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Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen
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einer auf einer piezoelektrischen Scheibe angebrachten Elektrode und
einem die Scheibe haltenden Kontaktstift Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einer auf einer piezoelektrischen
Scheibe angebrachten Elektrode und einem die Scheibe haltenden Kontaktstift, wobei
die Scheibe in einen an einem Ende#des Stiftes vorhandenen und in Achsrichtung des
Stiftes liegenden Schlitz eingesetzt wird und die Elektrode der piezoelektrischen
Scheibe durch Kleben oder Löten mit dem Ende des Stiftes elektrisch leitend verbunden
wird.
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Haltevorrichtungen für piezoelektrische Scheiben sind in zahlreichen
Ausführungen bekannt. Die Halterung hat in der Regel einen Sockel, in dem zwei Kontaktstifte
gegeneinander isoliert befestigt sind. Aus der Unterseite des Sockels ragen die
Kontaktstifte so weit heraus, daß sie zum Beispiel wie Steckerstifte in entsprechende
Buchsen einer Fassung eingesteckt werden können, während die auf der Oberseite des
Sockels herausragenden Enden der Kontaktstifte durch eine besondere Formgebung,
zum Beispiel einen Schlitz, zur Aufnahme einer piezoelektrischen Scheibe eingerichtet
sind (DT-OS 15 41 640). Die piezoelektrische Scheibe trägt auf ihrer Vorderseite
und Rückseite je eine als Elektrode dienende leitende Schicht, die beim Einstecken
der piezoelektrischen Scheibe in die Schlitze der Kontaktstifte mit diesen unmittelbar
oder über eine Kleb- oder Lötverbindung in elektrischen Kontakt kommt.
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Bei
Bei der bekannten Haltevorrichtung ist das mit
der piezoelektrischen Scheibe zu verbindende Ende der Kontaktstifte durch Quetschen
bandförmig verbreitert und das verbreiterte Band mit einem senkrecht zu dessen Ebene
stehenden Schlitz versehen, in den die piezoelektrische Scheibe hineinpaßt.
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Bisher ist es üblich, diesen Schlitz durch Sägen oder Schleifen herzustellen.
Diese Art der Halterung hat sich bei größeren piezoelektrischen Scheiben bewährt.
Werden aber piezoelektrische Elemente in Miniaturausführung benötigt, bei denen
die Kontaktstifte zum Beispiel einen Durchmesser von nur etwa 0,5 mm oder weniger
haben, dann muß man damit rechnen, daß sich die Kontaktstifte beim Anbringen des
Schlitzes völlig verbiegen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren
zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einer auf einer piezoelektrischen
Scheibe angebrachten Elektrode und einet die Scheibe haltenden Kontaktstift zu schaffen,
das sich mit verhältnismäßig einfachen Mitteln realisieren läßt und insbesondere
auch bei piezoelektrischen Scheiben in Mimiaturausführung angewendet werden kann.
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#rfindungsgemIß wird diese Aufgabe bei eina Verfahren nach dem Oberbegriff
des Hauptanspruchs dadurch gelöst, daß der Kontaktstift in einer der Acherichtung
des Stiftes parallelen Ebene etngeschnitten wird, daß die durch das Einschneiden
erhaltenen liften des Stiftendes parallel ru der Ebene des Einschnitte so weit auseinandergebogen
werden, daß die piesoelektrische Schein
ist ihrer Ebene senkrecht
zu der Schnittebene zwischen die beiden auseinandergebogenen Hälften der Stiftenden
eingesteckt werden kann und daß schließlich die elektrische Verbindung zwischen
der Elektrode und der dieser unmittelbar benachbarten Hälfte des Stiftendes hergestellt
wird.
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Ein Verfahren mit den vorgenannten Merkmalen hat den Vorteil, daß
sich die mechanische Halterung der piezoelektrischen Scheibe und die elektrische
Verbindung zwischen einer Elektrode dieser Scheibe und eine Kontaktstift in einfacher
Weise herstellen läßt, und zwar auch dann, wenn zu Beispiel zwei Kontaktstifte bereits
in den Sockel einer Haltevorrichtung eingebettet sind und wenn die Kontaktstifte
einen besonders kleinen Querschnitt haben.
