DE858708C - Fassung fuer piezoelektrische Schwingkristalle - Google Patents

Description

• Fassung für piezoelektrische Schwingkristalle Die Erfindung- bezieht sich auf eine Fassung für zu Dickenschwingungen angeregte, piezoelektrische Schwingkristalle, insbesondere Quarze.
• Es ist bereits eine Fassung für piezoelektrische Kristalle bekanntgeworden, bei der der Kristall und die Elektroden in einem Keramikgehäuse untergebracht sind. DerKristallwird hierbei mittels eines im Keramikgehäuse angeordneten Zentrierringes aus Metall durch Spitzen gehalten. Die gegen die Kristalloberfläche verschiebbaren Elektroden sind in metallischen Buchsen, die in den keramischen Werkstoff eingebettet undmitFeingewindeversehen sind, verstellbar. .Ferner ist eine Fassung für piezoelektrische Schwingkristalle mit Lagerung des Kristalls ohne Berührung der Elektroden bekannt, bei der die Elektroden einerseits in einem Gehäuse aus keramischem Werkstoff befestigt sind und andererseits selbst durch Körper aus keramischem Werkstoff gebildet sind, die auf der dem Kristall zugekehrten Seite metallisiert sind.
• Diese vorerwähnten Fassungen weisen trotz ihrer sonstigen Vorzüge in den Fällen, wo sie großen Temperaturveränderungen unterworfen sind, den Nachteil auf, daß infolge der Verwendung von Stoffen mit verschiedenen Eigenschaften, die durch Klemm- oder Schraubvorrichtungen miteinander verbunden sind, mechanische Spannungen und Verspannungen auftreten können.
• Gemäß der Erfindung wird dies dadurch vermieden, daß als eigentliche Fassung ein Metallmantel dient, der mit Innengewinde für die verstellbaren, isoliert angeordneten Elektroden und mit dazwischenli egienden Halteteilen für den Kristall versehen ist. Die neue Fassung arbeitet auch bei größeren Temperaturveränderungen mechanisch praktisch spannungsfrei, da sowohl der Schwingkristall als auch die Elektroden frei in dem gemeinsamen Metallring angeordnet sind. Da die beiden Elektroden einerseits voneinander isoliert, andererseits dem Kristall gegenüber mechanisch starr ängeordnet sein müssen, ist die Verwendung verschiedenartiger fester Werkstoffe, und zwar leitender Stoffe für die Elektroden und die Halterung des Quarzes und nichtleitender Stoffe für die Isolierung der Elektroden gegeneinander erforderlich.
• Die neue Fassung zeichnet sich gegenüber den bisher bekannten Fassungen auch dadurch aus, daß wesentlich weniger Einzelteile benötigt werden und daß Klemm- oder Schraubverbindungen zwischen den verschiedenen Werkstoffen der Fassung weitgehend vermieden sind.
• An Hand der Abbildungen soll die neue Fassung sowie die Herstellung der Elektroden für die neue Fassung an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. _ Die Abb. i zeigt einen Schnitt durch die neue Fassung. Der Metallmantel i trägt drei um i2o° versetzte Bolzen 3, von denen einer gegen Federwirkung radial verstellbar ist, um den Kristall bequem einsetzen und sicher festlegen zu können. Die beiden Elektroden 7 sind über einen isolierten Ring 4 mit einem äußeren Metallring 5 verbunden, der das Außengewinde 8 trägt. Mittels dieses Feingewindes 8 sind die beiden Elektroden 7r in den Metallkörper i einschraubbar und veränderlich einstellbar. Die Gewinderinge 9 dienen dazu, nach der Einstellung -der Elektroden diese innerhalb des Mantels i festzulegen. Da die Elektroden 7 voll den äußeren Ringen 5 durch die Isolierringe isoliert sind, kann der Mantel i aus Metall hergestellt werden, so daß die ganze Fassung nicht so empfindlich ist, als wenn das Gehäuse aus 'keramischem Werkstoff besteht.
