DE1915411B2

DE1915411B2 - METALLIC HOUSING FOR QUARTZS

Info

Publication number: DE1915411B2
Application number: DE19691915411
Authority: DE
Inventors: Waldemar Dipl.-Phys.; Mackuth Manfred; Schubotz Peter; 8000 München Eberhardt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-03-29
Filing date: 1969-03-26
Publication date: 1972-04-13
Also published as: CH489149A; DE1915411A1

Description

Die Erfindung betrifft ein metallisches Gehäuse für Schwingquarze, mit einem zur Befestigung des Schwingquarzes eingerichteten Bodenstück und einer mittels einer schmalen, iinicnf^rmigen Schweißnaht auf das Bodenstück aufgeschweißten Gehäusekappe, wobei das Bodenstück mit eintm verjüngten Abtchnitt nach Art der Führung eines Kolbens in einem Zylinder in die Kappe eingesteckt ist.The invention relates to a metallic housing for quartz oscillators, with one for fastening the Oscillating quartz furnished bottom piece and one by means of a narrow, iinicn-shaped weld seam Housing cap welded onto the base piece, the base piece with a tapered section is inserted into the cap in the manner of guiding a piston in a cylinder.

Gehäuse für Schwingquarze sind z. B. aus den deutschen Gebrauchsmustern 1 753 675, I 797 293, 1 803 560 und der schweizerischen Patentschrift 256 685 bekannt.Housings for quartz crystals are z. B. from the German utility models 1 753 675, I 797 293, 1 803 560 and the Swiss patent specification 256 685.

Ein aus dem Gebrauchsmuster 1 753 675 bekanntes Kunststoffgehäuse ist jedoch für hochwertige Schwingquarze weniger gut geeignet, da aus Kunststoff bestehende Gehäuse hinsichtlich ihrer inneren Struktur zeitlichen Änderungen unterworfen sind und dabei in den Innenraum des Gehäuses die Langzeitkonslanz eines Quarzes becinlrächtiger.'de Substanzen ausscheiden.A plastic housing known from utility model 1 753 675 is, however, for high quality Quartz oscillators are less suitable because their inner housings are made of plastic Structure are subject to changes over time and thereby the long-term consistency in the interior of the housing of a quartz precipitating substances.

Bei dem aus der schweizerischen Patentschrift bekannten Gehäuse handelt es sich um einen Glasbehälter. Bei Glashchällcrn ist von Nachteil, daß ihr Verschluß nur relativ schwierig durchzuführen ist und der dabei auftretende Ausschuß die Wirtschaftlichkeit der Herstellung und die Dauerstandfesligkcit der Behälter beeinträchtigt.The housing known from the Swiss patent is a glass container. The disadvantage of glass chellings is that it is relatively difficult to close them and the resulting rejects, the economic viability of production and the durability the container is impaired.

Aus Blech bestehende, durch Wciehlölung oder Klebemittel verschlossene Quarzgehäuse, wie sic z. B. aus den deutschen Gebrauchsmustern 1 797 293 und 1 803 560 bekannt sind, haben den Nachteil, daß die Lot- oder Klcbenaht gegen Temperatur- und Drtickwechselbcanspruchungcn wenig widerstandsfähig ist. Es können dabei in der Lot· oder Klebenaht Risse und andere Undichtigkeiten auftreten, wodurch die Langzeitkonstanz eines derartigen Verschlusses stark herabgesetzt wird. Risse in der Lot- oder Klcbenaht können unter anderem auch durch die bei Tcmperalurschwankungcn auftretende stärkere Schrumpfung der gegenüber dem aus einem relativ massiven Bndenslück, z. B. aus einem anderen Werkstoff hergestellten Gehäusekappe wegen der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der beiden Teile verur-Existing sheet metal, sealed by Wciehlölung or adhesive quartz housing, such as sic z. B. from the German utility models 1 797 293 and 1 803 560 are known, have the disadvantage that the Solder or clip seam against changes in temperature and pressure is not very resistant. There may be cracks in the solder or glue seam and other leaks occur, whereby the long-term constancy of such a closure is strong is reduced. Cracks in the solder or clip seam can also be caused by fluctuations in temperature Occurring stronger shrinkage of the compared to that from a relatively massive gap, z. B. made of a different material housing cap because of the different Expansion coefficients of the two parts cause

25 11g sacht werden, sowie die Folge von inder Verhindunusnaht verbliebenen Gas- bzw. Flußmilleleinschlüssen sein. Es knmmi noch hinzu, daß z. B. beim Weichlöten ins Gehäuseinnere eingedrungene l-'lul'jmittelkondensate sich dort niederschlagen und von dort auch durch nachträgliches Spülen mit z. B. Stickstoff nicht immer vollständig enlfern¹. werden können.25 11g, as well as the consequence of gas or flow millel inclusions remaining in the prevention seam. It knmmi also added that z. B. l-'lul'jmittelkondensate penetrated into the housing interior during soft soldering are deposited there and from there also by subsequent rinsing with z. B. Do not always completely remove nitrogen ¹ . can be.

