DE855729C - Fassung fuer piezoelektrische Schwingkristalle - Google Patents

Description

• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Andererseits kann man aber auch den Mantel 6 weglassen und den Raum zwischen den Keramikscheiben und der Feder 7 mit einem gummiähnlichen Kunststoff abschließen.
• 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.
• 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.
• 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).
• 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.
• 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.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Fassung für piezoelektrische Schwingkristalle, bei welcher 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 gekennzeichnet, daB der Tragring nach innen frei federnd ausgebildet ist und daB drei nach innen sich erstreckende Vorwölbungen des Ringes, die den Kristall halten, vorgesehen sind.
2. 2. Fassung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der den Kristall haltende Ring gleichzeitig als Abstandshalter für die die Elektroden tragenden Teile der Fassung dient und frequenzbestimmend ist.
3. 3. Fassung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring aus einem Werkstoff mit einem solchen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht, daB eine bestimmte Frequenzbminflussu.ng, z. B. eine Temperaturkonstanthaltung bei verschiedenen Temperaturen, erreicht wird. d.
4. Fassung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring aus Phosphorbronze oder 1\ irostastahl hergestellt ist.
5. 5. Fassung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB die Elektroden in die sie tragenden Isolierstoffteile eingepreßt sind.
6. 6. Fassung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden auf der dem Kristall gegenüberliegenden Seite der Isolierstoffteile aufgespritzt sind.