DE754162C

DE754162C - Piezoelektrischer Schwingungserzeuger

Info

Publication number: DE754162C
Application number: DEK157669D
Authority: DE
Inventors: Rudolf Kuerth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1940-05-22
Filing date: 1940-05-22
Publication date: 1954-01-04

Description

Piezoelektrischer Schwingungserzeuger Es ist bekannt, die psezoelektrischen Kristallplatten mit elektrisch leitenden Bezügen (Niederschlägen, Häuten) aus Silber, Gold usw. _ zu versehen. Diese leitenden Bezüge können r nicht mit. unbedingter Gleichmäßigkeit und erforderlicher Diauerhaftfestigkeit aufgebracht werden. Die zur Übertragung. der elektrischen Energie auf die metallischen Bezüge bisher verwendeten metallischem. Ringe (Kupfer, Messing) wurden-- vön- etwas: kleinerem. Umfang gewählt im Vergleich zum Umfang der .Kristallplatten; z: B. der piezoelektrischen Quarze, weil elektrischer überschlag von der einen; Seite des Quarzes über dessen. Kante nach, der- anderen Seite des Quarzes vermieden werden mußte. Die Folge waren @ ungenügende Ausnutzung der abstrahlenden Quarzfläche, Verzerrung und Inselbildung auf den Quarzen; schädliche turbulente Wellenbildung und, schließlich eine teure, -aber nicht dauerhafte Ultraschallerregung. .
Ferner isst es bekannt, die Elektroden mit dem Kristall nicht fest zu verbinden, sondern sie lediglich- auf den Kristall aufzudrücken. In Einzelfällen sind diese bekannten. Elektroden auch mit Löchern versehen. Solche Elektroiden haben jedoch eine nur geringe Steifigkeit und somit auch Festigkeit.
Es sind schließlich auch pdezoelektrische Schwingungserzeuger zur Frequen@zstabilisierung bekannt, bei denen die Elektroden durch Drahtgaze gebildet sind, die jedoch auf dem Kristall nicht aufliegt.
Die Erfindung bezweckt, einen piezoellektrischen Schwingungserzeuger zu schaffen, bei dem alle diese Nachteile vermieden; werden. Derpiezoelektrische Schwingungserzeuger nach der Erfindung hat auf der Schwingfläche des. Kristalls nebeneinander, angeordnete, nur in einer Richtung gespannte langgestreckte Einzelteile, die die Elektrodie oder die Halterung des Kristalls. oder beides bilden.
Die bekannten Elektroden aus Drahtgaze bestehen zwar auch aus langgestreckten Einzelteilen (Drähten), wesentlich für die Erfindung ist aber, daß die nebeneinander angeordneten. Einzelteile nur in einer Richtung gespannt sind. Ein Drahtnetz läßt sich nicht oder nur ungenügend; nach allen. Webrichtungen aus Schuß und, Faden nachspannen.. Ganz anders ist es dagegen bei der Elektrode nach der Erfindung, denn hier kann jeder einzelne der gleichlaufend gespannten Drähte, ähnlich wie bei den Saiten einer Harfe, zuverlässig gespannt und erforderlichenfalls auch nachgespannt werden.
Die Zeichnung stellt in Abb. x den Querschnitt durch einen piezoelektrischen Quarz dar; Abb. 2 zeigt das Ausführungsbeispiel in der Vorderansicht.
Über den Quarz z sind auf der linken Seite harfenartig viele Drähte 2 gespannt. Diese Drähte können unter Berührung nebeneinander oder in Abständen voneinander angeordnet sein. Im Ausführungsbeispiel sind in Abb. 2 der Deutlichkeit wegen nur an zwei Stellers 2-2 mehrere Drähte mit gegenseitiger Berührung angedeutet. Bei Ausführung dieser Bauart würde in Abb. 2 die ganze kreisrunde Oberfläche i mit diesen Drähten z überspannt sein. Im Ausführungsbeispiel sind; die Drähte oben und unten was nach der Mitte der Quarzplatte i eingezogen und über die Stäbe q. und 7 geführt. Die Stäbe bestehen vorteilhaft aus hohlem oder vollem. Glas. Auf der anderen. Seite der Quarzplatte sind in gleicher Weise die gleichartigen Drähte 3 in der gleichen Weise übsr die Stäbe 5 und. 8 geführt. Damit die Stromzuführung auf der linken Seite der Quarzplatte nicht in Verbindung kommen kann mit derjenigen auf der rechten Seite der Quarzplatte, sind oben und unten über den Rändern der Quarzplatten die isolierenden Platten 6 und g zwischen die Stabpaare q.-5 und 7-8 eingeschoben.
Zweckmäßig erhalten die über die linke und über die rechte Oberfläche des Quarzes z gespannten Drähte eine hohe elastische Spannung, so da.B sie sich fest auf die Quarzplatt i auflegen und diese Platte schwebend gleichzeitig als Halterung halten.
