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Gehäuse für Bauelemente der Elektrotechnik
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für Bauelemente der Elektrotechnik mit einem zur Befestigung des Bauelements eingerichteten flachen Bodenstück und einer vakuumdicht mittels eines schmalen Schweissrandes auf das Bodenstück aufgeschweissten Gehäusekappe.
Empfindliche Bauelemente der Elektrotechnik, wie z. B. Schwingquarze, müssen zum Schutz vor atmosphärischen Einflüssen in vakuumdicht geschlossenen Gehäusen untergebracht werden.
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Bei Glasbehältern ist von Nachteil, dass ihr Verschluss relativ schwierig durchzuführen ist und der dabei auftretende Ausschuss die Wirtschaftlichkeit der Herstellung und die Dauerstandfestigkeit der Behälter beeinträchtigt. Aus Blech bestehende, durch Weichlötung verschlossene Quarzgehäuse haben den Nachteil, dass die Lötnaht gegen Temperatur-und Druckwechselbeanspruchungen wenig widerstandsfähig ist. Es können dabei in der Lötnaht Risse und andere Undichtigkeiten auftreten, wodurch die Langzeitkonstanz eines derartigen Verschlusses stark herabgesetzt wird.
Risse in der Lötnaht können u. a. auch durch die beim Abkühlen des Gehäuses auftretende stärkere Schrumpfung der gegenüber dem aus einem relativ massiven Stahlteil bestehenden Bodenstück aus einem andern Werkstoff hergestellten Gehäusekappe wegen der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der beiden Teile verursacht werden, sowie die Folge von in der Lötnaht verbliebenen Gas-bzw.
Flussmitteleinschlüssen sein. Es kommt noch hinzu, dass beim Weichlöten ins Gehäuseinnere eingedrungene Flussmittelkondensate sich dort niederschlagen und von dort auch durch nachträgliches
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Schwingquarz, kann nun auch durch Verschweissen der Kappe mit dem Bodenstück erzielt werden. Beim Schweissen tritt jedoch das Problem auf, die beiden miteinander zu verbindenden Teile während des Schweissvorganges genau in ihrer Lage zueinander justiert zu halten und zugleich zu verhindern, dass beim Schweissen auftretende Spritzer flüssigen Metalls in das Gehäuseinnere gelangen und einen z. B. im Gehäuseinneren befindlichen Schwingquarz beeinträchtigen.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Gehäuse für Bauelemente der Elektrotechnik zu schaffen, welches mittels Schweissen verschlossen werden kann, ohne dass dabei das in dem Gehäuse untergebrachte Bauelement (Schwingquarz) beschädigt oder in seiner Funktionstüchtigkeit beeinträchtigt wird und ohne dass die bereits vor dem Schweissen festliegenden äusseren Abmessungen eines derartigen Gehäuses durch den Schweissvorgang verändert werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Gehäuse der eingangs genannten Art gemäss der Erfindung vorgesehen, die Gehäusekappe mit einer zu der dem Kappeninneren zugewandten Oberfläche des Bodenstückes senkrecht verlaufenden inneren Mantelfläche sowie mit einem trichterförmig aufgeweiteten Randteil zu versehen und das Bodenstück derart stufenartig abgesetzt auszubilden, dass ein Halsabschnitt entsteht, der nach dem vor dem Schweissvorgang erfolgenden Zusammenfügen von
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Bodenstück und Kappe nach Art eines Kolbens in einem Zylinder von der Mantelfläche der Kappe umschlossen ist, wobei die äussere Randkante der stufenartigen Absetzung den trichterförmig aufgeweiteten Rand der Kappe berührt, so dass ein vom trichterförmigen Randteil der Kappe und der
Bodenstückabsetzung begrenzter, vom Gehäuseinneren abgetrennter Hohlraum gebildet ist.
In vorteilhafter Weise wird durch das Eintauchen des Halsteiles des Bodenstückes in das Kappeninnere der Raum, in dem sich der Schwingquarz befindet, gegen die Zone, in der sich der Schweissvorgang abspielt, abgeschirmt. Zugleich mit der Abschirmung bewirkt die stufenartige Absetzung eine einfache Zentrierung des Bodenstückes gegenüber der Gehäusekappe, so dass diejenigen Teile, die beim Schweissen sich schmelzend miteinander verbinden sollen, nur die dafür vorgesehene Lage einnehmen können.
Die durch die Absetzung des Bodenstückes gebildete Randkante stellt die sogenannte Schweisskante dar. Beim Zusammenfügen von Kappe und Bodenstück vor dem Schweissvorgang wird die Schweisskante gegen den trichterförmig aufgeweiteten Randteil der Kappe gepresst. Wird nun über geeignet ausgebildete Elektroden an Kappe und Bodenstück die Schweissspannung angelegt, so erfolgt der die Verschweissung bewirkende Stromübergang nur über die Schweisskante, weil die Übergangswiderstände der weiteren aneinanderliegenden Flächen von Bodenstück und Kappe gegenüber dem an der Schweisskante auftretenden Übergangswiderstand sehr hoch sind.
Der von Kappenrand und Bodenstück gebildete, gegen das Gehäuseinnere abgetrennte Hohlraum fängt die beim Schweissen auftretenden Metallspritzer auf, zugleich stellt er für die beim Schweissen an der Kappenrandinnenseite und der Bodenstückkante entstehenden Formänderungen einen Toleranzraum zur Verfügung, mit dessen Hilfe es möglich ist, nach der Fertigstellung des Gehäuses an seinen Aussenflächen die bereits vor dem Schweissvorgang festgelegte masshaltige Form beizubehalten, so dass das Gehäuse ungeachtet der an der Verschweissungsstelle selbst auftretenden Formänderungen in andere, in ihren Abmessungen vorgegebene Bauformen eingesetzt werden kann.