Ein dichter Verschluß eines Gehäuses für ein empfindliches Bauelement, wie z. B. einen Schwingquai/, kann nun auch durch Verschweißen der Kappe mn dem Bodenstück erzieh werden. Beim Schweißen tr'ui jedoch das Problem auf, die beiden miteinander zu verbindenden Tile während des Schweißvorgange·, genau in ihrer Lage zueinander justiert zu halten unu zugleich zu verhindern, daß beim Schweißen auftretende Spritzer flüssigen Metalls in das Gehäuseinnere gelangen und einen z. B. im Gehäuseinneren befindlichen Schwingquarz beeinträchtigen.A tight seal of a housing for a sensitive component such. B. a swinging quay /, can now also be trained by welding the cap mn the base piece. When welding, tr'ui However, there is the problem of the two tiles to be joined together during the welding process, to keep precisely adjusted in their position to each other and at the same time to prevent occurring during welding Splash of liquid metal get into the interior of the housing and a z. B. located inside the housing Affect the quartz crystal.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Gehäuse für Schwingquarze zu schaffen, das durch Schweißen verschlossen werden kann, ohne daß dabei der in dem Gehäuse untergebrachte Schwingquarz beschädigt oder in seiner Funktionstüchligkeit beeinträchtigt wird und ohne daß die bereits vor dem Schweißen festliegenden äußeren Abmessungen eines derartigen Gehäuses durch den Schvveißvorgang verändert werden können.It is therefore the object of the invention to create a housing for quartz oscillators that can be welded can be closed without damaging the quartz oscillator accommodated in the housing or its functionality is impaired and without the prior to welding fixed external dimensions of such a housing changed by the welding process can be.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Gehäuse der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Kappe mit einem trichterförmig aufgeweiteten Rand versehen ist und das Bodcnslück eine umlaufend: Kante aufweist, derart, daß die Berührungslinie zwischen dem trichterförmig aufgeweiteten Rand und der Kante die Schweißnaht bildet und ein vom Bodenstück und dem Kappenrand begrenzter, vom Gehäuscinneren abgetrennter Hohlraum entsteht.To solve this problem, according to the invention, in a housing of the type mentioned at the beginning provided that the cap is provided with a funnel-shaped widened edge and the Bodcnslück a circumferential: edge, such that the contact line between the funnel-shaped widened Edge and the edge forms the weld seam and a bordered by the base piece and the cap edge, a cavity separated from the housing interior is created.

In vorteilhafter Weise wird durch diese Ausbildung des Gehäuses der Raum, in dem sich der Schwingquarz befindet, gegen die Zone, in der sich der Schvveißvorgang abspielt, abgeschirmt. Zugleich mit der Abschirmung bewirkt die Gchäuscbildimg nach der Erfindung eine einfache Zentrierung des Bodenstücks gegenüber der Gehäusekappe, so daß diejenigen Feile, die beim Schweißen sich schmelzend miteinander verbinden sollen, nur die dafür vorgesehene Lage einnehmen können.Advantageously, this design of the housing, the space in which the Quartz oscillator is located, shielded from the zone in which the welding process takes place. Simultaneously with the shield causes the Gchäuscbildimg according to the invention a simple centering of the Bottom piece opposite the housing cap, so that those files that melt during welding should connect with each other, can only occupy the intended position.

Beim Zusammenfügen von Kappe und Bodenslück vor dem Schweißvorgang wird das Bodenslück mit seiner umlaufenden Kante gegen den trichterförmig aufgeweiteten Rand der Kappe gepreßt. Wird nun über geeignet ausgebildete Elektroden an Kappe und Bodenstück die Sehweißspannung angelegt, so erfolgl der die Verschweißung bewirkende Stromübergang im wesentlichen nur über diesen linicnförmigen Bcrührungsbcrcich, weil die Übergangswiderstände der weiteren aneinanderliegenden Flächen von Bodcnslück und Kappe demgegenüber sehr hoch sind.When joining the cap and bottom gap before the welding process, the bottom gap is included its circumferential edge pressed against the funnel-shaped widened edge of the cap. Will now The visual white voltage is applied to the cap and base via suitably designed electrodes, so it is successful the current transfer causing the welding essentially only over this linear contact area, because the contact resistances of the other adjacent surfaces from Bodcnslück and cap are very high.