Bei Zuführung elektrischen Stromes auf die voneinander unabhängigen Drahtbeläge auf der linken und auf der rechten Seite des Quarzes kann dieser in der bekanntlich zu erstrebenden kolbenförmigen Art schwingen, ohne daß irgendein Teil seiner Oberfläche durch die Halterung oder die Stromzuführung oder durch die Elektroden irgendwie beeinträchtigt würde. Der Quarz kann auch neben den Dickenschwingungen die Längssch-,vingungen (Schwingungen der Randzonen) voll ausführen.
Der durch die fest aufliegenden Drähte dargestellte Belag ist dauerhaft, elastisch und gewährt die größte Wirksamkeit des Quarzes.
Die Stärke der Drähte hängt ab von den Betriebsbedingungen. An Stelle der üblichen im Querschnitt runden Drähte können auch solche viereckigen Querschnittes verwendet werden, die mit einer unteren flachen Seite auf dem Quarz aufliegen und mit den; seitlichen Flächen sich gegenseitig satt berühren. Es können auch Flachdrähte oder bandförmige Drähte verwendet werden, die mit der flachen Seite auf dem. Quarz aufliegen oder mit der Kante senkrecht auf dem Quarz stehen. Ferner können Drähte mit einem. Querschnitt verwendet werden, der S-förmig oder Z-förmig od. dgl. das Ineinandergleiten der Drähte lückenlos gewährleistet.
Die Drähte können, wie in der Zeichnung dargestellt, an jeder Seite lediglich in einer Ebene- parallel riebeneinanderliegen; es können aber auch mehrere Lagen. Drähte übereinander angeordnet sein. Zum Beispiel kann eine Schicht die andere in beliebigem Winkel kreuzen.
Wenn, ein Ouarz in bekannter Weise in 0l schwingt, so stößt er bekanntlich die Flüssigkeit von sich ab. Diese Flüssigkeitspartikelchen können. infolge ihrer Trägheit nicht auf den Quarz zurückkehren, ehe dessen nächster Schwingungsstoß erfolgt. Der Quarz schwingt daher bis zum nächsten Zusammenprall mit.der Flüssigkeit in einem Vakuum. Seine Leistung wird dadurch gestört, verzerrt und ungleichmäßig. Bei Anwendung der Neuerung und vollkommener Benetzung der gespannten Drähte bildet sich zwischen den Drähten, auch wenn diese sehr dicht nebeneinander liegen oder wenn sie schichtweise übereinander angeordnet sind, eine zähe Ölhaut) die satt und fest auf der Quarzoberflache anliegt. Die Bildung des Vakuums mit seinen Schäden kann dadurch vermindert und vermieden, werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE-. i. Piezoelektrischer Schwingungserzeuger mit auf der Schwingfläche des Kristalls nebeneinander angeordneten, nur in einer Richtung gespannten langgestreckten Ein zelteilen, die die Elektrode oder die Halterung des Kristalls oder beides bilden. a. SchwingungserzeugernachAnspruch i,-dadurch gekennzeichnet,- daß die Einzelteile auf dem Schwingkörper unter Druck aufliegen.. 3-. Schwingungserzeuger- nach den Ansprüchen i und a, gekennzeichnet durch mehrere, vorzugsweise sich kreuzende Schichten; von Einzelteilen. 4. Schwingungserzeuger nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, da,ß die auf den beiden Schwingflächen des Kristalls einander gegenüberliegenden Einzelbeile in der Richtung auf ihre Befestigungsmittel zu konvergieren (Abb. i). 5. Schwingungserzeuger nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet,, daß zwischen den; über den Rand des Schwingkörpers hinausragenden Enden der Einzelteile Zwischenlagen aus Isolierstoff, z. B. Isolierstreifen (6, 9), vorgesehen sind. 6. Schwingungserzeuger nach den Ansprüchen i bis -5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einzelteile, vorzugsweise geradflächig, berühren. 7. Schwingungserzeuger nach den Ansprüchen r bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile in der Draufsicht auf die Schwingfläche gekrümmte oder winkelige Gestalt haben. B. Schwingungserzeuger nach den Ansprüchen i bis 7, gekennzeichnet durch hochkantstehende Drahtbänder als Einzelteile. 9.. Schwingungserzeuger nach den AnsprÜchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile im Querschnitt, beispielsweise Z-förmig, ineinandergreifen. io. Schwingungserzeuger nach den Ansprächen i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile mit einem Überzug aus zähhaftenden Olhäuten versehen sind. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 441583, 663 927; französische Patentschrift Nr. 745 61i.