ES2205631T3 - Convertidor ultrasonico de laminas. - Google Patents

Abstract

Transformador de película ultrasónica para medir la distancia a otro objeto, por ejemplo, un vehículo, y procedimiento de fabricación que proporciona un transformador que puede adaptarse fácilmente a diferentes contornos. El transformador comprende una capa aislante (3) entre dos películas eléctricamente conductoras (9, 10) hecha de una película plástica conductora. Una reivindicación independiente reivindica un procedimiento para fabricar el transformador de película ultrasónica en el que una película eléctricamente conductora (9) es laminada con la película aislante (3) y una segunda película conductora (10) se aplica a la hoja laminada. Las características preferidas: una película conductora no texturizada forma una membrana de vibración mientras la segunda película texturizada forma electrodos individuales y trayectorias conductoras y tiene forma de seta en sección transversal.

Description

Convertidor ultrasónico de laminas.

La invención concierne a un convertidor ultrasónico de láminas que comprende dos electrodos y una capa aislante dispuesta entre dichos electrodos.

Un convertidor ultrasónico electrostático está construido de manera semejante a un condensador de placas en el que una delgada membrana conductiva está dispuesta frente a un electrodo macizo, funcionando la membrana al mismo tiempo como contraelectrodo. Aplicando una tensión alterna entre los electrodos se produce una acción de fuerza que hace que vibre la membrana flexible, con lo que se generan ondas sonoras en el aire ambiente. Dado que la fuerza electrostática sobre la membrana aumenta proporcionalmente al cuadrado de la tensión aplicada, se desplaza el punto de trabajo sobre la curva característica cuadrática aplicando una alta tensión continua, con lo que las variaciones debidas a la tensión alterna son casi lineales.

Si se aplica la membrana directamente sobre el electrodo a través de una capa intermedia aislante, se obtiene entonces un convertidor Sell ultrasónico, existiendo en principio dos variantes para producir el cojín de aire necesario para la generación del sonido. Por un lado, se puede aprovechar la aspereza de la superficie del electrodo. Dado que el electrodo no es nunca completamente plano, la capa aislante descansa sobre diminutos resaltos, de modo que entre el electrodo y la capa aislante o la membrana se establece un cojín de aire delgado y flexible en el que puede oscilar la membrana. La naturaleza de la superficie del electrodo es responsable en medida decisiva de la frecuencia límite y la sensibilidad del convertidor ultrasónico. En el caso de una superficie pulida, se consigue una gama de frecuencia de hasta 500 kHz con una sensibilidad relativamente pequeña. Por el contrario, si se hace áspera la superficie del electrodo o se la estructura, por ejemplo, con estrías, disminuye entonces la frecuencia límite con una sensibilidad incrementada. Por otro lado, la capa aislante puede estar estructurada, por ejemplo, con perforaciones, de modo que se forme un cojín de aire entre la membrana y el electrodo.

Se conoce, por ejemplo, por EP-A-0 825 585 un convertidor Sell ultrasónico de esta clase para percibir la distancia de objetos. Para lograr una fabricación más sencilla de una multitud de convertidores ultrasónicos como los que se necesitan, por ejemplo, en el sector de los vehículos automóviles, se propone una estructura de láminas que está representada en la figura 1. Si se inyecta un convertidor ultrasónico de esta clase en una moldura decorativa o en un parachoques, se presentan entonces mayores presiones que, a consecuencia de la elasticidad diferente de las láminas, pueden conducir a distancias no deseadas entre estas láminas, que perjudican entonces la funcionalidad del convertidor. Especialmente en las láminas metálicas de los electrodos, esto puede conducir, además, a fisuras capilares que conducen después a largo plazo a un fallo total del convertidor.

Por tanto, la invención se basa en el problema técnico de crear un convertidor ultrasónico de esta clase y un procedimiento para su fabricación, en los que se eviten los problemas anteriormente descritos.

La solución del problema técnico se obtiene con las características de las reivindicaciones 1 y 10. Debido a la formación de las láminas eléctricamente conductoras a base de un plástico conductivo, éstas se adaptan a contornos muy diferentes sin que se formen deformaciones o fisuras. Otras ejecuciones ventajosas de la invención se desprenden de las reivindicaciones subordinadas.

Se explica seguidamente la invención con más detalle haciendo referencia a un ejemplo de ejecución preferido. Las figuras muestran:

la figura 1, una sección transversal de un convertidor ultrasónico de láminas (estado de la técnica),

la figura 2, una sección transversal de un convertidor ultrasónico de láminas,

la figura 3, una vista en planta de un convertidor ultrasónico de láminas y

la figura 4, una vista en planta de una lámina aislante.

El convertidor ultrasónico 1 de láminas del estado de la técnica (figura 1) comprende una primera capa metálica 2, una capa aislante 3 y una segunda capa metálica 4. La capa metálica 4 está estructurada de tal manera que se forman electrodos 5 y pistas conductoras, no representadas, que van a los electrodos 5. La capa aislante 3, que está configurada como una lámina, sirve para la separación eléctrica de las dos capas metálicas 2 y 4 y presenta una perforación 6 en la zona del electrodo 5, de modo que se puede formar un cojín de aire entre las dos capas metálicas 2, 4. La primera capa metálica 2, que no está estructurada, puede formar una lámina común con la capa aislante 3 o bien puede ser aplicada sobre una lámina independiente 7. El convertidor ultrasónico 1 de láminas se integra en el campo de la técnica de vehículos automóviles en piezas 8 del vehículo, como, por ejemplo, molduras decorativas o parachoques, inyectándose preferiblemente el convertidor ultrasónico 1 de láminas en la pieza 8 del vehículo. Debido a las presiones que se presentan durante el proceso de inyección, se pueden producir en las capas metálicas 2, 4 unas fisuras capilares que se expanden después den el transcurso del funcionamiento y pueden conducir a una rotura completa de las capas metálicas 2, 4. Además, las capas metálicas 2, 4 presentan, a pesar de su pequeño espesor de 100 \mum, cierta rigidez en comparación con las otras láminas, de modo que se pueden producir deformaciones, ya que las capas metálicas 2, 4 no pueden adaptarse en grado suficiente a los contornos del útil de inyección.

