DE907950C - Verfahren zur Herstellung von elektromechanischen Wandlern unter Verwendung von piezoelektrischen Kristallen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von elektromechanischen Wandlern unter Verwendung von piezoelektrischen Kristallen Bei den bekannten pfezoelektrischen Schallgeräten, wie Tonabnehmern, Lautsprechern u.dgl., werden die vorwiegend aus wasserlöslichem Seignettesalz bestehenden Kristalleleinente nach Möglichkeit Inftd'icht in. Isolierstoffgehäuse eingebaut, um diese Kristallelemente weitestgehend gegen Feuchtigkeitseinflüsse zu schützen. Aus diesem Grunde wird das Kristallelement einer geeigneten Vorbehandlun- -unterworfen, beispielsweise einer Lackierung in einer oder mehreren. Schichten. Damit das Kristallelement in dem Gehäuse die gewünschte Funktion erfüllen kann, muß es mit Elektroden, Kontaktstücken, Halterungen, Übertragungshebeln, Lagerpunkten u. idigl. versehen werden. Diese Teile bestehen bis auf die Elektroden und die Kontaktstücke ebenfalls aus Isolierstoffen und werden an dem Kristallelement durch Verkleben befestigt. Der Raum zwischen Kristalleleinent und Gehäuse kann beispielsweise durch Moos- bzw. Schwammgummi, durch Kunststoffschwamm oder einkons,istentes Fett ausgefüllt sein, um Resonanzschwingungen zu vermeiden. Ein solches Verfahren ist wegen des erheblichen technischen Aufwandes recht unvorteilhaft.
• Außerdem haben die Seignettesalzkristalle vor allen Dingen den Nachteil, daß sie bereits bei einer Temperatur von 55"C durch Lösen im eigenen Kristallwasserzerstörtwerden; siesindalsokeinesfalls tropeilfest. In letzter Zeit hat man verschiedene Kristalle gefunden, die bei ähnlichen piezoelektrischen Eigenschaften wie Seignettesulzkriställe höhere Temperaturen vertragen als diese. Es handelt sich dabei vorwiegend um Ammoniumphosphat, Lithiurnsulfathyd-rat und Äthylendiamintartratanhvdrid. Aus diesem Grunde können zur Herstellung von Kristallelementen, für elektromechanische Wandler andere Herstellungsverfahren wie bisher, insbesondere solche unter Anwendung von Wärme benutzt werden.
• Bei Verfahren zur Herstellung von elektromechanischen Wandlern unter Verwendung von piezoelektrischen Kristallen wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Einzelteile, soweit sie nicht durchden Herstellungsvorgang selbst erzeugt werden, also mindestens den Kristall oder eine Kombination'von Kristallen sowie die Elektroden und die Anschlüsse in eine Form einzusetzen, dort in ihrer Position zu sichern unddie Form mit einem oder mehreren erhärtenden Stoffen auszufüllen, so daß im Erhärten etwa noch nicht vorhandene Teile, wie beispielsweise Übertragungshebel, Lagerpunkte od. dgl., erzeugt werden und auf diese Weise Einzelteile und Füllmasse,das fertige mit allen Armaturen versehene Element ergeben, Das neue Verfahren hatden Vorteil, daß einmal das Kristallelement in einem einzigen Arbeitsgang mit einem Felichtigkeitsschutz und, den für den Einlyau notwendigen Armaturen versehen wird, außerdem kann man durch die Wahl des Isolierstoffes und die Dimensionierung der Schicht sowie durch die Zufügung weiterer Füllmittel die physikalischen Eigenschaften des Kristalls sowie der umhüllenden Isolierstoffschicht undder daraus gebildeten Arinaturen verändern. insbesondere die mechanische Festigkeit erhöhen, und die Dämpfung der Eigenschwingungen,dIen Frequenzgang sowie die Abstimmung des urnhüllten Kristallelementes beeinflussen. Dies letztere kann z. B. dadurch geschehen, daß die Umhüllung Rippen erhält, die durch ihre Stärke, ihre Position und ihren Verlauf z. B. die Unterdrückung von unerwünschten Schwingungsformen bewirken. Weiterhin können, wie schon gesagt, mehrere Schichten mit verschiedenen Eigenschaften nacheinander aufgebracht werden, beispielsweise zunächst eine dämpfende, insbesondere eine Schicht mit schaum- oder schwammartiger Struktur, und dann eine feuchtigkeitsunempfindliche und mechanisch feste Schicht (gegebenenfalls unter Benutzung mehrerer Formen), die nacheinander zur Anwendung kommen. Es läßt sich so ein unbedingt tropensicheres Kristallelement herstellen.
