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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vibrationssensor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Nach dem Stand der Technik sind Vibrationssensoren, die beispielsweise als Vibrationsgrenzschalter verwendet werden, bekannt, wobei der Vibrationssensor eine über einen Antrieb zu einer Schwingung anregbaren Membran aufweist, mittels der ein an der Membran angeordneter mechanischer Schwinger zu einer Schwingung anregbar ist. Abhängig von einem Bedeckungsstand des mechanischen Schwingers mit einem Füllgut sowie abhängig von der Viskosität dieses Füllgutes schwingt dieser mit einer charakteristischen Frequenz, die von dem Vibrationssensor detektiert werden und in ein Messsignal umgewandelt werden kann.
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Bei derartigen Vibrationsgrenzschaltern ist es bekannt, einen geklebten Antrieb zu verwenden, wobei zur Herstellung auf die Membran eine Klebeschicht aufgebracht, eine Anpasskeramik mit der Membran verklebt, auf die Anpasskeramik wiederum eine Klebeschicht aufgebracht und mit dieser ein Piezoaktor verklebt und anschließend über eine flexible Leiterplatte, einen sogenannten Flexleiter kontaktiert wird. Bei dem vorbeschriebenen Herstellungsprozess ist es schwierig, die einzelnen Komponenten mit gleichmäßig dünnen Klebschichten aufeinander zu kleben, da die Dicke dieser Klebeschichten abhängig von der Kleberviskosität, der verwendeten Klebermenge sowie der verwendeten Anpresskraft variiert. Unterschiedlich dicke Klebeschichten haben jedoch Einfluss auf die erzielten Messergebnisse und führen damit zu unerwünschten Messwertabweichungen.
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Es wird außerdem als nachteilig empfunden, dass bei dem zuvor beschriebenen Montageprozess die einzelnen Bauteile jeweils konzentrisch zueinander gehalten und zentriert zur Membran platziert werden müssen, was im bekannten Stand der Technik bislang durch die Verwendung eines Kunststoffgehäuses für die Zentrierung der einzelnen Komponenten sowie für den Klebevorgang gelöst wird.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen weitergebildeten Vibrationssensor zur Verfügung zu stellen, bei dem die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird durch einen Vibrationssensor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Vibrationssensors mit den Merkmalen des Patentanspruchs 17 gelöst.
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Ein erfindungsgemäßer Vibrationssensor mit einer über einen Antrieb zur Schwingung anregbaren Membran weist einen Antrieb mit wenigstens einem Piezoaktor auf, wobei der Antrieb mit der Membran verklebt ist und die Membran wenigstens eine Zentriervorrichtung aufweist, die geeignet ausgebildet ist, den Antrieb relativ zur Membran zentriert auszurichten.
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Bei einem erfindungsgemäßen Vibrationssensor ist es damit möglich, durch eine an der Membran angeordnete Zentriervorrichtung insbesondere ein zusätzliches Gehäuse zur Ausrichtung des Antriebs relativ zur Membran einzusparen und damit eine deutliche Reduktion der notwendigen Bauteile zu erreichen.
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Die Zentriervorrichtung kann beispielsweise als zentriert auf der Membran angeordneter Zentrierdom ausgebildet sein.
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Unter einem Zentrierdom wird vorliegend eine hülsenartig oder hohlzylinderförmig ausgebildete Zentriervorrichtung verstanden, die zentriert an der Membran angeformt oder einstückig mit dieser ausgeformt ist. Mit einer solchen als Zentrierdom ausgebildeten Zentriervorrichtung kann insbesondere erreicht werden, dass ein Antrieb mit einer zentralen Öffnung, d. h. ein Antrieb bei dem beispielsweise eine Anpasskeramik und Piezoaktor jeweils ringförmig ausgebildet sind und damit eine zentrale Öffnung aufweisen, mit dieser Öffnung auf den Zentrierdom aufgeschoben und damit automatisch zur Membran zentriert ausgerichtet werden kann.
