DE927748C

DE927748C - Anordnung zur Halterung eines Schwingkristalls

Info

Publication number: DE927748C
Application number: DEL4330D
Authority: DE
Inventors: Arnold Vent
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1944-02-20
Filing date: 1944-02-20
Publication date: 1955-05-16

Description

.Anordnung zur Halterung eines Schwingkristalls In der Technik der piezoelektrischen Schwingkristalle ist das Problem der Halterung des Schwingkristalls von grundsätzlicher Bedeutung. Es kommt insbesondere bei Schwingkristallen, die als dämpfungsarme Schwinggebilde Verwendung finden sollen, darauf an, einegünstigeLösungfürdieHalterung zu finden im Hinblick einerseits auf die Schüttelfestigkeit der Halterung, andererseits auf einen anzustrebenden geringen Dämpfungseinffuß der Halterung auf die Schwingeigenschaften des Kristalls.
Im Zusammenhang mit diesen Problemen muß die einer bekanntgewordenen Schwingkristallanordnung zugrunde liegendeErkenntnis überraschen, daß es möglich ist, einen piezoelektrischen Schwingkristall ohne Beeinträchtigung seiner dämpfungsarmen Schwingeigenschaften einfach dadurch vollständig schüttelfest zu haltern, daß der Rand des Kristalls mittels eines formstarren Bindemittels unmittelbar an einem formstarren Hailterungsteil befestigt wird.
Auf diese Art und Weise ist es tatsächlich ohne weiteres möglich, z. B. Dickenschwinger mit einer Resonanzfrequenz des Bereiches von mindestens o,5 bis 2o MHz zu haltern und Halbwertsbreiten ihrer Resonanzkurven zu erzielen, die kleiner als 5 - ro-5 sind.
Die Erfindung ist auf eine Verbesserung der bereits erwähnten bekannten Schwingkristallanordnung gerichtet, bei der der Schwingkristall mit aufmetallisierten Elektroden versehen ist und an seinem Rand mittels eines formstarren-Bindemittels an einem Halterungskörper befestigt ist. .
Die Erfindung besteht darin, daß der Halterungskörper als einarmiger - federnd 2i# 'Hebel ausgebildet ist, dessen eines Ende in der Vorrichtung eingespannt ist und der sich bis zum Befestigungspunkt am Kristall über einen solchen Teil des Kristallumfanges erstreckt, der wesentlich länger ist als der Abstand zwischen Einspannstelle und Kristallrand. Auf diese Weise ist der Ha@texungskörper derart elastisch, daß der Schwingkristall federnd in der Schwebe gehalten wird. Die bekannten Halterungsvorrichtungen besitzen demgegenüber den Nachteil, daß sie bei starken Erschütterungen den Schwingkristall so stark treffen, daß er beschädigt werden kann. Der Schwingkristall kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung bei allen Erschütterungen frei schwebend ausfedern. Die Befestigung des Kristalls an der Halterungsvorrichtung erfolgt durch Anlöten oder Ankitten.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung besteht der Halterungskörper aus einem Draht elastischen Materials. Dieser Draht wird--än der Stelle, an der der Schwingkristall befestigt wird, mit einer der Befestigung dienenden Formgebung versehen.
In der Praxis hat sich die einseitige Einspannung des Halterungsdrahtes und dessen spiralförmige Anordnung entlang der Randperipherie des Kristalls bewährt. Hierdurch ergeben sich insbesondere günstige Voraussetzungen, wenn, wie es normalerweise geschieht, der Schwingkristall in einem Ge- häuse untergebracht ist. Die elastische Halterung erfordert bei dieser Ausführungsart einen sehr geringen Raum, so daß also das Kristallgehäuse hinsichtlich seiner äußeren Abmessungen sehr klein gehalten werden kann.