DE2427703A1

DE2427703A1 - Mechanischer resonanzfilter

Info

Publication number: DE2427703A1
Application number: DE19742427703
Authority: DE
Inventors: Shigeo Igarashi; Ichiro Imaguchi; Toshio Nagashima
Original assignee: Kokusai Electric Corp
Current assignee: Kokusai Electric Corp
Priority date: 1973-06-11
Filing date: 1974-06-08
Publication date: 1975-01-02
Also published as: GB1437288A; US3931600A; CH581407A5; BE816194A; DE2427703C2

Description

7. Juni 1974 I5/ö P 494 /3

IlOKUoAI ELECTRIC CO., LTD

ITo. 9, Shiba üishikubo Sakuragawa-cho, I-iinato-ku, TOKYO/Japan

Ilechanischer Resonanzfilter

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Resonanzfilter, mit einem Paar von elektromechanischen Wandlerbauteilen, von teilweise kreisförmigem Querschnitt, wobei diese Bauteile an der Eingangsseite als auch der Ausgangsseite vorhanden sind, parallel zueinander verlaufen und einen Abstand zueinander aufweisen, mit einer zur Biegeresonanz befähigten Koppelbauteil, um kaskadenartig diese elektromechanischen Ί/andlerbauteile mechanisch miteinander zu verbinden.

Es sind bereits verschiedene mechanische Filter bekannt, v/obei die zugehörigen Resonanzkörper, je nach Einzelfall, verschiedene Bauart haben. In einem bekannten mechanismen ■ Filter wird ein Koppelelement in Öffnungen eingeführt, die . an Knotenpunktenaer Hesonanzkörper vorhanden sind, wobei letztere zwillingsartig vereinigt sind und Stangen von quadratischem oder rechteckigem Querschnitt Resonanzkörper

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Mlden, da diese iOrm mechanisch genau hergestellt v/erden kann« Hierbei ist das Koppelelement durch Punktschweißen odgl. an die Oberflächen der Resonanzkörper befestigt. Diese Ausföhrungsform hat jedoch den Nachteil, als die s'tangenförmigen Resonatorkörper es verhindern, das Koppelelement an vorbestimmten Stellen des -Resonatorkörpers zu befestigen. Die Kopplungspunkte des Koppelelementes für-die Resonatorkörper liegen nämlich an den flachen Oberflächen der Resonanzkörper, so daß diese .Befestigungsart äquivalent"zu derjenigen ist, die eine Unregelmäßigkeit für die iloppelelerientkonstante verursachen würde. Da-durch ergibt sich.eine Abweichung von der Übertragungscharakteristik.

Um diesen !Nachteil zu vermeiden, ist es zwar bekannt, runde Resonanzkörper anstelle von solchen zu verwenden, die quadratischen oder rechteckigen Querschnitt haben. Hiermit ist aber ein neues, nachteiliges Problem verbunden, daß wenn runde stabförmige Resonanzkörper .Biegeresonanz erzeugen sollen, eine Anzahl von Resonanzfrequenzen auftritt, die eine Störfrequenz darstellen.

Andererseits, bei Verwendung von 3iegeresonanz-Slementen als mechanische Resonanzkörper, die einen mechanischen Filter bilden, ist es noch bekannt, Größe und Gewicht des filters zu verringern. Die natürliche Resonanzfrequenz eines Biegeresonators kann frei auf jeden vorbestimmten ¥ert eingestellt werden, indem die Querschnittsform und die Länge des Resonators geeignet ausgewählt wird. Damit zusammen treten aber Probleme hinsichtlich der mechanischen Präzision

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auf, ferner hinsichtlich der Genauigkeit, der Abstützung udgl., welche in der Praxis tatsächlich die Charakteristik des gewonnenen Filters wesentlich beeinflussen.

Wenn man nunmehr die mechanische Präzision berücksichtigt, wäre einerseits die Verwendung von runden 3tabfömigen Resonanzkörpern von Vorteil, weil sie leichter herzustellen sind, höhere Präzision haben und billiger hergestellt werden können. Yenn aber solche runden Resonanzkörper unmittelbar als mechanische Euter verwendet werden, und wenn man ein Koppelelement und abstützende Drähte an diese Resonatorelemente befestigt, werden infolge der Masse des Koppelelementes und der Stützdrähte Resonanzen erzeugt, die senkrecht zur Resonanzrichtung der Resonanzkörper liegen, d.h. es treten Stürresonanzen auf, deren Frequenzen so nahe an der Frequenz der Arbeitsfrequenz liegen, daß sie die Übertragungscharakteristik des Filters nachteilig beei nflussen bzw. stellt sich" ein Abfall in der Sühärfe ein.

