DE2123823C3 - Keramikfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Keramikfilter mit einem äußeren Gehäuse, einem scheibenförmigen keramischen Rcsonatorelement, das in radialer Richtung Schwingungen ausführt, und einem Paar federnder Endplatten auf beiden Seiten des Resonatorelements, die je einen Vorsprung zum elektrischen Kortaktieren und /um Halten des Resonatorelements aufweisen.

Bei einem derartigen Keramikfilter wird das Resonan/element durch die federnden Endpiatten in der geometrischen Mitte gehalten, da sich in der Mitte des Elements der Schwingungsknotenpunkt befindet. Eine derartige Halterung bewirkt, daß das Schwingverhalten des Resonatorelements durch die Halterung nicht gestört wird, so daß das Resonatorelement frei und ungedämpft schwingen kann.

Aus der JA-PS 12 505/69 ist es bekannt, ein radial schwingendes Resonatorelement eines Keramikfilters dadurch zu haltern, daß die Zuführungsdrähie direkt an die geometrische Mitte angelötet sind, so daß das Element lediglich durch die Zuführungsdrähte gehalten wird. Diese Ausbildung hat jedoch den Nachteil, daß der Durchmesser der Zuführungsdrähte möglichst gcriiii? sehalten werden muß. damit deren Einfluß auf die Schwingung des Elements möglichst gering ist. was wiederum die Bruchsicherheit des Filters auf Grund mechanischer Schwingungen herabsetzt.

Da bei dem Keramikfilter der eingangs genannten Art das Resonatorelement lediglich auf Grund der Federwirkung der federnden Endplatten gehalten wird, kann beim Auftreten von äußeren Stoßen und Schwingungen der Unterstützungspunkt aus der geometrischen Mitte des Resonatorelements wandern, so daß

ίο sich die Filtereigenschaften des Keramikfilters verändern. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe liegt daher darin, für eine stabilere Halterung des Resonatorelements zu sorgen, d. h, die mögliche Abweichung des Unterstützungspunktes von der geometrischen Mitte beim Auftreten äußerer Schwingungen und Stöße zu verringern und somit ein Keramikfilter zu liefern, dessen Schwingungscharakteristik von derartigen äußeren Beeinflussungen unabhängig ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß bei einem Keramikfilter der eingangs genannten Art im äußeren Gehäuse ein inneres Gehäuse vorgesehen ist, das aus zwei Bauteilen besteht, die jeweils zylindrische Aussparungen aufweisen, deren Durchmesser etwas größer als der des Resonatorelements ist, daß die Bauteile derart zusammengefügt sind, aaß ein Hohlraum mit dem Durchmesser der Aussparungen entsteht, in dem das Resonatorelement und die federnden Endplatten derart eingesetzt sind, daß das Resonatorelement federnd zwischen den Vorsprüngen der federnden Endpiatten in seiner geometrischen Mitte gehalten wird, wobei zwischen dem Resonatorelement und den Wänden des Hohlraums ein Abstand bleibt.

Bei einem derartigen Keramikfilter wird eine seitliche Verschiebung des Resonatorelements und somit ein Auswandern des Unterstützungspunktes aus der geometrischen Mitte durch die Aussparungen des inneren Gehäuses verhindert, so daß das Resonatorelement stets in einer Lage gehalten wird, in der die Vorsprünge der federnden Endplatte das Element im geometrischen Mittelpunkt erfassen. Diese Halterung ist unabhängig vom Auftreten äußerer Schwingungen und Stöße, so daß eine Veränderung der Charakteristik des FiI-ters auf Grund derartiger Beeinflussungen verhindert wird.

Eine besonders stabile Arbeitsweise ergibt sich, wenn der Hohlraum des Innengehäuses einen Durchmesser aufweist, der 0,2 bis 2 mm größer als der des keramisehen Resonatorelements ist. Zur Verbesserung der Isolierung kann das Innengehäuse aus Polyacetatharz bestehen. Vorzugsweise weist eine Endplatte eine federnde Zunge auf, auf der sich der Vorsprung befindet, wodurch eine Verstärkung der federnden Halterung des Resonatorelements erreicht wird. Zur festen Halterung einer derart ausgestalteten federnden Endplatte kann im Innengehäuse eine zusätzliche Aussparung vorgesehen sein.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung der verschiedenen Bauteile der Ausführungsform;

F i g. 2 zeigt eine Schnittansicht durch ein Bauteil des inneren Gehäuses entlang der Linie It-Il in F i g. 1;

F i g. 3 zeigt die Ausführungsform in einer Längsschnittansicht;

Fig. 4 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Abwandlung des einen Bauteils des inneren Gehäuses.

