DE2335495B2

DE2335495B2 - Verfahren und vorrichtung zum abstimmen der eigenfrequenz mechanischer schwingkoerper aus piezoelektrischem kristall

Info

Publication number: DE2335495B2
Application number: DE19732335495
Authority: DE
Inventors: Gerd Prof. Dr. Gümligen; Milan Jean-Louis Dr.-Ing. Neuenburg; Stemme Reiner Dipl.-Phys. Thun; Wavre Andre Dipl.-Ing. Chez-le-Bart; Herziger (Schweiz)
Original assignee: Lasag S.A., Thun; Oscilloquartz S.A., Neuenburg, Neuenburg; (Schweiz)
Priority date: 1973-04-19
Filing date: 1973-07-10
Publication date: 1976-07-29
Also published as: CH564873A4; JPS5014288A; FR2226257B1; FR2226257A1; NL7405284A; GB1446806A; DE2335495A1; IT1009891B; CH604268B5

Description

Strahlenimpulse auf einen Wert zwischen 20 bis

so 200 Ws/cm² begrenzt wird und daß auf eine von der

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Abweichung der Istfrequenz des Schwingkörpers von eine Vorrichtung zum Abstimmen der Eigenfrequenz der Sollfrequenz abhängige Anzahl voneinander gemechanischer Schwingkörper aus piezoelektrischem trennter Stellen mindestens zeitlich unmittelbar aufKristall, wobei mittels Laser- oder Elektrcnenstrah- einanderfolgende Strahlenimpulse unmittelbar auf lenimpulsen Material vom Schwingkörper schritt- 25 den piezoelektrischen Kristall aufgebracht werden, weise abgetragen wird, bis die Eigenfrequenz v,enig- Mit diesem neuen Verfahren kann ein mechastens angenähert erreicht ist. nischer Schwingkörper aus piezoelektrischem Kristall Bei einem aus der DT-OS 19 17 325 bekannten unmittelbar bearbeitet werden, ohne daß das Auf-Verfahren dieser Art besteht der abzustimmende bringen einer Metallschicht zum Abstimmen der mechanische Schwingkörper aus piezoelektrischen 30 Eigenfrequenz erforderlich ist. Die Beschaffenheit Streifen, einem zwischen diesen angeordneten Mes- des piezoelektrischen Kristalls ist nämlich derart, singstreifen und einer Metallisierung der piezoelek- daß der Energieträgerstrahl nur zu einem geringen trischen Streifen. Diese Metallisierung stellt eine auf Teil absorbiert wird, wodurch die Bearbeitung des das piezoelektrische Material des Schwingkörpers piezoelektrischen Kristalls unmittelbar durch Eneraufgebrachte Metallschicht dar, die zum Abstimmen 35 gieträgerstrahlen sehr erschwert und in vielen Fällen der Eigenfrequenz des Schwingkörpers bearbeitet unmöglich wird. Bisher waren ausschließlich Verwird. Dabei erfolgt beim Auftragen der Metallschicht fahren zum Abgleichen von schwingfähigen Gebilden auf den Schwingkörper eine Herabsetzung der Eigen- mit piezoelektrischen Kristallen bekannt, bei denen frequenz. Durch teilweise Entfernung der auf den Material von auf den Schwingkörper aufgebrachten Schwingkörper aufgetragenen Metallschicht mit Hilfe 40 Metallschichten mittels Energieträgerstrahlen abgeeines Laserstrahles kann die Eigenfrequenz des tragen wird. Derartige Verfahren sind in der genann-Schwingkorpe^s wenigstens angenähert erreicht wer- ten DT-OS 19 17 325 und in der DT-PS 1166 843 den. Beim bekannten Gegenstand werden Laser- beschrieben. Em Materialabtrag vom aus piezoelekimpulse mit einer Energie von einigen bis etwa trischcm Kristall bestehenden Schwingkörper direkt 30 Joule und einer Impulsdauer von einigen hundert 45 wird hierbei nicht vorgenommen.
Mikrosekunden an mehreren Abtragungsstellen zur Die Erfindung offenbart ein Verfahren, das e.ntteilweisen Entfernung der Metallschicht aufgebracht. gegen den bisher bekannten Verfahren erlaubt, mit-Sollte die Frequenz nach Anbringung der Abtra- tels Energieträgerstrahlen Material von einem piezogungsstellen noch zu niedrig sein, so werden Impulse elektrischen Kristall unmittelbar abzutragen, ohne an weiteren Abtragungsstellen zur weiteren Entfer- 5° daß dieser beschädigt wird, d. h. seine Schwingfähignung der Metallschicht aufgebracht. Das Aufbringen keit verliert, indem die Energiedichte der einzelnen einer Metallschicht auf den Schwingkörper ist sehr Energieträgerstrahlenimpulse durch die Wahl der arbeitsintensiv, und somit ist das bekannte Verfahren Intensität, der Dauer und den Wirkbereich des Imzum Abstimmen der Eigenfrequenz mechanischer pulses an das Material, aus dem der piezoelektrische Schwingkörper sehr zeitraubend und kostspielig. 55 Kristall besteht, abgestimmt wird.

Es ist darüber hinaus auch bekannt, Material von Daraus ergibt sich, dali pro Energiestrahlenimpuls einem Schwingkörper aus piezoelektrischem Kristall nicht beliebig viel Material, sondern eine vom Matemittels einer Diamantschleifscheibe oder einer mit rial des piezoelektrischen Kristalls abhängige Menge Diamanten besetzten Feile abzutragen. Es wurde abgetragen wird. Diese Menge kann weder überauch schon vorgeschlagen, die Schwingkörper einem 60 noch unterschritten werden, d. h., es erfolgt gewisser-Strahl von abrasivem Material, z. B. Quarzsand ver- maßen eine quantenweise Materialabtragung,
mischt mit Diamantstaub, auszusetzen. Auch dieses Der Gegenstand der DT-PS 11 66 843 betrifft ein Verfahren ist sehr arbeitsintensiv, zeitraubend und Verfahren zum Frequenzabgleich eines piezoelekkostspielig, und es fällt darüber hinaus beim mecha- trischen Schwingkörpers innerhalb eines hermetisch nischen Abtragen Materialstaub an, der in den S5 abgeschlossenen Gefäßes, wobei der piezoelektrische meisten Bearbeitungsfällen unerwünscht ist. Darüber Resonator mit Elektronen als unmittelbar auf diesen hinaus steigt bei der mechanischen Abtragung von Flächen haftenden Belägen versehen ist. Auch bei Material durch die Schleifbehandlung die Tempe- diesem Verfahren werden jeweils nur die Beläge,

d. h. Metallschichten, zum Abstimmen der Eigen- Steuereinrichtung für die Ablenkeinrichtung auf und frequenz des mechanischen Schwingkörpers von ist dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenmodu-Energiestrahlen bearbeitet, so daß auch bei diesem liereinrichtung so ausgebildet ist, daß die Energie-Verfahren nicht der dem Erfindungsgegenstand zu- dichte der einzelnen erzeugten Straihlenimpulse grundeliegende Erfindungsgedanke verwendet wird. 5 innerhalb 20 bis 200 Ws/cm² liegt, daß ein Meßkreis