In einem bekannten mechanischen Filter ist ein Koppelelement mechanisch mit den Resonanzkörpern gekoppelt. Die entgegen*; gesetzten Enden des Koppelelementes sind mit den elektromechanischen Wandlerelementen verbunden, wobei die Art der Resonanzkörper einschließlich der ¥andlerelemente und des Koppelelementes zwar frei gewählt werden kann, jedoch notwendigerweise durch die Anforderungen an die Ausrüstung beschränkt wird, die am Filter vorhanden ist. Insbesondere dann, wenn eine Verringerung hinsichtlich der Abmessungen verlangt wird, wäre der Einsatz von Megeresonatoren von

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Torteil, well die Resonanzart des Koppelelenentes öfters durch die spezifische Bandbreite der erforderlichen Filtercharakteristik gegeben ist. Hoch "wesentlicher ist, daß Longiiudinalresonanz. im allgemeinen für eine breite Bandart oder eine torsions- oder Biegeresonanz bei engen Bändern verlangt wird.Wie jedoch aus der Art der Resonanz erkennbar, hat ein Biegeresonatorkörper eine Resonanzbeschränkung durch Widerstand und Resonanz der Umgebungsluft hinzunehmen. Im einzelnen, wenn eine Mehrzahl von Biegeresonanzkörpern mit nahmen Abständen zueinander und parallel angeordnet sind, überträgt sich die Resonanz einer der Resonanzkörper über die umgebende Luft (Luftleerresonanz) wirksam zu den anderen Resonanzkörpern. Ferner, wenn die Resonatoren in einem einzigen Behälter vorhanden sind, werden Schallwellen, die von jedem Resonator erzeugt werden, an den Innenwänden des Gehäuses reflektiert, so daß die Resonanz des Resonators selbst,aber auch anderer Resonatoren, beeinflußt wird und die Folge ist ein Abfall der Frequenzcharakteristik des Filters. ¥enn andere Resonanzarten, die nicht Biegeresonanzen sind, zur Anwendung kommen, z.B. die Längs- bzw. Schubresonanz, ist der Einfluß nicht so stark, aber es können doch Schwierigkeiten auftreten, die vom jeweiligen Standarö der Gegenlinie abhängen. Zwar ist in diesen Zusammenhang bereits vorgeschlagen worden, schalldämpfenden Werkstoff oder Werkstoff mit unregelmäßiger Reflexion in das Gehäuse einzusetzen, Hierbei wurde jedoch festgestellt, daß ein solches Verfahren den Resonator nicht betriebssicher arbeiten läßt.

Andererseits, bei einem Biegeresonator, sind seine mechanischen und elektrischen Kennwerte davon abhängig, in v/elcher Art der Resonator mechanisch abgestützt ist. Dies muß in hinreichender Weise berücksichtigt-"werden. Hierbei wird amme is ten ein Verfahren benutzt, bei dem gerade flächige Resonatoren dadurch abgestützt -werden, daß öffnungen im Resonator an Knotenpunkten hergestellt werden, daß die oberen Enden der aus Metall bestehenden Stützstäbe durch diese Öffnungen hindurchgeführt und durch Gewinde oder Schweißen befestigt werden, während die unteren Enden der Stützstäbe an der Grundplatte montiert sind. Der wesentliche ITachteil dieser Ausführungsform liegt jedoch in der schwierigen Herstellung und der hohen mechanischen Kosten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,'die vorstehenden .Nachteile zu vermeiden, und einen verbesserten mechanische* Pilter in der Gattung zu schaffen, bei dem runde stabförmige mechanische Resonanzkörper zur Anwendung kommen, jedoch eine Bauart vorgesehen ist, bei der die Störresonanzen von der Arbeitsfrequenz abgedrängt werden. Hierdurch wird verhindert, daß die Störfrequenzen, die von den jeweiligen mechanischen Resonanzkörpern hergestellt werden, mit der richtigen Resonanzfrequenz zusammenfallen und somit die übertragungskennlinie nachteilig verfälschen.

Und ferner soll erfindungsgemäß ein verbesserter mechanischer Filter geschaffen werden, bei dem diese Störresonanzen von ■-der Arbeitsfrequenz weit abgedrängt werden können, um die

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Übertragungskennlinie zu verbessern«

3rfindungsgemäß ist vorgesehen, daß eine j&usnelimung, iftit odgl. im mittleren Teil {Schleifenteil) eines runden stangen- · förmigen Resonanzkörpers vorgesehen wird, so daß die Resonanzfrequenzen senkrecht zur Richtung der Resonanzfrequenz des Resonanzkörpers aus dem Filterband, herausgedrängt werden -können. Ferner ist für die Erfindung vorteilhaft, daß man den Resonanzkörρer mit hoher mechanischer Prädsion herstellen und Serienherstellung gewährleisten, kann, bei verringerten Eosten.

