DE1280988B - Mechanischer Biegeschwinger - Google Patents

Mechanischer Biegeschwinger

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DE1280988B
DE1280988B DE1963S0085316 DES0085316A DE1280988B DE 1280988 B DE1280988 B DE 1280988B DE 1963S0085316 DE1963S0085316 DE 1963S0085316 DE S0085316 A DES0085316 A DE S0085316A DE 1280988 B DE1280988 B DE 1280988B
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flexural
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flexural oscillator
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excitation electrodes
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Josef Adamietz
Dr-Ing Dietwalt Thierbach
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
H03h
Deutsche Kl.: 21 a4 -10
Nummer: 1280988
Aktenzeichen: P 12 80 988.0-35 (S 85316)
Anmeldetag: 21. Mai 1963
Auslegetag: 24. Oktober 1968
Mechanischer Biegeschwinger
Die Erfindung betrifft einen mechanischen Biegeschwinger, der durch Plättchen aus elektrostriktivem Material zu einem Wandler für den Übergang von elektrischen Schwingungen auf mechanische Biegeschwingungen und umgekehrt ausgebildet und vorzugsweise als Wandler eines mehrteiligen elektromechanischen Filters vorgesehen ist, und bei dem Plättchen aus elektrostriktivem Material vorwiegend innerhalb des durch zwei benachbarte Schwingungsknoten begrenzten Bereiches im Zuge des Biegeschwingers angeordnet sind.
Es ist durch die österreichische Patentschrift 224 163 unter anderem bereits ein Biegeschwinger bekanntgeworden, der als Doppelplatten-Biegekristall ausgebildet ist und der im wesentlichen aus einem Einkristall aus Zinkoxyd besteht, wobei an zwei Flächen des Kristalls Anregungselektroden vorgesehen sind. Für diese Anordnung ist es jedoch wesentlich, daß der gesamte Biegeschwinger aus einem elektrostriktiven Material besteht.
Ferner ist eine stimmgabelförmige Anordnung bekannt, bei der die Schwingungsanregung durch im Stimmgabelfuß angeordnete elektrostriktiv aktive Elemente erfolgt. Für die einwandfreie Funktion dieser Anordnung ist es jedoch zwingend erforderlich, ein als Stimmgabel ausgebildetes schwingendes Element zu verwenden.
Weiterhin ist bereits ein mechanischer Biegeschwinger vorgeschlagen worden, der durch Plättchen aus elektrostritivem Material zu einem Wandler für den Übergang von elektrischen Schwingungen auf mechanische Biegeschwingungen und umgekehrt ausgebildet und vorzugsweise als Wandler eines mehrteiligen elektromechanischen Filters vorgesehen ist und für den es wesentlich ist, daß wenigstens je ein Plättchen mit zumindest näherungsweise senkrecht zur Längsachse des Biegeschwingers orientierter Plättchenebene und vorzugsweise innerhalb des durch zwei benachbarte Schwingungsknoten begrenzten Bereiches zu beiden Seiten der neutralen Faser des Biegeschwingers angeordnet ist, und daß diese vorzugsweise in einer Querschnittsebene des Biegungsschwingers liegenden Plättchen in einer zur Plättchenebene senkrechten Richtung entgegengesetzt polarisiert sind. Bei diesem älteren Vorschlag wird davon ausgegangen, beispielsweise bei stabförmigen Biegeschwingern Biegeschwingungen durch Ausnutzung des sogenannten longitudinalen Piezoeffektes anzuregen, wozu wenigstens zwei Plättchen elektrostriktiven Materials unmittelbar im Zuge eines Biegeschwingers angeordnet sind und die Schwingungsanregung in der Weise erfolgt, daß das eine Plätt- Anmelder:
Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8000 München 2, Witteisbacherplatz 2
Als Erfinder benannt:
Dr.-Ing. Dietwalt Thierbach, 8000 München;
Josef Adamietz, 8131 Traubing
chen einer Dehnung unterworfen wird, während sich das andere Plättchen gleichzeitig verkürzt. Wie sich zeigt, werden derartige Biegeschwinger dann gegenüber mechanischer Erschütterung verhältnismäßig empfindlich, wenn die in Schwingungsrichtung liegende Abmessung beispielsweise auf Grund der geforderten Eigenresonanzfrequenz verhältnismäßig klein wird; darüber hinaus erschwert diese Forderung wegen der verhältnismäßig geringen noch zur Verfügung stehenden Lötfläche auch die Herstellung solcher Biegeschwinger.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorerwähnten Schwierigkeiten in verhältnismäßig einfacher Weise zu begegnen und Biegeschwinger mit verhältnismäßig großer mechanischer Stabilität zu schaffen.