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In einer Weiterbildung der Erfindung, die eine zusätzliche Vereinfachung der Montage ermöglicht kann die Zentriervorrichtung als eine Zuführvorrichtung für einen Klebstoff zur Verklebung des Antriebs und der Membran ausgebildet sein. Insbesondere, wenn die Zentriervorrichtung als Hohlzylinder ausgebildet ist, der bevorzugt in Radialrichtung wenigstens eine Öffnung aufweist ist es möglich, den Antrieb auf die Zentriervorrichtung aufzustecken und anschließend über die Zentriervorrichtung einen Klebstoff zuzuführen, der durch die Öffnung in Radialrichtung mit Antrieb und Membran in Kontakt kommt und zwischen den einzelnen Komponenten durch Kapillarkräfte verteilt wird. Auf diese Weise können gleichmäßig dünne und hoch qualitative Klebeschichten hergestellt werden, die insbesondere von einer Menge des applizierten Klebers unabhängig sind. Eine besonders einfache Ausgestaltung von Öffnungen in Radialrichtung kann erreicht werden, wenn der Hohlzylinder in Längsrichtung geschlitzt ausgebildet ist. Auf diese Weise kann insbesondere erreicht werden, dass der Klebstoff über die gesamte Höhe der Zentriervorrichtung mit dem Antrieb in Kontakt kommt und dadurch eine zuverlässige Verklebung erreicht werden kann.
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Die vorstehende Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Antrieb wenigstens zweiteilig aus einer Anpasskeramik und dem Piezoaktor aufgebaut ist, wobei die Anpasskeramik zwischen der Membran und dem Piezoaktor angeordnet ist.
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Bei dieser Ausgestaltung können die Anpasskeramik und der Piezoaktor auf die Zentriervorrichtung aufgesteckt und anschließend gemeinsam durch das Einbringen eines Klebstoffes bevorzugt über die als Zuführvorrichtung ausgebildete Zentriervorrichtung verklebt werden. Der Klebstoff wird dann sowohl zwischen der Membran und der Anpasskeramik als auch zwischen der Anpasskeramik und dem Piezoaktor aufgrund der wirkenden Kapillarkräfte verteilt werden, was in diesem Fall sowohl zwischen der Membran und der Anpasskeramik als auch zwischen der Anpasskeramik und dem Piezoaktor zu hochqualitativen Klebeschichten mit reproduzierbarer Dicke führt.
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Da die Membran, die Anpasskeramik sowie der Piezoaktor häufig sehr hoch qualitative und glatte Oberflächen aufweisen, kann es notwendig sein, dass diese mit einer Oberflächenstruktur versehen werden, die geeignet ausgebildet ist, eine Ausbreitung des Klebstoffes zwischen der Membran und der Anpasskeramik und/oder zwischen der Anpasskeramik und dem Piezoaktor zu begünstigen. Eine solche Oberflächenstruktur kann beispielsweise als Erhöhung und/oder Vertiefung, die wahlweise auf bzw. in die Membran, die Anpasskeramik oder den Piezoaktor auf- bzw. eingebracht wird, ausgebildet sein.
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Durch eine entsprechende Oberflächenstruktur kann ein definierter Abstand zwischen einzelnen Komponenten zuverlässig eingestellt werden, in den dann der Klebstoff aufgrund der wirkenden Kapillarkräfte eindringt, sich zwischen den Komponenten verteilt und die gewünschte Verklebung bewirkt.