Aus der DT-OS 17 65 118 ist ein Verfahren zum zum Ermitteln der Isteigenfrequenz des abzusümgleichzeitigen Ausführen mehrerer Bearbeitungs- mendcn Schwingkörpers vor der Materialabtragung spuren nebeneinander mit einem gepulsten Energie- und ein an den Meßkreis angeschlossener Rechner trägerstrahl bekannt, insbesondere mit der Möglich- zum Bestimmen der von der Differenz zwischen der keit der Erreichung einer lückenlosen Impulsfolge. io Istfrequenz und der Sollfrequenz abhängigen Anzahl Hieraus geht nur das Bearbeiten von Werkstoffen Strahlenimpulse vorhanden sind, daß der Ausgang und insbesondere das Abtragen von Material zum des Rechners zum Erzeugen von der von der insge-Bilden von Nuten oder Löchern als bekannt hervor. samt abzutragenden Materialmenge abhängigen An-Die Werkstoffe, die g näß diesem bekannten Ver- zahl Strahlenimpulse mit der Strahlenmoduliereinfahren bearbeitet werden, sind sämtlich schweißbar. 15 richtung verbunden ist, und die Ablenkeinrichtung Ausdrücklich genannt sind Titan, Inconel, Eisen, so ausgebildet und vorzugsweise mit der Strahlen-Tantal und Vanadium. Der Bedarf eines solchen moduliereinrichtung gekoppelt ist, daß zwei aufein-Verfahrens besteht beispielsweise beim Trennen und anderfolgende Strahlenimpulse an voneinander be-Schneiden jeder Art von Stoffen. Dieses bekannte abstandeten Stellen auf dem Schwingkörper auf-Verfahren arbeitet grundsätzlich anders als das ao treffen.

erfindungsgemäße Verfahren, das sich mit dem un- Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausmittelbaren Bearbeiten eines Schwingkörpers aus gestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung piezoelektrischem Kristall befaßt. ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin- Die Erfindung ist nachstehend mit Bezugnahme

dung beträgt die Energiedichte jedes Strahlenimpulses 15 auf die Zeichnungen beispielsweise näher erläutert,

wenigstens angenähert 50 Ws/crn², und diese Energie- Es zeigt

dichte wird an den einzelnen Stellen der Oberfläche F i g. 1 einen Teil eines Schwingkörpers in schau-

des Schwingkörpers auf je einen Fleck mit einem bildlicher Darstellung, auf dessen einer Stirnseite

Durchmesser von 20 bis 500 um, vorzugsweise Materialabtragungsstellen längs kreisförmigen Bah-

100 μπι, konzentriert. Nach einer weiteren Ausge- 30 nen angeordnet sind,

staltung der Erfindung liegt die mittlere Dauer jedes Fig72 einen Teil eines weiteren Schwingkörpers Strahlenimpulses im Bereich von 5 · 10 ~⁴ bis in schaubildlicher Darstellung, auf dessen einer 5-10"⁸s. Diese Bereiche sind für die schadenfreie Seitenfläche Materialabtragungsstellen längs einer Materialabtragung bei piezoelektrischen Kristallen spiralförmigen Bahn angeordnet sind,
besonders günstig. Schließlich kann die gesamte zur 35 Fig. 3 die graphische Darstellung von drei verAbstimmung des Schwingkörpers auf die Sollfrequenz schiedenen Laser- oder Elektronenstrahlimpulsen,
notwendige Menge an Material auf schonende Weise F i g. 4 die prinzipielle Darstellung einer Vorrichvon dem Schwingkörper abgetragen werden, ohne tung zum Abstimmen eines Schwingkörpers auf eine daß dieser einer unzulässigen Erwärmung ausgesetzt bestimmte Eigenfrequenz mit Hilfe von Laserstrahlen wird, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung 40 und

die einzelnen Strahlenimpulse an Stellen längs F i g. 5 die prinzipielle Darstellung einer Vorrichwenigstens einer kreisförmigen oder elliptischen Bahn tung zum Abstimmen eines Schwingkörpers auf eine oder längs einer spiralförmigen Bahn auf die Ober- bestimmte Eigenfrequenz mit Hilfe von Elektronenflache des Schwingkörpers aufgebracht werden. Das strahlen.

Verfahren zur Abstimmung der Eigenfrequenz 45 Schwingkörper, z.B. aus Quarzkristall, die für

mechanischer Schwingkörper aus piezoelektrischem elektronische Uhren oder für Generatoren hoher

Metall läßt sich nach einer weiteren Ausgestaltung Frequenzkonstanz verwendet werden, müssen nach

der Erfindung besonders günstig dann durchführen, dem Einbau in ihre Halterung auf die gewünschte

wenn die Eigenfrequenz des abzustimmenden Eigenfrequenz abgestimmt werden. Beim Herstellen

Scfawrägkörpers geraessen und aus dem sich daraus 50 der Schwingkörper wird darauf geachtet, daß die

ergebenden Meßwert dk Anzahl der durch je einen anfängliche Eigenfrequenz kleiner als die gewünschte

StrahlenimpaJs zu treffenden Steilen abgeleitet wird Eigenfrequenz der abgestimmten Sdrwmgkörper ist

and erst nach AWaHf einer bestimmten Zeit nach Auf diese Weise ist eine Abstimmung durch Abtra-

der Materialabtragung die abgestimmte Etgenfre- gung von Material möglich,

quenz des Scnwingkörpers kontrolliert wird. 55 Beim nachstehend beschriebenen Verfahren wird

