DE2808340C2 - Halterungsvorrichtung für einen plattenförmigen Piezo-Resonator - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von einer Halterungsvorrichtung für einen plattenförmigen Piezo-Resonator aus, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Halterungsvorrichtung ergibt sich, wenn man bei der aus der DE-PS 9 47 480 bekannten Halterung für Schwingquarze Anschlußelemente für den Resonator etwas auf die aus der DE-OS 23 26 908 bekannte Weise durch das Bodenstück hindurch ins Gehäuseinnere führt Bei dem aus der DE-OS 23 26 908 bekannten Resonator handelt es sich jedoch um einen Biegeschwinger, der in seinen Schwingungsknoten von relativ dünnen Zuleitungsdrähten erfaßt wird und dadurch von diesen federnd im Gehäuse gehalten wird. Die Zuleitungsdrähte selbst sind mit den relativ steifen Anschlußelementen verbunden. Auf diese Weise ergibt sich eine relativ gute mechanische Entkopplung des Resonators gegenüber den Anschlußelementen.

Diese Befestigung eines Resonators kann jedoch auf Dickenscherungsschwinger nicht angewandt werden, da ein solcher praktisch keine Knotenpunkte aufweist, sondern eine sogenannte Ruheebene, die parallel zu seinen großen Oberflächen verläuft und deren Abstand halbiert. Man erfaßt daher Dickenscherungsschwinger vor allem in relativ schwingungsarmen Randzonen, die einen relativ großen Abstand zu dem durch die Anregungselektroden bestimmten aktiven Schwingbereich des Resonators haben. Nur jeweils auf einer Seite des Resonators vorgesehene Anschlußelektroden verbinden hierbei die Anregungselektroden mit den Anschlußelementen des Resonators, vergleiche hierzu z. B. die DE-OS 24 49 294.

Bei einer solchen Halterung, wie sie aus der DE-OS 24 49 294 bekannt ist, nimmt die Befestigung des Resonators an den Anschlußelementen relativ viel Zeit in Anspruch, da durch eine solche Verbindung keinesfalls eine Verspannung der Resonatorscheibe verursacht werden darf.

Zwar ist das Einlegen eines Dickenscherungsschwingers in eine Halterung, wie sie aus der DE-PS 9 47 480 bekannt ist, relativ einfach, da bei dieser Halterung das Bodenstück einen Rahmen bildet, in den der Resonator nur eingelegt zu werden braucht. Bei dieser bekannten Halterung wird jedoch der Resonator über seine gesamte Peripherie zwischen zwei Gehäuseteilen eingeklemmt, nämlich zwischen einer ringförmigen Fläche des Bodenstückes und einem ringförmigen Stützkörper aus weichem Isolierstoff, so daß es großer Sorgfalt bedarf, um bei dieser Halterung eine Verspannung des Resonators zu vermeiden.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, eine Halterung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß sie insbesondere zur Befestigung eines Dickenscherüngsschwingefs in einem Gehäuse geeignet ist, auch bei geringerer* Sorgfalt eine spannungsfreie

Halterung des Resonators sicherstellt und zugleich die Kontaktierung der Anregungselektroden mit den Anschlußelementen wesentlich einfacher zu gestalten erlaubt.

ErfindungsgemäB ergibt sich die Lösung dieser Aufgabe durch eine den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 entsprechende Ausbildung einer solchen Halterung.

Bei einer solchen Halterungsvorrichtung ist es vorteilhaft einfach möglich, die Anschlußelektroden so vorzusehen, daß z. B. die dem Deckelteil zugewandte Anschlnßelektrode des Resonators um dessen Rand herum auf dessen Unterseite verläuft, so daß der Resonator sich beim Einlegen in das Bodenstück mit vorbestimmten Bereichen der Anschlußelektroden an den Anschlußelementen abstützt An die Verbindungsstellen zwischen den Anschlußelektroden und den Anschlußslementen herangebrachter Leitkleber fixiert dann den Resonator über die Anschlußelemente am Bodenstück.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die planen Stirnseiten der rechtwinlig zum Gehäuseboden durch das Bodenstück hindurchgeführten Anschlußelemente Auflageflächen für den Resonator sind und daß die auf diese Weise gebildeten Auflageflächen an zwei einander diagonal gegenüberliegenden Ecken des Resonators vorgesehen sind.