• Die Abb.2 veranschaulicht ein besonders einfaches Verfahren zur Herstellung der Elektroden einschließlich des Isolierringes und des äußeren, mit Gewinde versehenen Ringes. Die linke Seite der Abb. 2 zeigt die Anordnung vor der Bearbeitung, die rechte Seite nach der Bearbeitung. Die Elektrode 7 und der äußere Ring 5 werden aus einem Stück hergestellt und mit einer Nut versehen, die gegebenenfalls Aussparungen oder Zacken 4a aufweist. Auf der Seite der Elektrode, auf der sich die Nutöffnung befindet, steht der Rand 811 des Ringes 5, der das Gewinde trägt, etwas über, so daß ein deckelförmiges Gebilde mit einer vertieften Ringnut entsteht. In dieses Gebilde wird nun der Isolierstoff eingefüllt und zweckmäßig 'heiß eingepreßt. Als Isolierstofi für diesen Zweck eignen sich besonders die bekannten, auf der Phenolformaldehydbasis hergestellten Kunststoffe. Nun werden die Flächen der Elektroden so weit abgedreht, daß die ursprüngliche metallische Verbindung zwischen Elektrode 7 und dem Rand 5 fortfällt. Auf der anderen Seite Nverden ebenfalls durch Abdrehen der Isolierstoff und die am Rand zunächst vorhanden gewesenen Teile 811 entfernt. Auf diese Weise ist die innere Metallfläche 7 mit dem äußeren Elektrodenring 5, der das Gewinde 81 trägt, mechanisch fest durch den Isolierstoff verbunden und dabei elektrisch einwandfrei isoliert. Dies läßt der rechte Teil der Abb. 2 deutlich erkennen.
• Eine andere Möglichkeit der Elektrodenausführung, die die Abb. 3 beispielsweise veranschaulicht, besteht darin, daß eine Scheibe aus Glas oder Keramikoder sonstigem isolierendemWerkstoff in einem äußeren, mit Außengewinde versehenen Ringstück 12 durch Börtelungs-, Einstauchungs- oder andere Befestigungsverfahren festgehaltert wird. Die dem Kristall zugekehrte Seite wird durch einen metallischen Überzug elektrisch leitend gemacht. Die isolierende Platte ist mit 13, die Metallschicht auf dieser Platte mit 14 bezeichnet.
• Die Zuführung der Betriebsspannungen erfolgt bei der Anordnung nach der Abb. i über die Schrauben io und i i, die in die metallischen Vollelektroden 7 eingeschraubt sind, bei der Anordnung nach Abb. 3 über die Schraube 15, die mit der Metallschicht 14 in leitender Verbindung steht.
• Die neue Fassung zeichnet sich außer dem Vorteil des Auftretens geringer Spannungen bei starken Temperaturveränderungen weiterhin durch eine wesentliche Verkleinerung in bezug auf die äußeren Abmessungen aus. Ferner ist die Zahl der Einzelteile der Halterung auf ein Mindestmaß herabgesetzt.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Fassung für piezoelektrische Schwingkristalle mit Lagerung des Kristalls ohne Berührung der durch Feingewinde verstellbaren Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß als eigentliche Fassung ein Metallmantel dient, der mit Innengewinde für die verstellbaren, isoliert angeordneten Elektroden und mit dazwischenliegenden Halteteilen für den Kristall versehen ist.
2. 2. Fassung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die als massive Scheibe ausgebildeten Elektroden, insbesondere aus Metall, am Umfang mit einem Ring aus Isolierstoff fest verbunden sind, der seinerseits mit einem ihn umgebenden Ring aus Metall mit Außengewinde versehen ist, der zwecks Einstellung der Elektroden in dem Innengewinde des als Fassung dienenden, auch die Halteteile für den Kristall tragenden Metallmantels verstellbar gelagert ist.
3. 3. Fassung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolierstoff ein Kunststoff, insbesondere auf der Basis der P'henolformaldehydkondensationsprodukte dient. ..
4. Verfahren zur Herstellung der Elektroden für eine Fassung nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in eine in der Nähe des Randes der Elektrode angeordnete tiefe Ringnut einer mit an einer Seite etwas über dieScheibe hinausragendemAußengewinde versehenen, etwas stärker als die gewünschte Abmessung der Elektrode ausgebildeten Metallscheibe der Kunststoff derart heiß eingepreßt wird, daß die Ringnut und die eine Fläche der Scheibe, über die der verlängerte Gewinderand hinausragt, mit dem Kunststoff angefüllt bzw. überdeckt wird und daß die Metallscheibe auf der der Öffnung der Ringnut entgegengesetzten Seite und,die die andere Seite bedeckende Kunststoffschicht einschließlich des daran sich anschließenden Gewinderandes so weit abgedreht werden, daß der Boden der Ringnut und die Kunststoffschicht auf den beiden Seiten der Scheibe entfernt wird, so daß eine durch einen Isolierring mit einem Ringkörper fest verbundene, als Vollelektrode dienende Scheibe entsteht.
5. 5. Fassung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode aus einem auf der dem Kristall zugekehrten Seite metallisierten Isolierstoff, z. B. Glas oder Keramik, besteht und in einen metallischen, mit Außengewinde versehenen Ring durch Einpressen, Einstauchen, Börtelung oder andere Befestigungsverfahren eingesetzt ist.