Ausgehend von einem mechanischen Biegeschwinger, der durch Plättchen aus elektrostriktivem Material zu einem Wandler für den Übergang von elektrischen Schwingungen auf mechanische Biegeschwingungen und umgekehrt ausgebildet und vorzugsweise als Wandler eines mehrteiligen elektromechanischen Filters vorgesehen ist, und bei dem Plättchen aus elektrostriktivem Material vorwiegend innerhalb des durch zwei benachbarte Schwingungsknoten begrenzten Bereiches im Zuge des Biegeschwingers angeordnet sind, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß im Biegeschwinger ein Schlitz vorgesehen ist, der sich von der äußeren Begrenzung bis etwa in den Bereich der hinsichtlich Biegeschwingungen auftretenden neutralen Faser erstreckt, daß in diesen Schlitz wenigstens ein mit Anregungselektroden versehenes Plättchen elektrostriktiven Materials eingebracht ist, das in an sich bekannter Weise mit einer senkrecht zu den Anregungselektroden verlaufenden Vorpolarisation versehen ist, und daß wenigstens zwischen einer der Anregungselektroden und dem Biegeschwinger eine elektrisch isolierende Zwischenschicht liegt.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
809 628/1374
3 4
Die Fig. 1 zeigt einen mechanischen Biege- fahren stehen dann die Plättchen 6 und 10 wegen der schwinger, der aus einem durchgehenden Stahlteil 5 bei der Abkühlung des Stahlteils 5 auftretenden besteht, das mit einem Schlitz 7 versehen ist. Im Längenverkürzung unter einer mechanischen Vor-Schlitz 7 ist ein Plättchen 6 aus einer elektrostrik- spannung, die zweckmäßig so gewählt ist, daß eine tiven Keramik (wie z. B. Bleizirkonat) eingebracht. 5 innige Verbindung der Plättchen 6 und 10 mit dem Das elektrostriktive Plättchen 6 ist auf den dem Stahlteil zustande kommt.
Stahlteil zugekehrten Seiten mit metallischen Schich- In den Fig. 3 und 4 sind Ausführungsbeispiele
ten 8 und 9, vorzugsweise Silberschichten versehen, dargestellt, bei denen zur Trennung der Anregungsdie beispielsweise durch Aufdampfen im Vakuum elektroden nicht ein elektrostriktiv inaktives, sondern auf das Keramikplättchen aufgebracht sind. Zwi- io ein elektrostriktiv aktives Material verwendet ist. sehen der Silberschicht 9 und dem Stahlteil 5 liegt Der Schwinger gemäß der Fig. 3 besteht aus
ein Plättchen 10 aus einem elektrisch nicht leitenden einem durchgehenden Stahlteil 5, in das ein Schlitz 7 Material, das im Ausführungsbeispiel aus Quarzglas eingefräst ist. In den Schwingungsknoten 11 und 12 besteht. In den Schwingungsknoten 11 und 12 sind sind wiederum Drähte befestigt, die der Halterung metallische Drähte 14 und 15 befestigt, die der Kopp- 15 des Schwingers in einem Gehäuse dienen. Zur besselung mit weiteren Biegeschwingern eines mehrteiligen seren Übersicht sind diese Drähte sowie das GeFilters oder der Verankerung des Schwingers in häuse in der Zeichnung nicht dargestellt. Im Schlitz 7 einem nicht näher dargestellten Gehäuse dienen. Auf sind zwei durch eine Silberschicht 28 getrennte die Silberschicht^ ist ein Zuführungsdraht 16 aufge- Plättchen 20 und 21 aus einem elektrostriktiven Malötet, der zu einer Anschlußklemme 1 führt. Im ao terial eingelötet. Mit der Silberschicht 28 