DE19756462A1 - Ultrasound transducer used as part of an electronic circuit - Google Patents
Ultrasound transducer used as part of an electronic circuitInfo
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Abstract
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.The invention is based on an ultrasonic transducer a pot-like housing with an annular wall and a membrane-like bottom, on the inside of the Bottom applied a piezo element with connecting leads is and the ultrasonic transducer with an elastic Decoupling ring is provided.
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.Such ultrasonic transducers are usually with a inside hardened potting compound filled. The potting compound dampens unwanted vibrations and closes the Ultrasonic transducers tight against harmful external influences. The connection contacts are in a decoupling ring led to the tight and vibration-damping assembly the ultrasonic transducer is used. The connection contacts are with the connecting lines of the piezo element firmly connected.
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.The object of the present invention is a To specify ultrasonic transducers that are simple and small apparatus expenditure can be assembled. The Connection contacts should be on the finished ultrasonic transducer can be easily aligned. Assembly of the finished Ultrasonic transducer to a circuit board be automatable; the connection contacts should therefore be stable and their orientation and distance to the Meet industry standards.
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.This object is achieved with the invention Ultrasonic transducer solved in that the connecting lines fixed and aligned in the ultrasonic transducer are introduced and that the ultrasonic transducer with a Stopper is closed. This eliminates the complex Casting process with subsequent hardening.
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.An advantageous embodiment of the invention consists in that the connection lines are guided in a line holder are in a receptacle in the decoupling ring is used, and that the connecting lines in the Cable holders are fixed and aligned. So you can install the connecting cables easily, and the Connection lines are aligned with each other.
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.Another advantageous embodiment of the invention consists in that the line holder is sleeve-shaped and that he picks up the stopper. This allows a symmetrical one Structure of the ultrasonic transducer. The assembly process This simplifies and the vibration behavior of the Ultrasonic transducer is very unproblematic.
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. Another embodiment of the invention is that the guided and outward part of the Connection lines is rigid and that the Connection lines via flexible line sections with the Piezo element are connected. The ultrasonic transducer can thus also in an automated manufacturing process be used, otherwise the forces occurring there Can bend connecting cables.
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.In one embodiment of the invention it is provided that the cable holder can be rotated in its receptacle. Man can the cable holder with the connection contacts align easily.
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.In another embodiment of the invention provided that the line holder at its outside of Ultrasonic transducer lying or raised surfaces countersunk form elements. These form elements serve for example to align the cable holder at the Assembly and thus facilitate the manufacture.
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.There are advantageous configurations of these shaped elements in that they have flat surfaces in the form of key surfaces form or that they form forms on the assembly site corresponding counterparts match the rotational position of the Specify the cable holder at the installation location.
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.Another advantageous embodiment of the invention is that the stopper is made of an elastic and vibration-damping material. He does that conventionally used potting compound unnecessary and takes over their damping function.
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.An advantageous development of the invention provides that the plug in the cable holder against slipping out is captured. This ensures that during during installation or during operation can.
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.An advantageous embodiment of the invention causes the plug touches the piezo element with a contact pressure. This is a very good damping behavior guaranteed because the damping effect throughout Vibration process is given. Further measures in terms of damping unwanted vibrations omitted.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:An embodiment of the invention is in the drawing represented with several figures and in the following Description explained in more detail. It shows:
Fig. 1 eine Darstellung des noch offenen Ultraschallwandlers und des Verschlußstopfens und Fig. 1 is a representation of the ultrasonic transducer and the sealing plug still open and
Fig. 2 den fertigen Ultraschallwandler. Fig. 2 shows the finished ultrasonic transducer.
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.Identical parts are given the same reference symbols in the figures Mistake. The figures show the embodiment in different assembly states. The radiation and The reception side is below.
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.The ultrasonic transducer shown consists of a transducer pot 1 , with the diaphragm-like base 2 of which a piezo element 3 is firmly connected. The piezo element 3 is connected by the flexible part 4 of the connecting lines to the connecting lines 6 guided in a line holder 5 . The decoupling ring 7 is used for vibration-damping mounting of the ultrasonic transducer in a housing.
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.After all conductive parts of the ultrasound transducer have been connected, the ultrasound transducer is closed with an elastic plug 8 made of vibration-damping material, which touches the piezo element 3 and thus dampens its vibrations.
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.In order to be able to install the ultrasonic transducer in a precisely aligned manner, 7 cutouts 9 are provided on the decoupling ring, which fit into a corresponding counter shape on the housing.
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