DE2816041C2 - Stimmgabel und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

— aus einer Platte aus elastischem Material V-förmige Rohteile ausgestanzt werden und

— diese um eine mit der Symmetrielinie der V-förmigen Teile zusammenfallenden Biegelinie (32) umgebogen werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die V-förmigen Rohteile so ausgestanzt werden, daß die Außenkante eines ersten Rohteils an die Innenkante des benachbarten Rohteiles anstößt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stimmgabel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf ein Verfahren zu deren Herstellung.

Für Stimmgabeln mit extrem kleinen Abmessungen vom piezoelektrischen, elektromagnetischen o. dgl. Typ wird beispielsweise das unter der Handelsbezeichnung »Elinvar« bekannte elastizitätsbeständige Material verwendet. Nach einem bekannten Herstellverfahren wird das Material in Schritten ausgeschnitten und maschinell bearbeitet. Das hat zwar den Vorteil, daß man der Stimmgabel eine gewünschte Form geben kann, bringt aber als Nachteil höhere Material- und Bearbeitungskosten mit sich.

Die eingangs genannte Stimmgabel wird nach einem anderen bekannten, nachstehend in Verbindung mit F i g. 1 bis 4 der Zeichnung gewürdigten Verfahren durch Ausstanzen eines durch Walzen zu einer Platte geformten Materials und anschließendes Biegen hergestellt. Die in F i g. 1 perspektivisch dargestellte konventionelle Stimmgabel wird gemäß Fig.2 aus einem gewalzten Material, das in seiner Walzrichtung »a« eine Restspannung behält, als in der Richtung a länglicher rechteckiger Streifen 11 ausgestanzt und danach im Verlauf einer senkrecht zur Walzrichtung a gerichteten Biegelinie 12 gebogen. Die in Walzrichtung verbleibende Material-Restspannung erhöht die Festigkeit der bei der Biegelinie 12 befindlichen, einen Fußabschnitt 13 zwischen den beiden schwingenden Zinkenabschnitten 14 der fertigen Stimmgabel 10 bildenden Biegestelle.
Fig.3 zeigt eine andere typische konventionelle Stimmgabel, deren Rohteil 21 U-förmig und mit in der Walzrichtung a verlaufenden U-Schenkeln ausgestanzt wurde. Die U-Basis wird entlang einer Biegelinie 22 so gebogen, daß sie einen Fußabschnitt 23 der Stimmgabel 20 bildet, von dessen Enden zwei Zinkenabschnitte 24 in ihrer Endrichtung gerade auslaufen.

Allgemein ist es zur Verbesserung des Gütefaktors Q und zur Stabilisierung gewisser, beispielsweise zeit- sowie stoßabhängiger Chrakteristiken einer Stimmgabel erwünscht, die Dicke ihres Fußabschnittes sowie die Stabilität ihrer schwingenden Zinkenabschnitte zu erhöhen. Bezüglich der Zinken ist dieses Ziel bei den bekannten Stimmgabeln 10 und 20 insoweit erreicht worden, als ihre Zinkenabschnitte 14, 24 in der Walzrichtung »a« verlaufen. Dagegen kann bei der Stimmgabel 10 (F i g. 1) der Fußabschnitt 13 nicht dicker gemacht werden als die mit »b« bezeichnete Streifendicke per se, also gibt es wieder einen besseren Gütefaktor Q noch eine Stabilisierung der genannten Chrakteristiken. Andererseits kann man zwar bei der Stimmgabel 20 (F i g. 3) durch Dimensionierung des Stanz-Rohteils 21 nach Wunsch die Dicke »b« des Fußabschnittes beliebig wählen und dadurch die Güte Q verbessern und die genannten Charakteristiken stabilisieren, muß als Nachteile aber schlechtere Bearbeitbarkeit und, verglichen mit Stimmgabel 10, größere Materialverluste in Kauf nehmen. Außerdem können bei extrem kleinen Stimmgabeln 20 nahe der Biegelinie 22 Risse auftreten, wenn der Zinkenabstand nc« kleiner ist, da parallel zur Materialwalzrichtung gebogen wird; ein kleiner Zinkenabstand c verbietet sich somit von selbst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stimmgabel der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die Breite des Abschnittes zwischen den beiden Schenkelabschnitten mit geringerem Herstellaufwand als bisher breiter gewählt werden kann als die Breite der Schenkel?bschnitte selbst. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Stimmgabel anzugeben.

Die Erfindung ist für die Stimmgabel als solches durch die Merkmale von Anspruch 1 und für das Verfahren zu ihrer Herstellung durch die Merkmale von Anspruch 4 gegeben. Erfindungsgemäße Stimmgabeln zeichnen sich dadurch aus, daß sie aus V-förmigen Rohteilen gebogen sind.

Durch die erfindungsgemäße Gestalt und Herstellung der Stimmgabel lassen sich diverse Vorteile erzielen. Bei reduzierten Materialverlusten ergibt sich eine bessere Bearbeitbarkeit. Ferner kann man die Dicke »b« des Stimmgabel-Fußabschnitts nach Wunsch auswählen, und der Abstand zwischen den Gabelzinken kann sehr klein gehalten werden, was für sehr kleine Stimmgabeln von besonderer Bedeutung ist.

Nachstehend wird — außer dem Stand der Technik — die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen

F i g. 1 und 3 je eine typische bekannte Stimmgabel, in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 und 4 Darstellungen zur Herstellung der Stimmgabeln von Fi g. 1 bzw. 3,

F i g. 5 und 6 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel in Perspektive und Seitenansicht,
Fig 7 und 8 je eine Darstellung zur Biege- bzw.