Die erindungsgemäße Vorrichtung zum Abstim- Material mit Hilfe won Laser- bzw. FJektronenstrah-

mea der Eigenfrequenz eines Schwingkörpers aus ten abgetragen, wobei aber auf die Eigenschaft, ins-

piezodektriscliein Kristall gemäß dem erfmdungs- besondere auf dk Sprödigkea des Materials, aus dem

gemäSen Verfahren weist eine Laser- oder Elektro- der Schwingkörper besteht, Rücksicht Benommen

necstrahlqaeUe, eine Haheemrichtung für den abzu- 60 werden muß. Die Materialabtraganj; erfolgt bei-

stHBmeaden Sclrwingkörper und eine Fokussieren- spielsweise gemäß der Fig. 1 aadner Stirnseite 1

ricfataog zum Richten des gebündelten Laser-^odei eines quaderförmigen Schwingkörpers 2, der nur teil-

Eietoooenstrahles auf einen Bereich der Oberfläche weise dargestellt ist. Die MateriSabtrasme erfolgt

des Schwingkörpers, eine m Strahlengang angeord- mit Hilfe eines Laser- oder Ekktroeensn-aines, wobei

nett Strahlenmodufereinrkhnmg. eine Abtenkein- 65 das Material im Bereich uer Oberfläche des Scbwine-

nchtang für die am Ausgang der StrahlenmoduHer- körpers, auf die die Strahlen auftrefiea, so stark

einrichtung austretenden Strahlenimpulse auf unter- erhitzt wird, daß es sich mflSeAÜa and verdampft

sdäedbcfae Bereiche des Scfawingkorpers und eine Die Menge des verdampften Materials entspricht der

abgetragenen Materialmenge. Durch dieise Art von Materialabtragung wird Wärme in den Sichwingkörper abgeleitet, und der dabei entstehende Temperaturgradient führt zu mechanischen Spannungen im spröden Schwingkörper. Diese mechanischen Spannungen dürfen die Zerreißgrenze des Materials, aus dem der Schwingkörper besteht, nicht erreichen.

Um zu vermdden, daß, mit Ausnahme des zu verdampfenden Materials, weitere Teile des Schwingkörpers 2 übermäßig erhitzt und beschädigt werden, wird vorgeschlagen, zeitlich nacheinander Material an verschiedenen, voneinander entfernten Abtragungsstellen 3a bis 3 α abzutragen. Auf jede dieser Abtragungsstellen wird vorzugsweise je ein Strahlenimpuls definierter Intensität und Dauer gerichtet, um eine definierte Menge an Material an jeder Abtragungsstelle 3 a bis 3 σ abzutragen. Die Anzahl der Abtragungsstellen ist von der gesamten Menge des abzutragenden Materials abhängig.

Die zum Abtragen von Material vorgesehenen Stellen sind mit längs kreisförmigen Bahnen 4, 5, 6 und 7 angeordneten Kreisen in der F i g. 1 angegeben, und jene Abtragungsstellen 3 a bis 3 a, an dencm Material abgetragen wurde, sind mit ausgefüllten Kreisen angedeutet. Es sei angenommen, daß zum Abstimmen des in der F i g. 1 teilweise dargestellten Schwingkörpers 2 auf seine SolUfrequenz es notwendig war, eine Materialmenge abzutragen, die lOmal der Menge entspricht, die an einer Abtragungsstelle abgetragen wird. Der erste Strahlenimpuls wurde daher beispielsweise auf die Abtragungsstelle 3 a gerichtet, der zweite Stnihlenimpuls wurde auf die Abtragungsstelle 3 b und die nächsten vier Strahlenimpulse auf die Abtragungsstellen 3 c bis 3/ gerichtet Alle diese Abtragungsstellen 3 a bis 3/ befinden sich auf der ersten kreisförmigen Bahn 4. Die weiteren vier Strahlenimpulse wurden auf die Abtragungsstellen 3 g, 3 h, 3/ und 3 k gerichtet, die sich alle auf der zweiten Bahn 5 befinden. Die weiteren drei Strahlenimpulse wurden auf die Abtragungsstellen 31, 3m und 3 η der dritten Bahn 6 gerichtet und ein weiterer Strahlenimpuls gelangte zur Abtaststelle 3 ο der vierten Bahn 7. Zwei weitere Strahlenimpulse wurden auf die Abtaststellen 3p und 3 σ, die sich auf der ersten Bahn 4 befinden, gerichtet. Auf diese Art ist die gesamte zur Abstimmung des Schwingkörpers auf die Sollfrequenz notwendige Menge an Material auf schonende Weise von dem Schwingkörper abtragen worden, ohne daß dieser einer unzulässigen Erwärmung ausgesetzt wurde.

Selbstverständlich kann auch eine andere Reihenfolge der Abtaststellen 3 gewählt werden, so z. B. kann der erste Strahlenimpuls auf einen Abtastpunkt der vierten Bahn 7 gerichtet werden und die übrigen Strahlenimpulse auf Abtastpunkte der übrigen Bahnen gerichtet werden. Weiter kann auch eine der Bahnen, z. B. die Bahn 4, vollständig mit Abtragungsstellen 3 belegt werden, wobei sich eine kreisförmige Nut bildet. Erst danach können die weiteren Strahlenimpulse auf eine weitere Bahr, z. B. die Bahn 5, gerichtet werden, bis diese vollständig mit Abtragungsstellen belegt ist, usw.

Im Extremfall, d.h., wenn viel Material abzutragen ist kann eine integrale Vertiefung in dem Bereich der Bahnen entstehen. Dabei ist es nicht ausgeschlossen, daß Strahlenimpulse ein rweites Mal oder mehrere Male, jedoch in relativ großen zeitlichen Abständen, auf eine Abtragungsstelle auftreffen, die sich nach dem Auftreffen der vorangehenden Strahlenimpulse abgekühlt hat.