Eine verbesserte Ausfü .hrungsform der Erfindung sieh* vor, daß ein mechanischer Filter mit verringertem Innendruck geschaffen wird, so daß eine übertragung von Schallwellen in der luft vermieden und somit ein nachteiliger Abfall der Filterkennwerte verhindert wird, die sonst infolge der Reflexion der Schallwellen an Innenwänden des Behälters auftreten.

Die Druckverminderung in dem Behälter kann durch einfache und zuverlässige Bauteile erreicht werden, die effektiv wirksame Abdichtung gewährleisten.

Ferner wird erfindungsgemäß eine verbesserte Stützeinrichtung für Biegeresonanzkorper'vorgeschlagen, welche die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Resonanzkörpers nicht verringern, leicht herstellbar sind und sich für Serienproduktion eignen.

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Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Bs zeigen:

Pig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines mechanischen Pilters gemäß erster Ausführungsform;·

Pig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht

eines elektromechanischen Wandlers, verwendet im mechanischen Filter gemäß Pig. 1;

Pig. 3Ä. u. jeweils eine stirnseitige bzw. eine 3B

Seitenansicht eines mechanischen Resonanzkörpers zur Verwendung der Ausfttdhrungsform gemäß Pig. 1 ;

Pig. 4-, 5»6 graphische Darstellungen zur Erläuterung der ' Ausführungsform gemäß Pig. 1;

Pig. 7 eine ähnliche Ansicht wie Pig. 1, jedoch mit einer Abwandlung des mechanischen Pilters der Pig. 1;

Pig. 8 eine schematische perspektivische Ansicht

eines mechanischen Piltere genäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Pig. 9A u. sind eine stirnseitige Ansicht bzw. eine 9B

Seitenansicht eines mechanischen Resonanz_T

körpers, verwendet in der Ausführungsform gemäß Pig. 8;

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Pig. 10,11,12 sind graphische Darstellungen,

die zur SMiiuterung der Ausführungsform der Fig. 8 dienen;

S¹Ig. 13 eine schematisehe geschnittene Ansicht eines Behälters genäß einer weiteren Aucfälirun^sforn, mit einen mechanischen Filter in ihn;

ΐ^ηί_;';. 14 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht,

jedoch mit einer-Abwandlung der Ausfiinrungsform der Fig. 13;

Fig. 15 eine Seitenansicht zur Teranscliaulichun^

des Verfahrensschrittes, uri ei.ne iialteeinrichtung herzustellen, gemäß einer weiteren AusfLüirun;;sfom der Erf indun ;;

Fig. 16 eine Seitenansicht nit einer Halte-

einrichtung, hergestellt nach^den anhand l^?ig. 15 erläuterten "verfahren;

Fig. 17 eine schenatische perspektivisclie

imsieht einer Anweii&un. :sart der erf indunf;sgeraäßen Ha 11e e inr ichtung nach Fig. 15 und 16 an einem runden, stabfömigen xsiegeresonator;

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Pig. 1BA, 18B sind stirnseitige Einsichten 19A, ·\9ΰ
2OA, 2 OB bzw. jeweils Seitenansichten

anderer Ausführungsformen, mechanischer Resonanzkörper gemäß Erfindung.

Bei dem mechanischen filter gemäß I¹Ig. 1 ist auf einer Grundplatte 1 an Eingang ein elektromechanischer "Wandler 2a und am Ausgang ein elektromechanischer Wandler 2b mit Hilfe von Haitebauteilen 2a¹ und 2b¹ jeweils befestigt, wobei die beiden Wandler im v/es entliehen parallel und mit Abstand zueinander angeordnet sind. Ein mechanischer Resonanzkörper 3 ist in ähnlicher /weise auf der Grundplatte 1 zv/ischen den elektromechanischen Wandlern 2a und 2b mit Hilfe von Haltebauteileii 3¹ befestigt. Wenn auch nur ein mechanischer ■Resonanzkörper 3 zwecks Veranschaulichung dargestellt ist, ist 0s verständlich, daß mehr als ein solcher Resonanzkörper 3 vorhanden und im wesentlichen parallel sowie mit Abstand, wenn erwünscht, angeordnet sein kann bzw. können. Wahlweise kann ein solcher Resonanzkörper auch, je nach Einzelfall, vollständig entfallen.