Dadurch erhält man zwei in besonders unkomplizierter Weise ausgebildete Stützpunkte für den Resonator.

Ferner kann bei einer Halierungsvorrichtung nach jo der Erfindung vorgesehen sein, daß nur ein Teil der planen Stirnseiten der Anschlußelemente als Auflageflächen für den Resonaior vorgesehen sind.

Dies bedeutet, daß z. B. die eine Hälfte der Stirnseiten der Anschlußelemente vom Resonator unbedeckt bleibt-Dadurch ist es vorteilhaft möglich, den zur Verbindung der Anschlußelektroden des Resonators und damit des Resonators selbst mit den Anschlußelementen erforderlichen Leitkleber erst nach dem Einlegen des Resonators in das Rodenstück an die vorgesehenen Verbindungssteilen heranzubringen, wodurch die Bildung der Klebkontakte zwischen Resonator und Anschlußelementen wesentlich vereinfacht werden kann.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, daß der Resonator in seinen beiden anderen Ecken mit 4'> Hilfe von L-förmigen Auflageflächen des Bodenstückes abgestützt ist wobei sich die !-Schenkel jeweils parallel zu einer der Kanten des Resonators erstrecken, daß der Innenraum des Bodenstückes auf zwei einander gegenüberliegenden Seilen des Resonators über diesen w hinaus vergrößert ist und daß die parallel zu den dadurch freien Querseiten des Resonators verlaufenden L-Schenkel über eine dem Resonatorrand angepaßte Stufe und eine schräge Rampe mit jeweils einer der beiden vom Resonator fernem Seitenwände des '·", Bodenstückes verbunden sind, daß die dem Resonator näheren anderen beiden Seitenwände des Bodenstückes in einem zwischen den Eckpunkten des Resonators befindlichen Bereich einen geringfügig größeren Abstand voneinander aufweisen, als in ihren den Resona- mi tereeken unmittelbar benachbarten Abschnitten und daß die beiden Seitenwände zumindest in diesen Abschnitten auf ihrer dem Resonator zugewandten Seite abgeschrägt ausgebildet sind, daß der durch die Stufen und die abgeschrägten Seitenwandabschnitte gebildete Aufnahme· ahmen für den Resonator größer bemessen ist, als der durch die Abstände der Resonatorkanten voneinander bestimmte Umriß des Resonators und daß der lediglich aus einem ebenen Blechbandabschnitt bestehende Deckelteil auf eine umlaufende, schneidenförmige Kante des Bodenstückes aufgelegt und mit dem aus Metall bestehenden Bodenstück verschweißt ist

Auf diese Weise wird bei automatischer Bestückung des Bodenstückes die Justierung des Resonators zu den Anschlußelementen noch weiter verbessert daß z. B. die schrägen Rampen den in das Bodenstück eingelegten Resonatcr automatisch in seine Endlage gleiten lassen, wobei die Stufen den Resonator zwischen sich zwar mit einem gewissen Spiel erfassen, ihn jedoch so ausreichend genau bezüglich der Anschlußelementestirnseiten justieren, daß keine der Stirnseiten der beiden Anschlußelemente den Resonator verfehlen kann und von diesem unbedeckt bleibt Die L-förmige Ausbildung der beiden anderen Resonatorstützpunkte führt vorteilhaft zu Auflageflächen, die den Resonator zwar nur in seinen äußersten eckeiinahen Randbereichen erfassen, aber dennoch einen relativ großen Toleranzbereich zur Verfügung stellen, der verhindert dau eier Resonator in einer seiner Ecken ohne Abstützung ble^jt Durch die Eigenart der Ausgestaltung der Halterungsvorrichtung wird außerdem erreicht daß der Rand des Resonators bis auf kleine Eckenbereiche gegenüber dem Bodenstück völlig frei verläuft Dadurch werden störende Rückwirkungen der Halterung auf die Schwingeigenschaften des Resonators weitgehend vermieden. Neben den beiden Rampen wird durch die dem Resonator fernem Seitenwände des Bodenstückes außerdem ein Freiraum um die vom Resonator unbedeckten Stirnseiten der Anschlußelemente gebildet, so daß das Heranbringen von Leitkleber an diese Stirnseiten relativ ungehindert möglich ist Schließlich kann die Halterungsvorrichtung aufgrund der besonderen Ausbildung des Bodenstückes unkompliziert mit Hilfe eines lediglich aus einem Blechbandabschnitt bestehenden Deckels verschlossen werden, wobei das Verschweißen des Deckels mit dem Bodenstück sicherstellt, da3 ein hermetisch verschlossenes Gehäuse für den Schwingquarz erhalten wird.