ist ein Zu-Schwingungsknoten 12 ist ein weiterer Zuführungs- führungsdraht 31 verbunden, der zu einer Klemme 1 draht 17 befestigt, der zu einer Anschlußklemme 3 führt. Im Schwingungsknoten 12 ist am Stahlteil ein führt. Um die Güte des Schwingers nicht nachteilig zu einer Anschlußklemme 3 führender Zuführungszu beeinflussen, werden die Zuführungsdrähte 16 draht 30 befestigt. Die Polarisation des Plättchens und 17 vorteilhafterweise aus einem möglichst leich- 35 20 ist zu der des Plättchens 21 entgegengesetzt geten und flexiblen Material gebildet. Durch die strich- richtet, wie es durch die Pfeile 24 und 25 angedeutet punktierte Linie 13 ist noch die sogenannte neutrale ist. Wird an die Klemmen 1 und 3 eine Wechsel-Faser des Schwingers angedeutet, worunter diejenige spannung U angelegt, dann dehnen sich beispiels-Ebene zu verstehen ist, in der die bei der Schwingung weise in der positiven Halbwelle beide Plättchen 20 auftretenden Zug- und Druckkräfte ihr Vorzeichen 30 und 21 unter dem Einfluß des elektrischen Feldes umkehren. aus, während sie sich in der negativen Halbwelle zu-
In der Fig.2 ist eine Ansicht in Längsrichtung sammenziehen, wodurch der Schwinger zu Biegedes in der Fig. 1 dargestellten Schwingers gezeich- schwingungen angeregt wird, net, und zwar für den Fall, daß an die Klemmen 1 Das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 4 ist
und 3 eine Wechselspannung U angelegt ist. Durch 35 eine Weiterbildung des in der F i g. 3 dargestellten den Pfeil 18 ist eine dem elektrostriktiven Plättchen Schwingers in der Weise, daß der Schwinger außer aufgeprägte Polarisation angedeutet, die beispiels- dem durch die Keramikplättchen 20 und 21 gebilweise in der positiven Halbwelle der elektrischen deten Anregungssystem noch mit einem weiteren Wechselspannung mit der elektrischen Feldrichtung elektrostriktiv aktiven System versehen ist. Dieses übereinstimmt, in der negativen Halbwelle der elek- 40 besteht aus den Keramikplättchen 22 und 23, die in irischen Wechselspannung entgegengesetzt zur Feld- einen weiteren, im Stahlteil 5 angeordneten Schlitz T richtung orientiert ist. Entsprechend dieser Polarisa- eingebracht sind. Die Polarisation der Plättchen 22 tion dehnt sich das elektrostriktive Plättchen 6 unter und 23 ist wiederum entgegengesetzt gerichtet, wie dem Einfluß des elektrischen Feldes aus. Da der es durch die Pfeile 26 und 27 angedeutet ist. Zwi-Schwinger aus einem durchgehenden Stahlteil be- 45 sehen den Plättchen 22 und 23 liegt eine Silberschicht steht, werden durch die Ausdehnung des Plättchens 6 29, auf die ein zu einer Anschlußklemme 2' führen-Biegekräfte auf den Schwinger ausgeübt, der damit der Anschlußdraht 32 aufgelötet ist. Die die Plättentsprechend den für die elastische Linie gültigen chen 20 und 21 trennende Silberschicht 28 ist mit Gesetzen durchgebogen wird. Wenn sich die Polari- einem zu einer Klemme 1' führenden Anschlußdraht tat der an die Klememn 1 und 3 angelegten Wechsel- 50 31 versehen. Vom Schwingungsknoten 12 des Stahlspannung U umkehrt, zieht sich das Plättchen 6 zu- teiles führt ein weiterer Anschlußdraht 30 zu einer sammen, wodurch sich der Schwinger in der ent- Klemme 3'.
