粘合有驱动器的振动传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据专利权利要求1前序部分的振动传感器。
【背景技术】
[0002]现有技术公开了例如用作振动限位开关的振动传感器。在这种情况下，振动传感器具有可由驱动器激发而振动的膜，并且安装在该膜上的机械振荡器借助于该膜可被激发而振动。与机械振荡器覆盖填充材料的状态无关，并且与这种填充材料的粘度无关，这个机械振荡器以特征频率振动，该特征频率可由振动传感器检测，并可转变成测量信号。
[0003]在这种振动限位开关中使用粘合的驱动器是已知的，其中为了在膜上产生粘合层，转接器陶瓷元件与膜相粘合，并且转而在所述转接器陶瓷元件上涂敷粘合层，用这个粘合层来粘合压电致动器，最后借助于柔性印刷电路板(所谓的挠性电路板)与所述压电致动器形成接触。在上述生产过程中，用均匀的薄粘合层来把单个的组件一个粘结在另一个之上是困难的，因为这些粘合层的厚度作为粘合剂的粘度、使用的粘合剂的量、以及施加的接触力的函数而变化。然而，不同厚度的粘合层对目标测量结果有影响，因此导致测量结果不想要的偏差。
[0004]此外，经证实，在上述组装过程中保持单个的组件彼此同心，并且必须把所述单个的组件放置成相对于膜居于中心是不利的。为了使单个的组件居于中心并为了粘合过程，迄今为止，已知的现有技术通过使用由合成塑料材料制成的外壳达到了这些要求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于获得一种改进的、避开现有技术已知缺陷的振动传感器。
[0006]这个设计目的借助于显示出专利权利要求1中公开特征的振动传感器并借助于显示出专利权利要求17中公开特征的生产振动传感器的方法来实现。
[0007]包括膜(其可通过驱动器激发而振动)的本发明振动传感器，具有驱动器，其包括至少一个压电致动器，在这种情况下，驱动器与膜粘合，并且膜具有至少一个定中心器件，其设计成适于把驱动器相对于膜定向在中心。
[0008]基于前述，特别的，根据本发明的振动传感器由于设置在膜上的定中心器件能够省掉额外的用于把驱动器相对于膜定向的外壳，结果能够大幅度减少所需组件的数量。
[0009]定中心器件可设计成，例如，定中心凸起，其以居于中心的方式设置在膜上。
[0010]在本实施方式中，定中心凸起定义成定中心器件，其以套筒或中空圆筒的形式设计，并以居于中心的方式形成在膜上或者与所述膜整体模制成一件。特别的，这种设计成定中心凸起的定中心器件使得具有中心开口的驱动器(例如，其中转接器陶瓷元件和压电致动器在每种情况下都设计成环形，因此显示出中心开口)用这个开口滑到定中心凸起上的目的能够实现，这样做可自动地定向以便使驱动器相对于膜居于中心。
[0011]在本发明能够进一步简化组装的又一发展中，为了把驱动器和膜粘合在一起，定中心器件可设计成粘合剂的供给装置。特别的，如果定中心器件设计成中空圆筒，优选地，其沿径向具有至少一个开口，能够把驱动器推到定中心器件上，然后经由定中心器件供给粘合剂。所述粘合剂沿径向通过开口与驱动器和膜形成接触，并借助于毛细力分布在单个的组件之间。这种布局能够产生均匀的薄的并且高质量的粘合层，特别的，不依赖于添加的粘合剂的量。如果中空圆筒设计成沿纵向开槽的，那么开口沿径向的特别简单的结构可以实现。特别的，这种结构使得粘合剂能够与驱动器在定中心器件的整个高度上形成接触，因此实现了可靠的粘合。
[0012]以上实施方式是有利的，尤其是在驱动器由转接器陶瓷元件和压电致动器两个部分构建时，在这种情况下，转接器陶瓷元件设置在膜和压电致动器之间。
