DE3609461A1 - Elektroakustischer wandler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektroakustischen Wandler mit zumindest auf einer Seite einer Wandlerplatte aufge­ brachten, beidseitig mit Elektroden versehenen piezo­ elektrischen Schicht, wobei ein von der piezoelektrischen Schicht freier ringförmiger Randbereich der Wandlerplatte zwischen in Gehäuseteilen angeordnete Lagerkörpern einge­ spannt gehalten ist.

Derartige piezoelektrische Wandler sind aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen bekannt. Bei diesem Wandlertyp wird das Prinzip ausgenutzt, daß der Schalldruck sehr kleine Durchbiegungen der Wandlerplatte und damit der piezoelek­ trischen Schicht verursacht, wodurch an den Elektroden der piezoelektrischen Schicht eine elektrische Spannung ent­ steht. Umgekehrt wird bei Anlegen einer elektrischen Span­ nung ein Durchbiegen der Wandlerplatte erreicht.

Da die elektrische Spannung im elektroakustischen Bereich zumeist eine Wechselspannung ist, muß die elektrische Verbindung zwischen den Elektroden und der stationären Elektrik den mechanischen Beanspruchungen der Wandler­ platte folgen. Aus diesem Grund hat man die Verbindung mittels elektrisch leitender Bändchen hergestellt, die zu der stationären Elektronik geführt haben. Diese Verbin­ dung ist wegen der erforderlichen dünnen Bändchen einer erhöhten Bruchgefahr ausgesetzt, was dann zur Funktions­ untüchtigkeit führt.

Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, ist nun vorgeschla­ gen worden, die Kontaktierung mittels eines Leitgummis vorzunehmen. Der Leitgummi kann dabei unmittelbar an den Elektroden der piezoelektrischen Schicht anliegen. Er kann außerdem die Aufgabe eines der Lagerkörper mit übernehmen, wobei ein Teilstück elektrisch leitfähig ist.

Bekanntlich wird durch die Lagerung der Wandlerplatte das Frequenzverhalten des Wandlers entscheidend beeinflußt. An die Art und Gestalt der Lagerung werden demzufolge er­ höhte Anforderungen gestellt. So lagert man den Randbe­ reich der Wandlerplatte im allgemeinen zwischen ela­ stischen Lagerkörpern ganz bestimmter Form und Elastizi­ tät. Jahrelange Versuche mit den verschiedensten Lager­ körpern haben zu dem Ergebnis geführt, daß eine Lagerung zwischen zwei ringförmigen konzentrischen Ansätzen elastischer Lagerkörper äußerst zweckmäßig ist, die außerdem dreiecks- oder trapezförmigen Querschnitt auf­ weisen.

Würde man nun Leitgummi zur Kontaktierung heranziehen, würde man demnach in der Auswahl der Lagerkörper äußerst eingeschränkt sein. Weiterhin besteht Leitgummi im all­ gemeinen aus streifenförmigen Bändern. Eine spezielle ringförmige Ausbildung derartiger Leitgummis für den Einsatz als Lagerkörper von Wandlern ist wirtschaft­ lich sehr aufwendig, da die Kontaktierung galvanisch ge­ trennt zu beiden Seiten der Piezokeramik an den Elektro­ den vorgenommen werden muß. Der Leitgummi müßte demnach aus zwei Stücken zusammengefügt sein oder nur in be­ stimmten Bereichen leitend sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, ohne allzu großen tech­ nischen Aufwand eine elektrische Kontaktierung zu den Elektroden der Piezokeramik aufzuzeigen, die bei Beibe­ haltung der Form und Elastizität vorhandener Lagerkör­ per zu einer sicheren Kontaktierung führt.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zumindest einer der Lagerkörper zumindest eine elektrisch leitfähige Zone aufweist, die einerseits mittelbar oder unmittelbar an den Elektroden der piezoelektrischen Schicht und andererseits an einem der Gehäuseteile vorge­ sehen, zu anderen Bauteilen führenden elektrisch leit­ fähigen Mitteln druckkontaktiert ist.

Demnach bleiben die Lagerkörper in Form und Elastizität unverändert. Lediglich die elektrisch leitfähigen Zonen, die sehr klein bemessen sein können, müssen hergestellt werden. Dadurch wird das Schwingungsverhalten der Wandler­ platte jedoch nicht beeinflußt. Zweckmäßig ist es, daß zwei auf einem Lagerkörper gebildete Zonen an Bändchen anliegen, die mit den Elektroden der piezoelektrischen Schicht in Verbindung stehen. Damit braucht keinerlei Anderung an der Wandlerplatte vorgenommen werden. Ledig­ lich die Bändchen werden zweckmäßigerweise derart auf Länge geschnitten, daß sie nicht über den Rand der Wand­ lerplatte hinausragen.