Para evitar estos problemas se sustituyen las capas metálicas 2, 4 por láminas conductivas 9, 10 de plástico, lo que se representa en sección transversal en la figura 2. La secuencia básica de capas corresponde a la de la figura 1. Sin embargo, formando los electrodos como lámina conductiva 9, 10 de plástico se producen algunas variaciones. Así, las láminas conductivas de plástico son más flexibles en relación con las capas metálicas, de modo que éstas se adaptan mejor a los contornos durante el proceso de inyección y también se pueden dañar con menos facilidad por efecto de las presiones producidas. Por otro lado, se puede simplificar el proceso de fabricación, ya que, por ejemplo, la lámina 9 de plástico y la lámina aislante 3 se pueden laminar de forma sencilla y están disponibles como género en rollo. La lámina 10 de plástico presenta en sección transversal una estructura de forma de seta, formando el lado superior más ancho la superficie propiamente dicha del electrodo y sirviendo el lado inferior más estrecho para la alineación en el útil de inyección y para el contactado. Esta forma hace posible una inyección suficiente de masa de inyección de la pieza 8 por detrás del convertidor ultrasónico 1 de láminas. Dado que la lámina 9 de plástico que forma un electrodo está ya configurada como una lámina, se puede prescindir de la lámina independiente 7 según la figura 1. Para la protección contra daños mecánicos y para la adaptación del color al entorno, se puede aplicar para ello, como alternativa, una capa 11 de barniz sobre la lámina 9 de plástico.

En la figura 3 se representa una vista en planta del convertidor ultrasónico 1 de láminas, en donde la lámina 10 de plástico con el electrodo 5 formado por ella está alineada con las perforaciones 6 de la lámina aislante 3 y cubre ésta completamente. Las perforaciones 6 están configuradas preferiblemente como hendiduras concéntricamente dispuestas, tal como se representa en la figura 4.

Especialmente adecuadas como material base para las láminas 9, 10 de plástico son plásticos aislantes cargados con partículas conductivas, lográndose buenos resultados con carbono, especialmente con negro de carbono. Como plástico se emplea preferiblemente un PVC que, pudiéndose procesar bien y siendo correspondientemente flexible, se adapta a contornos diferentes, para lo cual se emplea, por ejemplo, Rexam 2252 COERX. Las láminas presentan preferiblemente un espesor comprendido entre 50 y 100 \mum.

Los convertidores ultrasónicos 1 de lámina se pueden fabricar de manera especialmente sencilla cuando se integran en la lámina 10 de plástico las estructuras para formar el cojín de aire, ya que entonces la lámina aislante 3, al igual que la lamina 9 de plástico, puede dejarse sin estructurar. De este modo, las dos láminas 3, 9 se pueden laminar una con otra en un proceso previo no crítico respecto de la alineación de una con otra y están disponibles como género en rollo sobre el cual puede aplicarse después también, sin ajuste crítico, la lámina 10 de plástico.

Claims (10)

1. Convertidor ultrasónico (1) de láminas que comprende dos láminas eléctricamente conductoras (9, 10) entre las cuales está dispuesta una capa aislante (3), caracterizado porque las láminas eléctricamente conductoras (9, 10) están formadas por plástico conductivo.

2. Convertidor ultrasónico (1) de láminas según la reivindicación 1, caracterizado porque el plástico está configurado como un aislante cargado con partículas conductivas.

3. Convertidor ultrasónico (1) de láminas según la reivindicación 2, caracterizado porque las partículas están formadas por carbono.

4. Convertidor ultrasónico (1) de láminas según la reivindicación 3, caracterizado porque las partículas son partículas de negro de carbono.

5. Convertidor ultrasónico (1) de láminas según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el plástico está formado por un PVC.

6. Convertidor ultrasónico (1) de laminas según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la lámina eléctricamente conductora (9) de plástico está configurada como una lámina no estructurada que forma la membrana oscilante.

7. Convertidor ultrasónico (1) de láminas según la reivindicación 6, caracterizado porque la segunda lámina eléctricamente conductora (10) de plástico está estructurada de tal manera que se forman electrodos (5) y pistas conductoras singulares, estando configurada la lámina (10) de plástico con una sección transversal de forma de seta en la zona de los electrodos (5).

8. Convertidor ultrasónico (1) de láminas según la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque la capa aislante (3) está formada con incisiones parciales concéntricas.

9. Convertidor ultrasónico (1) de láminas según la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque la capa aislante (3) está configurada como una lámina no estructurada y la lámina (10) de plástico está configurada en la zona de los electrodos (5) con estructuras que forman cojines de aire.

10. Procedimiento para fabricar un convertidor ultrasónico (1) de laminas según la reivindicación 9, que comprende los pasos siguientes:

a) laminación de la primera lámina eléctricamente conductora (9) de plástico con la lámina aislante (3) y

b) aplicación de la segunda lámina eléctricamente conductora (10) de plástico sobre la lámina laminada producida según el paso a) del procedimiento.