Bei dem in der Fig. 2 teilweise dargestellten Schwingköiper 8 wurden die Strahlenimpulse auf den Endbereich einer Seitenfläche 9 gerichtet. Die Abtragungsstellen 10 a bis 10 a sind entlang einer spiralförmigen Bahn 11 angeordnet. Sind mehr als sechzehn Abtaststellen notwendig, so kann der siebzehnte Strahlenimpuls wieder auf den äußeren Anfangsbereich der spiralförmigen Bahn 11 gerichtet werden. Auch bei dieser Art der Verteilung der einzelnen Abtragungsstellen 10 a bis 10 a wird die gesamte abzutragende Materialmenge auf schonende Weise von dem Schwingkörper 8 entfernt.

Werden zur Materialabtragung Elektronenstrahler verwendet, so ist die Materialabtragung unbekümmert, ob der Schwingkörper für Licht durchlässig is,l oder nicht, leicht möglich. Werden jedoch Laserstrahlen zur Materialabtragung verwendet, so dürfen

ao normalerweise die Reflexion oder die Transparenz des Schwingkörpers nicht außer acht gelassen werden. Die Eigenschaften des Materials, aus dem dei Schwingköiper besteht, können im Hinblick auf ihre Wechselwirkung mit elektromagnetischer Strahlung in drei Klassen eingeteilt werden:

a) Bei reflektierenden Materialien wird die irr Laserstrahl enthaltene Energie an der Materialoberfläche reflektiert und damit eine Verdampfung des abzutragenden Materials verhindert

b) Bei transparenten Materialien findet ebenfalls keine Energieübertragung auf das Material statt weil der in das Material eintretende Laserstrah' praktisch ungehindert durch das Material hindurchtritt.

c) Bei Materialien, die eine niedrige Reflexion aufweisen oder nur teilweise durchsichtig sind, wire ein Teil der Energie des Laserstrahles absorbiert Die so zugeführte Wärmeenergie kann ausreichen, um das Material zu erhitzen, zu verflüssigen und gegebenenfalls zu verdampfen.

Die Reflexion, die Lichtdurchlässigkeit und die Absorption der Laserstrahlen in den Materialien is; auch von der Wellenlänge der elektromagnetischer Strahlung abhängig, so daß normalerweise zunächst ein bestimmter Wellenlängenbereich ausgesucht werden muß, in dem die Absorption möglichst groß ist um eine Materialabtragung überhaupt zu ermög liehen. Die Wellenlänge, bei welcher die Strahlungs energie optimal vom Material absorbiert wird, stimm; jedoch nur selten mit der Wellenlänge übeiein, be welcher der Laser den größten Wirkungsgrad erreich und bei welcher Wellenlänge der Laser genügenc Leistung abgibt um das Material zn verdampfen Aus diesem Grunde blieb die Materialabtragung mi hohem Wirkungsgrad und geringer thermischer Belastung auf wenige Ausnahmen beschränkt

Versuche haben überraschend gezeigt daß, wem ein Laserstrahlimpuls bestimmter Form und Intensität benutzt wird, eine praktisch von der Wellenlänge des Laserstrahls, der Reflexion und de Transparenz des Materials unabhängige Absorptioi der Energie durch das Material, auf das der Laser-Strahlimpuls auftrifft, stattfindet

In der Fig. 3 sind drei verschiedene Strahlenimpulse 12, 13 und 14 graphisch dargestellt die alle drei praktisch den gleichen Energiegehalt E auf

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weisen, d. h., die durch die Zeitachse t und die Kur- immer mit einem Impuls relativ hoher Intensität zu ven eingeschlossenen Flächen sind angenähert gleich beginnen, um eine hinreichend große Absorptionsgroß. Die mittlere Impulsdauer At_x des Strahlen- fähigkeit des Materials zu erzeugen. Je nach den impulses 12 ist größer als 5 · 10~⁴ s, die mittlere Im- Eigenschaften des abzutragenden Materials können pulsdauer Λ t.₂ des Strahlenimpulses 13 beträgt 5 mehrere gleichartige oder anders geformte Strahlen-5 · 10~⁴ s bis 5 · 10~⁸ s und die mittlere Impulsdauer impulse dem eisten Impuls folgen.
At_n des Strahlenimpulses 14 ist kleiner als 5 · 10"^η s. Die definierte Energiedichte des Strahlenimpulses Die Intensität / des Sirahlenimpulses 12 ist ver- hat entscheidende Bedeutung für die thermische Begleichsweise zu den Strahlenimpulsen 13 und 14 lastung des Materials. Bei Weiten unterhalb des anklein, und zwar / = ElAt_x. Trifft ein solcher Strah- io gegebenen Bereiches crfokt im allgemeinen nur eine lenimpuls auf die Oberfläche des Schwingkörpers integrale Aufheizung des Materials, begleitet von auf, so wird die dabei auftretende Wärmeenergie Spalt- oder Haarrißbildung, die die Funktion des während der relativ langen Dauer.fi, des Strahlen- bearbeiteten Teiles beeinträchtigen, insbesondere impulses 12 durch den Schwingkörper abgeleitet auch das Alterungsverhallen. Bef Werten oberhalb und oder gegebenenfalls zumindest teilweise reflek- 15 des angegebenen Bereiches tritt aber eine zu starke tiert, so daß die Erwärmung des von dem Strahlen- Zerstörung des Materials in der Umgebung der Abimpuls 12 getroffenen Materials nicht ausreicht, um tragungsstelle auf. was das Abplatzen ganzer Bedieses Material zu verdampfen. Es findet also keine reiche vom Schwingkörper zur Folge haben kann. Materialabtragung statt. Sind die Intensität und Impulsdauer so bestimmt.