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Die Oberflächenstruktur kann beispielsweise als Vertiefung, insbesondere als eine bevorzugt im Wesentlichen radial verlaufende Nut ausgebildet sein, die in die Membran und/oder die Anpasskeramik und/oder den Piezoaktor eingebracht ist.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Oberflächenstruktur auch als eine Erhöhung ausgebildet sein, wobei die Erhöhung beispielsweise als wenigstens ein Steg ausgebildet sein kann, der auf eine Oberfläche der Membran und/oder der Anpasskeramik und/oder des Piezos aufgebracht sein kann. Ein solcher Steg kann bevorzugt in Umfangsrichtung verlaufend ausgebildet sein, und bevorzugt an einem äußeren Umfang von Membran, Anpasskeramik oder Piezo angeordnet sein. Eine solche Erhöhung kann beispielsweise mittels eines Druckverfahrens, bevorzugt eines Siebdruckverfahrens erzeugt sein. Durch ein solches Druckverfahren können klar strukturierte Schichten mit vorgegebener Schichtdicke erzeugt werden, so dass eine hochqualitative Fertigung mit gleich bleibenden Sensoreigenschaften möglich ist.
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Die Oberflächenstruktur, unabhängig davon, ob es sich um eine Vertiefung oder eine Erhöhung handelt, weist bevorzugt eine Höhe von 5–30 µm auf.
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In einer weiteren Ausgestaltungsform ist eine zu dem Antrieb weisende Oberfläche der Membran konkav ausgebildet, so dass in Zusammenwirkung mit einer planen Oberfläche des Antriebs ein Hohlraum geschaffen wird, in dem sich der Klebstoff ebenfalls aufgrund von Kapillarkräften hervorragend verteilen kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können die Zentriervorrichtungen und der Antrieb insbesondere zueinander korrespondierend ausgebildete Außen- und/oder Innenkonturen aufweisen, die eine Anordnung des Antriebs relativ zu der Membran in einer vorbestimmten Ausrichtung ermöglichen. Die Zentriervorrichtung kann hierfür insbesondere Anformungen aufweisen, die mit korrespondierend dazu ausgebildeten Ausnehmungen in dem Antrieb derart zusammenwirken, dass eine bestimmte Ausrichtung des Antriebs in Umfangsrichtung auf der Membran erreicht wird. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn ein Antrieb mit einem Piezoaktor verwendet wird, der vierfach segmentiert ausgebildet ist, wobei zwei radial gegenüberliegend angeordnete Segmente als Sender, d. h. zur Anregung einer Schwingung und die beiden anderen radial gegenüberliegend angeordneten Segmente als Empfänger, d. h. zur Detektion einer Schwingung, ausgebildet sind. Um hier eine funktionsfähige Anordnung zu erreichen ist es notwendig, dass die einzelnen Segmente in einer vorbestimmten Ausrichtung zu einem an der Membran angeordneten mechanischen Schwinger liegen, was beispielsweise durch das zuvor beschriebene Schlüssel-Schloss-Prinzip mit zueinander korrespondierenden Anformungen und Ausnehmungen erreicht werden kann.
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Ferner kann ein kontaktierender Flexleiter in das Schlüssel-Schloss-Prinzip integriert werden. Dessen korrekte Ausrichtung in Umfangsrichtung ist gerade bei vierfach-segmentiertem Piezo, was auch einen vierpolig kontaktierenden Flexleiter bedingt, sehr wichtig. Dies bedingt aber einen weiteren Klebeprozess mit einem leitfähigen Klebstoff, da der Flexleiter leitfähig und nur an vier Punkten mit dem Piezo verklebt werden muss.
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Gemäß einem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für einen Vibrationssensor mit einer über einen Antrieb zur Schwingung anregbaren Membran, bei dem der Antrieb und die Membran miteinander verklebt sind und der Antrieb wenigstens einen Piezoaktor aufweist werden die nachfolgenden Schritte in der nachfolgend wiedergegebenen Reihenfolge ausgeführt:
- – Zentriertes Anordnen des Antriebs auf der Membran,
- – Einbringen eines Klebstoffes in einen an den Antrieb und die Membran angrenzenden Raum, wobei der Klebstoff aufgrund einer Kapillarwirkung zwischen diesen Elementen verteilt wird und
- – Aushärten des Klebstoffes.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann insbesondere erreicht werden, dass aufgrund der Kapillarwirkung gleichbleibend dünne und hochqualitative Klebeschichten erreicht werden, die für ein Verfahren zum Stand der Technik bei dem zuerst ein Klebstoff auf die Membran aufgebracht und anschließend der Antrieb auf dieser angeordnet wird nicht erreicht werden können.