Die elektromechanischen Wandler 2a und 2b am Eingang und am Ausgang und der mechanische Resonanzkörper 3 sind mecha·» nisch in Kaskadenform durch ein Koppelelement 4 verbunden, welcher zu Biegeresonanzen befähigt ist. Eine piezoelektrische Keramikplatte 5a ist an der abgeflachten Oberfläche am Eingang ( an der Eingangsseite) des elektromechanischen Wandlers 2a befestigt. Eine ähnliche piezoelek-

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trisehe Keramikplatte 5b ist an der abgeflachten Oberfläche an der Auogangsseite des elektromechanischen ¥andlers 2b befestigt und, wenn auch nicht dargestellt, sind Eingangs- und Ausgangsleiter jeweils von diesen piezoelektrischen keramischen Platten abgeführt. In der vorliegenden Ausführungsform sind Wandler 2a und 2b so dargestelltj daß sie mit ihren abgeflachten, gegenüberliegenden Oberflächen nach außen v/eisen. 'Sie können aber auch so angeordnet sein, daß ihre abgeflachten Oberflächen nach einwärts weisen, wie in Fig. 7· .dargestellt.

g. 2 zeigt insbesondere den elektromechanischen Wandler 2a oder 2b gemäß Erfindung und dieses .Bauteil ist etwa rund, und stangenförmig mit einem etwa kegelstumpf artigen Ereisquersfehnitt mit abgeflachten Oberflächen 2a}^f oder 2b!¹, und die piezoelektrische, keramische Platte 2a oder 2b ist an die abgeflachte Oberfläche 2a^fl oder 2b¹* befestigt.

Der mechanische Resonanzkörper 3 gemäß Pig. 5 besteht aus Metall und hat die Form einer Stange mit einem kreisförmigen Querschnitt sowie einer axialen Hut 6 am .Boden. Es ist besonders zu beachten, daß die Hut 6 die Punktion hat, Störresonanzfrequenzen von der Arbeitsfrequenz auszusieben.

Wenn bei dieser Anordnung die Anzahl der mechanischen Resonanzkörper 3 zwischen Eingangswandler 2a und Ausgangswandler 2b so klein wie null bis drei ist, so ist ermittelt worden, daß sogar in dem Fall, wenn eine Störfrequenz

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Jf^-*- ausgesiebt wird, in den Wandler 2a oder 2b von kegelstumpfförmiger Ereisquerschnittsform verwendet v/erden-, nicht vermieden werden kann, daß eine Störfrequenz auftritt. Diese ist in IPig. 4 als ein Pseudokreis gestrichelt angedeutet.

Die erfindungsgemäßen Überlegungen waren darauf ausgerichtet, diese Störfrequenz sicher zu beseitigen und Überlegungen führten dazu, zu erkennen, daß die Störfrequenz auftritt, wenn das Yerhältnis d zu D mit Maßangaben gemäß Fig. 2, d.h. fl _

ist zwischen der Eingangs- und Ausgangsseite des elektromechanischen Wandlers, so daß erfindungsgemäß unterschiedliche "Werte für dieses Verhältnis der beiden Bauteile vorgesehen werden müssen um die Störfrequenz zu beseitigen. 1-Ian macht somit das Verhältnis d des elektromechanischen ¥andlers unter-

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schiedlich zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite, d.h. die Fläche des kegelstumpfförmicen Kreisquerschnittes des Bauteils ist unterschiedlich von der Eingangsseite her zur Ausgangsseite hin.

Bei einer Ausführungsform ist der mechanische Ilesoiianzkörper 3 mit einer Hut 6 versehen, um Störfrequenzen des Resonanzkörpers außer Resonanz zu brin,,en. Beispielsweise ist die Länge bzw. der Durchmesser des ilesonanzkörpers L bzw. D und die Länge bzw. die liefe der IVut 61 bzw. H. Dann ist. das Verhältnis für die Bedingungen an der !Tut 6 und für die Störfrequenz f^¹ der Arbeitsfrequenz f_Q diejenige, wie in Fi^. 5 dargestellt. Fig. 6 veranschaulicht die .Neigung der Übertragungscharakteristik für die Bauart gemäß Erfindung, wobei

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auf der Abszisse die !Frequenz und auf der Ordinate die üriv3e der Abschwächung in d_ angegeben wird, Somit ist erkennbar,

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daß durch die erfindungsgernäße Lehre die Herstellung von Störfrequenzen vermieden und eine ausgezeichnete übertragungscharakteristik gewonnen werden kann.

