DE628226C - Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Kristalls, insbesondere fuer Tonfrequenz - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Kristalls, insbesondere für Tonfrequenz Es ist bekannt, piezoelektrische Kristalle zu Transversalschwingungen anzuregen, um Kristallstäbe der vorkommenden Längen auch im Niederfrequenzgebiet verwenden zu können. Auf'diesem Wege erreicht man Schwingungszahlen von etwa zooo Hz. Unterhalb dieser Grenze müßten die Kristallstäbe länger als ro cm sein, wenn sonst der Stab technisch brauchbare Größenordnung behalten soll. Es existieren aber in der Natur kaum so große homogene Kristalle, daß derartig lange Stäbe daraus hergestellt werden können, abgesehen von den mit der Länge der Stäbe wachsenden Schwierigkeiten bei der Herstellung. Die Lösung durch diese Methode der Dimensionsvergrößerung des Kristalls führt also nicht zum Ziel.
• Ferner ist auch bekannt, Kristalle nach Art eines Tonpilzes zu schneiden, dessen Wirkungsweise aus der Literatur bekannt ist: Der Kristall besteht in diesem Fall aus einem hantelförmigen Gebilde (langer Mittelteil mit verbreiterten Enden) und wird longitudinal erregt. Zusätzlich hat man versucht, am Tonpilz statt der verbreiterten Kristallenden Metallmassen am Kristall anzubringen, um so die Wirkung des Tonpilzes zu erhöhen. Für alle diese Fälle läßt sich zeigen, daß die Gebilde für sehr tiefe Eigenfrequenzen (unter rooo Hz) schwer und 'unhandlich werden müssen.
• Es wird daher hier ein neuer Weg angegeben, Kristallstäben oder Platten mit normalen Dimensionen tiefe Eigenfrequenzen zii verleihen.
• Gemäß der Erfindung wird ein piezoelektrischer Kristall in der Mitte mit derartigen Einschnitten versehen, daß zwei durch einen schmalen Steg verbundene Einzelkristalle mit für sich -hochfrequenten Eigenschwingungen entstehen und derart erregt, daß diese Einzelkristalle infolge der durch -den Steg bedingten mechanischen Kopplung niederfrequente Drehschwingungen um zwei Achsen ausführen, die senkrecht zum Steg oben etwa durch die Schwerpunkte der beiden Einzelkristalle verlaufen.
• In Abb. z ist ein solcher Kristall dargestellt, der in der- Mitte zwei Einschnitte aufweist. Wird dieser Kristall in Schwingungen versetzt, so tritt nicht die bekannte Transversalschwingung auf, sondern der Kristall ist durch die Einschnitte gewissermaßen zer. schnitten. Es sind zwei Kristallmassen entstanden, .die durch den Verbindungsteil; den Steg, untereinander verkoppelt sind. Infolgedessen führen bei Erregung die beiden Kristallmassen eine Schwingungsbewegung aus, die aus Abb. z ersichtlich ist. Jede der beiden Kristallhälften führt eine schwingende Rotationsbewegung um ihre Mitte aus. Die Versuche haben ergeben, daß, je dünner der Steg ist, um so- mehr die Knotenpunkte der Schwingungsbewegung mit den Schwerpunkten jeder der beiden Kristallhälften (wenn der Kristall wirklich zerschnitten wäre) zusammenfallen. Andererseits- liegt die stärkste -piezoeleletrische7 # Deformation des Kristallgebildds im- Steg.
• Hiernach -handelt es--sich also um einen neuen Schwingungstypus bei Kristallen. Durch die Tiefe und Länge der Einschnitte läßt sich bei gleichbleibenden Stabdimensiönen die Frequenz regulieren.
• Die Abb.3 zeigt einen plättenförinigen Kristall. Selbstverständlich kann die Formgebung auch durch einen .einzigen entsprechend dimensionierten Einschnitt erzeugt werden.
• In gewissem Umfang läßt sich die Frequenzherabsetzung bei manchen Kristallen in bekannter Weise durdh Aufsetzen von zwei oder mehreren Gewichten noch weitertreiben.
• Das vorliegende Verfahren der @ Frequenzherabsetzüng kann natürlich auch angewendet werden, um hoch- oder mittelfrequent schwingende Kristalle aus relativ kleinen -und somit billigeren Kristallen höherer Eigenfrequenz herstellen zu können.
• Für die Halterung -der Kristalle gilt- der an sich bekannte Gesichtspunkt der Unter-Stützung im Knotenpunkt der Bewegung, für die Anbringung der Elektroden der ebenfalls bekannte Gesichtspunkt der Erregung im Ladungsmaximum.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: x. Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Kristalls, insbesondere für Tonfrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß ein piezoelektrischer Kristall mit derartigen Einschnitten versehen wird, daß zwei durch einen schmalen Steg verbumdene Einzelkristalle mit für sich hochfrequenten Eigenschwingungen entstehen urid derart erregt- wird, daß diese Einzelkristalle infolge der durch den Steg bedingten mechanischen Koppelung niederfrequente Drehschwingungen um zwei Achsen ausführen, die senkrecht zum Steg etwa durch die Schwerpunkte der beiden Einzelkristalle verlaufen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Einzelkristalle zusätzlich noch ein. oder mehrere Gewichte aufgesetzt werden.