DE19756462A1 - Ultraschallwandler - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Ultraschallwandler mit einem topfähnlichen Gehäuse mit einer ringförmigen Wandung und einem membranartigen Boden, wobei an der Innenseite des Bodens ein Piezoelement mit Anschlußleitungen aufgebracht ist und der Ultraschallwandler mit einem elastischen Entkopplungsring versehen ist.

Solche Ultraschallwandler sind innen üblicherweise mit einer gehärteten Vergußmasse gefüllt. Die Vergußmasse dämpft ungewollte Schwingungen und verschließt den Ultraschallwandler dicht gegen schädliche äußere Einflüsse. Die Anschlußkontakte werden in einem Entkopplungsring geführt, der zur dichten und schwingungsdämpfenden Montage des Ultraschallwandlers dient. Die Anschlußkontakte sind mit den Anschlußleitungen des Piezoelements fest verbunden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Ultraschallwandler anzugeben, der einfach und mit kleinem apparativen Aufwand montiert werden kann. Die Anschlußkontakte sollen am fertigen Ultraschallwandler einfach ausgerichtet werden können. Die Montage des fertigen Ultraschallwandlers an eine Leiterplatte soll automatisierbar sein; die Anschlußkontakte sollen darum stabil sein und ihre Ausrichtung und ihr Abstand dem Industriestandard entsprechen.

Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Ultraschallwandler dadurch gelöst, daß die Anschlußleitungen fixiert und ausgerichtet in den Ultraschallwandler eingeführt sind und daß der Ultraschallwandler mit einem Stopfen verschlossen ist. Hierdurch entfällt der aufwendige Gießprozeß mit anschließendem Aushärten.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Anschlußleitungen in einem Leitungshalter geführt sind, der in eine Aufnahme in dem Entkopplungsring eingesetzt ist, und daß die Anschlußleitungen in dem Leitungshalter fixiert und ausgerichtet sind. Damit kann man die Anschlußleitungen leicht einbauen, und die Anschlußleitungen sind gegeneinander ausgerichtet.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Leitungshalter hülsenförmig ist und daß er den Stopfen aufnimmt. Das erlaubt einen symmetrischen Aufbau des Ultraschallwandlers. Der Montageprozeß vereinfacht sich dadurch, und das Schwingungsverhalten des Ultraschallwandlers ist sehr unproblematisch.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der geführte und nach außen gehende Teil der Anschlußleitungen starr ausgebildet ist und daß die Anschlußleitungen über flexible Leitungsstücke mit dem Piezoelement verbunden sind. Der Ultraschallwandler kann damit auch in einem automatisierten Fertigungsprozeß verwendet werden, da sonst die dort auftretenden Kräfte die Anschlußleitungen verbiegen können.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Leitungshalter in seiner Aufnahme verdrehbar ist. Man kann den Leitungshalter mit den Anschlußkontakten somit leicht ausrichten.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Leitungshalter an seinen außerhalb des Ultraschallwandlers liegenden Flächen erhabene oder versenkte Formelemente besitzt. Diese Formelemente dienen beispielsweise zum Ausrichten des Leitungshalters bei der Montage und erleichtern somit die Herstellung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Formelemente bestehen darin, daß sie ebene Flächen in Form von Schlüsselflächen bilden oder daß sie Formen bilden, die am Montageort auf entsprechende Gegenstücke passen, um die Drehlage des Leitungshalters am Einbauort festzulegen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Stopfen aus einem elastischen und schwingungsdämpfenden Material besteht. Er macht die herkömmlicherweise eingesetzte Vergußmasse überflüssig und übernimmt deren dämpfende Funktion.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Stopfen in dem Leitungshalter gegen Herausrutschen festgehalten ist. Dadurch ist gewährleistet, daß er während des Einbaus oder während des Betriebs nicht verrutschen kann.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung bewirkt, daß der Stopfen das Piezoelement mit einer Anpreßkraft berührt. Hierdurch ist ein sehr gutes Dämpfungsverhalten gewährleistet, da die Dämpfungswirkung während des gesamten Schwingungsvorgangs gegeben ist. Weitere Maßnahmen hinsichtlich der Dämpfung ungewollter Schwingungen können entfallen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Darstellung des noch offenen Ultraschallwandlers und des Verschlußstopfens und

Fig. 2 den fertigen Ultraschallwandler.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren zeigen das Ausführungsbeispiel in verschiedenen Montagezuständen. Die Abstrahl- und Empfangsseite ist jeweils unten.

Der dargestellte Ultraschallwandler besteht aus einem Wandlertopf 1, mit dessen membranartigem Boden 2 ein Piezoelement 3 fest verbunden ist. Das Piezoelement 3 ist durch den flexiblen Teil 4 der Anschlußleitungen mit den in einem Leitungshalter 5 geführten Anschlußleitungen 6 verbunden. Der Entkopplungsring 7 dient zur schwingungsdämpfenden Montage des Ultraschallwandlers in einem Gehäuse.

Nachdem alle leitenden Teile des Ultraschallwandlers verbunden worden sind, wird der Ultraschallwandler mit einem elastischen Stopfen 8 aus schwingungsdämpfendem Material verschlossen, der das Piezoelement 3 berührt und so dessen Schwingungen dämpft.

Um den Ultraschallwandler in einem Gehäuse exakt ausgerichtet einbauen zu können, sind am Entkopplungsring 7 Aussparungen 9 angebracht, die in eine entsprechende Gegenform am Gehäuse passen.

Claims (10)

1. Ultraschallwandler mit einem topfähnlichen Gehäuse (1) mit einer ringförmigen Wandung und einem membranartigen Boden (2), wobei an der Innenseite des Bodens (2) ein Piezoelement (3) mit Anschlußleitungen (4, 6) aufgebracht ist und der Ultraschallwandler mit einem elastischen Entkopplungsring (7) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen (6) fixiert und ausgerichtet in den Ultraschallwandler eingeführt sind und daß der Ultraschallwandler mit einem Stopfen (8) verschlossen ist.

2. Ultraschallwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen (6) in einem Leitungshalter (5) geführt sind, der in eine Aufnahme in dem Entkopplungsring (7) eingesetzt ist, und daß die Anschlußleitungen (6) in dem Leitungshalter (5) fixiert und ausgerichtet sind.

3. Ultraschallwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungshalter (5) hülsenförmig ist und daß er den Stopfen (8) aufnimmt.

4. Ultraschallwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der geführte und nach außen gehende Teil der Anschlußleitungen (6) starr ausgebildet ist und daß die Anschlußleitungen (6) über flexible Leitungsstücke (4) mit dem Piezoelement verbunden sind.

5. Ultraschallwandler nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungshalter (5) an seinen außerhalb des Ultraschallwandlers liegenden Flächen erhabene oder versenkte Formelemente (9) besitzt.

6. Ultraschallwandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Formelemente (9) am Leitungshalter (5) ebene Flächen in Form von Schlüsselflächen bilden.

7. Ultraschallwandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Formelemente (9) am Leitungshalter (5) Formen bilden, die am Montageort auf entsprechende Gegenstücke passen, um die Drehlage am Einbauort festzulegen.

8. Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (8) aus einem elastischen und schwingungsdämpfenden Material besteht.

9. Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (8) in dem Leitungshalter (5) gegen Herausrutschen festgehalten ist.

10. Ultraschallwandler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (8) das Piezoelement (3) mit einer Anpreßkraft berührt.