DE1029582B - Elektromechanischer Wandler aus piezoelektrischem, polarisiertem, keramischem Material - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Wandler aus piezoelektrischem, polarisiertem, keramischem Material, insbesondere Schneiddose oder Tonabnehmer, zur Aufzeichnung bzw. Abtastung einer Zweikoordinatenschrift in bzw. von einer Rille einer Schallplatte.

Bestimmte chemische Verbindungen, insbesondere Bariumtitanat, haben die Eigenschaft, daß sie, zu keramischen Körpern gebrannt, in einem elektrischen Feld bei einer am Curiepunkt liegenden Temperatur piezoelektrische Eigenschaften annehmen, die sie auch nach langsam erfolgter Abkühlung beibehalten. Solche Körper eignen sich, wie die bekannten piezoelektrischen Kristalle (z.B. Seignettesalz), zur Herstellung von elektromechanischen Wandlern, die z. B. bei Biegung in einer bestimmten Richtung eine elektrische Spannung abzugeben vermögen.

In Fig. 1 ist ein Wandler in vergrößertem Maßstab schematisch dargestellt, wie er in diesem Zusammenhang bereits bekannt ist. Er besteht aus einer Platte 1 aus Material der beschriebenen Art und hat rechteckigen Querschnitt. In der Mitte der Platte 1 sind parallel zu den Seitenflächen innerhalb derselben mehrere runde Bohrungen 2 vorgesehen, und auf den ■beiden äußeren sich gegenüberliegenden Flächen ist je ein metallischer Belag 3 bzw. 4 angebracht, z. B. eingebrannt. Das zur Polarisation notwendige elektrische Feld wird zwischen den Bohrungen 2 einerseits und den Belägen 3 und 4 andererseits angelegt, so daß nach der erfolgten Abkühlung bei Biegung des Wandlers in Richtung der gegenüberliegenden Beläge (Pfeil A), die z. B. beim Abtasten einer Schallplatte über einen nicht dargestellten, mit dem Wandler verbundenen Nadelträger bewirkt wird, an den Belägen eine der auf der Schallplatte aufgezeichneten Tonfrequenz proportionale elektrische Spannung abgenommen werden kanu.

Ein solcher Wandler ist jedoch nur in der Lage, in einer einzigen A'orzugsrichtung zu arbeiten, d. h., er kann in dem angenommenen Beispiel entweder nur eine Tiefenschrift oder nur eine Seitenschrift auf eine Schallplatte aufzeichnen oder von dieser abtasten.

Es ist auch ein rohrförmig ausgebildeter Wandler aus keramischem Material bekannt, auf dessen Außenfläche zwei einander gegenüberliegende Elektroden angebracht sind. Auch dieser Wandler kann bei Ausbildung als Tonabnehmer nur in einer Bewegungsrichtung (Seitenschrift) arbeiten.

Die Frfindung besteht darin, daß auf der Außenfläche des als Rohr ausgebildeten Wandlers vier voneinander isolierte, gleichmäßig auf dem Umfang verteilte, metallische Beläge derart angeordnet sind, daß bei Biegung des Rohres in Richtung zweier gegen-Elektromechanischer Wandler

aus piezoelektrischem, polarisiertem,

keramischem Material

Anmelder:

Telefunken G. m. b. H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dr. Helmut Batsch, Hannover,
ist als Erfinder genannt worden

überliegender Beläge an diesen elektrische Spannungen abnehmbar sind.

Da die beiden Belagpaare senkrecht aufeinander stehen, ist es möglich, den Wandler zur Aufzeichnung oder Abtastung einer Zweikoordinatenschrift in einer Rille einer Schallplatte, vorzugsweise für stereophonische Übertragungen, zu verwenden.

