DE764652C - Fassung fuer piezoelektrische Schwingkristalle - Google Patents

Description

• Fassung für piezoelektrische Schwingkristalle Die Erfindung betrifft eine Fassung für piezoelektrische Schwingkristalle, insbesondere Ouarzdickenschwinger, mit Lagerung des Kristalls ohne Berührung der Elektroden. Bei solchen Fassungen kommt es darauf an, daß die Elektrodenflächen planparallel zu den Kristalloberflächen liegen. Diese Bedingung, die mit großer Genauigkeit eingehalten werden muß, soll auch dann erfüllt sein, wenn der Abstand der Elektroden von den Quarzoberflächen verändert wird. Weiterhin soll der einmal eingestellte Abstand auch zeitlich unverändert bleiben und insbesondere unabhängig von Temperaturschwankungen sein. Bei bekannten Kristallfassungen, bei denen der in einem Tragrahmen angeordnete Kristall die Elektroden nicht berührt, ist im allgemeinen der Tragrahmen zwischen Isolierringen fest gehaltert. Beispielsweise sind Keramikschalen benutzt, die gleichzeitig Elektrodenträger sind. Da bei allen Kristallhalterungen die grundsätzliche Bedingung erfüllt sein muß, daß die Elektrodenoberflächen planparallel zu den Kristalloberflächen liegen müssen, ergeben sich hierbei aber schwer einzuhaltende Forderungen. Es ist zur Erfüllung dieser Bedingung nämlich erforderlich, daß die Elektrodenoberfläche planparallel zum Auflagerand des Tragrahmens auf dem Isolierring b7n-. der Keramikschale sein muß. Das bedeutet aber, daß wenigstens drei in verschiedenen Ebenen liegende Flächen z. B. von Keramikkörpern je Elektrode unter sich planparallel geschliffen werden müssen und ebenso auch die Auflagefläche des Tragrahmens. Auch die im Tragrahmen zur Halterung des Kristalls vorgesehenen Kerben od. dgl. müssen in einer zu den Auflageflächen des Tragrahmens parallelen Ebene liegen. Die Einhaltung dieser Forderungen ist, insbesondere bei Verwendung von Keramikschalen, außerordentlich schwierig.
• Gemäß der Erfindung ist als gemeinsamer Träger des Halterungsrahmens für den Schwingkristall und der Elektroden ein den Rahmen ganz oder zum Teil umschließender, im wesentlichen ringförmig ausgebildeter Isolierkörper mit geringem thermischem Ausdehnungskoeffizienten vorgesehen, der in seinen senkrecht zur Ringachse liegenden Flächen mit Halteteilen für die Elektroden und an seiner Innenfläche mit dem Tragrahmen für den Kristall durch eine einjustierbare Verlötung od. dgl. in Verbindung steht. Bei einer solchen Ausbildung ist es lediglich notwendig, die senkrecht zur Ringachse liegenden Flächen planparallel auszubilden. Diese :.Maßnahme genügt nämlich bei entsprechend sorgfältiger Ausbildung der Halteteile für die Elektroden und der Elektroden selbst. um eine Planparallelität der Elektroden unter sich zu erreichen. Der Kristall kann dann mit seinen Halteteilen zusammen entsprechend diesen planparallelen Flächen so justiert werden, daß seine Flächen gleichfalls planparallel zu den Elektroden liegen. Weiterhin ergibt sich durch die Ausbildung gemäß der Erfindung auch praktisch Unabhängigkeit von Temperaturschwankungen.
• Zweckmäßig kommt für den ringförmigen Isolierkörper in an sich bekannter Weise ein keramisches Material in Betracht, insbesondere ein solches mit geringem thermischem Ausdehnungskoeffizienten. Kristallhalter und Elektrodenhalter können aus 'Metall ausgebildet sein. Die Elektrodenhalter lassen sich mit Vorteil als ringförmige Scheibe ausbilden, wobei an der Innenseite der Ringe Gewinde zum Einschrauben der Elektroden eingeschnitten sind. Die Änderung des Elektrodenabstandes erfolgt dann durch mehr oder weniger tiefes Einschrauben der Elektroden in ihre Halter.