Mit dem Strahlenimpuls 14 wird ebenfalls keine 20 daß ein Maximum von Material zerstörungsfrei ab- oder fast keine Materialabtragung erreicht, weil das getragen werden kann, dann zeigt sich, daß es unMaterial zu wenig Energie absorbiert. Der Grund, mittelbar nacheinander nicht möglich ist, zwei oder weshalb keine wirksame Materialabtragung erfolgt, mehr Abtragungsstellen ohne Zerstörung berührungsdürfte darin bestehen, daß zu Beginn des Strahlen- nah nebeneinander zu plazieren, wie es für das Abimpulses 14 ein ganz geringer Teil des getroffenen 25 tragen größerer Materialmenge auf einer begrenzten Materials sofort verdampft, und durch das dabei ent- Fläche als zweckmäßig erscheint. Es hat sich aber stehende Plasma wird der restliche, überwiegende gezeigt, daß eine rationelle Materialabtragung mög-Teil der Energie reflektiert. Die wirksame Material- lieh ist, wenn die zeitlich aufeinanderfolgenden abtragung wird durch nichtlineare Wechselwirkungen Strahlenimpulse räumlich in größtmöglichem Abzwischen der Strahlung und dem Material verhindert. 30 stand plaziert werden. Der notwendige Abstand be-

Mit dem Strahlenimpuls 13 kann jedoch praktisch trägt ein Mehrfaches des Durchmessers einer Abunabhängig von den Eigenschaften des Materials tragungsstelle und hängt von der Energiedichte der eine genügend große Materialmenge verdampft wer- Strahlenimpulse und der Wiederholungsfrequenz ab. den, ohne daß dabei das die Abtragungsstelle um- Als Nebenbedingung für die Wahl der räumlichen gebende Material Schaden erleidet. Die Intensität / 35 Verteilung der Abtragungsstellen geht auch die und die mittlere Impulsdauer J L₂ sind daher passend Geometrie des Abtragungsgebietes ein. Es hat sich miteinander zu verknüpfen, wobei der Anstiegszeit gezeigt, daß die zulässige Energiedichte an einer des Strahlenimpulses eine Schaltfunktion für die Kante des Schwingkörpers bis zu einem Faktor 5 Einleitung des Abtragungsvorganges zukommt. Eine kleiner ist als in größerer Entfernung von der Kante, schadenfreie Materialabtragung mit brauchbarem 40 Die zulässige Energiedichte ist unter anderem auch Wirkungsgrad gelingt im wesentlichen nur, wenn der von anisotropen Eigenschaften des Materials ab-Strahlenimpuls 13 eine Energiedichte in dem Bereich hängig.

von 20 bis 200 Ws cm², vorzugsweise 50 Ws.cm². In der Fig. 4 ist eine Vorrichtung zum Abstim-

aufweist. Dies entspricht einer Intensität von men von Schwingquarzen 15 in prinzipieller Form

10³W-¹Cm² bis 10⁹W cm² und einer mittleren Impuls- 45 dargestellt. Die Schwingquarze 15 werden durch eine

dauer .1 /, von 5 · 10-« s bis 5 · 10" s. im Innern einer Vakuumkammer 16 drehbar ange-

Die Wahl der Intensität und der Energiedichte be- ordneten Scheibe 17 getragen, wobei die Schwingstimmt das abzutragende Materialvolumen. Die quarze 15 durch ihre nicht dargestellte Halteruni untere Wertangabe mit einer Intensität von gehalten werden. Der Schwingquarz 15' befindet siel 10^s W/cm* und einer Impulsdauer von 10 ¹S ergibt 5o in der Meßposition, in welcher Anschlußkontakte 1« eine günstige Materialabtragung. Bei der oberen eines Meßkopfes 19 an die Elektroden des Schwing-Wertekombination mit einer Intensität von 10⁹WZCm^ quarzes bzw. an die Anschlußklemmen desselben und einer mittleren Impulsdauer von 10 ⁸s dringt angelegt sind. Der Schwingquarz 15" befindet siel die Strahlung nur in der Größenordnung der Wellen- in einer Bearbeitungsposition, in welcher Laserstrahllänge in das Material ein, es wird also nur ein sehr 55 impulse 20 auf die eine Stirnseite des Schwingquarz« kleines Materialvolumen bzw. eine kleine Material- 15" auftreffen können, menge abgetragen. Der Meßkopf 19 ist über eine Leitung 21 mil

Da der Durchmesser der Abtragungsstelle 20 bis einem Meßkreis 22 verbunden. Der Meßkreis enthäli 500 u, vorzugsweise 100 μ, betragen kann, und durch eine nicht dargestellte Schaltung, welche den Schwingdie Strahlenfokussiereinrichtung im allgemeinen fest- 60 quarz 15' zum Erzeugen von Eigenschwingungen angelegt ist, kann durch die Wahl von Intensität und regt, und eine nicht gezeichnete Meßschaltung zum Impulsdauer die abzutragende Materialmenge in be- Messen der Eigenfrequenz des noch nicht abgestimm schränktem Umfang bestimmt werden. Dadurch wird ten Schwingquarzes 15'. Die ermittelte Eigenfrequeffi auch eine Feindosierung der Materialabtragung, wie wird über eine Leitung 23 in analoger oder digitale) sie 7. B. für genaue Frequenzabstimmung notwendig 65 Form einem Rechner 24 zugeführt. Im Rechner wire ist. möglich. Wenn an derselben stelle durch mehrere die ermittelte Eigenfrequenz mit einer SoHfrequeni zeitlich dicht aufeinanderfolgende Strahlenimpulse verglichen, und in Abhängigkeit der Differenz zwi-Material abgetragen werden soli, so ist es vorteilhaft. sehen diesen beiden Frequenzen wird ein Steuersigna!

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errechnet, das über eine Leitung 25 zu einer Laserstrahlmoduliereinrichtung 26 gelangt. In einem Laser 27 werden vorzugsweise ununterbrochen Laserimpulse 28 erzeugt. Diese Laserimpulse werden auf die Laserstrahlmodulicreinrichtung 26 gerichtet, welche in Abhängigkeit des genannten Steuersignals einige dieser Laserstrahlimpulse durch sie hindurchtreten läßt, die dann durch einen drehbaren, ebenen Spiegel 29 abgelenkt werden und durch eine als einfache Linse 30 dargestellte Fokussicreinrichtung durch ein transparentes Fenster 31 der Vakuumkammer 16 auf die eine Stirnseite des Schwingquarzes 15'' fokussiert, wobei dann die weiter oben angeführte stufenweise Materialabtragung stattfindet.