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In einer Weiterbildung des Verfahrens, bei der der Antrieb aus wenigstens einer Anpasskeramik und wenigstens einem Piezoaktor besteht werden folgende Schritte ausgeführt:
- – zentriertes Anordnen der Anpasskeramik auf der Membran,
- – zentriertes Anordnen des Piezoaktors auf der Anpasskeramik,
- – Einbringen des Klebstoffes in den an die Membran und die Anpasskeramik und den Piezoaktor angrenzenden Raum, wobei der Klebstoff aufgrund einer Kapillarwirkung zwischen diesen Elementen verteilt wird und
- – Aushärten des Klebstoffes.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist in diesem Fall insbesondere auf mehrteilig ausgebildete Antriebe abgestimmt, wobei die einzelnen Teile des Antriebs nacheinander zentriert angeordnet werden und anschließend gemeinsam verklebt werden können.
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Die vorstehenden Verfahren sind insbesondere dann günstig, wenn der Klebstoff in einen Zentrierdom, der als im Wesentlichen hohlzylinderförmig und längsgeschlitzt ausgebildete Zuführvorrichtung ausgebildet ist eingebracht wird, wobei der Zentrierdom den Antrieb bzw. dessen Komponenten relativ zur Membran zentriert hält.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren eingehend erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Vibrationssensors,
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2 eine alternative Ausgestaltung des Vibrationssensors aus 1 ohne Antrieb,
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3 eine Schnittdarstellung der Membran des Vibrationssensors aus 2 mit eingesetztem Antrieb,
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4 eine alternative Ausgestaltung der Anordnung aus 3 in zwei Ausführungsvarianten,
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5 eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Anordnung aus den 3 und 4,
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6 eine Draufsicht auf die Komponenten des Antriebs aus den 3 und 5, und
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7 eine weitere Ausgestaltungsform eines Vibrationssensors.
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Vibrationssensors 1 in vereinfachter Darstellung. Der Übersichtlichkeit halber sind ein Gehäuse sowie eine elektrische Ansteuerung des Vibrationssensors 1 nicht dargestellt und lediglich ein Antrieb 3, der auf eine Membran 5 wirkt sowie die durch den Antrieb 3 in Schwingung versetzbaren Paddel 6 des Vibrationssensors 1 dargestellt. Die Membran 5 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel kreisrund ausgebildet und weist einen umlaufenden Rand 9 auf, der insbesondere zur Verbindung des Vibrationssensors 1 mit weiteren Komponenten genutzt werden kann und die Membran 5 umlaufend abstützt.
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Der Antrieb 3 des Vibrationssensors 1 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Piezoaktor 7 sowie einer zwischen dem Piezoaktors 7 und der Membran 5 angeordneten Anpasskeramik 8 aufgebaut und über eine Zentriervorrichtung 10 relativ zur Membran zentriert ausgerichtet. Die Zentriervorrichtung 10 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Zentrierdom ausgebildet, der im Wesentlichen stiftförmig ausgebildet und an die Membran 5 angeformt ist. Durch eine derartige Zentriervorrichtung 10 kann eine zentrierte Ausrichtung des Antriebes 3 relativ zu der Membran 5 erreicht werden, wobei auf ein aus dem Stand der Technik zusätzlich notwendiges Gehäuse für den Antrieb 3 verzichtet werden kann.