Der von Kappenrand und Bodenstück gebildete, gegen das Gchäuscinncre abgetrennte Hohlraum fängt die beim Schweißen auftretenden Mctallspritzer auf, zugleich stellt er für die beim Schweißen an der Kappcnrandinncnscitc und der Bodenslückkantc entstehenden Formänderungen einen Tolcranz.raum zur Verfügung, mit dessen Flilfe es möglich ist. nach der Fertigstellung des Gehäuses an seinen Außenflächen die bereits vor dem Schweißvorgang festgelegte maß-The cavity formed by the edge of the cap and the base piece and separated from the housing catches the metal splashes that occur during welding, at the same time it provides for those during welding on the Cap-edge innersitc and the bottom gap edge resulting in changes in shape a Tolcranz.raum to Disposal with whose help it is possible. after completion of the housing on its outer surfaces the dimensionally determined before the welding process

hallige Form beizubehalten, so dall das Gehäuse ungeachtet der an der Verschweiilungsstelle selbst atifireienJen Formänderungen in andere, in ihren Abmessungen \orgcgebene Baul'ormen eingesetzt werden kann.to maintain a reverberant shape, so that the housing atifireen regardless of the at the welding point itself Changes in shape can be used in other structural standards that are given in terms of their dimensions can.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergehen sich aus einem an Hand einer Figur näher erläuterten Aufbau eines zur Aufnahme eines Schwingquarzes vorgesehenen Gehäuses.Further details of the invention emerge from one explained in more detail with reference to a figure Structure of a housing intended to accommodate a quartz oscillator.

Im einzelnen zeigt die Figur einen Querschnitt durch das Gehäuse. Dabei ist mit 1 die Gehäusekappe, mit 2 das Boden.uück und mit 3 ein an dem Bodenstück befestigter Schwingquarz bezeichnet. Über Zuleitungen 4. 5, die das Bodenslück durchdringen, wird dem Quarz die Schwingspannung zugeführt, gleichzeitig dienen diese Zuleitungen zur eigentlichen Halterung des Quarzes über z. B. Klipse 6, 7.In detail, the figure shows a cross section through the case. 1 is the housing cap, with 2 the Boden.uück and with 3 one on the bottom piece attached quartz crystal. Via feed lines 4.5, which penetrate the gap in the floor, the oscillating voltage is fed to the quartz, at the same time these feed lines serve for the actual Holder of the quartz over z. B. clips 6, 7.

Die Kappe kann z. B. im Ί iefziehvcrfahren aus Neusilbcrblech — dieser Werkstoff empfiehlt sich insbesondere, wenn das Gehäuseinnere mit inertem Gas gefüllt wird — oder aus Reinnickel bzw. eine: Nickel-Kupfcr-Legierung hergestellt sein. Die letzteren Werkstoffe eignen sich dann besonders als Material der Gehäusekappe, wenn vorgesehen ist, das Gcliäuscinnerc vor dem Verschließen zu evakuieren.The cap can e.g. B. in the deep-drawing process Nickel silver sheet - this material is particularly recommended if the interior of the housing is made of inert Gas is filled - or made of pure nickel or a: Nickel-Kupfcr alloy be made. The latter materials are then particularly suitable as a material the housing cap, if provided, the Gcliäuscinnerc evacuate before closing.

Das Bodenstück, in dem die Zuführungsleitungen 4. 5 mittels Glaseinschmclzung befestigt sind, besteht aus Stahl oder einem anderen geeigneten Werkstoff. Durch Mattvernickcln erhält das Boclenstück eine schweißgerechte und korrosionsbeständige Oberfläche. The base piece, in which the supply lines 4, 5 are fastened by means of glass inlay, consists made of steel or another suitable material. The bowling piece is given a matt nickel finish weldable and corrosion-resistant surface.