An Hand der Fig. 2 bis 4 wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. In Fig. 2 ist der Wandler im Querschnitt dargestellt und in Fig. 3 perspektivisch als Seitenansicht. Der keramische Körper 5 besteht aus einem kreisrunden Rohr, auf dessen Oberfläche vier Metallbeläge 7 bis 10 parallel zu seiner Achse auf seiner ganzen Länge angebracht sind. Diese z. B. aus Silber bestehenden Metallbeläge werden bereits beim Brennen des Körpers auf dessen Oberfläche eingebrannt und sind, durch Abstand voneinander isoliert, gleichmäßig auf den Umfang verteilt, so daß sich jeweils zwei Beläge gegenüberliegen und die Belagpaare senkrecht zueinander orientiert sind. Der Körper wird nach entsprechender Erwärmung radial polarisiert, so daß die Außenfläche mit den Belägen eine Äquipotentialfläche bildet. Spannt man den Wandler nach beendetem Polarisationsprozeß an einem Ende allseitig ein und biegt das andere Ende in Richtung zweier gegenüberliegender Beläge, so entsteht an diesen eine elektrische Spannung. Der Wandler ist in einfacher Weise zur gleichzeitigen Aufzeichnung oder Abtastung einer Zweikoordinatenschrift in einer Rille einer Schallplatte zu verwenden, indem z. B. in die zur Polarisation notwendige Bohrung 6 ein Bronze- oder Stahldraht eingesetzt oder festgeklebt wird, an dessen freiem Ende der Abtast- bzw. Schneidstift 12 befestigt wird. Diese Befestigung kann dadurch erfolgen, daß das Ende des Drahtes zu einer öse gebogen wird, in die der Stift auf einfache Weise eingeklebt werden

ECS 5G9/192

kann. Die Bewegung kann auch in bekannter Weise von dem Stift über elastische Zwischenglieder auf den Piezokörper übertragen werden. Bei Abtastung einer Seitenschrift hat die Auslenkung des Abtaststiftes 12 (Pfeilrichtung A₁ Fig. 3) über den Draht 11 eine entsprechende Bewegung des Körpers 5 zur Folge, so daß von den Belägen 7 und 8 infolge der Verbiegung des Körpers eine elektrische Spannung abgenommen werden kann. Bei Abtastung einer Tiefenschrift (Auslenkung in Pfeilrichtung B₁ Fig. 4), entsteht zwischen den Elektroden 9 und 10 eine Spannung. In analoger Weise werden beim Aufzeichnungsvorgang durch Anlegung zweier Tonfrequenzspannungen an die Beläge 7 und 8 bzw. 9 und 10 die Biegungen des Körpers 5 über den Draht 11 auf den Schneidstift übertragen.

Statt des kreisförmigen Querschnittes könnte man dem keramischen Körper auch einen quadratischen Querschnitt geben und auf den Außenflächen die Beläge anordnen und ebenfalls die Innenbohrung 6 quadratisch ausbilden.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf Tonabnehmer bzw. Schneiddosen, sondern der Wandler kann auch überall dort verwendet werden, wo mechanische, zueinander senkrecht stehende Bewegungen in elektrische Spannungen umgewandelt werden sollen. Als Beispiel sei auf die Messung von Erschütterungen bei Maschinen hingewiesen.

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetischer Wandler aus piezoelektrischem, polarisiertem, keramischem Material, insbesondere Schneiddose oder Tonabnehmer, zur Aufzeichnung bzw. Abtastung einer Zweikoordinatenschrift in bzw. von einer Rille einer Schallplatte, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenfläche des als Rohr ausgebildeten Wandlers vier voneinander isolierte, gleichmäßig auf dem Umfang verteilte, metallische Beläge derart angeordnet sind, daß bei Biegung des Rohres in Richtung zweier gegenüberliegender Beläge an diesen elektrische Spannungen abnehmbar sind (Fig. 2 bis 4).

2. Elektromechanischer Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der axialen Bohrung des Rohres ein Draht aus Stahl oder Bronze angebracht ist, an dessen freiem aus dem Wandler herausragenden Ende der Abtastoder Schneidstift befestigt ist.

3. Elektromechanischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des keramischen Körpers quadratisch ausgebildet ist und die Beläge auf den vier Außenflächen angebracht sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 663 423.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©TO 509/192 4.58