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Der Piezoaktor 7 des vorliegenden Ausführungsbeispieles ist vierfach segmentiert ausgebildet, wobei zwei radial gegenüberliegende Segmente des Piezoaktors 7 als Sender, d. h. zur Anregung von mechanischen Schwingungen der Membran 5 und damit der Paddel 6 ausgebildet sind und die anderen beiden radial gegenüberliegenden Segmente als Empfänger, d. h. zur Detektion von mechanischen Schwingungen verwendet werden.
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2 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Vibrationssensors 1 aus 1, wobei in 2 der Übersichtlichkeit halber der Antrieb 3 nicht dargestellt ist.
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Der Vibrationssensor 1 in 2 ist im Wesentlichen analog zu dem Vibrationssensor 1 aus 1 aufgebaut, wobei die Zentriervorrichtung 10 im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Zentrierdom, d. h. als im Wesentlichen hülsen- oder hohlzylinderförmigen Element ausgebildet ist, so dass dieser in einer zentrierten Position an die Membran 5 angeformt ist. Die Zentriervorrichtung 10 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Längsrichtung vierfach über ihre gesamte Länge geschlitzt ausgeführt, so dass zwischen einem im Inneren der Zentriervorrichtung 10 durch deren hohle Ausbildung gebildeten Raum 60 mit einem Bereich außerhalb der Zentriervorrichtung 10 eine Verbindung besteht. Auf diese Weise ist es möglich, wenn der Antrieb 3, bestehend aus Anpasskeramik 8 und Piezoaktor 7 auf die Zentriervorrichtung 10 aufgesteckt ist Klebstoff in den Raum 60 innerhalb der Zentriervorrichtung 10, die damit als Zuführvorrichtung ausgebildet ist, einzuführen, woraufhin sich der Klebstoff aufgrund von zwischen der Membran 5 und der Anpasskeramik 8 sowie zwischen der Anpasskeramik 8 und dem Piezoaktor 7 wirkenden Kapillarkräften zwischen diesen Komponenten verteilt und damit eine Klebeschicht mit reproduzierbarer Dicke bildet.
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3 zeigt einen Schnitt durch den Vibrationssensor 1 aus 2 entlang der Linie A-A, wobei in der Darstellung in 3 der Antrieb 3 auf die Zentriervorrichtung 10 aufgesteckt ist.
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In 3 ist deutlich zu erkennen, dass die Membran 5 des Vibrationssensors 1 im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer in Richtung des Antriebs 3 weisenden konkav ausgebildeten Oberfläche ausgebildet ist. Da die Anpasskeramik 8 eine in Richtung der Membran 5 orientierte plane Oberfläche aufweist ist, wenn die Anpasskeramik 8 auf die Zentriervorrichtung 10 aufgesteckt ist, zwischen diesen beiden Komponenten ein Hohlrahmen 13 gebildet. Der Piezoaktor 7 sitzt flächig auf der Anpasskeramik 8 und weist einen etwas kleineren Durchmesser als die Anpasskeramik 8 auf. Sowohl die Anpasskeramik 8 als auch der Piezoaktor 7 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel damit ringförmig ausgestaltet und weisen jeweils eine zentrale Öffnung 81, 71, auf, mittels derer sie auf die Zentriervorrichtung 10 aufsteckbar sind. Die Zentriervorrichtung 10 ist wie bereits zuvor beschrieben hülsen- oder hohlzylinderförmig ausgestaltet, wobei durch die hohle Ausgestaltung im Inneren der Zentriervorrichtung 10 ein Raum 60 geschaffen ist, in den Klebstoff zur Verklebung von Membran 5, Anpasskeramik 8 und Pioezoaktor 7 eingebracht werden kann.
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Der in den Raum 60 eingebrachte Klebstoff wird sich aufgrund der zwischen der Membran 5 und der Anpasskeramik 8 sowie der zwischen Anpasskeramik 8 und dem Piezoaktor 7 wirkenden Kapillarkräfte aufgrund seiner Viskosität zwischen diesem Komponenten verteilen und eine vollflächige Klebeschicht ausbilden. Da die wirkenden Kapillarkräfte maßgeblich von der Viskosität des verwendeten Klebers sowie der zwischen den Komponenten bestehenden Abstände abhängen werden bei gleichbleibender Qualität der verwendeten Bauelemente sowie des verwendeten Klebstoffes Klebeschichten mit gleichbleibender Dicke erreicht werden, insbesondere unabhängige von einer in den Raum 60 applizierten Klebstoffmenge.