• Es ist bereits eine Kristallfassung bekanntgeworden, bei der auf einer Isolierstofftragplatte. in die die eine Elektrode verschraubbar eingelassen ist, Halteteile für die andere, ebenfalls verschraubbare Elektrode befestigt sind und bei der der Kristalltragrahmen durch federnde Befestigung an der Isolierstoffftragplatte in seiner Lage gegenüber den mit dieser verbundenen Elektroden einjustierbar ist. Bei einer derartigen Konstruktion läßt sich jedoch selbst bei Verwendung eines Isoliermaterials mit geringem thermischem Ausdehnungskoeffizienten nicht eine so gute Temperaturkonstanz wie bei der Kristallfassung gemäß der Erfindung erreichen, da die auf der Isolierstoffplatte aufgebrachten metallischen Halterungsteile für den Kristalltragrahmen und die eine Elektrode in der zur Isolierstoffplatte senkrechten Richtung nicht beliebig klein zu haltende Abmessungen zeigen. Bei der Kristallfassung gemäß der Erfindung läßt sich hingegen mit geringstem Aufwand eine weit bessere Temperaturkonstanz erreichen. da der Tragrahmen in dem ringförmigen Isolierkörper angeordnet ist und keine sich in Richtung der Ringachse erstreckende Halterungsteile benötigt und da die Halterun-steile für die Elektroden vorzugsweise eben ausgebildet sein können.
• An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung iiii Schnitt. Hierbei sind nur die für die Erfindung wesentlichen Teile dargestellt. Der Kristall ist mit i bezeichnet und ist mit Hilfe dreier Schrauben, wovon nur die Schraube dargestellt ist, in einem ringförmigen Halteteil e gefaßt. Der gemeinsame Träger des Schwingkristalls und der Elektroden ist ein im wesentlichen ringförmig ausgebildeter Körper .4. An dessen senkrecht zur Ringachse liegenden Flächen 6 und 7 sind die Halteteile 5 und 8 für die Elektroden 9 und io angebracht. Die Elektroden 9 und io sind in den Halteteilen 5 und 8 schraubbar beweglich, um den Abstand zwischen den Kristalloberflächen und den Elektroden beliebig einstellen zu können.
• Bei der Herstellung des zweckmäßig aus keramischem 'Material bestehenden ringförmigen Körpers d. ist lediglich darauf zii achten, daß die Auflageflächen 6 und j unter sich planparallel sind. Der zweckmäßig gleichfalls ringförmig ausgebildete Halteteile für den Kristall sitzt zunächst lose innerhalb des keramischen Ringkörpers, so daß die Stifte i i in den entsprechenden Bohrungen des Ringkörpers Spiel haben. Nach Einsetzen eines Kristallmusters beliebiger Dicke oder einer entsprechend geschliffenen Scheibe aus 'Metall oder anderem :Material und nach Anziehen der Elektroden 9 und io bis zum Festklemmen dieser Scheibe werden die Stifte i i finit Weichlot in bekannter Weise mit der Keramikverlötet. Auf diese Weise wird zwangsweise die geforderte Planparallelität zwischen Elektrodenflächen und Kristalloberflächen erreicht. ohne daß ein besonderes Nacharbeiten einzelner Teile notwendig ist. An Stelle einer Lötung ist es durchaus möglich, andere Befestigungsarten anzuwenden. So können die Stifte auch beispielsweise durch Muttern mit dem Keramikkörper verschraubt werden.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Fassung für piezoelektrische Kristalle, bei welcher der zwischen den Elektroden befindliche, diese nicht berührende Kristall seitlich von einem Rahmen getragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als gemeinsamer Träger des Halterungsrahmens für den Schwingkristall und der Elektroden ein den Rahmen ganz oder zum Teil umschließender, im wesentlichen ringförmig ausgebildeter Isolierkörper mit geringem thermischem Ausdehnungskoeffizienten vorgesehen ist, der in seinen senkrecht zur Ringachse liegenden Flächen mit Halteteilen für die Elektroden und an seiner Innenfläche mit dein Tragrahmen für den Kristall durch eine einjustierbare Verlötung od. dgl. in Verbindung steht.
2. 2. Fassung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht zur Ringachse liegenden Flächen eine Planparallelität höchster Genauigkeit besitzen.
3. 3. Fassung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für den ringförmigen Körper keramisches Material, insbesondere von geringem thermischem Ausdehnungskoeffizienten, zur Verwendung kommt.
4. 4. Fassung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise ringförmige Tragrahmen für den Kristall aus Metall besteht.
5. 5. Fassung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mittelebene des ringförmigen Tragrahmens mehrere, vorzugsweise drei den Schwingkristall im wesentlichen punktförmig haltende Spitzen oder Schneiden vorgesehen sind.
6. 6. Fassung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsstellen durch gekerbte Halterungsschrauben gebildet sind.
7. 7. Fassung nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteteile für die Elektroden aus Metall bestehen. B.
8. Fassung nach den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in den Elektrodenhalterungen schraubbar angebracht sind.
9. 9. Verfahren zur Halterung eines Kristalls in einer Fassung nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen für den Kristall, der zunächst nicht fest mit dem ringförmigen Körper in Verbindung steht, nach justieren des Kristalls durch festes Anlegen der Elektroden an denselben mit dem ringförmigen Körper, vorzugsweise durch Löten, befestigt wird. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 596 744, 636 648; USA.-Patentschriften Nr. 1 969 339, 2:210 O45.