DE2553709A1 - Elektromechanisches filter mit umspritzten eingangs- und endkreiskondensatoren - Google Patents

Description

Elektromechanisches Filter mit umspritzten Eingangs- und Endkreiskondensatoren

Die Erfindung betrifft ein elektromechanisches Filter mit mehreren mechanisch gekoppelten, parallel zueinander angeordneten mechanischen Resonatoren, insbesondere vom Biegeschwingungstyp, bei dem der in Übertragungsrichtung erste und letzte Resonator jeweils mit einem elektrostriktiven Wandlerelement versehen ist, dessen Zuführungsleitung insbesondere als eine in der metallischen Grundplatte vorgesehene isolierende Durchführung ausgebildet und mit einem als LC-Schvingkreis aufgebauten elektrischen Eingangs- oder Endkreis verbunden ist, und bei dem jeweils der Kondensator des Eingangs- und Endkreises innerhalb einer wannenförmigen Prägung der Grundplatte unterhalb des Filters angeordnet ist.

Elektromechanisch^ Filter haben zur Lösung vieler Aufgaben der Filtertechnik unter anderem insofern eine große praktische Bedeutung erlangt, als sie bekanntlich den aus kenzentrierten Schaltelementen bestehenden Filtern sowohl hinsichtlich des Raumverbrauchs als auch hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften, vor allem der Güte ihrer Resonanzelemente zum Teil erheblich überlegen sind. Für den Einsatz in miniaturisierten Schaltungen, in denen auch die Filter ein möglichst kleines Volumen haben sollen, haben sich insbesondere elektromechanische Filter mit Biegeresonatoren als Resonanzelemente und Längsschwingungen ausführenden Koppelelementen, wie sie beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 1 922 550 bekannt sind, gut bewährt.

Bei solchen mechanischen Filtern werden die Eingangs- und Ausgangskreise als elektrische, d.h. als LC-Schwingkreise aufgebaut. Dabei sind die Schwingkreis-Spulen, beispielsweise an den

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Längsseiten der Abdeckhaube des Filters und die Schwingkreis-Kondensatoren, insbesondere wegen des kompakten und kleinen Filteraufbaues am günstigsten in einer wannenförmigen Prägung der Grundplatte unterhalb des Filters untergebracht. Dieser Aufbau hat sich an sich gut bewährt. Es müssen hierfür jedoch an beiden Kondensatoren die Anschlußdrähte von Hand ausgeformt, beschnitten und an eine Sicke der Grundplatte sowie an die Durchführung der Wandlerelemente angelötet werden.

Diese Montage der Kondensatoren gestaltet sich jedoch wegen der platzmäßig beeingten Verhältnisse verhältnismäßig schwierig und läßt sich insbesondere bei größeren Toleranzen in den äußeren Abmessungen der verwendeten Kondensatoren, bzw. bei Verwendung unterschiedlicher Kondensatoren nur schwierig automatisieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein elektromechanisches Filter einen Aufbau anzugeben, durch den die oben angegebenen Schwierigkeiten vermieden werden und insbesondere die Montage der Schwingkreiskondensatoren einer weitgehenden Automatisierung zugänglich ist.

Ausgehend von einem elektromechanischen Filter mit mehreren mechanisch gekoppelten, parallel zueinander angeordneten mechanischen Resonatoren, insbesondere vom Biegeschwingungstyp, bei dem der in Übertragungsrichtung erste und letzte Resonator jeweils mit einem elektrostriktiven Wandlerelement versehen ist, dessen Zuführungsleitung insbesondere als eine in der metallischen Grundplatte vorgesehene isolierende Durchführung ausgebildet und mit einem als LC-Schwingkreis aufgebauten elektrischen Eingangs- oder Endkreis verbunden ist, und bei dem jeweils der Kondensator des Eingangs- und Endkreises innerhalb einer wannenförmigen Prägung der Grundplatte unterhalb des Filters angeordnet ist, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch .gelöst, daß beide Kondensatoren gemeinsam mit Isoliermaterial zu einer formschlüssig in die Prägung der Grundplat-

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te eingepaßten Kondensatoreinheit verkapselt sind.

Ein Vorteil der Erfindung ist dadurch gegeben, daß auch bei Verwendung von Kondensatoren mit" großen Toleranzen hinsichtlich der äußeren Abmessungen ihre Anschlüsse exakt innerhalb eines vorgegebenen Rasters gehalten sind, und daß ferner durch die Einbettung der Anschlußdrähte in die Kondensatoreinheit eine Schlußgefahr zwischen den Anschlußdrähten und der metallischen Grundplatte vermieden wird.

