DE2732972C2 - Halterung für einen als Dickenscherungsschwinger verwendbaren Resonator und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halterung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches I.

Ein als Dickenscherungsschwinger verwendbarer Resonator ist z. B. aus der DE-AS 23 27 176 bekannt. Bei Resonatoren dieser Art ist es üblich, den scheibenförmigen Resonator zumindest in einer Richtung rechtwinklig zu seiner Dicke so groß auszubilden, daß an seinem Rand angreifende Halteorgane keine Beeinträchtigung der Schwingeigenschaften des Resonators verursachen können, weil sich bei Dickenscherungsschwingern die Vibrationen im wesentlichen auf den Bereich zwischen Elektrodenflächen konzentrieren und deshalb der Angriffsort der Halteorgane gegenüber den Resonatorschwingungen weitgehend entkoppelt ist.

Da es jedoch durch die moderne integrierte Schaltungstechnik möglich geworden ist, wenig Raum beanspruchende und kaum elektrische Energie verbrauchende Frequenzteiler herzustellen, können solche als Dickenscherungsschwinger arbeitende Resonatoren, die im Frequenzbereich von ca. 1 MHz bis ca. 5 MHz arbeiten, als Zeitnormal in kleinformatigen Uhren, z. B. Armbanduhren, verwendet werden, indem ihre Schwingfrequenz entsprechend heruntergeteilt wird. Dabei ist es jedoch erwünscht, den Resonator möglichst

klein zu machen, damit dieser nicht unerwünscht viel Raum beansprucht Hierbei tritt das Problem auf, ihn dennoch betriebssicher so zu haltern, daß er unter Aufrechterhaltung einer relativ großen Stoß- und Schüttelfestigkeit möglichst däinpfungsarm befestigt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Halterung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eier Resonator ohne Beeinträchtigung seiner Schwingeigenschaften und ohne daß er in einer Abmessung senkrecht zu seiner Dicke übermäßig groß gemacht werden muß betriebssicher fixiert werden kann.

Erfindungsgemäß ergibt sich die Lösung dieser Aufgabe durcH eine den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 entsprechende Ausbildung einer solchen Halterung.

Durch diese Ausgestaltung der Halterung ist es mögiich, den Resonator betriebssicher in seiner Ruheebene zu erfasseri, so daß seine Schwingeigenschaften durch die Halterung nicht beeinflußt werden können. Zum Beispiel hat es sich bei einem Dickenscherungsschwinger mit einer Grundschwingung von ca. 4MHz als vorteilhaft erwiesen, die Rillen mit einer Breite von 80 μπι und einer Tiefe von 80 bis 240 μιη auszubilden.

Zwar ist das Erfassen eines Resonators mit Hilfe von zwei federnd zusammenwirkenden im wesentlichen schneidenförmigen Halteorganen, die den Resonator in seiner Kühe- oder Knotenebene berühren, z. B. bereits aus der Frt-PS 1003 371 bekannt. Bei der bekannten Halterung berühren jedoch die Halteorgane den Resonator an seinen großen Oberflächen, wobei gleichzeitig Resonatorclektroden kontaktiert werden. Die bekannte Halterung ist daher zur Fixierung eines Dickenscherungsschwingers nicht geeignet. Außerdem sind bei der bekannten Halterung an den beiden Enden der schneidenförmigen Halteorgane stiftförmige Vorsprünge erforderlich, die in seitlich am Resonator vorgesehene beispielsweise rillenförmig ausgebildete Ausnehmungen eingreifen und dadurch verhindern, daß sich der Resonator in der Halterung quer zur Angriffsrichtung der schneidenförmigen Halteorgane verschieben kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß jede der beiden auf den großen Oberflächen einander gegenüberliegend vorgesehenen zentralen Anregungselektroden über Anschlußelektroden mit je einer Rillenmetallisierung verbunden ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sieht ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Halterung vor, daß eine größere Anzahl von noch nicht mit den Rillen versehener Resonatoren zu einem Resonatorpaket mit fluchtenden Stirnseiten gebündelt wird und daß in die Stirnseiten der Resonatoren des Resonatorpakets mit Hilfe eines Laserstrahles die Rillen eingearbeitet werden oder daß eine größere Anzahl von noch nicht mit den Rillen versehener Resonatoren zu einem Resonatorpaket mit fluchtenden Stirnseiten gebündelt wird, daß das Paket mit einem Wachs oder einem ähnlichen Stoff umgössen wird und daß die Wachsschicht am vorgesehenen Ort der Rillen eingeritzt und dann das Paket einem ätzenden Medium ausgesetzt wird.

Auf diese Weise können die in die Stirnseiten der Resonatoren einzuarbeitenden Rillen auf eine relativ rationelle Weise hergestellt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand einer Figur noch näher erläutert.