Das in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Keramikfilter enthält ein kreisscheibenförmiges, keramisches Rcsonatoreiement 1 mit Elektroden 2, die auf die gegenüberliegenden Seiten des Filters durch Aufbrennen von Silberschichten aufgebracht sind. Zwei federnde Endplatten Ua und 116 bestehen aus einem federnden, elektrisch leitenden Material, beispielsweise Phosphorbronze, und weisen jeweils einen kreisförmig verbreiterten Bereich Hai und 11 b\ mit gleichem Durchmesser sowie aus einem Stück mit diesen ausgebildete, von den erweiterten Bereichen ausgehende Zuführungen Ha: und \\Ö2 auf. Die erweiterten Bereiche sind mit Vorsprüngen 12 bzw. 14 versehen. Die eine Endplatte Wb weist einen U-förmigen Schlitz auf, so daß eine Zunge 13 gebildet ist, die den Vorsprung 14 trägt.

Das innere Gehäuse besteht aus zwei Bauteilen 5a und 5b mit etwa rechteckiger Fom. Jedes Bauteil besieht aus einem stark isolierenden Material, beispielsweise Polyacetatharz und ist mit einer Aussparung versehen, so daß nach dem Zusammenfügen der beiden Bauteile ein Hohlraum entsteht, in den das Resonatorelement 1 und die beiden Endplatten 11a und Wb aufgenommen sind. Das innere Gehäuse befindet sich in einem äußeren Gehäuse 3 mit Zungen 3b\ und 3fc, die zum Anbringen des Filters an einem Chassis oder an einer Schaltungsplatte verwandt werden können.

Das eine Bauteil 5a des inneren Gehäuses ist mit einer ringförmigen Rippe 4 auf der Teilungsfläche versehen. Der Durchmesser der zylindrischen Aussparung 4' ist etwas größer ais der Durchmesser des Resonatorelements 1, beispielsweise um 0.2 bis 2 mm. Am Boden der Aussparung 4' befindet sich eine zweite zylindrische Aussparung 4" mit kleinerem Durchmesser, die zur Aufnahme des erweiterten Bereichs der federnden Endplatte dient. Ein Teil der Rippe 4 ist nutenförmig bei 4a ausgespart und eine Tangentialrippe 7 ist parallel zu einer Seitenkante des Bauteils 5a vorgesehen. Die Rippen 4 und 7 haben dieselbe Höhe.

Das andere Bauteil 5b des inneren Gehäuses ist mit drei zylindrischen Aussparungen 6, 6' und 6" mit jeweils kleineren Durchmessern versehen, die auf diese Weise einen slufenförmigen Aufbau bilden. Die äußere Aussparung 6 nimmt die ringförmige Rippe 4 des ersten Bauteils 5a dicht auf. Die mittlere Aussparung 6' hat denselben Durchmesser wie die zylindrische Aussparung 4' und die innere Aussparung 6" nimmt den erweiterten Bereich der federnden Endplitte auf. Auf der Bodenfläche der Aussparung 6" ist eine rechteckige Aussparung 8 vorgesehen. Weiterhin ist dieses Bauteil Sb mit einem relativ flachen Schlitz 9 an einer Stelle versehen, die der Anordnung der Nut 4a in der Rippe 4 entspricht. Es weist weiterhin eine relativ tiefe Nut 10 zur Aufnahme der gerade verlaufenden Rippe 7 aiii. Die Aussparung 8 ist so bemessen, daß sie die Zunge 13 der federnden Endplatte Wb aufnimmt, wenn diese etwas nach unten gebogen ist.

Die oben beschriebenen Teile des Keramikfilters werden in der in F i g. 3 dargestellten Weise zusammengefügt. Im einzelnen wird der erweiterte Bereich Hai der Endplatte Wa in die Aussparung 4" des Bauteils 5a eingefügt, und sodann wird das Resonatorelement ! in die Aussparung 4' eingesetzt, so daß das Resonatorelement 1 im geometrischen Mittelpunkt durch den Vorsprung 12 der Endplatte Ha gehalten wird. Der erweiterte Bereich Wb\ der Endplatte 116 wird in die Aussparung 6" des zweiten Bauteils 5b eingesetzt, so daß der Vorsprung 14 nach dem Zusammenbau im geometrischen Mittelpunkt mit der Elektrode 2 in Berührung kommt. Anschließend werden beide Bauteile durch Einfügen der Rippen 7 und 4 in die Aussparung 6 und die Nut 10 zusammengefügt. Anschließend wird die Zuführung 11Zh fest zwischen der Rippe 7 und der Nut 10 und die Zuführung Wm in der Nut 4a und der Nut 9 gehalten.