Weitere Vorteile und Ausbildungen des Gehäuses nach der Erfindung ergeben sich aus einem an Hand der Zeichnung näher erläuterten Aufbau eines zur Aufnahme eines Schwingquarzes vorgesehenen Gehäuses.
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Schwingquarz bezeichnet. über Zuleitungen--4, 5--, die das Bodenstück durchdringen, wird dem Quarz die Schwingspannung zugeführt, gleichzeitig dienen diese Zuleitungen zur eigentlichen Halterung des Quarzes über z. B. Klipse-6, 7--.
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insbesondere, wenn das Gehäuseinnere mit inertem Gas gefüllt wird, oder aus Reinnickel bzw. einer Nickel-Kupfer-Legierung hergestellt sein. Die letzteren Werkstoffe eignen sich dann besonders als Material der Gehäusekappe, wenn vorgesehen ist, das Gehäuseinnere vor dem Verschliessen zu evakuieren.
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Bodenstück eine schweissgerechte und korrosionsbeständige Oberfläche.
Kappe und Bodenstück sind nun derart ausgebildet, dass bei vor dem Schweissvorgang erfolgendem Zusammenfügen von Bodenstück und Kappe ein durch stufenartige Absetzung gebildeter Halsteil des Bodenstückes --8-- von der senkrecht zu der dem Kappeninneren zugewandten Oberfläche--13-- des Bodenstückes verlaufenden inneren Mantelfläche --9-- der Kappe umschlossen wird. Die Absatzstufe des Bodenstückes bildet eine äussere Kante--10--, die sich beim Zusammenfügen von Bodenstück und Kappe gegen den trichterförmig aufgeweiteten Randteil--11--der Kappe legt. Diese Kante stellt die sogenannte Schweisskante dar.
Werden an Bodenstück und Kappe entsprechend ausgebildete Elektroden angelegt und die Schweissspannung eingeschaltet, so erfolgt das Verschweissen von Bodenstück und Kappe an der Stelle, an der die Schweisskante den trichterförmig aufgeweiteten Randteil--11--der Kappe berührt.
Durch den Schweissvorgang verursachte Spritzer flüssigen Metalls werden durch die besondere Ausbildung von Bodenstück und Kappe in einem Fangraum--12--festgehalten, der von dem trichterförmig aufgeweiteten Randteil--11--der Kappe und der Bodenstückabsetzung begrenzt ist. In das Gehäuseinnere, in dem der Schwingquarz untergebracht ist, können daher Metallspritzer auf keinen Fall gelangen. Der durch die stufenartige Absetzung gebildete Halsteil des Bodenstückes --8--, der nach Art eines Kolbens in einem Zylinder in das Kappeninnere eintaucht und das Gehäuseinnere dadurch gegen die Zone, in der sich der Schweissvorgang abspielt, abschirmt, verhindert dies sicher.
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Mit dem beschriebenen Gehäuse ist es möglich, Quarze und Halterteile je nach Materialbeschaffenheit bis 300 bzw. 400 C auszuheizen. Das Fehlen von Feuchtigkeitsresten und die erreichbare hohe Reinheit im Inneren des den Schwingquarz umgebenden und vakuumdicht verschlossenen Gehäuses hat eine hohe Qualität und Zuverlässigkeit der auf diese Weise gefertigten Gehäuse zur Folge. Ausserdem wird durch Verwendung eines Gehäuses nach der Erfindung die Verschlusszeit gegenüber der beim Weichlöten notwendigen Arbeitsgänge und der damit benötigten relativ langen Verschlusszeit wesentlich verkürzt.
Das beschriebene Gehäuse ermöglicht es, die Gehäuseteile (stufenartig abgesetzt ausgebildete Bodenplatte sowie mit einem trichterförmig aufgeweiteten Randteil versehene Kappe) mit Aussenabmessungen herzustellen, die innerhalb der DIN-Normen derartiger Gehäuse liegen. Ein auf die vorgeschlagene Weise verschlossenes Quarzgehäuse ist daher ohne weiteres geeignet, die mittels Weichlöten verschlossenen Schwingquarzgehäuse, wie sie bisher in Thermostaten, Steckfassungen, Halterungen für gedruckte Schaltungen u. dgl. eingesetzt sind, zu ersetzen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gehäuse für Bauelemente der Elektrotechnik mit einem zur Befestigung des Bauelements eingerichteten flachen Bodenstück und einer vakuumdicht mittels eines schmalen Schweissrandes auf das
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senkrecht verlaufenden inneren Mantelfläche (9) sowie mit einem trichterförmig aufgeweiteten Randteil (11) versehen und das Bodenstück derart stufenartig abgesetzt ausgebildet ist, dass ein Halsabschnitt entsteht, der nach dem vor dem Schweissvorgang erfolgenden Zusammenfügen von Bodenstück und Kappe nach Art eines Kolbens in einem Zylinder von der Mantelfläche der Kappe umschlossen ist, wobei die äussere Randkante (10) der stufenartigen Absetzung den trichterförmig aufgeweiteten Rand der Kappe berührt, so dass ein vom trichterförmigen Randteil (11) der Kappe und der Bodenstückabsetzung begrenzter,
vom Gehäuseinneren abgetrennter Hohlraum gebildet ist.
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