±äei einer Ausführungsform des mechanischen filters gemäß iig. 8 wird eine Grundplatte für die Montage, z.3. in gedruckter Schaltungstechnik verwendet, und an dieser wird eingangsseitig der elektromechanisclie Wandler 14-ä* montiert, der einen Resonatorkörper 12a enthält, welcher Ilreisquerschnitt hat und kegeistumpfförmig sowie zu i3iegeresonanzen befähigt sein kann, und eine piezoelektrische Keramikplatte 13a ist an die abgeflachte Oberfläche 12a¹ des Resonatorkörpers befestigt. Ferner ist an der Ausgangsseite ein elektromechanischer Wandler 14b ähnlicher Bauart vorhanden, und mit Hilfe eines jeweiligen Paares von Stlitzdrähten 15&» 15a¹ und 15b, 15b¹ derart montiert, daß zwei Wandler 14a und 14b parallel und im Abstand zueinander liegen. Zwischen diesen Wandlern sind parallel und im Abstand runde stabförmige, mechanische Ilesonatorkörper Rj bis H angeordnet, die zu -Biegeresonaiizen befähigt sind und an einer Grundplatte 11 mit Hilfe von gebogenen Drähten, die jeweils'ein Paar von SÖhenkeln 16« 1 und 16M', ..., 16h und 16'n¹ haben in

montiert.

gleicher Weise vile für die Wandler angegeben, Ein Koppelelement 17» befähigt zu Longitudinalresonanz, erstreckt sich auf der als auch senkrecht zu den Achsen der "andler 14a,14"b

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und den -iesoncuizkörpern R, ,bis Il im Schleif enteil des Resonanzkörpers und ist an ihn durch Punkt s ein/e iß en bebest igt.

In den i'igureii 9a und 9b ist der mechanische Resonanzkörper Il gemäß Erfindung dargestellt und zeigt die kontage-r art an die Grundplatte 11. Aus ihnen ist erkennbar, daß Resonanzkörper R. biu Pl duten 18-1 bis 18 haben,· gebildet im Sp₁IiIe if en teil dieser Körper an der Seite, die entgegengesetzt _Zu der Seite ist, an der das Koppelelement befestigt ist, und diese liuten liegen gegenüber der oberen Pläclie der Grundplatte 11. ferner sind Stütsdrähte und 15a¹, 15b und 15b¹, 16-1 und 16-1«, ..., 16-n und 16-n' an den Knotenpunkten, aii derjenigen Seite vorhanden, welche gegenüber der Seite liegt, an der das Kopplungselement 17 befestigt ist, und werden an die Basisplätte 11 durch geeignete Befestigungsteile, z.B. durch Schweißen odgl., festgemacht, Wie in I?ig. 9 veranschaulicht.

Die Arbeitsfrequenz, welche die Charakteristik der mechanischen i'ilter bestimmt, wird in der Richtung gezählt wie durch f^ in I^?ig. 9a veranschaulicht, d.h. in der Seitenrichtung, und die Resonanz in der Richtung von f., senkrecht hierzu, erzeugt die Störfrequenz. In diesem 3?alle wirkt die in jedem R.esonanzkörper vorhandene !Tut als eine kleine iiassenverringerung, bezogen auf die Richtung f. , und als Abweichung oder Querschnittsform, bezojen auf die Richtung f, und bewirkt somit eine starke j?requenzverminderung nach gleichem Prinzip wie es bei dem sogenannten

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Stufenresonator (stepped bar-Resonator) der PpIl ist, wobei die.Bedin.pxing f y f. erfüllt wird. Venn L^nge bzw. Durchmesser jedes mechanischen Resonanzkf"rpers A₁,...fl L bzw. I) sind, und die L n^e bzv/. Tiefe jeder !Tut 1 :_>■*■ 1,.. 18*n bzw. H sind, zeigt Pi_c;. 10 die Beziehung zwischen f und f. in Abhängigkeit von der Gestalt der Hut bzw. der Vertiefung.

Pig. 11 veranschaulicht den Verlauf der Vbertragungscharakteristik des Piltsrs, bei den mechanische Resonanzkörper zur Anwendung kommen, bei welchen keine solche Hut, v/ie vorstehend angegeben, vorhanden ist, wobei die Abszisse die Frequenz und die Ordinate die Abschw"chung in dB .angibt. In diesem Palle treten öfters Störfrequenzen an der Prequenz f^. auf, äie durch den gestrichelten Pseudokreis dargestellt. Wenn jedoch jeder mechanische Resonanzkörper mit * einer nutförmigen Vertiefung gem".ß Erfindung versehen ist, wird die Störfrequenz f. aus dem unteren 3and des Pilters verdrängt, so daß die Übertragungscharakteristik, wie in Pig. 12 veranschaulicht, verbessert wird. Die aus dem Band verdrängte Störfrequenz kann an der Eingangsseite bzw. Ausgangsseite durch elektromechanische Wandler 14a bzw. 14b und einen (nicht dargestellten) Koppelkreis unterdrückt werdan. Ist die Hut seitlich in Bezug auf die Achse des mechanischen Resonanzkörpers ausgebildet, kann die Störfrequenz aus dem oberen Band des Pilters verdrängt v/erden, mit gleicher Wiriung, wie vorstehend angegeben. In diesem Palle jedoch, wenn die Bandbreite des Pilters groß ist, müßten die Abmessungen der !Tut größer vorgesehen werden und dies führt