Stanzoperation an der Stimmgabel von F i g. 5,

F i g. 9 eine perspektivische Darstellung der mit einer piezoelektrischen Einrichtung versehenen Stimmgabel von F i g. 5, und

F i g. 10 das mit einer Kappe versehene Linderzeugnis aus der piezoelektrischen Stimmgabel von F i g. 9.

Zur Herstellung der Stimmgabel 30 von Fig.5 werden gemäß F i g. 8 in Sequenz V-förmige Rohteile 31 in der Weise aus einem Plattenmaterial ausgestanzt, daß die Winkelhalbierende des zwischen ihren gespreizten Schenkeln gebildeten Winkels rechtwinklig gegenüber der Walzrichtung »a« verläuft Beim Stanzen liegt immer der V-lnnenrand eines gegebenen Rohteils 31 auf der gleichen Schnittlinie wie der V-Außenrand des angrenzenden Rohteils 31, die Materialverluste bleiben gering. Anschließend werden die Schenkelabschnitte gemäß Fig. 7 im Scheitelbereich der V-Form im Zuge einer die Walzrichtung a senkrecht kreuzenden Biegelinie 32 soweit hochgebogen, daß sie gemäß F i g. 5 und 6 sich parallel und gegenüberliegend erstreckende Zinkenabschnitte 34 der Stimmgabel bilden. Bei der fertiggebogenen Stimmgabel 30 bildet der Scheitelabschnitt, über den die Biegelinie 32 verläuft, den Fußabschnitt 33, dessen Dicke bzw. Länge »b« nicht von der Materialdikke des Rohteils 31 per se abhängt, sondern sich ganz nach Wunsch durch Auswahl des V-Spreizwinkels und der Breite des Rohteils 31 gestalten läßt.

Da ferner die Biegelinie 32 bewußt senkrecht zur Walzrichtung a verläuft, kann man den Abstand zwischen den Zinkenabschnitten 34 so klein wie nötig haiten ohne Risse zu riskieren. Da ferner die Zinkerabschnitte 34 parallel zur Walzrichtung a verlaufen, erhalten sie eine gute Steifigkeit. Im Gegensatz zu dem bekannten Typ von F i g. 3 ist bei F i g. 5 und 6 der Fußabschnitt 33 durchgehend integriert und von so großer mechanischer Festigkeit, daß externe Stoßbelastungen ihn nicht deformieren können.

Grundsätzlich muß die Biegelinie 32 die Walzrichtung »a« nicht, wie zuvor beschrieben, genau rechtwinklig kreuzen, es kann jeder andere Winkel gewählt werden, sofern nur überhaupt gekreuzt wird. Das Plattenmaterial kann auch ohne Walzen hergestellt sein.

Die äußeren Enden der schwingenden Zinkenabschnitte 34 müssen durchaus nicht wie gezeichnet senkrecht zur Zinkenlängsrichtung enden, sondern können jede gewünschte Form haben, beispielsweise wie in F i g. 6 durch eine strichpunktierte Linie »d« angedeutet. In diesem Fall endet das Rohteil 31 in Fig.8 ebenfalls mit Linie »d«, was eine weitere Materialersparnis mit sich bringt.

Wie schon erwähnt, lassen sich erfindungsgemäße Stimmgabeln extrem klein gestalten, wie man sie für viele Anwendungen in Verbindung mit einer piezoelektrischen Einrichtung braucht. In Fig.9 und 10 ist der Fußabschnitt 33 der Stimmgabel 30 an einem Ende einer v> fest durch eine Grundplatte 41 hindurchgeführten Anschlußfahne 42 befestigt. Die beiden nach außen gekehrten Oberflächen beider Zinkenabschnitte 34 sind mit je einer piezoelektrischen Schicht 43 belegt, beispielsweise mit Hilfe eines Zerstäubungsverfahrens. Beispielsweise unter Anwendung von Masken sind auf beiden Schichten 43 Elektroden 44 gebildet worden, von denen angebondete Drähte 45 zu Anschlußfahnen 46 in der Grundplatte 41 geführt sind, von denen eine zur Erregung und die andere zur Abtastung benutzt wird. b5

Unterhalb der in F i g. 10 auf der Grundplatte 41 befestigten Kappe 47 ist die Stimmgabel 30 luftdicht eingeschlossen, somit gegen Staub u.dgl. geschützt, was die Zuverlässigkeit im Betrieb erhöht

Die Ausführung von Fig. 9 und 10 enthält die piezoelektrische Einrichtung 43, 44 als elektromechanischen Wandler, welcher elektrische Signale in mechanische Schwingungen umsetzt, auf die Stimmgabel 30 überträgt und ein mechanisches Signal der Gabel in ein elektrisches Signal verwandelt Statt dessen könnte als elektromechanischer Wandler auch ein elektromagnetischer Typ benutzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:
   1. Stimmgabel (30) aus einem elastischen Material,

   mit

   — zwei Schenkelabschnitten (34) und

   — einem die Schenkelabschnitte verbindenden Scheitelabschnitt (33), der um eine Biegelinie (32) so weit gebogen ist, daß die Schenkelabschnitte parallel zueinander verlaufen,

   dadurch ge kennzeich net, daß

   — der Scheitelabschnitt (33) aus einem V-förmigen Abschnitt gebogen ist
2. 2. Stimmgabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material in einer Richtung (a) gewalzt ist, die die Biegelinie (32) unter einem vorbestimmten Winkel kreuzt.
3. 3. Stimmgabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Winkel ein rechter Winkel ist.
4. 4. Verfahren zum Herstellen einer Stimmgabel nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß