DE2831326A1

DE2831326A1 - Elektroakustischer wandler

Info

Publication number: DE2831326A1
Application number: DE19782831326
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Phys Boehme; Erwin Dipl Ing Martin; Hans Ing Grad Schierl; Konrad Dr Walliser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-07-17
Filing date: 1978-07-17
Publication date: 1980-01-31

Description

Elektroakustischer Wandler
ne Erfindung betrifft einen elektroakustischen Wandler mit einer an ihrem Randbereich mit Hilfe von zwei Lagerkörpern aus elastischem Material eingespannten, auf Biegung beanspruchten, mit einer piezoelektrischen Schicht versehenen Wandlerplatte, die in dem zur Ubertragung bestimmten Frequenzbereich neben der der Grundschwingung der Wandlerplatte entsprechende Resonanzspitze (0/0) auch Teilschwingungen höherer Ordnung, insbesondere die durch die erste unterteilte durch die Schwingungsmode (0,1) durch einen Knotenkreis gekennzeichnete Teilschwingung ausbildet.
Ein derartiger Wandler ist durch die DE-PS 1 961 217 bekannt. Bei dieser Patentschrift werden sowohl Grundschwingung als auch die Teilschwingung höherer Ordnung, insbesondere die durch einen Knotenkreis gekennzeichnete Teilschwingung vierter Ordnung in den zur Ubertragung bestimmten Frequenzbereich des Wandlers verlagert, um einen möglichst hohen Ubertragungsfaktor zu erzielen.
Dies kann entweder durch die Wandlerplatte selbst erzielt werden oder bei vorgegebener Wandlerplatte durch deren Einspannung, insbesondere deren Einspannung im Randbereich.
Durch die hier verwendeten elastischen Lagerkörper mit jeweils zwei ringförmigen, beidseitig auf die Wandlerplatte weisenden, dreiecks- oder trapezförmigen Ansätzen wird die gestellte Aufgabe voll erfüllt. Die beiden erwähnten Schwingungsformen werden durch entsprechende Maßnahmen am Wandler soweit gedämpft, daß sich im Übertragungsbereich ein ausgeglichener, annähernd stetig zu höheren Frequenzen ansteigender Ubertragungsfaktor einstellt. Dabei wird die Grundresonanz durch bekannte Absorptionsresonatoren gedämpft, die Teilschwingung vierter Ordnung durch Ausgestaltung der Lagerkörper.
Die Lagerkörper in der obengenannten Patentschrift werden vorzugsweise aus Silikonkautschuk hergestellt, wodurch sich hervorragende technische Eigenschaften einstellen.
Bedingt durch lange Aushärtezeiten sind die Lagerkörper jedoch in der Herstellung in Relation zu anderen Wandlerteilen teuer.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Herstellungskosten derartiger Wandler durch Abwandlung der Lagerkörper zu senken.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die Lagerkörper durch eine ringförmige Scheibe gebildet sind und am inneren/äußeren Umfang mit einer ringförmigen Schneide versehen sind und daß am äußeren/inneren Umfang einzelne punktförmige Erhebungen vorgesehen sind.
Durch die Kombination von ringförmiger Schneide und einzelnen punktförmigen Erhebungen können je nach Material- eigenschaften der Lagerkörper dieselben eingangs erwänten technischen Vorteile erzielt werden. Selbst bei Verwendung von gegenüber dem Silikonmaterial billigeren, jedoch härteren Kunststoff, wird die Steife des härteren Materials durch die Maßnahmen gemäß der Erfindung vermindert, so daß keine erwähnenswerten Nachteile bezüglich des Schwingungsverhaltens eintreten.
Vorteilhaft ist es, wenn ringförmige Schneide und punktformige Erhebungen jeweils zu beiden Seiten der Lagerkörper angeordnet sind. Dadurch wird die Steife des Materials nochmals vermindert.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die punktförmigen Erhebungen am Umfang beidseitig am jeweiligen Lagerkörper versetzt angeordnet sind. Auch hierdurch tritt eine weitere Verminderung der Steife ein.
Es ist zweckmäßig, wenn die Höhen von Schneide und punktförmigen Erhebungen in etwa gleich groß sind. Zur Änderung der Dämpfung, insbesondere der vierten Teilschwingung, kann es Jedoch auch zweckmäßig sein, wenn die punktförmigen Erhebungen eine größere Höhe als die Schneide aufweisen.
Im folgenden sei die Erfindung anhand des in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 im Schnitt ein erfindungsgemäß aufgebautes Piezomikrofon, Fig. 2 ebenfalls im Schnitt einen Ausschnitt eines erfindungsgemäß aufgebauten Lagerkörpers, Fig. 3 den erfindungsgemäß aufgebauten Lagerkörper in Draufsicht.
Das Mikrofon besitzt eine Wandlerplatte 1, auf die eine Schicht 2 aus Piezokeramik aufgeklebt ist. Die Wandlerplatte ist in zwei ringförmigen elastischen Lagerkörpern 3, 4 gehalten. Der Lagerkörper 3 liegt an der Wandlerplatte 1 sowie an einer im Wandlergehäuse angeordneten Trägerplatte 5 an. Der andere Lagerkörper 4 liegt an der anderen Seite der Wandlerplatte sowie an einer Trennplatte 6 an.
Die Elektroden der Piezokeramikschicht sind durch Anschlußdrähte (nur Anschlußdraht 7 sichtbar) mit einer im Gehäuse 10 des Wandlers angeordneten Leiterplatte 8 verbunden, an der u. a. zwei nach außen führende Kontaktmesser (nur Kontaktmesser 9 sichtbar) angeordnet sind. Das Gehäuse 10 ist durch eine Fassung 11 verschlossen, das die Einsprachöffnungen 12 aufweist.
Der in Fig. 2 dargestellte Ausschnitt eines Lagerkörpers ist als scheibenförmiger Körper 13 ausgebildet, der zu beiden Seiten Ansätze 14, 15, 16, 17 aufweist. Die Ansätze 14, 15 sind ringförmig ausgebildet und sind am inneren Umfang (Fig. 3) des scheibenförmigen Körpers angeordnet. Die Ansätze 16, 17 sind als einzelne punktförmige Erhebungen ausgeführt, weisen dieselbe Höhe wie die ringförmigen Ansätze 14, 15 auf und sind zueinander beidseitig des scheibenförmigen Körpers 13 versetzt angeordnet.
5 Patentansprüche 3 Figuren