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4 zeigt zwei alternative Ausgestaltungsformen des Antriebs 3 aus 3.
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In der linken Hälfte von 4 weist die Anpasskeramik 8 eine Oberflächenstruktur auf, die als Vertiefung 12 oder Erhöhung 14 ausgebildet sein kann. Ausgehend von der Anpasskeramik 8 aus 3 ist in 4 in der linken Hälfte eine Vertiefung 12 in die Anpasskeramik 8 auf Ihrer dem Piezoaktor 7 zugewandten Seite eingebracht, die sich ausgehend von der Öffnung 81 in der Mitte der Anpasskeramik 8 nach außen erstreckt. Durch die Vertiefung 12 wird ein natürlicherweise zwischen der Anpasskeramik 8 und dem Piezoaktor 7 bestehender Abstand vergrößert, so dass eine verbesserte Ausbreitung des in den Raum 60 eingebrachten Klebstoffes zwischen der Anpasskeramik 8 und dem Piezoaktor 7 erreicht wird.
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In der rechten Hälfte der 4 ist eine alternative Ausgestaltung gezeigt, bei der die Vertiefung 12 in die der Anpasskeramik 8 zugewandte Oberfläche des Piezoaktors 7 eingebracht ist. Auch durch diese Vertiefung 12 wird eine verbesserte Ausbreitung des Klebstoffes zwischen Anpasskeramik 8 und Piezoaktor 7 erreicht. Alternativ zu Vertiefungen 12 können entsprechend ausgebildete Erhöhungen 14 vorgesehen sein, die in 4 ebenfalls eingezeichnet sind.
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Die vorbeschriebenen Vertiefungen 12 können dabei beispielsweise als in Radialrichtung verlaufende Nuten ausgebildet sein oder auch als kreisförmige Vertiefung, die einen Durchmesser aufweist, der etwas kleiner ist als der Durchmesser des kleineren, oberen Bauteils. Die eingezeichneten Erhöhungen 14 können zusätzlich oder alternativ als in Umfangsrichtung verlaufende Stege ausgebildet sein, die beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens aufgebracht werden können.
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In 5 ist eine weitere alternative Ausgestaltung des Vibrationssensors 1 aus 2 gezeigt, wobei in diesem Ausführungsbeispiel eine Membran 5 mit einer zum Antrieb orientierten planen Oberfläche gewählt ist. Um in diesem Fall eine verbesserte Ausbreitung des in den Raum 60 eingebrachten Klebstoffes zwischen der Anpasskeramik 8 und der Membran 5 zu erreichen ist in die Membran 5 eine Vertiefung 12 eingebracht, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine umlaufende Stufe, die beispielsweise durch einen Drehvorgang bei der Herstellung der aus Edelstahl gefertigten Membran 5 erzeugt werden kann, realisiert ist. Die in den 3 bis 5 beschriebenen Ausgestaltungsvarianten sind, ohne vom Gegenstand der vorliegenden Erfindung abzuweichen frei miteinander kombinierbar, so dass beispielsweise auch eine Ausgestaltung mit einer Membran 5 mit einer planen zum Antrieb orientierten Oberfläche denkbar ist, wobei beispielsweise die Anpasskeramik 8 auf ihrer zur Membran 5 orientierten Oberfläche einen Oberflächenstruktur 8 aufweisen kann.