Ein besonderer Vorteil hinsichtlich der Filtermontage ist dadurch gegeben, daß die Lötverbindung zwischen der Grundplatte und einem Kondensatoranschluß entfallen kann, da nach der Erfindung die elektrischen Verbindungen der Kondensatoren zum mechanischen Teil des Filters durch Leiterbahnen und durch Schwalllöten des Filters auf einer entsprechenden Leitergrundplatte hergestellt werden können.

Bei der mit der angestrebten Miniaturisierung verbundenen hohen Packungsdichte ist nach dem Stand der Technik im allgemeinen zur Vermeidung von Kurzschlüssen eine Isolierung der Anschlußdrähte erforderlich, die beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung jedoch entfallen kann.

Weitere Vorteile sind in der einfachen Handhabung beim Austausch der Kondensatoren als geschlossene Kondensatoreinheit und in dem hervorragenden Schutz gegen mechanische Beschädigungen zu sehen. Durch die Kunststoffverkapselung ist außerdem ein wirksamer Schutz gegen Nebenschlüsse, beispielsweise infolge von Verschmutzung, gegeben.

Vorteilhaft ist es, die Kondensatoreinheit mit wenigstens einem nasenförmigen Fortsatz zu versehen, der in einen entsprechenden Durchbruch der Grundplatte einrastet und damit eine feste, jedoch lösbare Verankerung der Kondensatoreinheit in der Prägung der Grundplatte gewährleistet.

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Für die Fertigung der Kondensatoreinheit durch ein Spritzgußverfahren ist es vorteilhaft, als Isoliermaterial einen spritzbaren thermoplastischen Kunststoff vorzusehen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert.

Es zeigen in der Zeichnung:

Fig.1 einen Querschnitt eines elektromechanischen Filters;

Fig. 2 eine Grundplatte für ein elektromechanisches Filter j

Fig.3 eine Kondensatoreinheit nach der Erfindung;

Fig.4 eine perspektivische Darstellung der Kondensatoreinheit;

Fig.5 bis Fig.7 für die Kondensatoreinheit geeignete Ausführungsbeispiele von Keramikkondensatoren.

Das mechanische Filter nach Fig.1 enthält als Träger des Resonatorsystems eine metallische Grundplatte 1, die auf der den Resonatoren zugewandten Seite mit zwei nutförmigen Vertiefungen 2 versehen ist, die derart ausgebildet sind, daß eine Vergußmasse J5 auch im flüssigen Zustand darin gehalten wird.

Zur Halterung des Resonatorsystems sind verhältnismäßig kurze metallische Stifte 4 vorgesehen, die an den Schwingungsknoten der Resonatoren 5 befestigt und durch die erstarrte Vergußmasse in den nutförmigen Vertiefungen gehalten sind. Die einzelnen Resonatoren sind über drahtförmige Koppelelemente 6 miteinander verbunden.

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Zwischen den beiden nutförmigen Vertiefungen ist die Grundplatte auf ihrer den Resonatoren abgewenciten Unterseite mit einer wannenförmigen Prägung 7 versehen, die zur Aufnahme der Schwingkreiskondensatoren dient.

In Fig.2 ist eine Grundplatte 1 mit zwei isolierten Durchführungen 8 dargestellt, die beim fertig aufgebauten Filter auf der Resonatorseite mit den Wandlerelementen des ersten bzw. letzten Resonators und auf der Unterseite des Filters über eine Leitergrundplatte mit einem Anschluß der Schwingkreiskondensatoren verbunden sind. Der Boden der wannenförmigen Prägung 7 ist mit zwei gegenüberliegenden Durchbrüchen 9 versehen, die zur Aufnahme der erfindungsgemäßen Kondensatoreinheit nach Fig.3 vorgesehen sind.

In Fig.3 ist eine in die wannenförmige Prägung der Grundplatte nach Fig.2 formschlüssig eingepaßte stabförmige Kondensatoreinheit 10 von der Grundplatte getrennt dargestellt. Die in der Kondensatoreinheit 10 eingeschlossenen Schwingkreiskondensatoren 11 sind strichliert eingezeichnet und weisen nach unten abgewinkelte Anschlußdrähte 12 auf. Auf der dem Boden der wannenförmigen Prägung zugewandten Seite ist die Kondensatoreinheit 10 zur Verankerung mit der Grundplatte 1 mit zwei in die Durchbrüche 9 der Grundplatte einrastbaren nasenförmigen Fortsätzen 13 versehen, die außerdem auch die Zentrierung der AnSchlußdrähte zu den Durchführungen übernehmen.