[0013]在这个实施方式中，把转接器陶瓷元件和压电致动器推到定中心器件上，然后通过加入粘合剂(优选地，其经由设计成供给装置的定中心器件)粘合在一起。然后粘合剂由于有效的毛细力会分布在膜和转接器陶瓷元件之间以及转接器陶瓷元件和压电致动器之间。在这种情况下，最终结果是在膜和转接器陶瓷元件之间以及在转接器陶瓷元件和压电致动器之间形成高质量、具有可再生厚度的粘合层。
[0014]由于膜、转接器陶瓷元件和压电致动器通常具有非常高质量的光滑表面，必须为所述表面提供表面结构，其设计成适于促进粘合剂在膜和转接器陶瓷元件之间和/或在转接器陶瓷元件和压电致动器之间散布。这种表面结构可设计成，例如，隆起和/或凹陷，其有选择地粘贴在和/或引入到膜、转接器陶瓷元件或压电致动器上。
[0015]用合适的表面结构能够在单个的组件之间可靠地设定限定的距离。然后有效的毛细力导致粘合剂进入到空间中，从而在组件之间散布，并产生期望的粘合。
[0016]表面结构可设计成，例如，凹陷，特别的，设计成凹槽，优选地，其或多或少沿径向延伸并引入到膜和/或转接器陶瓷元件和/或压电致动器中。
[0017]可替换或附加的，表面结构也可设计成隆起。在这种情况下，隆起可设计成，例如，至少一个网状物，其可粘贴在膜和/或转接器陶瓷元件和/或压电致动器的表面上。优选地，这种网状物可设计成沿周向延伸，并且优选地可设置在膜、转接器陶瓷元件或压电致动器的外缘上。这种隆起可借助于，例如，印刷工艺，特别是丝网印刷工艺生成。这种印刷工艺可用来生成清晰结构的、具有规定的层厚度的层，所以具有恒定的传感器性能的高质量制造是可能的。
[0018]表面结构，无论是凹陷或隆起，优选地，具有5到30 μm的高度。
[0019]在附加的实施方式中，膜面向驱动器的顶面设计成凹的，所以在与驱动器平面的交互中产生空腔，粘合剂由于毛细力可极好地分布在空腔中。
[0020]根据本发明的进一步拓展，特别的，定中心器件和驱动器可具有设计成彼此匹配的外和/或内轮廓。外和/或内轮廓使得驱动器相对于膜能够以预先定义的定向设置。特别的，为此定中心器件可具有突出，其与驱动器上设计成与所述突出相匹配的凹处这样相互作用，即实现了驱动器沿膜的周向的某一定向。这种布局是方便的，尤其是在使用构建成四个部分的压电致动器作为驱动器时，在这种情况下，两个沿径向彼此相对设置的部分设计成发射器，即，为了激发振动，而另两个沿径向彼此相对设置的部分设计成接收器，即，为了检测振动。这里为了实现功能化布局，单个的部分相对于设置在膜上的机械振荡器必须以预先定义的定向，该布局可借助于例如上面描述的具有相互匹配的突出和凹处的钥匙和锁原理实现。
[0021]此外，接触柔性电路板可整合到钥匙和锁原理中。准确地说，在压电致动器分成四个部分的情况下，沿周向的正确定向是非常重要的，柔性电路板具有四个形成接触的极的特征也是必需的。
[0022]然而，由于柔性电路板必须以导电方式与压电致动器仅在四个点粘合，必须用导电粘合剂来进行附加的粘合过程。
[0023]根据本发明的生产方法，其供振动传感器的生产使用，振动传感器包括可通过驱动器激发而振动的膜，其中驱动器和膜相互粘合，并且驱动器具有至少一个压电致动器，以下步骤按列出的顺序执行:
[0024]-把驱动器以居于中心的方式设置在膜上，以及
[0025]-把粘合剂加入到邻近驱动器和膜的空间中，借此由于毛细作用，粘合剂分布在这些元件之间，以及
[0026]-固化粘合剂。
[0027]特别的，根据本发明的方法由于毛细作用能够获得一致的薄的并且高质量的粘合层，然而用现有技术的方法是不能获得这种粘合层的，其中粘合剂首先涂在膜上，然后把驱动器放置在所述膜上。
[0028]在本方法的又一拓展中，其中驱动器由至少一个转接器陶瓷元件和至少一个压电致动器组成，执行以下步骤:
[0029]-把转接器陶瓷元件以