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In Ausgestaltung der Erfindung kann das Verfahren nach den Hauptanspruch
so beschaffen sein, daß das Ende des Kontaktitiftes vor dom Einschneiden zu einer
Klinge verformt wird, deren Dicke erheblich kleiner ist als die grate Ausdehnung
des Querschnitts des Kontakt stiftes Eine auf diese Weise hergestellte Verbindung
zwischen der piezoelektrischen Scheibe und eines Kontaktstift hat zusätzlich den
Vorteil, daß die Beruhrungsflache zwischen Kontaktstift und der Elektrode der piezoelektrischen
Scheibe verhältnismäßig groß ist, so daß eine auch bei starken Erschiitterungen
besonders dauerhafte Verbindung sbglich ist.
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ZweckmEßige
Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen. Im
folgenden wird die Erfindung an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 a eine vergrößerte Schnittansicht einer Haltevorrichtung
ffir eine piezoelektrische Scheibe, die von einem auf der Haltevorrichtung befestigten
Gehäuse umgeben ist, Fig. 1 b eine Seitenansicht einer Haltevorrichtung nach Fig.
1 a im Schnitt, Fig. 1 c eine Draufsicht auf eine Haltevorrichtung nach Fig. 1 a
ohne Gehäuse, Fig. 2 a eine stark vergrößerte perspektivische Ansicht eines an einem
Ende nach Art einer Klinge verformtem Kon-- taktstifts, Fig. 2 b eine Ansicht wie
in Fig. 2 a mit in Achsrichtung des Stiftes eingeschnittener Klinge und auseinandergebogenen
Klingenhälften, Fig.
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3 bis 7 je eine Ansicht von je eine piezoelektrische Scheibe tragenden
Kontaktstiften in einer ersten bis fUnften Ausführungsform und Fig. 8 eine stark
vergrößerte Ansicht eines Kontaktstiftes entsprechend dem Beispiel in Fig. 7.
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Ein
Ein in den Fig. 1 a bis 1 c dargestellter kompletter
piezoelektrischer Schwinger hat einen Sockel 1, der zusammen mit zwei in dem Sockel
isoliert angebrachten zylindrischen Kontaktstiften 2, 3 eine Haltevorrichtung 4
für eine piezoelektrische Scheibe 5 bildet. Die zum Beispiel aus Quarz oder Piezokeramik
bestehende piezoelektrische Scheibe 5 trägt auf gegenüberliegenden Oberflächen je
eine als Elektrode 6, 7 dienende leitende Schicht. In dem gezeigten Beispiel nehmen
die Elektroden eine kleinere Fläche ein als die OberflAche der Scheibe. Deshalb
übernehmen Anschlußleiter 8, 9 die elektrische Verbindung von den Elektroden zu
dem Rand der Scheibe 5. Auf dem Sockel sitzt ein flaches, quaderförmiges Gehäuse
10 aus Metall, das die piezoelektrische Scheibe in einem gewissen Abstand umgibt
und mit dem Sockel luftdicht verbunden ist, so daß die piezoelektrische Scheibe
gegenüber äußeren Einflüssen hermetisch abgeschirmt ist.
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Die Kontaktstifte 2, 3 sind an ihren der piezoelektrischen Scheibe
5 zugewandten Enden auf folgende Weise mit den Anschlußleitern 8, 9 bzw. mit der
Scheibe 5 verbunden. Jeder Kontaktstift wird in einer der Achsrichtung des Stiftes
parallelen Ebene eingeschnitten. Die durch das Einschneiden entstehenden Hälften
12, 13 werden parallel zu der Ebene des Einschnitts so weit auseinandergebogen,
daß die Scheibe 5 mit ihrer Ebene senkrecht zu der Schnittebene zwischen die beiden
auseinandergebogenen Hälften der Stiftenden eingesteckt werden kannt vgl. insbesondere
Fig. 1 b und 1 c. Bei der Montage muß die Scheibe so auf die Kontaktetifte gesteckt
werden, daß die Anechlulleiter 1, b in den
Bereich
Bereich der Stiftenden
zu liegen kommen. Die erforderliche mechanische und elektrische Verbindung zwischen
den Kontaktstiften 2, 3 und der piezoelektrischen Scheibe 5 bzw. den Anschlußleitern
8 und 9 wird vorzugsweise durch Kleben mittels eines elektrisch gut leitenden Klebers
oder durch Löten erreicht. Der Klebstoff wird dann zu beiden Seiten der linienförmig
an dem betreffenden Anschlußleiter anliegenden Hälfte des Stiftendes, zum Beispiel
11, aufgetragen; vgl. Positionen 13 und 14 in Fig. 1 c.