Em Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand von zwei Figuren noch näher erläutert. Dabei zeigen jeweils stark vergrößert

F i g. 1 das Bodenstück mit eingelegtem Resonator von oben gesehen, ohne Deckel und

F i g. 2 einen Querschnitt durch das die Halterungsvorrichtung bildende Resonatorgehäuse mit dem in F i g. 1 angedeuteten Schnittverlauf.

Im einzelnen ist den Figuren zu entnehmen, daß sich die Halterungsvorrichtung im wesentlichen aus einem wannenförmigen Bodenstück 1 und einem flachen, au.¹⁵ einem Blechbandabschnat bestehenden Deckelteil 2 zrsan intnsetzt. Der Gehäuseboden 3 des Bodenstückes 1 wird rechtwinklig zu diesem von zwei stiftförmigen Anschlußelementen 4 durchsetzt, die im Curchdringungsbereich von einem Glaskörper 5 umgeben sind, um die Anschlußelemente 4 gegenüber dem metallischen Bodenstück 1 zu isolieren.

Innerhalb des Bodenstückes 1 stehen die Anschlußelemente in einem bestimmten Ausmaß säulenartig vom Gehäuseboden 3 ab und sind mit den planen Stirnseiten 6 ihrer freien Enden so angeordnet, daß sich diese auf gleicher Höhe befinden, wie L-förmige Auflageflächen 7, die durch vom Gehäuseboden 3 des Bodenstückes t zur offenen Seite des Bodenstückes hin abstehende Vorsprünge gebildet werden- Die Auflageflächen 7 und die Anschlußelemente 4 sind innerhalb des BodenstÜk-

kes 1 so angeordnet, daß beim Einlegen eines plattenförmigen, im wesentlichen rechteckigen Resonators 8 in das Bodenstück 1 mit parallel zum Gehäuseboden 3 gerichteten großen Oberflächen 9 dieser mit zwei einander diagonal gegenüberliegenden Ecken 10 den L-förmigen Auflageflächen 7 anliegt. Hierbei befindet sich der Resonator 8 zwischen den Längsseitenwänden 11 des Bodenstückes 1, Diese Längsseitenwände 11 des Bodenstückes berühren den Resonator 8 jedoch nur in den Resonatorecken 10 und 12 mit kurzen Abschnitten 13. Zwischen den Abschnitten 13 sind die Längsseitenwände 11 des Bodenstückes 1 durch Spalte 14 gegen den Resonator zurückgesetzt. Jeweils zwei einander gegenüberliegende Abschnitte 13 der Längsseitenwände 11 verlaufen zueinander konisch so daß sich zwischen diesen Abschnitten der Innenraum des Bodenstückes zum Gehäuseboden 3 hin etwas verkleinert Die Querseitenwände 15 des Bodenstückes ί haben einen soichen Abstand von den zu diesen Querseitenwänden 15 parallelen Kanten 16 des Resonators 8, daß zwischen den Kanten 16 und den Querseitenwänden 15 jeweils ein Freiraum 17 verbleibt. Die Position des Resonators 8 bezüglich der Querseitenwände 15 wird durch Stufen 18 die die Kanten 16 des Resonators 8 im Bereich der L-förmigen Auflageflächen 7 erfassen. Die Stufen 18 sind zwischen den Auflageflächen 7 und Rampen 19 vorgesehen, die die Auflagefläche 7 mit den Querseitenwänden 15 verbinden. Die Rampen 19 steigen schräg von den Aufiagefiächen 7 bzw. den Stufen 18 aus zu den Querseitenwänden 15 empor. Auf diese Weise gleitet der in das Bodenstück eingelegte Resonator 8 automatisch in seiner vorgesehene Position zwischen den Stufen 18 bzw. den Wandabschnitten 13 der Längsseitenwände 11 des Bodenstückes. Der durch die Stufen 18 und die Wandabschnitte 13 gebildete Aufnahmerahmen für den Resonator 8 ist jedoch mit einer solchen Toleranz versehen, daß der Resonator 8 geringfügig innerhalb dieses Rahmens »schwimmen« kann.

