체(20)와 함께 접촉되는,
    각각 압전 세라믹의 양측면에 코팅된 휨 트랜스듀서(1)를 갖는 것을 특징으로 하는 모듈.
  10. 제 8항 또는 9항에 있어서,
    각각의 기판(2)이 전도 물질로서 이루어지며, 각각의 기판(2)이 코팅을 지나 접속 블록(36) 내로 연장되어, 거기서 탄성 중합체의 형태로 전기적 플러그-인 접속(40, 41, 46, 48, 62, 63)을 갖는 것을 특징으로 하는 모듈.
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