Besonders zweckmäßig ist es, daß der Lagerkörper ein­ stückig ausgebildet und im Zweifarbenspritzverfahren her­ gestellt ist, da diese Herstellung äußerst wirtschaftlich ist.

Ist die Wandlerplatte nur auf einer Seite mit einer piezo­ keramischen Schicht versehen, ist es zweckmäßig, daß die Zonen durch radial versetzte, elektrisch leitfähige Be­ reiche des Lagerkörpers gebildet sind.

Für bestimmte Ausbildungen beispielsweise bei einem Wandler mit integriertem Verstärker kann es zweckmäßig sein, daß die elektrisch leitfähigen Mittel aus Leiter­ bahnen oder elektrischen Leitungen bestehen.

In anderen Fällen beispielsweise bei Wandlern ohne Ver­ stärker ist es von Vorteil, daß die elektrisch leit­ fähigen Mittel aus Steckerelementen bestehen.

Damit entfallen Leiterbahnen oder sonstige Einrichtungen, da die Steckerelemente gleichzeitig zur Kontaktierung nach außen dienen.

Im folgenden sei die Erfindung anhand von zwei Figuren näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Wandler im Querschnitt und

Fig. 2 einen Lagerkörper in Draufsicht.

Der Wandler nach Fig. 1 besteht aus einem Gehäuseober­ teil 1, das eine Schalldurchlaßöffnung 2 aufweist sowie aus einem Gehäuseunterteil 3. Zwischen den Gehäusetei­ len ist die Wandlerplatte angeordnet, die aus einer Trä­ gerplatte 4, einer darauf aufgebrachten Klebeschicht 5 sowie einer piezokeramischen Schicht 6 besteht, die beid­ seitig mit Elektroden 7, 8 versehen ist. An jeweils einer der Elektroden 7, 8 ist jeweils ein Bändchen 9, 10 ange­ schlossen, das nicht über den Rand der Trägerplatte 4 hinausreicht. Die Wandlerplatte ist zwischen den Gehäuse­ teilen 1, 3 zwischen elastischen Lagerkörpern 11, 12 eingespannt gehalten. Auf der mit Keramikseite der Wandlerplatte ist im Gegensatz zu der davon abgewandten Seite der Lagerkörper 12 mit elektrisch leitfähigen Zonen 13, 14 versehen, die einerseits an den Bändchen 9, 10 unter Druck anliegen und andererseits an im Gehäuse­ unterteil eingelassene Steckerelemente 15, 16 in Form von Steckerzungen anliegen, so daß eine elektrische Verbin­ dung nach außen geschaffen ist.

Claims (6)

1. Elektroakustischer Wandler mit zumindest auf einer Seite einer Wandlerplatte aufgebrachten, beidseitig mit Elektroden versehenen piezoelektrischen Schicht, wobei ein von der piezoelektrischen Schicht freier ringförmiger Randbereich der Wandlerplatte zwischen in Gehäuseteilen angeordnete Lagerkörpern eingespannt gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Lagerkörper (12) zumindest eine elektrisch leitfähige Zone (13, 14) aufweist, die einer­ seits mittelbar oder unmittelbar an den Elektroden (7, 8) der piezoelektrischen Schicht (6) und andererseits an in einem der Gehäuseteile (3) vorgesehenen, zu anderen Bau­ teilen führenden elektrisch leitfähigen Mitteln druck­ kontaktiert ist.

2. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß zwei auf einem Lagerkörper (12) gebildete Zonen (13, 14) an Bänd­ chen (9, 10) anliegen, die mit den Elektroden (7, 8) der piezoelektrischen Schicht (6) in Verbindung stehen.

3. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Lager­ körper (12) einstückig ausgebildet und im Zweifarben­ spritzverfahren hergestellt ist.

4. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zonen (13, 14) durch radial versetzte, elektrisch leitfähige Bereiche des Lagerkörpers (12) gebildet sind.

5. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähigen Mittel aus Leiterbahnen oder elektrischen Leitungen bestehen.

6. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähigen Mittel aus Steckerelementen (15, 16) bestehen.