Der Spiegel 29 ist über ein Kugelgelenk 32 mit der Antriebsachse eines Elektromotors 33 drehverbunden. Das eine Ende eines in seiner Längsrichtung verschiebbaren Bolzens 34 liegt auf der Rückseite des Spiegels 29 an, und das andere Ende des Bolzens 34 stößt an eine auf der Antriebswelle eines weiteren Elektromotors 35 befestigten Exzenterscheibe 36 an. In der Mittelstellung des Bolzens 34 verläuft die Normale der Refiexionsfläche des Spiegels 29 parallel zur Antriebswelle des Elektromotors 33. Die von der Laserstrahlmoduliereinrichtung 26 durchgelassenen Laserstrahlimpulsc werden in diesem Fall uurcn oen Spiegel 29 in Richtung der Linse 30 au^icnki und durch diese, angenähert in die Mitle der Stirnfläche des Schwingquarzes 15" fokussiert

Wenn die Abtragungsstellen 3 gemäß der Darstellung in der F i g. 1 auf den verschiedenen praktisch kreisförmigen Bahnen 4, 5, 6 und 7 angeordnet werden sollen, so wird als Elektromotor 35 vorzugsweise ein Schrittmotor verwendet. Bei jedem Schritt wird der Neigungswinkel der Normalen der Reflexionsfläche des Spiegels 29 gegenüber der Drehachse stufenweise geändert, wobei jedem Neigungswinkel eine der kreisförmigen Bahnen entspricht, längs welchen die Laberstrahlenimpulse 20 abgelenkt werden, wenn der Spiegel 29 kontinuierlich dreht.

Falls gewünscht wird, daß die Abtragungsstellen 10 längs einer spiralförmigen Bahn 11, die in der F i g. 2 dargestellt ist, angeordnet werden, so wird die Exzenterscheibe 36 vorzugsweise über ein nicht dargestelltes Getriebe mit der Antriebswelle des Elektromotors 33 angetrieben. Dieses Getriebe kann beispielsweise so ausgelegt sein, daß die Exzenterscheibe 36 einmal dreht, wenn der Spiegel vier volle Umdrehungen ausführt.

Der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abiragungsstellen 3 bzw. 10 sollte wenigstens angenähert gleich bleiben. Da aber die Ablenkgeschwindigkeit auf der äußersten Bahn 4 wesentlich größer ist als auf der innersten Bahn 7 bzw. vom äußeren Ende der spiralförmigen Bahn 11 zu ihrem inneren Ende hin abnimmt, wenn die Drehzahl des Elektromotors 33 konstant ist, ist es notwendig, entweder die zeitlichen Abstände zwischen zwei Laserstrahlimpulsen oder die Drehzahl des Elektromotors 33 in Abhängigkeit der Stellung des Bolzens 34 zu verändern.

Gemäß einer bevorzugten Betriebsweise werden bei konstanter Drehzahl des Spiegels 29 und konstanter Strahlenimpulsfrcquenz, z. B. 50 Laserstrahlenimpulse, auf die äußerste Bahn 4 gerichtet, dann wird der Neigungswinkel des Spiegels verändert und z. B. 40 Laserstrahlenimpulse auf die nächst innere Bahn S gerichtet. Schließlich werden z. B. 20 Laserstrahlimpulse auf die innerste Bahn 7 gerichtet. Dabei wird der Abstand zwischen zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Abtragungsstellcn von außen nach innen etwas kleiner. Dies ist ohne weiteres zulässig, weil die thermische Belastung in der mittleren Zone des gesamten Abtragungsbereiches größer sein kann als in der Randzone des Abtragungsbereiches. Wenn die Vorrichtung nach der Fig. 4 gemäß der oben angeführten Betriebsweise betrieben werden

ίο soll, wird der Rechner 24 zum Bestimmen der Anzahl Lascrstrahlenimpulse pro Bahn vorzugsweise über eine Leitung 38' direkt durch den Abtaster 37 beeinflußt.

Bei der Vorrichtung gemäß der F i g. 4 wird die Stellung des Bolzens 34 durch einen Abtaster 37 abgefühlt. Der Abtaster erzeugt ein von der Stellung des Bolzens 34 abhängiges elektrisches Signal, das über eine Leitung 38 der Laserslrahlmoduliereinrichtung 26 zugeführt wird und diese derart beeinflußt, daß sie in Abhängigkeit der Stellung des Bolzens 34 bzw. den Neigungswinkel der Normalen der Reflexionsfläche des Spiegels 29 zur Drehachse derselben die zeitlichen Abstände zwischen zwei aufeinanderfolgende Laserstrahlenimpulsen anpaßt.

Wie schon erwähnt, ist der Laser 27 während der Durchführung des oben beschriebenen Vcrtahrens vorzugsweise dauernd in Betrieb, so daß er eine Folge von identischen Impulsen erzeugt. Die Laserstrahlmoduliereinrichtung 26 läßt dann in Abhängigkeit des vom Rechner 24 erzeugten Steuersignals eine bestimmte Anzahl von Impulsen passieren, wobei die Laserstrahlmodulicreinrichtung 26 den zeitlichen Abstand zwischen den durchgelassenen Laserstrahlimpulsen in Abhängigkeit des vom Abtaster 37 erzeugten Signals verändert. Die Laserstrahlmoduliereinrichtung 26 kann beispielsweise eine nicht dargestellte, im Strahlengang angeordnete, undurchsichtige Klappe aufweisen, die mittels eines nicht gezeichneten Elektromagneten so viele Male aus dem Strahlengang herausgeklappt wird, wie dies dem irr Rechner 24 erzeugten Steuersignal entspricht. Anstelle der Klappe kann auch ein Spiegel verwendet werden, mit welchem nur die ausgewählten Strahlenimpulse auf den drehbaren Spiegel 29 abgelenk werden.

Ein großer Vorteil der Vorrichtung nach de F i g. 4 ist, daß mit ihr pro Zeiteinheit eine großi Anzahl Schwingquarze abgestimmt werden kann Dabei ist es möglich, bei richtiger Wahl des. Ab Standes zwischen zwei zeitlich nacheinanderfolgendei Abtragungsstellen und des mittleren zeitlichen Ab Standes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Laser strahlenimpulsep eine optimale Materialabtragungs geschwindigkeit zu erreichen. Auf der Scheibe 1' können beispielsweise dreißig Schwingquarze 15 aui gesetzt werden. Danach wird mittels einer Pumpe 3¹ die Vakuumkammer 16 evakuiert und anschließen mit dem Messen der Eigenfrequenz des sich in de Meßposition befindlichen Schwingquarzes 15' be gönnen. Hierauf wird die Scheibe 17 um eine Schritt in Richtung des Pfeiles 40 weitergedreht, s daß der gemessene Schwingquarz in die Bearbeitung! position gelangt, in weicher eine von der Messun der Eigenfrequenz abhängige Materialmenge voi Schwingquarz 15" abgetragen wird. Während diese Materialabtragung wird die Eigenfrequenz des näd sten Schwingquarzes gemessen usw. Nachdem d< erste abgestimmte Schwingquarz nach einiger Zei