Durch die Stufen 18 erfolgt auch eine Justierung der Resonatorkanten 16 bezüglich der Stirnseiten 6 der .ArKchlußelemente 4. Wenn sich Her Resonator mit seinen Kanten 16 zwischen den Stufen 18 des Bodenstückes 1 befindet, so liegt er jeweils mit einem den Kanten 16 nahen Bereich so den Stirnseiten 6 der Anschlußelemente 4 auf, daß jeweils etwa die Hälfte der Stirnseite 6 eines jeden der beiden Anschlußelemente vom Resonator 8 unbedeckt bleibt Die zwischen den Stufen 18 zuzulassende Toleranz bezüglich des Abstandes der Kanten 16 des Resonators voneinander muß dabei so bemessen werden, daß der Resonator sich in jeder seiner möglichen Position zwischen den Stufen 18 an beiden Anschlußelementen 4 abstützt

Der Resonator'weistirAeiriemYrriittlejen Bereich auf seinen beiden großen Oberflächen 9 je eine zentrale Anregungselektrode 20 auf, Wobei die Anregungselektfoden genau einander gegenüberliegen. Da es sich bei dem Resonator 8 Um einen sog- Dickenscherungsschwinger handelt, konzentriert sich der aktive Schwingbereich des Resonators im wesentlichen auf den Bereich des Resonators, der sich zwischen den Anregungselektroden 20 befindet, so daß jedenfalls die vom Schwingbereich am weitesten entfernten Resonatorecken 10 bzw. 12 nahezu schwingungsfrei sind. Die

elektrische Verbindung zwischen den Anregungselek^ troden 20 und den AnschluÖelementen 4 erfolgt über jeweils eine auf jeder Seite des Resonators zwischen einer der Anregungselektroden 20 und einer Resonatorecke sich erstreckende streifenförmige Anschlußelektrode 21, wobei die beiden Anschlußelektroden 21 um die Kanten 16 des Resonators 8 so herumgeführt sind, daß der Resonator im Bereich der Stirnseiten 6 der Anschlußelemente 4 einen metallisierten Rand aufweist und beide Anschiuüeiemente mit metallisierten öberfiachenbereichen berührt.

Hat der Resonator 8 im Bodenstück 1 seine vorgesehene Endposition eingenommen, so ermöglichen es die beiden Freiräume 17, die auf beiden Seiten des Resonators den vom Resonator unbedeckten Bereich der Stirnseiten 6 der Anschlußelemente 4 Umgeben, eine bestimmte, dosierte Menge von Leitkleber an den vom Resonator 8 unbedeckten Bereich 23 der Stirnseiten 6 heranzubringen. Infolge der U-förmig die Kanten 16 des Resonators 8 umgreifenden Metallisierung 22 kommt es zu einer relativ großflächigen Verbindung zwischen den Stirnseiten 6 der Anschlußelemente 4 und den Anschlußelektroden 21 und damit zwischen dem Bodenstück 1 und dem Resonator 8. Der Resonator 8 wird dadurch betriebssieher im Bodenstück 1 fixiert Die Längs- und Querseitenwände 11 bzw. 15 sind so bemessen, daß der Resonator 8, wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich ist, von diesen Wänden überragt wird. Nach dem Auflegen eines aus einem flachen Blechbandabschnitt bestehenden Deckels 2 auf den durch die Längs- und Querseitenwände des Bodenstückes gebildeten schneidpnförmigpn umlaufpnHpn RanH 0Λ u/irrf Hac <jijrph Deckelteil 2 und Bodenstück 1 gebildete Schwingquarzgehäuse durch Verschweißen des Deckelteils 2 mit dem Bodenstück 1 hermetisch verschlossen, wobei der schneidenförmige Rand 24 die Ausbildung einer einwandfreien Schweißnaht begünstigt Im Gehäuse stützt sich der Resonator 8 mit seinen Ecken 10 an den L-förmigen Aufiagefiächen 7 und mit Bereichen der Kanten 16, die den Ecken 12 nahe sind, an den Stirnseiten 6 der Anschlußelemente 4 ab und wird dadurch in einem bestimmten Abstand sowohl vom Gehäuseboden 3 des Bodenstückes 1 als auch vom Deckelteil 2 gehalten:

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Half.erungsvorrichtung für einen plattenförmigen Piezo-Resonator, der auf seinen beiden großen Oberflächen je eine zentrale Anregungselektrode trägt, mit einem aus einem Deckelteil und einem Bodenstück bestehenden Gehäuse und mit durch das Bodenstück in das Gehäuseinnere geführten Anschiußelementen, die mit den Anregungselektroden über Anschlußelektroden verbunden sind, und bei der das Bodenstück wannenartig ausgebildet ist und eine rahmenartige Fassung für den mit seinen großen Oberflächen parallel zum Boden des Bodenstückes in das Bodenstück einlegbaren Resonatorbildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator (8) in Richtung zum Boden (3) des Bodenstückes (1) lediglich an einigen voneinander getrennten Randbereichen durch Auflagefläche!! (7,

   6) des Bodenstücks (1), von denen einige durch die Anschlußeleniente (4) selbst gebildet sind, gegen den Boden (3) des Bodenstückes (1) zu abgestützt und in Richtung zu dem das Bodenstück (1) verschließenden Deckelteil (2) lediglich durch eine Leitkleberverbindung zwischen den Anschlußelementen (4) und den Anschlußelektroden (21) fixiert ist.

   2. Halterungsvorrichtung ntch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die planen Stirnseiten (6) der rechtwinklig zum Gehäuseboden (3) durch das Bodenstück (1) hindurchgeführten Anschlußelemente (4) Auflageflächen für den Resonator sind und daß die auf diese Weise gebildeten Auflageflächen an zwei einander diagona¹ gegei ".berliegenden Ecken (12) des Resonators (8) vergesehen sind.

   3. Halterungsvorrichtung na< -. Anspruch 2, da- ii durch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der planen Stirnseiten (6) der Anschlußelemente (4) als Auflageflachen für den Resonator (8) vorgesehen sind.

   4. Halterungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator (8) in ίο seinen beiden anderen Ecken (10) mit Hilfe von L-förmigen Auflageflächen (7) des Bodenstückes (1) abgestützt ist, wobei sich die L-Schenkel jeweils parallel zu einer der Kanten des Resonators erstrecken, daß der Innenraum des Bodenstückes (1) -ti auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Resonators über diesen hinaus vergrößert ist und daß die parallel zu den dadurch freien Querseiten (16) des Resonators (8) verlaufenden L-Schenkel über eine dem Resonatorrand angepaßte Stufe (18) in und eine schräge Rampe (19) mit jeweils einer der beiden vom Resonator (8) fernen Stirnseiten (15) des Bodenstückes (1) verbunden sind.

   5. Halterungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Resonator (8) « näheren anderen beiden Seitenwände (11) des Bodenstückes (1) in einem zwischen den Eckpunkten (10, 12) des Resonators (8) befindlichen Bereich einen geringfügig größeren Abstand voneinander aufweisen, als in ihren den Resonatorecken (10, 12) unmittelbar benachbarten Abschnitten (13) und daß die beiden Seitenwände (11) zumindest in diesen Abschnitten (13) auf ihrer dem Resonator (8) zugewandten Seite abgeschrägt ausgebildet sind.

   6. Halterungsvorrichtüng nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Stufen (18) und die abgeschrägten Seitenwahdabschnitte (13) gebildete Aufnahmerahmen für den Resonator größer bemessen ist, als der durch die Abstände der Resonatorkanten voneinander bestimmte Umriß des Resonators.

   7, Halterungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der lediglich aus einem ebenen Blechbandabschnitt bestehende Deckelteil (2) auf eine umlaufende schneidp.nförmige Kante (24) des Bodenstückes (1) aufgelegt und mit dem aus Metall bestehenden Bodenstück verschweißt ist