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zu flachteilen hinsichtlich Exaktheit und Kosten der mechanischen Bearbeitung.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 13 wird ein Behälter für den mechanischen Filter verwendet, wobei der Druck verringert und hermetische Abdichtung erreicht wird. Hier ist im Behälter ein mechanischer Filter untergebracht, mit elektromechanischen Wandlern 101a- bzw. 101b an der Eingangbzw. Ausgangsseite, welche jeweils Resonanzkörper 1O2a und 102b enthalten, die kegelstumpfartige Form mit kreisförmigem querschnitt aufweisen und zu Biegeresonanzen befähigt sind, wobei piozoelektrische keramische Platten 103a und 103b an sie befestigt sind. Zwischen diesen Wandlern 101a und 101b sind runde stabförmige, zu Biegungen befähigte Resonanzkörper 104a, 104b und 104c vorhanden. Die Wandler und Resonanzkörper sind mechanisch über ein Koppelelement 105 nach Easkadenart verbunden. Die elektromechanischen Wandler 101a und 101b sowie die Resonanzkörper 104a, 104b und 104c sind an die Grundplatte 107, die in gedruckter Schaltungstechnik hergestellt sein kann, mit Hilfe von Stützdrähten 106 montiert. Ein derart hergestellter mechanischer Filter ist allgemein mit F bezeichnet.

Bei dieser Ausführungsform ist ein nach unten offener Easten T10 mit einer Vertiefung 108 in der oberen Wand versehen, und hat ferner eine durchgehende öffnung 109. Der Kasten ist dicht mit der Grundplatte 111 verbunden. An letztere ist durch eine Klebsehicht odgl. eine Grundplatte 107 befestigt, an die der vorstehende mechanische Filter F montiert ist. Eine Platte 112, die an einer oder an beiden Seiten eine

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klebfähige Venylschicht odgl. trägt, ist an die Vertiefung 108 festgemacht, so daß sie die öffnung 109 bedeckt.

Kasten 110 mit dem mechanischen Filter F im Kasten, wird in einen Druckminderofen (nicht dargestellt) hereingeführt, welcher über einen Hahn oder einen ähnlichen Öffnung-Schließmechanismus mit einer Vakuumpumpe in Verbindung steht. Dann wird durch die Vakuumpumpe der Druck im Ofen auf einen vorbestimmten Wert gebracht. Hierbei wird luft aus dem Kasten 110 über öffnung 109 durch den freien Raum zwischen .Blatt 112 und der Oberfläche der Vertiefung im Kasten 110 abgezogen, so daß der Innendruck im Kasten 110 den gleichen Wert wie im Ofen annimmt. Wird der Halm geöffnet, um kurzzeitig Luft in den Ofen zuzuführen, wird durch einen Luftdruck das Blatt 112 in !Berührung mit der Oberfläche der Vertiefung 108 im Kasten gebracht, so daß die öffnung 109 hermetisch abgedichtet wird. Um weiter eine vollständige Abdichtung der Öffnung zu gewährleisten und aufrecht zu erhalten, kann ein abdichtender Werkstoff 113 *ie Silikon, Epoxydharz odgl. in die Vertiefung 108 vom Bereich oberhalb des Ulattes 112 hinzugeführt werden. Da die Öffnung durch den Eoden der Vertiefung 108 gebildet ist, und nunmehr die Vertiefung η it dem abdichtenden iierkstoff 113 gefüllt wird, v;i:?d verhindert, daß das Abdichtunvsmaterial nach außen Übe?: die hauptsächliche obere Fläche des Kastens 110 quillt mi.". rjo^rii\; die Außenabmessiuv.en in diesen Seil vergrößern v/urde. uonit . wird lruc':niiicerung und hermetische iibdichtung clen ^r:ocIiF,nir:c-:en Filters durch einfrclio iir.ucrt

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erreicht, wobei -wirksam ein Abfall der Piltercharakteristik vermieden wird.