gegengesetzten Richtung durchbiegt. Dieser Schwin- Legt man an die Klemmen Γ und 3' eine Ein-
gungszustand ist in der Fig. 2 nicht mehr dargestellt. gangswechselspannung Uc, dann führt der Schwinger Wenn die Frequenz der Wechselspannung U zumin- 55 in der bereits beschriebenen Weise Biegeschwingundest näherungsweise mit der Eigenfrequenz des gen aus. Auf Grund dieser Biegeschwingungen wer-Schwingers übereinstimmt, dann führt dieser ausge- den die Plättchen 22 und 23 Dehnungen und Zuprägte Biegeschwingungen im Takt der angelegten sammenziehungen unterworfen, so daß wegen des Wechselspannung aus, und zwar symmetrisch zu piezoelektrischen Effektes zwischen der Silberschicht einer durch die Schwingungsknoten 11 und 12 fest- 60 29 und dem Stahlteil 5 eine Wechselspannung entgelegten Ebene. steht, deren Frequenz mit der Frequenz der anregen-Das elektrostriktive Plättchen 6 sowie das aus den Spannung übereinstimmt und die an den Klem-Quarzglas bestehende Plättchen 10 können durch men 2' und 3' als Ausgangswechselspannung Ua ab-Lötung im Schwinger befestigt sein. Hierzu ist es genommen werden kann.
allerdings erforderlich, auch das Quarzglasplättchen 65 Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind die beiden mit metallischen Belägen zu versehen. Es ist auch elektrostriktiv aktiven Systeme zu beiden Seiten der möglich, die Plättchen 6 und 10 durch Einschrump- neutralen Faser des Schwingers gegeneinander verfen im Stahlteil 5 zu befestigen. Bei diesem Ver- setzt angeordnet. Praktisch die gleichen elektrischen
Eigenschaften sind dann zu erreichen, wenn sich die elektrostriktiv aktiven Systeme genau gegenüberliegen, oder wenn sie nur auf einer Seite der neutralen Faser in einem geeigneten Abstand voneinander angeordnet sind.
Die F i g. 5 zeigt das elektrische Ersatzschaltbild für den Fall, das der Schwinger zweipolig (vgl. F i g. 1 bis 3) betrieben wird. Zwischen den Klemmen 1 und 3 ergibt sich ein Impedanzverhalten, daß sich durch einen Serienschwingkreis mit der Induktivität L, der Kapazität C und einem Verlustwiderstand R, denen eine Kapazität C11 parallel geschaltet ist, darstellen läßt.
Das elektrische Ersatzschaltbild eines als Vierpol betriebenen Schwingers (entsprechend der F i g. 4) ist in der Fi g. 6 dargestellt. Den Eingangsklemmen Γ und 3' ist eine Querkapazität Cp t nachgeschaltet, im Längszweig liegt ein verlustbehafteter Serienschwingkreis mit der Induktivität L', der Kapazität C" und dem Verlustwiderstand R', und am Ausgang liegt im Querzweig eine Parallelkapazität Cn 2. Zwischen den Klemmen 2' und 3' tritt immer dann eine Ausgangswechselspannung TJa auf, wenn die Eigenfrequenz des Schwingers wenigstens näherungsweise mit der Frequenz der Eingangswechselspannung U0 übereinstimmt.
In den F i g. 7 bis 9 sind stimmgabelförmige Biegeschwinger dargestellt, deren Verwendung vor allem bei verhältnismäßig niedrigen Frequenzen vorteilhaft ist, da dort die größere Baulänge eines gleichfrequenten Biegeschwingers unter Umständen störend wirkt.