Da die erweiterten Bereiche der Endplatte fest am Boden der jeweiligen Aussparung gehalten werden, wird das Resonatorelement durch die Federwirkung der Zunge 13 fest an einer bestimmten Stelle gehalten. Wie es in F i g. 3 dargestellt ist, ist die Tiefe des durch die Aussparungen 4' und 6' gebildeten Hohlraums etwas größer als die Dicke des Elements I. Nach dem Zusammenfügen der beiden Bauteile des inneren Gehäuses wird dieses in das äußere Gehäuse· 3 gebracht. Die Öffnung des äußeren Gehäuses wird durch ein Gießharz 15, wie beispielsweise Epoxiharz, dicht verschlossen.

Bei diesem Aufbau wird das Resonatorelement 1 fest zwischen den federnden Endplatten mit ausreichendem Druck gehalten. Da weiterhin eine seitliche Verschiebung des Resonatorelements 1 durch die Aussparungen 4' und 6' der Bauteile des inneren Gehäuses verhindert wird, wird das Resonatorelement stets in einer Luge gehalten, in der der geometrische Mittelpunkt mit den Vorsprüngen der Endplatten ausgerichtet ist. Diese Halterung ist unabhängig vom Auftreten starker Schwingungen oder Stöße, so daß die Veränderung der Charakteristik des Filters auf Grund derartiger Beeinflussungen sicher verhindert werden kann.

Das erfindungsgemäße Keramikfilter wurde einem Vibrationstest unterworfen. Die Schwingungsfrequenz wurde kontinuierlich von 55 bis zu 10 Hz bei einer Beschleunigung von 10 g verändert, wobei mil g die Erdbeschleunigung bezeichnet ist, und bei einem Stoßtest wurde das Keramikfilter zehnmal aus einer Höhe von 1500 mm auf einen festen Boden fallen gelassen. Die Veränderung der Resonanzfrequenz fr und des mechanischen Gütefaktors ζ)« betrug nur 0,01% bzw. 2 bis 5%. Diese Werte sind für praktische Zwecke ausreichend gering.

Bei besonders ungünstigen Bedingungen trifft der Umfang des Resonatorelcments auf die Innenflächen der Aussparungen 4' und 6', so daß es möglich ist. die seitliche Verschiebung des Elements und damit die Veränderung der Werte /rund Qm so klein wie möglich zu halten.

Die in F i g. 1 dargestellte durchgehende ringförmige Rippe 4 kann durch eine Anzahl von im Umfang verteilten Rippensegmenten 41 ersetzt werden, wie es in Fig.4 dargestellt ist. Weiterhin können die Rippen 4 und 7 auf dem einen Bauteil 5a und die Nuten 9 und 10 auf dem anderen Bauteil 5b ausgetauscht weiden und kann eine Zunge 13 auf beiden Endplatten vorgesehen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Keramikfilter mit einem äußeren Gehäuse, einem scheibenförmigen keramischen Resonatorelement, das in radialer Richtung Schwingungen ausführt, und einem Paar federnder Endplatten auf beiden Seiten dei> Resonatorelements, die je einen Vorsprung zur elektrischen Kontaktierung und zum Halten des Resonatorelements aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß im äußeren Gehäuse ein inneres Gehäuse vorgesehen ist. das aus zwei Bauteilen (5a. 5b) besteht, die jeweils zylindrische Aussparungen (4', 6') aufweisen, deren Durchmesser etwas größer als der des Resonatorelements (1) ist, daß die Bauteib (5a. 56) derart zusammengefügt sind, daß ein Hohlraum mit dem Durchmesser der Aussparungen (4', 6') entsteht, in den das Resonatorelement (1) und die federnden Endpiatten (11a. lld) derart eingesetzt sind, daß das Resonatorelement (I) federnd zwischen den Vorsprüngen (12, 14) der federnden Endplatten (11.·). 116) in seiner geometrischen Mitte gehalten wird, wobei zwischen dem Resonalorelement (1) und den Wänden des Hohlraums ein Abstand bleibt.

2. Keramikfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum im inneren Gehäuse einen Durchmesser aufweist, der um 0,2 bis 2 mm größer als der des Resonatorelements (1) ist.

3. Keramikfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Gehäuse aus PoIyacetatharz besteht.

4. Keramikfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine federnde Endplatte (11£>) eine federnde Zunge (13) aufweist, die den Vorsprung trägt.

5. Keramikfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte des Bau'eils (5b) des inneren Gehäuses eine zusätzliche Aussparung (8) vorgesehen ist, in der die Zunge (13) aufgenommen ist.