Kappe und Bodenslück sind nun derart ausgebildet, daß bei vor dem Schweißvorgang erfolgendem Zusammenfügen von Bodenstück und Kappe ein stufenartig abgesetzter Teil des Bodenslückcs 8 von der senkrecht zu der dem Kappeninneren zugewandten Oberfläche 13 des Bodcnslücks verlaufenden inneren Mantelfläche 9 der Kappe umschlossen wird. Eine weitere Abwinkelung des Bodenstückes bildet eine Kante 10. die sich beim Zusammenfügen von Bodenstück und Kappe gegen den trichterförmig aufgeweiteten Rand 11 der Kappe legt. Diese weitere Kante stellt die sogenannte Schweißkanlc dar. Werden an Bodenstuck und Kappe entsprechend ausgebildete Elektroden angelegt und die Schweißspannung eingeschaltet, so erfolgt das Verschweißen "or Btidenslüek und Kappe an der Stelle, an der die Schweillkante den trichterförmig aufgeweiteten Rand tier Kappe berührt.The cap and gap in the bottom are now designed in such a way that when the welding process takes place Assembling the bottom piece and cap a stepped part of the bottom gap 8 from the perpendicular to the surface 13 of the bottom gap facing the inside of the cap Jacket surface 9 of the cap is enclosed. Another bend of the bottom piece forms a Edge 10. which widened in the shape of a funnel when the bottom piece and cap are joined together Edge 11 of the cap lays. This further edge represents the so-called welding channels Base piece and cap appropriately designed electrodes applied and the welding voltage switched on, this is how the welding "or Btidenslüek and cap at the point at which the welding edge touches the funnel-shaped widened edge of the cap.

Durch den Schweißvorgang verursachte Spritzer flüssigen Metalls werden durch die besondere Ausbildung, "von Bodenstück und Kappe in einem HohlraumSplashes of liquid metal caused by the welding process are due to the special training, "of the base and cap in a cavity

ίο 12 festgehalten, der von dem trichterförmig aufgeweiteten Rand 11 der Kappe und der Abwinkelung des Bodenstücks begrenzt ist. In das Gehäuseinnere, in dem der Schwingquarz untergebracht ist. können daher Metallspitzer auf keinen Fall gelangen. Dasίο 12 held on by the widened funnel shape Edge 11 of the cap and the bend of the bottom piece is limited. Inside the case, in which the quartz crystal is housed. therefore, metal sharpeners cannot reach them under any circumstances. That

Ii stufenartig abgesetzte Teil des Bodenstückes 8, das nach Art der Führung eines Kolbens in einem Zylinder in das Kappeninnere eintaucht und das Gehäuseinnerc dadurch gegen die Zone, in der sich der Schweißvorgang abspielt, abschirmt, verhindert dies sicher.Ii stepped part of the bottom piece 8, the in the manner of guiding a piston in a cylinder immersed in the interior of the cap and the housing interior thereby against the zone in which the Welding process takes place, shields, prevents this safely.

Mit dem beschriebenen Gehäuse ist es möglich, Quarze und Haltcrteile je nach Matcrialbcschaffenheit bis 300 bzw. 400° C auszuheizen. Das Fehlen von Feuchligkeitsresten und die erreichbare hoheWith the housing described, it is possible to use crystals and holding parts depending on the material to be baked out to 300 or 400 ° C. The lack of moisture residue and the achievable high

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. Purity inside the housing that surrounds the quartz crystal and is sealed in a vacuum-tight manner a high quality and reliability of the housing manufactured in this way result. Also will by using a housing according to the invention, the shutter speed compared to that for soft soldering The necessary operations and the relatively long shutter time required therewith are significantly shortened.

Das beschriebene Gehäuse ermöglicht es. die Gc häuseteile (abgestufte Bodenplatte und trichterförmig am Rand aufgeweitete Kappe) mit Außcnabmcssungcn herzustellen, die innerhalb der DIN-Normcn derartiger Gehäuse liegen. Ein auf die vorgeschlagene Weise ausgebildetes Qujrzgchäuse ist daher ohne weiteres geeignet, die mittels Weichlöten verschlossenen Schwingquarzgchäuse, wie sie bisher in Thermostaten, Steckfassungen, Halterungen für gedruckte Schaltungen u. dgl. eingesetzt sind, zu ersetzen.The housing described makes it possible. the Gc housing parts (stepped base plate and funnel-shaped at the edge widened cap) with external dimensions that are within the DIN standards of such Housing lie. A Qujrzgchäuse formed in the proposed way is therefore without Another suitable option is the quartz housing, which is closed by means of soft soldering, as was previously the case in thermostats, Jacks, mounts for printed circuits and the like. Are used to replace.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Metallic case for quartz oscillators, furnished with a / ui "attachment of the quartz oscillator liodenstüek and one by means of a narrow, linear !! Weld on the Bottom piece welded on housing cap. The band has a tapered section is inserted into the cap in the manner of guiding a piston in a cylinder, thereby marked that the cap

(I) with a funnel-shaped widened edge

(II) is provided and the bottom piece (8) a having circumferential combs (10), such that the The line of contact between the funnel-shaped expanded cattle and the edge is the weld seam forms and one delimited by the base piece and the cap edge, separated from the housing interior Cavity (12) is created.