±$ei der Abwandlung der Ausführungsform der Pig. 13 durch die Bauweise gemäß I¹Ig. 14 besteht eine Abweichung darin, daß die Vertiefung 118' in der Bodenwand 111' eines Kastens 110 gebildet ist, und daß die Grundplatte 107' auf einem Paar von Stützen 114 und 115 ruht, die am Boden 111 abgestützt sind. Diese Stützen können aus Dämpferwerkstoff, wie Gummi, Schaumgummi odgl. bestehen.

Die Ausführung gemäß Pig. 15 - 17 zeigt eine Stützeinrichtung für den Resonatorkörper gemäß Erfindung. Hier sind Metalldrähte 203a und 203 b durch Punktschweißen in ihrer Mitte an Knotenpunkte 202a und 202b des Resonatorkörpers 201 montiert, der zu ^rBiegeschwingungen befähigt ist, und dann werden die Metalldrähte 203a und203b von ihren Schweißpunkten hinweg in solche Richtung abgebogen, daß die abgebogenen Teile jedes Drahtes zueinander zu liegen kommen, d.h. in Richtungen wie durch entgegeng. Teile in Pig. 15 angedeutet, bis die abgebogenen Teile im wesentlichen senkrecht zur Achse des Resonatorkörpers 201 zu stehen kommen, als auch in enge Eontaktberührung miteinander kommen,derart, so daß eine kiefernad.elähnliche Gestalt gebildet ist, Hierbei sind die freien Enden der Metalldrähte 203a und 203b an die Grundplatte 205, die eine gedruckte Schalterplatte sein kann, in der Weise befestigt, wie die Stellen 204a und 204b in Pig. veranschaulichen.

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Fig. 17 zeigt die Anwendung des Erfindungsgegenstandes an einem runden stabförnigen Biegeresonatorkörper 211.

Somit ist ersichtlich, daß erfindungsgemfß eine Notwendigkeit, Öffnungen an den Knotenpunkten des Biegeresonators vorzusehen, entfällt, und gleichfalls entfallen komplizierte Yerfahrensschritte wie Gewindebohren oder Terschweißen, und es verbleibt ein einziger Arbeitssehritt, um lediglich die Metalldrähte durch Punktschweißen an den Resonatorkörper zu verbinden und solche Drähte zu biegen. Hierdurch wird die Herstellung wesentlich verbilligt und die Serienproduktion erleichtert. Ferner ist von beachtlichen Vorteil, daß sich die ergebende Stützeinrichtung bzw. die Abstützung nicht die mechanischen und elektrischen Charakteristika des Filters oder anderer Torrichtungen verringert, für die die Stütz-. einrichtung vorhanden ist»

In der Ausführungsform geuäß Fig. 1SA.,B, bis 204,13, ist ein mechanischer Resonanzkörper dargestellt, wobei der Resonanzkörper 301 gemäß Fig. KJl und Fig. 18B mit einer Hut 302 versehen ist, deren Querschnittsform in einer Ebene, parallel zur longitudinalachse, ein Dreieck ist. Resonanzkörper 401 der Fig» 19A und 19B ist mit einer !Tut 402 versehen, deren {{uerschnittsform in einer Ebene parallel zur Longitudinalachse, halbzylindrisch ist. Der Resonanzkörper 501 gemäß Fig. 2OA und 2OB ist mit einer Hut 502 versehen, welche eine Kombination einer !Tut ist, deren Querschnittsform parallel zur Längsachse des Resonators quadratisch ist, mit einer oberen pyramidenförai,:en ilut, die der quadratischen Imt sich an-

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schließt. Jeder dieser Resonatorkörper kann in vorteilhafter Weise mit dem mechanischen !Tilter gemäß Erfindung verwendet Jdzw. kombiniert werden.

Wenn auch der Erfindungsgegenstand anhand mehrerer, bevorzugter beschriebener und gezeichneter Ausführungsformen dargestellt ist, können im Rahmen der erfinderischen Lehre Abweichungen und/oder äquivalente Ausführungsformen vorgesehen werden»

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Claims

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KOIOTSAI ELECTRIC CO., Ltd.

!Patentansprüche

( 1 .hiechanischer Resonenzfilter, mit einen Paar von elektromechanischeii, etwa parallel sowie in Abstand zueinander angeordneten Wandlern, etwa kreisföraigen Querschnitts nit abgeschrägter Seite, wobei die Wandler jeweils im Eingang bzw. Ausgang des elektrischen Leitungszweigs angeordnet sind und diese Wandler durch einen Biegeresonanzkörper kaskadenförmig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß diese Querschnitte der Tfandler (2 a, 2b) unterschiedlich groß,.ausgebildet sind.