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Eine bessere mechanische und elektrische Verbindung zwischen einem
Kontaktstift 15 und piezoelektrischer Scheibe läßt sich erreichen, wenn das Ende
der Kontaktstifte vor dem Einschneiden zu einer Klinge 16 mit ebenen parallel zueinander
liegenden Oberflächen verformt wird; vgl. Fig. 2 a. Nach dem Einschneiden der Klinge
(vgl. die gestrichelte Linie in Fig. 2 a) werden die durch das Einschneiden erhaltenen
Klingenhälften 17, 18 analog zu dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 a bis 1
c parallel zu der Ebene des Einschnitts so weit auseinandergebogen, daß die Scheibe
5 mit ihrer Ebene senkrecht zu der Schnittebene zwischen die beiden auseinandergebogenen
Klingenhälften eingesteckt werden kann.
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Der in Fig. 2 b gezeigte Abstand a muß also so groß sein, daß die
Scheibe zwischen die beiden auseinandergebogenen Klingen hälften paßt.
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Nach Fig. 3 sind zwei Kontaktstifte 19 weiter eingeschnitten als die
Kontaktstifte 2, 3 nach Fig. 1 a. Außerdem sind die Anschluß-
leiter
20 waagerecht auf einer piezoelektrischen Scheibe 21 angeordnet. Dadurch werden
größere Halte- und Kontaktflächen geschaffen. Diese Ausführung empfiehlt sich aber
nur bei piezoelektrischen Scheiben größerer Abmessungen, weil bei kleineren Scheiben
die durch die Einspannung hervorgerufene Bedämpfung zu hohe Werte annehmen kann.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind zwei Kontaktstifte 22
an ihren einer piezoelektrischen Scheibe 23 zugekehrten Enden rechtwinklig abgebogen,
so daß die Einspannstelle für die Scheibe besonders klein gehalten werden kann.
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Zwei Kontaktstifte 24 nach Fig. 5 sind an ihren Enden um etwa 450
abgewinkelt, so daß sie etwa tangential an dem Rand einer piezoelektrischen Scheibe
25 anliegen. Zwei Anschlußleiter 26 schließen in diesem Beispiel einen Winkel von
etwa 900 ein und stehen etwa senkrecht zu dem abgebogenen Teil der Kontaktstifte
24. Auch hier gilt analog das zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 Gesagte.
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Nach Fig. 6 sind bei einer piezoelektrischen Scheibe 27 zwei Anschlußleiter
28 in ähnlicher Weise wie-in Fig. 5 angebracht.
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Der Unterschied besteht jedoch darin, daß die Anschlußleiter sich
tangential an die kreisförmige Elektrode 29 anschließen. Dadurch wird der Vorteil
erzielt, daß sich der Abstand zwischen den Anschlußleitern vergrößert, so daß sich
die Kapazität zwischen den Anschlußleitern verringert. Bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 6 haben auch die Kontaktstifte 30 eine besondere Form, und
zwar
sind sie schräg zu ihrer Längsachse abgeschnitten. Mit der dadurch erhaltenen Abschrägung
31 wird bezweckt, daß die Einspannstelle für die piezoelektrische Scheibe 27 möglichst
weit weg von dem Schwingungsbereich liegt, das heißt also möglichst am Rande der
piezoelektrischen Scheibe.
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Nach Fig. 7 sind die Hälften der Stiftenden 32, 33 von Kontaktstiften
34 entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 b ausgebildet, wobei jedoch
zusätzlich die Hälften der Stiftenden zueinander gebogen sind; vgl. auch Fig. 8.
Die Hälften der Stiftenden überlappen sich somit. Kontaktstifte mit derart ausgebildeten
Enden haben den Vorteil, daß die Einspannfläche für eine piezoelektrische Scheibe
35 sehr klein wird, da die Hälften der Stiftenden nicht mehr nebeneinander wie in
den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 bis 6, sondern übereinander liegen.
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Wichtig ist noch, daß die Enden der Kontaktstifte nach den Fig. 3
bis 6 wahlweise nach der in den Fig. 1 a bis 1 c gezeigten Art oder auch nach der
aus den Fig. 2 a und 2 b ersichtlichen Art ausgebildet sein können. Wie bereits
angedeutet, ist es immer dann, wenn auf eine gute elektrische Kontaktgabe besonderer
Wert gelegt wird, von Vorteil, die Variante nach den Fig. 2 a, 2 b zu wählen, weil
hier die Kontaktstelle großflächiger ist als bei der ersten Variante nach den Fig.
1 a bis 1 c.
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Patentansprüche 1
L e e r s e i t e