Die Figur zeigt in Schrägansicht und stark vergrößert

einen aus einer rechteckigen planparallelen Platte bestehenden Resonator 1. Der Resonator 1 ist z. B. aus einem Quarzkristall im sog. AT-Schnitt hergestellt. Daher liegt seine durch den Absland seiner großen Oberflächen 2, 3 bestimmte Dicke in der ^'-Richtung, seine Länge erstreckt sich parallel zur ^'-Richtung und seine Breite verläuft in der x-Richtung der Kristallachsen. Wird der Resonator 1 durch Anlegen einer Wechselspannung an die Anregungselektroden 4, 5 die etwa kreisscheibenförmig ausgebildet, einen mittleren Bereich der großen Oberflächen 2, 3 des Resonators 1 bedecken und einander gegenüberliegen, zum Schweigen angeregt, wobei die Frequenz der Wechselspannung der Grundschwingung des Resonators entsprechend gewählt is·, so verschieben sich die Teile des Resonators, die auf der einen Seite einer den Resonator parallel zu seinen Oberflächen 2,3 halbierenden Ebene 6 liegen, entgegengesetzt zu denen auf der anderen Seite dieser Ebene im Rhythmus der Schwingfrequenz in /'-Richtung; während die in der Ebene 6 liegenden und die dieser Ebene unmittelbar benachbarten Resonatorbereiche im wesentlichen im Ruhezustand verharren.

Unter Ausnutzung dieser Erkenntnis ist in die parallel zur x-Richtung verlaufenden Stirnseiten 7, 8 des Resonators 1 je eine symmetrisch zu der den Resonator halbierenden Ebene 6 sich in A-RJehtung erstreckende Rille 9 eingearbeitet. Die Rillen befinden sich dadurch im wesentlichen in der Ruheebene des Resonators. In die Rillen 9 greifen Halteorgane 10 ein, die gegeneinanderfedernd ausgebildet sind und lediglich mit Schneiden U den Resonator im Rillengrund der Rillen 9 derart berühren (in der Figur sind die Halteorgane 10 mit den Schneiden 11 vom Vibrator 1 gelöst dargestellt), daß der Vibrator 1 federnd zwischen den in die Rillen 9

κι eingreifenden Schneiden !1 eingeklemmt ist. Die Anregungselektroden 4, 5 sind über Anschlußelektroden 12 mit einer Metallisierung 13 der Rillen 9 galvanisch verbunden, so daß jede Anregungselektrode 4, 5 über eine Anschlußelektrode 12 und eine

ι: Rillenmetallisierung 13 elektrisch an ein Halteorgan 10, das z. B. aus einem elektrisch leitenden Federblech besteht, angeschlossen ist. Der auf diese Weise nahezu nur in seiner Ruheebene 6 von den Halteorganen 10 erfaßte Resonator 1 bleibt hinsichtlich seiner Schwing-

JO eigenschaften von den Halteorganen nahezu unbeeinflußt und wird dennoch von den Halteorganen auch gegen von außen auf den Resonator einwirkende Stoß- und Schüttelbeanspruchungen betriebssicher festgehalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ί. Halterung für einen als Dickenscherungsschwinger im Frequenzbereich von ca. 1 MHz bis ca. 5 MHz verwendbaren piezoelektrischen Resonator mit planparalleler rechteckiger plattenförmiger Ausbildung, dadurch gekennzeichnet, daß in zwei einander gegenüberliegende Stirnseiten (7,8) des Resonators (I) jeweils eine symmetrisch zu der den Resonator (1) parallel zu seinen beiden großen Oberflächen (2,3) halbierenden Ebene (6) verlaufende und sich über die Breite des Resonators (1) erstreckende Rille (9) eingearbeitet ist, und daß gegeneinander federnde, in die Rillen im wesentlichen linienförmig eingreifende Halteorgane (10) vorgesehen sind.
2. 2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden auf den großen Oberflächen (2, 3) einander gegenüberliegend vorgesehenen zentralen Anregungselektroden (4, 5) über Anschlußelektroden (12) mit je einer Rillenmetallisierung (13) verbunden ist.
3. 3. Verfahren zur Herstellung einer Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine größere Anzahl von noch nicht mit den Rillen (9) versehenen Resonatoren (1) zu einem Resonatorpaket mit fluchtenden Stirnseiten (7,8) gebündelt wird und daß in die Stirnseiten (7, 8) der Resonatoren (1) des Resonatorpaketes mit Hilfe eines Laserstrahles die Rillen (9) eingearbeitet werden.
4. 4. Verfahren zur Herstellung einer Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine größere Anzahl von noch nicht mit den Rillen versehenen Resonatoren (1) zu einem Resonatorpaket mit fluchtenden Stirnseiten (7,8) gebündelt wird, daß das Paket mit einem Wachs oder einem ähnlichen Stoff umgössen wird und daß die Wachsschicht am vorgesehenen Ort der Rillen (9) eingeritzt und das Paket anschließend einem ätzenden Medium ausgesetzt wird.