Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, einen
hochwertigen Übertrager zu schaffen, der keinen Aufwand an Kupfer und Eisen oder
ähnlichen wertvollen Rohstoffen für Wicklung und Joch erfordert. Ein solcher Übertrager
kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß an einen piezoelektrischen Kristall
angelegte Wechselspannungen Verformungen desselben veranlassen, welche infolge mechanischer
Kopplung des Kristalls mit einem anderen piezoelektrischen Kristall Formänderungen
dieses Kristalls herbeiführen., so daß letzterer eine piezoelektrische Spannung
abgibt, deren Größe außer von der angelegten Wechselspannung von dem Größenverhältnis
der beiden Kristalle und/oder ihrem mechanischen Kopplungsgrad abhängt.The present invention is concerned with the object of a
To create high quality transformers that require no copper and iron or
requires similar valuable raw materials for winding and yoke. Such a transmitter
is characterized according to the invention in that a piezoelectric crystal
applied alternating voltages cause deformations of the same, which as a result of mechanical
Coupling of the crystal with another piezoelectric crystal changes in shape
this crystal bring about., so that the latter a piezoelectric voltage
emits, the size of which depends not only on the applied alternating voltage but also on the size ratio
of the two crystals and / or their degree of mechanical coupling depends.
Dieser Übertrager bringt außer dem schon erwähnten Vorteil der Ersparnis
von Kupfer und Eisen oder ähnlich wertvollen Rohstoffen den weiteren Vorteil mit
sich, daß er ein geringeres Gewicht hat und einen kleineren Raumbedarf erfordert
als die bisherigen auf magnetischer Grundlage arbeitenden Übertrager. Gleichzeitig
ist hiermit ein Übertrager geschaffen, der nach den tiefen Frequenzen hin nicht
beschränkt ist und dessen obere Grenzfrequenz bis in. das Gebiet der Hochfrequenz
gelegt werden kann; er kann gegebenenfalls auch sehr hochohmig gemacht werden.In addition to the already mentioned advantage, this transformer brings savings
copper and iron or similar valuable raw materials have the further advantage
that it has a lower weight and requires a smaller footprint
than the previous transformers working on a magnetic basis. Simultaneously
This creates a transformer that does not go towards the low frequencies
is limited and its upper limit frequency up to. The area of high frequency
can be laid; it can also be made very high-resistance if necessary.
In den Fig. i und 2 sind zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Übertragers
zwei Ausführungsbeispiele dargestellt. Die Fig. i zeigt zwei in ihrer Längsrichtung
R1 schwingende Kristalle i und 2, welche in dieser Richtung hintereinanderliegend
in einen Rahmen 3 eingespannt sind. Der Rahmen 3 ist sehr stark und aus Material
großer Schallhärte, z. B. Stahl, hergestellt. An die Belegungen des Kristalls i
wird eine Wechselspannung U1 angelegt, so daß der Kristall i im Rhythmus der Wechselspannung
verformt wird; er überträgt seine Verformung infolge der mechanischen Kopplung mit
dem Kristall 2 auf diesen Kristall. Demzufolge gibt der Kristall 2 eine piezoelektrische
Spannung U2 ab. Diese Spannung hängt von dem gegenseitigen Größenverhältnis der
beiden Kristalle i und 2 sowie von ihrem mechanischen Kopplungsgrad ab. Durch den
starken Rahmen 3 ist sichergestellt, daß die Gesamtlänge der beidenKristalle immer
Bleichgroß ist. Eine Verformung des einen Kristalls wird demnach mit entgegengesetztem
Vorzeichen restlos auf den anderen Kristall übertragen, so daß die Dehnungen bzw.
Pressungen der beiden Kristalle und damit ihre elektrischen Spannungen ihrer Länge
umgekehrt proportional sind, wenn beide Kristalle den gleichen Querschnitt haben,
was aber nicht erforderlich ist. Selbstverständlich können die angelegten und die
abgenommenen Spannungen an beiden Kristallen miteinander vertauscht werden. Die
eben beschriebene Ausführung der Fig. i hat den Vorteil, daß die Grenzfrequenz sehr
hoch gelegt werden kann. Weil aber die Kapazit'it des Kristalls 2 klein und sein
innerer Widerstand deshall) groß wird, wird bei gegebener Frequenz und Spannung
nur eine geringe Leistung übertragen werden können.In Figs. I and 2 are to explain the transformer according to the invention
two embodiments shown. Fig. I shows two in their longitudinal direction
R1 oscillating crystals i and 2, which are one behind the other in this direction
are clamped in a frame 3. The frame 3 is very strong and made of material
great sound hardness, e.g. B. steel made. The assignments of the crystal i
an alternating voltage U1 is applied so that the crystal i in the rhythm of the alternating voltage
is deformed; it transfers its deformation as a result of the mechanical coupling
the crystal 2 on this crystal. As a result, the crystal 2 gives a piezoelectric
Voltage U2. This tension depends on the mutual size ratio of the
two crystals i and 2 as well as their degree of mechanical coupling. Through the
strong frame 3 ensures that the total length of the two crystals always
Is pale in size. A deformation of one crystal is therefore with the opposite
The sign is completely transferred to the other crystal, so that the strains resp.
Pressures of the two crystals and thus their electrical tensions along their length
are inversely proportional if both crystals have the same cross-section,
but this is not necessary. Of course, the created and the
The voltages taken at the two crystals are interchanged. the
just described embodiment of Fig. i has the advantage that the cutoff frequency is very
can be placed high. But because the capacitance of the crystal 2 is small and
internal resistance of the hall) becomes large, becomes at a given frequency and voltage
only a small amount of power can be transmitted.
Die in der Fig. 2 gezeigte Ausführungsfortn zeigt zwei Kristalle 4
und 5 verschiedener Stärke, die mit ihren Flächen aufeinandergelegt sind, wobei
die mechanischen Schwingungsrichtungen R2 der Kristalle so liegen, daß diese Kristalle
Sattelbieger darstellen. Dies eAnordnung besitzt großeKapazität und einen großen
inneren Widerstand, so daß sie daher besonders für die Cbertragung größerer Leistung
geeignet ist. DasÜbersetzungsverhältnis hängt von der verschiedenen Dicke der beiden
Kristalle 4 und 5 ab.The embodiment shown in FIG. 2 shows two crystals 4
and 5 of different thicknesses, which are laid one on top of the other with their faces, where
the mechanical oscillation directions R2 of the crystals are so that these crystals
Represent saddle bender. This arrangement has a large capacity and a large one
internal resistance, so that they are therefore particularly suitable for the transmission of greater power
suitable is. The gear ratio depends on the different thickness of the two
Crystals 4 and 5 from.
Der erfindungsgem:iße Kristallübertrager kann auch als Handfilter,
dessen Kopplungsgrad durch verschieden starkes Zusammenpressen der Kristalle mechanisch
verändert werden kann, Anwendung finden. Die Kapazitäten des Handfilters werden
hierbei ganz oder teilweise durch die Kristalle gebildet.The crystal exchanger according to the invention can also be used as a hand filter,
its degree of coupling through mechanical compression of the crystals of different strengths
can be changed, find application. The capacities of the hand filter will be
here formed entirely or partially by the crystals.
Gleiche Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile lassen sich auch mittels
anderer ßieger, z. B. Torsionsschwinger, erreichen.The same application possibilities and advantages can also be achieved by means of
other winner, z. B. Torsional vibrator, achieve.