Claims

PatentansprUche 1. Elektroakustischer Wandler mit einer an ihrem Randbereich mit Hilfe von zwei Lagerkörpern aus elastischem Material eingespannten, auf Biegung beanspruchten, mit einer piezoelektrischen Schicht versehenen Wandlerplatte, die in dem zur Ubertragung bestimmten Frequenzbereich neben der der Grundschwingung der Wandlerplatte entsprechende Resonanzspitze (0/0) auch Teilschwingungen höherer Ordnung, insbesondere die durch die erste unterteilte durch die Schwingungsmode (o,i) durch einen Knotenkreis gekennzeichnete Teilschwingung ausbildet, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lagerkörper (3, 4) durch eine ringförmige Scheibe gebildet sind und am inneren/äußeren Umfang mit einer ringförmigen Schneide (14, 15) versehen sind und daß am äußeren/ inneren Umfang einzelne punktförmige Erhebungen (16, 17) vorgesehen sind.
2. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ringförmige Schneide (14, 15) und punktförmige Erhebungen (16, 17) jeweils zu beiden Seiten der Lagerkörper angeordnet sind (Fig. 1, 2).
3. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die punktförmigen Erhebungen (16, 17) am Umfang beidseitig am äeweiligen Lagerkörper (13) versetzt angeordnet sind.
4. Elektroakustischer Wandler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Höhen von Schneide (14, 15) und punktförmigen Erhebungen (16, 17) in etwa gleich groß sind.
5. Elektroakustischer Wandler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die punktförmigen Erhebungen eine größere Höhe als die Schneide aufweisen.