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In 6 sind ein ringförmig ausgestalteter Piezoaktor 7 sowie eine ringförmig ausgestaltete Anpasskeramik 8, wie sie bei Vibrationssensoren 1, wie sie in den 1 bis 5 zum Einsatz kommen können, gezeigt. Die optional vorsehbaren Vertiefungen 12 oder Erhöhungen 14 sind in 6 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
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Der in 6 gezeigte Piezoaktor 7 ist mit einer zentralen Öffnung 71 ausgebildet, wobei auf dem Piezoaktor 7 angeordnete Elektroden 72 eine vierfache Unterteilung bzw. eine vierfach segmentierte Ausgestaltung des Piezoaktors 7 ausbilden. Jeweils zwei radial gegenüberliegende Elektroden 72 werden dabei bei einem Betrieb des Antriebs 3 als Sender und die anderen beiden radial gegenüberliegenden Elektroden 72 als Empfänger verwendet. Die Anpasskeramik 8 ist ebenfalls mit einer zentralen Ausnehmung 81 ausgebildet, wobei die beiden Ausnehmungen 71, 81 einen Durchmesser korrespondierend zu einem Durchmesser der Zentriervorrichtung 10 aufweisen, so dass die Anpasskeramik 8 und der Piezoaktor 7 im Wesentlichen spielfrei auf die Zentriervorrichtung 10 aufgeschoben werden können und damit eine zentrierte Ausrichtung relativ zur Membran 5 erreicht werden kann.
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In 7 ist eine alternative Ausgestaltung des Vibrationssensors 1 aus 2 gezeigt, wobei die Zentriervorrichtung 10 im vorliegenden Ausführungsbeispiel derart ausgestaltet ist, dass durch ein Schlüssel-Schloss-Prinzip nicht nur eine zentrierte Ausrichtung des Antriebs 3 relativ zur Membran 5 erreicht wird, sondern auch eine vorgegebene Ausrichtung in Umfangsrichtung erreicht wird.
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Das vorgenannte Schlüssel-Schloss-Prinzip wird für die hier vorgeschlagene Ausführungsform durch eine korrespondierende Ausgestaltung einer Innenkontur der Öffnungen 71, 81 von Piezoaktor 7 und Anpasskeramik 8 an eine Außenkontur der Zentriervorrichtung 10 erreicht. Zur Verdeutlichung der vorliegenden Ausgestaltungsform ist im rechten Abschnitt der 7 die Zentriervorrichtung 10 vergrößert dargestellt, wobei die im Wesentlichen hülsenförmig ausgestaltete und vierfach geschlitzte Zentriervorrichtung 10 zwei gegenüberliegend angeordnete Anformungen 20 aufweist, die eine verdrehsichere Außenkontur bilden. Der im linken Abschnitt von 7 repräsentativ für den Antrieb 3 dargestellter Piezoaktor 7 weist eine Öffnung 71 mit korrespondierend zu den Anformungen 20 ausgebildeten Ausnehmungen 21 auf, die derart ausgebildet ist, dass der Antrieb 3 und die Zentriervorrichtung 10 verdrehsicher in einer vorbestimmten Ausrichtung miteinander verbunden werden können. Das vorbeschriebene Prinzip zur Verklebung der einzelnen Komponenten des Antriebs und der Membran kann hierbei entsprechend angewendet werden, wobei durch die zueinander korrespondierend ausgebildeten Innen- bzw. Außenkonturen die Ausrichtung von Sende- bzw. Empfangselektroden 72 des Piezoaktors 7 zur Position der Paddel 6 vorgegeben ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vibrationssensor
- 3
- Antrieb
- 5
- Membran
- 6
- Paddel
- 7
- Piezoaktor
- 8
- Anpasskeramik
- 9
- Rand
- 10
- Zentriervorrichtung
- 12
- Vertiefung/Nut
- 13
- Hohlraum
- 14
- Erhöhung/Steg
- 20
- Anformung
- 21
- Ausnehmung
- 22
- Schlitz
- 60
- Raum
- 71
- Öffnung
- 72
- Elektroden
- 81
- Öffnung
