Die Erfindung bezieht sich auf eine Ultraschallwandlereinrichtung mit einem eine Piezokeramikscheibe und eine Anpaßschichtscheibe aufweisenden Ultraschallwandler, der teilweise in einem Gehäuse mittels eines Polymer-Schaumstoffs eingebettet ist.
Eine gattungsgemäße Ultraschallwandlereinrichtung ist aus der DE 33 01 848 C2 und DE 37 34 070 C2 bereits bekannt. Hier werden zur Einbettung des Ultraschallwandlers getriebene oder syntaktische Schäume verwendet. Die Einbettung der Ultraschallwandler hat im wesentlichen drei Funktionen zu erfüllen. Es sollen eine positionsgenaue und zuverlässige mechanische Halterung des Ultraschallwandlers, eine mechanische Dämpfungswirkung sowie eine optisch ansprechende und gegenüber Umwelteinflüssen unempfindliche Wandlersichtfläche erreicht werden. Die mechanische Dämpfungswirkung erfolgt in der Weise, daß die Wandlerschwingung zur Erzielung hoher akustischer Empfindlichkeit mäßig und reproduzierbar gedämpft wird.
Bei der Fertigung solcher Ultraschallwandlereinrichtungen ist auf exaktes Positionieren und Zentrieren der Ultraschallwandler zu achten, was üblicherweise mit einem hohem Aufwand unter Anwendung mit speziellen Vorrichtungen verbunden ist. An der Sichtfläche der Ultraschallwandlereinrichtungen treten aufgrund des Schäumens häufig Lunker und Luftblasen auf, die aufwendig nachgebessert oder ausgemustert werden müssen.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die obengenannte Ultraschallwandlereinrichtung derart zu verbessern, daß der Ultraschallwandler auf einfache Weise zentriert ist und zugleich eine optisch ansprechende, lunkerfreie Sichtfläche gewährleistet ist.
Die Aufgabe wird dadurch erreicht, daß die Anpaßschichtscheibe an ihrer Umfangsfläche durch ein Schaumstoff-Formteil zentriert ist. Es besteht hierbei der Vorteil, daß derartige Schaumstoff-Formteile sich maßgenau und kostengünstig, beispielsweise durch Ausstanzen aus Schaumstoffplatten, herstellen lassen. Der Einsatz derartiger vorgefertigter und damit vorprüfbarer Zentrier-Formteile an der Wandlersichtfläche ermöglicht eine Serienfertigung mit sehr einfachen und kostengünstigen Vorrichtungen bei gleichzeitiger Minimierung des Ausschusses aufgrund von optischen Fehlern an der Sichtfläche. Moderne Schaumstoffe, wie z.B. diverse Zellkautschuk-Werkstoffe, Polyethylen- oder Polyurethan-Schaumstoffe sind mechanisch robust und beständig gegenüber klimatischen und chemischen Einflüssen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das Schaumstoff-Formteil als Ring ausgebildet ist, an dem die Umfangsfläche der Anpaßschichtscheibe anliegt. Dies ist eine bezüglich der Formgebung sehr einfache und dabei stabile Ausführung des Schaumstoff-Formteils.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Schaumstoff-Formteil bündig mit der Abstrahlfläche der Anpaßschichtscheibe abschließt.
Um schädliche Einflüsse durch Feuchtigkeit oder ähnlichem von außen her zu vermeiden, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Schaumstoff-Formteil aus einem Schaumstoff mit geschlossenzelliger Struktur hergestellt ist. Andernfalls ist nicht auszuschließen, daß beim Verguß des Ultraschallwandlers kleine Mengen an gießbarer Schaummasse in die Zellstruktur eindringen und diese damit verhärten, was die Schwingungsdämpfung sehr nachteilig beeinflußt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
FIG 1 zeigt eine Ultraschallwandlereinrichtung mit einem Ultraschallwandler, der im wesentlichen eine Anpaßschichtscheibe 1 und eine Piezokeramikscheibe 2 aufweist. Der Ultraschallwandler 1,2 ist hier durch ein als Zentrierring 4 ausgebildetes Schaumstoff-Formteil zentriert, das bündig mit der Wandlersichtfläche und einem zylindrischen Gehäuse 3 abschließt. Im Innenraum des Gehäuses 3 ist der Ultraschallwandler 1,2 in einem Schaumstoff 5 eingebettet, so daß sich eine form- und kraftschlüssige mechanische Halterung des Ultraschallwandlers 1,2 im Gehäuse 3 ergibt. Das Schaumstoff-Formteil 4 gewährleistet eine einwandfreie, lunkerfreie Sichtfläche. Wegen der Dichtungswirkung des Schaumstoff-Formteils 4 kann der Verguß mit dem Schaumstoff 5 praktisch ohne jeglichen Vorrichtungsaufwand durchgeführt werden.
Das weitere Ausführungsbeispiel gemäß FIG 2 zeigt eine geringfügige Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach FIG 1. Diese besteht darin, daß ein weiteres Schaumstoff-Formteil 6 als elastischer Abstandshalter und Dichtungsring zwischen der Frontfläche des Ultraschallwandlers 1,2 und dem hier auf der Frontseite nach innen überstehenden Gehäuse 3 eingesetzt ist. Bei dieser Ausführung ist das Schaumstoff-Formteil 6 weitgehend durch den Überstand des Gehäuses 3 abgedeckt, wodurch eine Schutzfunktion gegen mechanische Einwirkungen gegeben ist.