Ein zur Herstellung der Kondensatoreinheit hervorragend geeignetes spritzbares Isoliermaterial ist beispielsweise Polystyrol (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer; ABS).

Neben spritzbaren thermoplastischen Kunststoffen, wie beispielsweise Novodur PM/AT oder Terulan 877 T sind auch zum Niederdruckpressen geeignete duroplastische Kunststoffe als Isoliermaterial für die Kondensatoreinheit anwendbar.

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In Fig.4 ist die Kondensatoreinheit umgedreht mit nach oben gerichteten Anschlüssen 12 dargestellt. Durch die Fertigung der Kondensatoreinheit mittels eines geeigneten Werkzeuges ist es möglich, auch bei großen Toleranzen in den äußeren Abmessungen der verwendeten Kondensatoren deren Anschlußdrähte genau in einem, beispielsweise durch eine Kanalumsetzerleitplatte, vorgegebenem Raster zu halten.

Die elektrischen Verbindungen der Kondensatoren zum mechanischen Teil des Filters werden beispielsweise bei der Verwendung des Filters im Zusammenhang mit einem Kanalumsetzer über Leiterbahnen der Kanalumsetzerleiterplatte und durch Schwalllöten des Filters auf der Kanalumsetzerleiterplatte hergestellt.

In den Fig.5 bis 7 sind verschiedene zur Kunststoffverkapselung für die Kondensatoreinheit geeignete Formen von Keramikkondensatoren dargestellt.

Fig.5 stellt einen Keramikkondensator dar, der als doppelseitig metallisch belegtes isolierendes dielektrisches Plättchen ausgebildet ist.

Fig.6 zeigt einen Keramikkondensator in Form eines doppelseitig metallisch belegten isolierenden Rundprofils; Fig.7 stellt einen in Form eines doppelseitig metallisch belegten isolierenden Rechteckhohlleiter aufgebauten weiteren geeigneten Keramikkondensator dar.

8 Patentansprüche '

7 Figuren

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Claims (8)

1. Patentansprüche

   ί1,JElektromechanisches Filter mit mehreren mechanisch gekoppelten, parallel zueinander angeordneten mechanischen Resonatoren, insbesondere vom Biegeschwingungstyp, bei dem der in Übertragungsrichtung erste und letzte Resonator jeweils mit einem elektrostriktiven V/andlerelement versehen ist, dessen Zuführungsleitung insbesondere als eine in der metallischen Grundplatte vorgesehene isolierende Durchführung ausgebildet und mit einem als LC-Schwingkreis aufgebauten elektrischen Eingangs- oder Endkreis verbunden ist, und bei dem jeweils der Kondensator des Eingangs- und Endkreises innerhalb einer wannenförmigen Prägung der Grundplatte unterhalb des Filters angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß beide Kondensatoren (11) gemeinsam mit Isoliermaterial zu einer formschlüssig in die Prägung (7) der Grundplatte (1) eingepaßten Kondensatoreinheit (10) verkapselt sind*
2. 2. Elektromechanisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kondensatoren (11) der Kondensatoreinheit (10) über eine Leitergrundplatte mit der Grundplatte (1) und den elektrostriktiven Wandlern des Filters elektrisch leitend verbunden sind.
3. 3. Elektromechanisches Filter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoreinheit (10) zur Verankerung mit der Grundplatte (1) mit wenigstens einem, in einen entsprechenden Durchbruch (9) der Grundplatte (1) einrastenden nasenförraigen Fortsatz (13) versehen ist.
4. 4. Elektromechanisches Filter nach den Ansprüchen 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß als Isoliermaterial ein spritzbarer thermoplastischer Kunststoff vorgesehen ist.

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5. 5. Elektrodechanisches Filter nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß als Isoliermaterial ein zum Niederdruckpressen geeigneter duroplastischer Kunststoff vorgesehen ist.
6. 6. Elektromechanisches Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Kondensatoren (11) Keramikkondensatoren in Form von zweiseitig metallisch belegten isolierenden dielektrischen Plättchen vorgesehen sind.
7. 7. Elektromechanisches Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Kondensatoren (11) Keramikkondensatoren in Form von doppelseitig metallisch belegten isolierenden Rundrohrprofilen vorgesehen sind.
8. 8. Elektromechanisches Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Kondensatoren (11) Keramikkondensatoren in Form von doppelseitig metallisch belegten isolierenden Rechteckrohrprofilen vorgesehen sind.

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