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der elastisch gehalterte Schwingkristall e ist in dem Gehäuse i untergebracht, dessen Innenraum nur so groß gewählt ist, wie dies der Kristall selbst und sein elastisches Ausfedern erfordern. In die Gehäusewand ist eine besonders ausgeführte Lötfahne 3 eingelassen, an deren einem Ende 4 der Bronzedraht 5 angelötet ist. Dieser Bronzedraht 5 stellt den elastischen Halterungskörper für den Schwingkristall dar. Die Lötstelle 4 ist die einzige Befestigung des Bronzedrahtes 5. Am anderen Ende 6 des Drahtes ist der Schwingkristallrand mittels eines formstarren Bindemittels, im vorliegenden Fall durch Anlöten, befestigt. Die Länge des Drahtes 5 ist so groß gewählt, daß sie wesentlich größer ist als der Abstand des Schwingkristalls zu den Gehäusewänden, so daß sich also ein ausreichendes elastisches Durchfedern am Drahtende 6 ergibt, wenn auch die Masse des Schwingkristalls außerordentlich gering ist und der Halterungsdraht 5 einen nicht allzu kleinen Durchmesser hat. Das Ende 6 des Drahtes ist so- geformt, daß sich für die Anlötung des Kristalls günstige Voraussetzungen ergeben, und zwar besteht diese Formgebung einfach darin, daß das äußere Ende des Drahtes zwei schraubenlinienförmige Wiridürigen erhalten hat, deren Ganghöhe ungefähr der KTistaliplattendicke entspricht. Mit 7 ist die eine auf metallisiezte Elektrode des Schwingkristalls bezeichnet, die auf den Quarzrand partiell übergreift, wo sie metallisch verstärkt ist, so daß an dieser Stelle dieAnlötung des Halterungskörpers vorgenommen werden kann. Die andere (rückseitige) Elektrode ist mit 8 angedeutet. Diese ist mit einem sehr dünnen Draht io, der an der Stelle 9 angelötet ist, mit der Lötfahne i2 an der Stelle ii verbunden. -Die Lötfahne 3 tritt, ähnlich wie die Lötfahne 12, durch die Gehäusewand nach außen, 13, und dient dem elektrischen, Anschluß der Elektrode 7 über den Halterungsdraht 5.
In an -sich bekannter Weise wird die Befestigungsstelle des Schwingkristalls danach ausgewählt, wie die Hauptschwingrichtung des Kristalls orientiert ist. Kommt es auf die dämpfungsärmste Halterung an, so wird man den Randpunkt bzw. die Randpunkte zur Befestigung des Kristalls wählen, die auf der auf die Kristallebene gefällten Projektion der optischen Achse liegen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: .i. Anordnung zur Halterung eines Schwingkristalls in einer Vorrichtung, bei welcher der mit aufmetallisierten - Elektroden versehene Kristall an seinem Rand mittels eines formstarren Bindemittels 'an einemHalterungskörper befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Halterungskörper als einarmiger federnder Hebel ausgebildet ist, dessen eines Ende in der Vor-- richtung eingespannt ist und der sich bis zum Befestigungspunkt amKristall über einen solchen Teil des Kristallumfanges erstreckt, der wesentlich länger ist als der Abstand zwischen Einspannstelle und Kristallrand.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der HalterungskörpeT aus einem Draht elastischen Materials besteht.
3. Anordnung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht an der Stelle, an der der Schwingkristall befestigt ist, eine dem Kristall angzpaßte, der Befestigung dienende Formgebung besitzt. Angezogene- Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 596 744, 664 983, 666 769, 763 2o8; französische Patentschrift Nr. 667 387; britische Patentschrift Nr. 478 6o2; schweizerische Patentschrift Nr. 216 054; USA.-Patentschriften Nr. 2 31o 612, 2 139 469; Zeitschr. f. techn. Physik, Bd. 2o, 1939, S. 76; Elektrische Nachrichtentechnik, Bd. 17, Heft 6, S. 12ö.