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^^Vorrichtung gemäß der Fig. 4 während Elektronenstrahlenimpulse 42 oder^ auch die Abde™ EnineSn de? abgestimmten Schwing- lenkung der Laserstrahlemmmjp 20 kann gemäß quarze 15 aus der Vakuumkammer 16 und zum Ein- xo einem der m den F ι g 1 und 2 d^esteUten Muster setzen von noch nicht abgestimmten Schwingquarzen oder längs untereinander angeorctaeten Zeta, ähnsowie die zum Evakuieren der Vakuumkammer be- Hch wie nach dem Abtotverfel^en emes Fernsehnötigten Zeit weiter ausgenutzt werden kann, werden bildes, erfolgen. Die AbtragmgssteHen sind dann vorzugsweise zwei Vakuumkammern 16 und eine längs derartiger Zeilen angeordnet Fur die Abweitere nicht dargestellte Ablenkeinrichtung zum >₅ lenkung der Elektronens^ahlim ulse sind in Wirfc-Richten der Laseßtrahlimpulse in die eine oder lichkeit zwei Paare von Ablenkpatten 52 notwendig andere Vakuumkammer vorgesehen. Auf diese Weise In der Fig 5 sind der Einfachheit wegen nur zwei können die abgestimmten Quarze der einen Vakuum- derartige Ablenkplatten dargestellt Anstelle der Abkammer durch noch nicht abgestimmte Schwing- lenkplatten 52 können auch auf der Außenseite des quarze während dem Abstimmvorgang der Schwing- 20 Rohrstuckes 48 angeordnete, nicht dargestellte Abquarze in der anderen Kammer ausgetauscht werden. lenkspulen verwendet werden. _t._tAO

Die Kammer 16 kann anstelle eines Vakuums Wenn das Ablenkgerat 51 so ausgebildet ist, daß

auch ein Schutzgas enthalten, so daß die Material- eine zeilenmäßige Ablenkung der Elektronenstrahabtragung innerhalb des Schutzgases erfolgen kann. leniaipulse 42 erfolgt, ist die Ablenkgeschwindigkeit

Die Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung zum Abstimmen 25 konstant, so daß keine zusätzlichen Mittel notwendig von Schwingkörpern 41 mit Hilfe von Elektronen- sind, um die Arbeitsweise der Qektronenstrahlstrahlenimpulsen 42 in prinzipieller Darstellung. Eine moduliereinrichtung an die Ablenkgeschwindigkeit Anzahl Schwingkörper 41 befindet sich auf einer anzupassen.

Scheibe 43, die drehbar in einer Vakuumkammer 44 Um die zum Auswechseln der abgestimmten

angeordnet ist. Der Schwingkörper 41' befindet sich 30 Schwingkörper durch noch nicht abgestimmte in der Meßposition und der Schwingkörper 41" in Schwingkörper und die zum Evakuieren der Vader Bearbeitungsposition. Die Eigenfrequenz des kuumkammer 44 mit Hilfe einer Pumpe 53 benotigte noch nicht abgestimmten Schwingkörpers 41' wird Zeit im Vergleich zu der zum Abstimmen der durch den Meßkreis 45 ermittelt, und ein Rechner 46 Schwingkörper notwendigen Zeit klein zu halten, errechnet aufgrund der Differenz zwischen der ge- 35 werden in einem Arbeitsgang möglichst viele abzumessenen Eigenfrequenz und der Sollfrequenz einen stimmende Schwingkörper in die Vakuumkammer 44 Korrekturwert, welcher in Form eines Steuersignals eingebracht.

einer Elektronenstrahlmoduliereinrichtung 47 züge- Ein weiterer Vcmeil der oben mit Bezug auf die

führt wird. In einem an die Vakuumkammer 44 an- Fig. 4 und 5 beschriebenen Vomchtungen ist, daß gesetzten Rohrstück 48 ist eine Elektronenstrahl- 40 die Schwingkörper 15 bzw. 41 nur durch ihre eigene quelle 49 angeordnet. Im Strahlengang des Elektro- Halterung, die auf der Scheibe 17 bzw. 43 aufgesetzt nenstrahles ist ein an die Elektronenstrahlmodulier- sind, gehalten werden. Es ist zum Abtragen des einrichtung 47 angeschlossener Wehneltzylinder 50 Materials nicht notwendig, die Sohwingkörpeir starr angeordnet, welcher dem von der Elektronenstrah- auf der Scheibe ?u befestigen, wodurch das Auslenquelle 49 erzeugten Elektronenstrahl in Abhängig- 45 wechseln der abgestimmten Schwingkörper durch keit des der Elektronenstrahlmoduliereinrichtung 47 noch nicht abgestimmte Schwingkörper wesentlich zugeführten Steuersignals impulsmäßig steuert. Die erleichtert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abstimmen der Eigenfrequenz mechanischer Schwingkörper aus piezoelektrischem Kristall, wobei mittels Laseroder Elektronenstrahlenimpulsen Material vom Schwingkörper schrittweise abgetragen wird, bis die Eigenfrequenz wenigstens angenähert erreicht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiedichte der einzelnen Strahlenimpulse (13) für eine direkte Materialabtragung vom piezoelektrischen Kristall und zum Vermeiden von Beschädigungen des piezoelektrischen Kristalls durch Bestimmen der Intensität und der Dauer *5 der einzelnen Srrahlenimpalse (13) auf einen Wert zwischen 20 bis 200 Ws/cm² begrenzt wird und daß auf eine von der Abweichung der Istfrequenz des Schwingkörpers (2, 8) von der Sollfrequenz abhängige Anzahl voneinander ge- »° trennter Stellen (3, 10) mindestens zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgende Strahlenimpulse (13) unmittelbar auf dem piezoelektrischen Kristall aufgebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- »5 kennzeichnet, daß die Energiedichte jedes Strahlenimpulses wenigstens angenähert 50 Ws/cm² beträgt und daß diese Energiedichte an den einzelnen Stellen (3, 10) der Oberfläche (1, 9) des Schwingkörpers (2, 8) auf je einen Fleck mit einem Durchmesser von 20 bis 500 μΐη konzentriert wird.