2. Tilter nach Anspruch 1._f dadurch gekeiinzeinlinet, daß er einen oder mehr Resonanzkörper (5) aufweist, die etwa kreisförmigen Querschnitt haben, als auch zwischen den elektromechanischen .Wandlern (2a, 2b) angeordnet ist bzw. sind, sov/ie einen vorbestimmten Abstand untereinander, als auch zu den Wandlern aufweisen, und daß diese Resonanzkörper bzw. Resonanzelemente (3) mit einer

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Vertiefung, insbesondere einer But (6) versehen und ggf. miteinander als auch mit den I/andlerelementen über ein Koppelelement (4J verbund en ist bzw. sind.

5. i^;'ilter nach .Anspruch 2., dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsxorm diesEr But odgl, (6) in einer Ebene parallel zur Längsachse des Resonanzkörpers (3)» quadratisch oder rechteckig ist.

4. Filter nach Anspruch 2., dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform dieser Hut odgl. (6), in einer Ebene parallel zur Längsachse des Resonanzkörpers (3)» dreiecksförmic ist.

5. filter nach !Anspruch 2., dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform dieser Hut odgl. (6) in einer Ebene parallel zur Längsachse des Resonanzkörpers (3) halbkreisförmig ist.

6. filter nach .Anspruch 2., dadurch gekennzeichnet, daß die Porrn dieser Hut (6) odgl. eine kombination aus einer !Tut ist, deren ι Querschnittsform in einer Ebene parallel zur Längsachse des Resonanzkörpers (3) quadratisch oder rechteckig ist, sowie einer QuerSchnittsform, bei der eine obere p3n?amidenähnliche -Hut lückenlos an diese quadratische bzw. rechteckige !Tut sich anschließt_o

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7. filter nach einem der Ansprüche1. - 6., dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Wandlerbauteile (2a, 2b) einen zu Biegeschwingungen befähigten Resonanzkörper bzw. Resonator bildet, und jeder der Wandlerbauteile mit einen piezoelektrischen keramischen Bauteil (5a) versehen ist, und daß zwischen diesen elektromechanischen Wandlern (2a, 2b) mindestens ein zu Biegeschwingungen befähigter runder, stabförmiger Resonatorkörper (3) parallel und in vorbestimmten Abstand zu den Wandlern (2a, 2b) angeordnet ist, während das Koppelelement (17) als Längs- bzw, Schubschwinger ausgebildet ist, und sich senkrecht zu den Achsen der Wandlerelemente (2a, 2b) und des Biegeresonanzkörpers (5) erstreckt und an diese befestigt ist, und daß dieser Biegeresonanzkörper (3, 12a) eine in seinem Schleifen- bzw. Rahmenteil gebildete !Tut (6) gegenüber dem Koppelelement (4) aufweist, welches mit dem Biegeresonanzkörper (3) verbunden ist, wobei jeder der elektro-■ mechanischen Wandler (2a, 2b ; 14a) als auch der Biegeresonanzkörper (5) an eine Basisplatte (1; 11) mit Hilfe eines abgebogenen, drahtartigen Stlitzteiles (16) montiert ist, und dieser Stützteil ein Paar von Mißen (16-1) hat, die an den Knotenpunkten an der Seite vorhanden sind, die entgegengesetzt der Seite liegt, an der das Koppelelement (17)befesti_cr;t ist.

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8. Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß in- der Behälterwandung eine Vertiefung bzw. !Tut (108) vorhanden ist, die eine durchgehende Öffnung (1D9) aufweist, an die eine Druclmindereinrichtung,'wie eine Vakuumpumpe zwecks Verminderung des Drucks des im Behälter vorhandenen Filters anschließbar ist und daß

•diese Hut odgl. (108) mit einem hermetischen Abdichtungsbauteil (112) versehen ist, um den, den mechanischen Filter enthaltenden Seil, hermetisch abzudichten.

9. Filter mit einem Behälter, nach Anspruch 9.» dadurch gekennzeichnet, daß die Nut odgl. (103) in der oberen Wand (110) des Behälters.-gebildet ist.

10. Filter nach Anspruch 8., dadurch gekennzeichnet, daß die !Tut odgl. (118¹) im Boden 111') des Behälters ausgebildet ist.

11. Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine, mindestens einen Biegeschwingungs-Resonatorkörper abstützende Einrichtung aufweist, Vielehe im wesentlichen zentral an den Knotenpunkten (202a, 202b) des Resonanzkörpers (201) durch Punktschweißung

befestigte lietalldrähte (203a, 205b) aufweist, und jeder der metallischen Stützdrähte (203a) an diesen Punktschweißstellen so abgebogen sind, daß sie im wesentlichen senkrecht zum Resonanzkörper (201; 301)

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stehen, und daß die freien Enden der lie ta 11 drähte so abgebogen sind, und an der Grundplatte befestigt sind.

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