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Fassung für piezoelektrische Schwingkristalle Die Erfindung bezieht
sich auf eine Fassung für piezoelektrische Schwingkristalle. Sie zeichnet sich gegenüber
den bisher üblichen Fassungen durch den außerordentlich geringelt Aufwand an Messing
u. dgl. Sparmetallen bei einfachstem Aufbau der Fassung aus.
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Es ist bereits eine Fassung für piezoelektrische Schwingkristalle
bekannt, bei welcher der zwischen den Elektroden befindliche, diese nicht berührende
Kristall seitlich von einem Rahmen getragen wird. Dieser Rahmen ist zwischen zwei
aus keramischem Werkstoff hergestellten Schalen, an welchen je eine Elektrode angeordnet
ist, so eingesetzt, daß er beim Anschrauben festgepreßt wird. In den Rahmen sind
in der Mittelebene Spitzen eingesetzt, die den Kristall halten. Wenigstens eine
von diesen Spitzen ntuß gegen Federwirkung beweglich angeordnet sein, damit der
Kristall eingesetzt werden kann. Bei sehr starken Temperaturunterschieden hat sich
nun herausgestellt, daß diese bewegliche Spitze sich klemmt, da eine Mindesttoleranz
des Spieles dieser Spitze nicht überschritten werden darf. Außerdem besitzt diese
Fassung noch verhältnismäßig viel Einzelteile. Die schalenförmige Ausbildung der
die Elektroden haltenden Fassungshälften bedingt einen größeren Aufwand, als wenn
diese Abschlußhälften als Scheiben ausgebildet werden.
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Gemäß der Erfindung werden die Nachteile der bekannten Fassungen für
piezoelektrische Schwingkristalle, bei welchen der zwischen den Elektroden
befindliche,
diese nicht berührende Kristall in einen Tragring eingesetzt ist, während die Elektroden
ihrerseits von Teilen aus Isolierstoff, insbesondere Keramik, getragen werden, dadurch
vermieden, daß der Tragring nach innen federnd ausgebildet ist und daß drei nach
innen sich erstreckende Vorwölbungen des Ringes, die den Kristall halten, vorgesehen
sind.
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An Hand der Abbildungen soll ein Ausführungsbeispiel derErfindung
näher veranschaulicht werden. In die Scheiben i aus Isolierstoff, insbesondere Keramik,
sind Metallbuchsen 2 eingesetzt, in welche die mit als Elektroden dienenden Bolzen
3 eingesetzt sind. Der eingestellte Abstand der Bolzen 3 von dem Schwingkristall
8 wird durch Muttern 4 festgelegt. Der Ring 7 aus Phosphorbronze, Nirostastahl oder
einem ähnlichen elastischen Werkstoff besitzt, wie dies die Abb.2 deutlicher veranschaulicht,
Vorwölbungen 9, die den Quarz 8 halten. Die Schrauben 5 pressen die Scheiben i gegen
den Haltering 7. Das Innere der Fassung wird durch den zweckmäßig aus zwei Teilen
bestehenden Abschlußmantel 6 nach außen abgeschlossen. Der Mantel 6 kann aus Metall
oder aber aus einem Isolierstoff, z. B. einem Kunststoff, hergestellt sein. Es ist
nicht erforderlich, diesen Mantel, wie dargestellt, aus zwei Teilen anzufertigen.
Er kann auch aus einem einzigen Stück hergestellt sein.
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Die Keramikscheiben i haben nur eine durchgehend geschliffene Fläche.
Die Elektroden sind in die Scheiben eingepreßt. Dadurch wird erreicht, daß bei einfachster
Bearbeitung die Elektroden absolut eben zum Schwingkristall liegen. Die Haltefeder
7 kann von einem entsprechend ausgebildeten Profilrohr abgestochen werden.
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Die Abb. 3 zeigt die Abwicklung der Haltefeder 7. Die. vorspringenden
Teile sind wieder mit 9 bezeichnet. An den Stellen io ist die Feder etwas ausgespart,
um auch optisch den Zusammenbau innerhalb des Ringes kontrollieren zu können. Diese
Aussparung ist jedoch nicht erforderlich, vielmehr kann die Haltefeder auch im wesentlichen
konstante Höhe haben, bis auf den etwas kleiner gehaltenen Teil 7a am geschlitzten
Teil des Federringes, durch den die Federwirkung herbeigeführt wird. Das Fräsen
der Flächen der Haltefeder und das Einstechen der dachförmigen Nuten i i, in die
der Kristall eingesetzt wird, sind mittels einfachster Vorrichtungen möglich.