3. Verfahren nach Ansprucn 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Dauer jedes Strahlenimpulses (13) im Bereich von 5 · 10~⁴ bis 5· ΙΟ"⁸ s Hegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Strahlenimpulse (13) an Stellen (3, 10) längs wenigstens einer kreisförmigen oder elliptischen Bahn oder längs einer spiralförmigen Bahn auf die Oberfläche (1, 9) des Schwingkörpers (2, 8) aufgebracht werden.

5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenfrequenz des abzustimmenden Schwingkörpers (2, 8) gemessen und aus dem sich daraus ergebenden Meßwert die Anzahl der durch je einen Strahlenimpuls (13) zu treffenden Stellen (3, 10) abgeleitet wird und daß erst nach Ablauf so einer bestimmten Zeit nach der Materialabtragung die abgestimmte Eigenfrequenz des Schwingkörpers (2, 8) kontrolliert wird.

6. Vorrichtung zum Abstimmen der Eigenfrequenz eines Schwingkörpers aus piezoelektrischem Kristall gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einer Laseroder Elcktronenstrahlquelle, einer Halteeinrichtung für den abzustimmenden Schwingkörper und einer Fokussiereinrichtung zum Richten des gebündelten Laser- oder Elektronenstrahles auf einen Bereich der Oberfläche des Schwingkörpers, einer im Strahlengang angeordneten Strahlenmoduliereinrichtung, einer Ablenkeinrichtung für die am Ausgang der Strahlenmoduliereinrichtung üustretenden Stralilenimpulse auf unterschiediche Bereiche des Schwingkörpers und einer Steuereinrichtung für die Ablenkeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenmoduliereinrichtung (26, 47) so ausgebildet isi, daß die Energiedichte der einzelnen erzeugten Strahlenimpulse innerhalb 20 bis 200Ws/cmS liegt, daß ein Meßkreis (22, 45) zum Ermitteln der Isteigenfrequenz des abzustimmenden Schwingkörpers vor der Materiaiabtragung und ein an den Meßkreis angeschlossener Rechner (24, 46) zum Bestimmen der von der Differenz zwischen der Istfrequenz und der Sollfrequenz abhängigen Anzahl Strahlenimpulse vorhanden sind, daß der Ausgang des Rechners zum Erzeugen von der von der insgesamt abzutragenden Materialmenge abhängigen Anzahl Strahlenimpulse mit der Strahlenmoduliereinrichtung verbunden ist, und die Ablenkeinrichtung (29, 33, 34, 36; 51, 52) so ausgebildet und mit der Strahlenmoduliereinrichtung gekoppelt ist, daß zwei aufeinanderfolgende Strahienimpulse an voneinander beabstandeten Stellen auf dem Schwingkörper auftreffen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahiablenkeinrichtung e'nen drehbaren Spiegel (29) umfaßt, dessen ebene Reflexionsfläche zum Ablenken der Laserstrahlimpulse an die genannten verschiedenen Stellen (3) längs wenigstens einer kreisförmigen, elliptischen oder spiralförmigen Bahn gegenüber der Drehachse des Spiegels verstellbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch einen Motor (35) antreibbare Exzenterscheibe (36), ein Bolzen (34) zum Verstellen der Reflexionsfläche des Spiegels und ein Geber (37) zum Erzeugen eines von der Stellung des Bolzens abhängigen Steuersignals für die Laserstrahlenmoduliereinrichtung (26) vorgesehen sind, damit die benachbarten, einzeln genannten Stellen längs der Bahn wenigstens angenähert gleiche Abstände voneinander aufweisen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (24) zum Richten je einer bestimmten Anzahl von Laserstrahlimpuisen auf je eine der kreisförmigen oder elliptischen Bahnen mit der Laserstrahlablenkeinrichtung (29, 33, 34, 36) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlenmoduliereinrichtung (26) eine in den Strahlengang ein- bzw. ausschwenkbare Klappe umfaßt, die auf das Steuersignal des Gebers (37) und das Ausgangssignal des Rechners (24) anspricht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlmoduliereinrichtung (26) einen elektrooptischen oder elektroakustischen Strahlablenker aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung für den Schwingkörper eine Scheibe (17; 43) ist, auf die eine Anzahl Schwingkörper aufsetzbar ist, und daß die Scheibe schrittweise drehbar ist, so daß alle auf sie aufgesetzten Schwingkörper der Reihe nach in eine Meßposition und anschließend in eine Bearbeitungsposition gelangen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (17; 43) in einer Vakuumkammer (16; 44) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumkammer (6^

ein Fenster (31) für den Eintritt dei Laserstrahl- ratur des Schwingkörpers an wodurch zum eiaen

impulse aufweist. Beschädigungen des Schwingkörpers auftreten kön-

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch nen und zum anderen erst abgewartet werden muß,

gekennzeichnet, daß die Vakuumkammer (44) bis der Schwingkörper wieder abgekühlt ist, bevor

nrit einem Ronrstuck (48) zur Aufnahme der 5 dessen Frequenz geprüft werden kann. Dies alles

Elektronenstrahlenquelle (49) verbunden ist, daß macht eine derartige Bearbeitung umständlich und

die Straülenmoduliereinrichtung einen im Elek- teuer.

tronenstrahlengang angeordneten Wehneltzylin- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

der umfaßt, der an eine vom Rechner (46) be- Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen,

einflußte Steuereinrichtung (47) angeschlossen io das eine unmittelbare Materialabtragung vom piezo-

ist, und daß die Elektronenstrahlablenkeinrich- elektrischen Kristall mittels der Strahlenimpulse er-

tung im Rohrstück angeordnete Ablenkplatten msjglicht.

(52) oder außerhalb des Rohrstückes angeordnete Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung

Ablenkspulen umfaßt, die an ein Ablenkgerät vcr, daß die Energiedichte der einzelnen Strahlen-

(51) angeschlossen sind. i₅ impulse fQ_r eine direkte Materialabtraguug vom

piezoelektrischen Kristall und zum Vermeiden von Beschädigungen des piezoelektrischen Kristalls durch

Bestimmen der Intensität und Dauer der einzelnen