• Zur Verarbeitung eignen sich alle erhärtenden Stoffe und die härtbaren Kunststoffe, die während oder nach der plastischen Verarbeitung eine chemische Veränderung derart erfahren, daß sie dann nicht mehr plastisch verformba-r sind, sowle die reversibel thermoplastischen Kunststoffe. Das Ausfüllen der Form kann durch Umgießen, Umspritzen, Tauchen oder einen ähnlichen Vorgang erfolgen. Die Kunststoffe werden vorteilhaft nach dem Preß-Spritz-Verfahren verarbeitet, gegebenenfalls unter Anwendung eines Katalysators, der dafür sorgt, daß bei der Polymerisation der Kunststoffe keine Schrumpfunggen und Risse auftreten. Das ,1,usfüllen der Form erfol;-t am besten im Vakuum, während die Erhärtung unter atmosphärischem Druck oder unter Überdruck erfolgt. Die Zusammensetzung der Füllstoffe kann so gewählt werden, daß #d-ie Aushärtung in der Wärme oder in der Kälte bzw. bei RaumtempeTat-ur erfolgt.
• Erfolgt die Ausfüllung der Form in. mehreren Schichten, die alle das Kristallelement umgeben, so kann eine Schicht oder Teile derselben, insbesondere die dem Kristall zunächst angeordnete Schicht aus leitendem Material, beispielsweise einem leitenden Kunststoff bestehen' durch den der elektrische Anschluß des Kristalles oder des Kristallelements erfolgt. Weiterhin können der die Form ausfüllenden Masse Zusätze zugefügt Nverden, durch die das Tempo der Aushärtung verändert werden kann.
• Die Abb. i und :2 zeigen in schematischer Darstellung, teilweise im Schnitt, ein Ausführungsbeispiel eines nach dem neuen Verfahren hergestellten Kristallelements. Die Abb. i gibt einen Längschnitt wieder, während die Abb. :2 eine Ansicht zeigt. Das flache Kristallelement i mit rechteckigem Querschnitt ist allseitig vondem. thermoplastischen Kunststoff 2 umgeben. Die Lagerung 3 greift in die nicht dargestellte Nadelhalterung ein. Der rechteckige Teil 4 dient zur Befestigung des Kristallelements in einem K "unststoffgehäuse, beispielsweise durch einfaches Einklemmen. In den Teil 4 sind bei der Herstellung,die beiden Kontaktstücke 5 mit eingepreßt worden. Die beiden Leiter 6 dienen zur Verbindung der Kontaktstücke 5 mit den beiden nicht gezeigten, auf dem flachen Kristallstück befindlichen metallischen Belegungen.

Claims (2)

1. PATENTA.NSPRCCHE: i. Verfahren zur Herstellung Von elektromechanischen Wandlern unter Verwendung von piezoelektrischen Kristallen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile, soweit sie nicht durch den Herstellungsvorgang selbst erzeugt werden, also mindestens der Kristall oder eine Kombination von Kristallen sowie die Elektroden und die Anschlüsse in eine Form eingesetzt, dort in ihrer Position gesichert werden und die Form mit einem oder mehreren erhärtenden Stoffen ausgefüllt wird, die im Erhärten etwa noch nicht vorhandene Teile, wie beispiels-#veise Übertragungshebel, Lagerpunkte od. dgl., erzeugen, so daß auf diese Weise Einzelteile und Füllmasse das fertige. mit allen Armaturen versehene Element ergeben.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei der A-usfüllung der Form in mehreren Schichten gegebenenfalls mehrere Formen nacheinander zur Anwendung kommen. 3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2" dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anwendung mehrerer Schichtensich diese hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften unterscheiden und mindestens die äußere Schicht den mechanischen Zusammenhalt und die Halterung der Einzelteile gewährleistet. 4. Verfahren nach den Ansprüchen. i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anwendung mehrerer Schichten eine Schicht aus leitendem Material, beispielsweise leitendem Kunststoff besteht, durch den der elektrische Anschluß des Kristalls oder des Kristallsystems erfolgt. 5. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß -mindestens eine ,der inneren Schichten sch,aum- oder schwammartige Struktur besitzt. 6. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aus-füllen der Form durch Umgießen, Umspritzen, Tauchen oder einen ähnlichen Vorgang erfolgt. 7. Verfahren nach den Ansprüchen, i his 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausfüllen der Form im Vakuum erfolgt. 8. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhärtung unter atmosphärischem Druck erfolgt. g. Verfahren nach den An'Sprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhärtung unter überdruck erfolgt. io. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausfüllen der Form mit in der Wärme aushärtenden Stoffen erfolgt. ii. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß &s Ausfüllen der Form mit in der Kälte bzw. bei Raumtemperatur a,ushärtenden Stoffen erfolgt. 12. Verfahren nach den Ansprüchen i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß der die Form ausfüllende Stoff ein reversibel thermoplastischer Kuns t,s toff i s t. 13- Verfahren nachden Ansprüchen i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der die Form ausf ü#llenden Masse Zusätze zugefügt werden, durch. die das Tempo, der Aushärtung, d-ie Dämpfung des Kristalles und andere physikalische Eigenschaften in erwünschter Weise verändert werden können. 14. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Formgebung der Umhüllung die physikalischen Eigenschaften des umhüllten Kristallelementes, insbesondere sein Frequenzgang und seine Abstimmung, in. erwünschter Weise beeinflußt werden können. 15. Elektromechanischer Wandler unter Verwenidung von piezoelektrischen Kristallen, hergestellt nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen i bis 14.