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Der äußere Mantel 6 kann, wie bereits erwähnt, auch aus einem Stück
bestehen. In diesem Fall ist es zweckmäßig, ihn aus einem dünnen Rohr herzustellen.
Durch Abbiegen an die schrägen Keramikflächen bzw. durch Löten nach Versilberung
kann ein hermetischer Abschluß hergestellt werden. In diesem Fall könnten sogar
die Schrauben 5 wegfallen.
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Andererseits kann man aber auch den Mantel 6 weglassen und den Raum
zwischen den Keramikscheiben und der Feder 7 mit einem gummiähnlichen Kunststoff
abschließen.
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Bei Schwingkristallen mit geringeren Anforderungen an die Frequenzgenauigkeit
könnten auch die in die Keramikscheiben eingepreßten Messingelektroden fortgelassen
werden. In diesem Fall würde es ausreichend sein, die Scheibe i aus Keramik, Glas
od. dgl. Isolierstoff auf der dem Schwingkristall gegenüberliegenden Seite zu metallisieren.
Diese metallisierte Fläche würde dann als Elektrode genügen.
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Die Abb.4 veranschaulicht eine solche Ausführungsform. Die Scheiben
12 aus Keramik, Glas od. dgl. sind mit einer aufgespritzten Silberfläche 13 versehen.
Der Kristall 14 wird durch den Spannring 15 gehalten. Der Mantel 16 schließt den
zwischen den Scheiben 12 liegenden Teil unter gleichzeitigem Festlegen der Elektroden
nach außen hin dicht ab. Er ist zu diesem Zweck an den Rändern umgebördelt. Die
Scheiben 12 sind durchbohrt, so daß die Bolzen 17, die zur Stromzuführung dienen,
mit dem -Metallbelag 13 in Verbindung treten können.
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Die Frequenz des Schwingkristalles kann durch Veränderung der Höhe
des Halteringes 7 bzw. 15 in verhältnismäßig weiten Grenzen ' geändert werden. Bei
hohen Anforderungen an die Frequenzgenauigkeit erfolgt der letzte Frequenzabgleich
durch Einstellen der Bolzen 3 (Abb. i).
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Die hauptsächlichen Vorteile der neuen Fassung bestehen zunächst darin,
daß bei Temperaturänderungen kein Klemmen der Federung mehr eintreten kann. Ferner
liegen die Elektroden absolut planparallel zum Quarz. Beim Einbau läßt sich die
Planparallelität optisch überwachen. Weiter kommt die neue Fassung praktisch ohne
Verwendung von Sparmetallen, wie Messing od. dgl., aus. Der Schwingkristall selbst
ist staub- und feuchtigkeitsdicht eingebaut. Die Fassung könnte sogar als Vakuumfassung
ausgebildet werden. Die Frequenz ist im weiten Maße konstant, da bei Temperaturänderungen
kein Verziehen der Elektroden eintreten kann. Die Fassung selbst ist aus den. einfachsten
Einzelteilen mit einfachster mechanischer Bearbeitung aufgebaut.
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Der federnde Ring kann, wie erwähnt, aus Phosphorbronze oder N irostastahl
bestehen, er kann aber auch aus einem Werkstoff mit einem solchen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
hergestellt sein, daß eine bestimmte Frequenzbeeinflussung, z. B. eine Temperaturkonstanthaltung
bei verschiedenen Temperaturen, erreicht wird. Wenn z. B. der Quarz so geschnitten
ist, daß bei steigenden Temperaturen eine Frequenzerhöhung eintritt, so kann durch
Wahl eines geeigneten Werkstoffes für den Haltering, der ja gleichzeitig den Abstand
der Elektroden vom Quarz festlegt, erreicht werden, daß infolge des bei Temperaturerhöhung
größer werdenden Abstandes der Elektroden vom Quarz die Frequenzerhöhung des Quarzes
mit steigender Temperatur kompensiert wird.