Im Ausführungsbeispiel der F i g. 7 liegen zwischen den Gabelzinken eines stimmgabelförmigen Biegeschwingers 35 zwei Plättchen 36 und 37 aus einer elektrostriktiven Keramik, deren Polarisation im Sinne der Pfeile 39 und 40 entgegengesetzt gerichtet ist. Von einer die Plättchen 36 und 37 trennenden Silberschicht 38 führt ein Anschlußdraht 41 zu einer Klemme 1. Ein weiterer Anschlußdraht 44 ist direkt am Stahlteil der Stimmgabel befestigt und führt zu einer Klemme 3. Da im Stimmgabelfuß ein Punkt liegt, in dem praktisch keine Bewegungen auftreten, wird dort zweckmäßig ein Haltedraht 42 befestigt, der der Verankerung der Stimmgabel in einem nicht näher dargestellten Gehäuse dient. Beim Anlegen einer Wechselspannung an die Klemmen 1 und 3 werden die elektrostriktiv aktiven Plättchen 36 und 37 Dehnungen und Zusammenziehungen unterworfen, die wegen der festen Verbindung dieser Plättchen mit den Stimmgabelzinken auf die Stimmgabel übertragen werden. Die Stimmgabel wird immer dann zu Schwingungen angeregt, wenn ihre Eigenfrequenz mit der Frequenz der an den Klemmen 1 und 3 angelegten Wechselspannung wenigstens näherungsweise übereinstimmt.
Der in der F i g. 8 dargestellte Stimmgabelresonator stimmt im wesentlichen mit dem in der F i g. 7 dargestellten überein. Jedoch liegt das elektrostriktiv aktive System hierbei in einem im Verbindungsstück der beiden Gabelzinken vorgesehenen Schlitz 43. Bedingt durch den Aufbau können die in den F i g. 7 und 8 gezeigten Stimmgabelresonatoren nur zweipolig betrieben werden, so daß ihr Verhalten auf das elektrische Ersatzschaltbild der Fig.5 zurückzuführen ist.
Das Verhalten eines Vierpoles läßt sich mit dem in der F i g. 9 dargestellten Stimmgabelresonator erzielen. Hierbei ist im Verbindungsstück der beiden Gabelzinken einer Stimmgabel 45 ein Schlitz 5 vorgesehen, in den die Anregungssysteme eingebracht sind. Die Anregungssysteme bestehen aus zwei elektrostriktiv aktiven Plättchen 46 und 47, zwischen denen ein Abstandsstück 53 aus einem elektrisch nicht leitenden Material (z. B. Quarzglas) liegt, und deren Polarisation beispielsweise im Sinne der Pfeile 48 und 49 gewählt ist. Von der auf das Plättchen
ίο 46 aufgebrachten Silberschicht 50 führt ein Anschlußdraht 54 zu einer Klemme 1', von der auf das Plättchen 47 aufgebrachten Silberschicht 51 führt ein Anschlußdraht 55 zu einer Anschlußklemme 2'. Ein weiterer Anschlußdraht 56 ist direkt mit dem Stahlteil verbunden und führt zu einer Anschlußklemme 3'. Im Ruhepunkt der Stimmgabel 45 ist wiederum ein Haltedraht 42 befestigt.
Wird an die Klemmen 1' und 3' eine Eingangswechselspannung Uc gelegt, deren Frequenz etwa mit
so der Eigenfrequenz der Stimmgabel übereinstimmt, dann führt diese Biegeschwingungen im Takt der angelegten Wechselspannung aus. Auf Grund dieser Schwingungen wird das elektrostriktive Plättchen 47 gedehnt und zusammengezogen, so daß zwischen der Silberschicht 51 und dem Stahlteil 45 eine Wechselspannung auftritt, die als Ausgangswechselspannung an den Klemmen 2' und 3' abgenommen werden kann. Damit läßt sich der in der F i g. 9 dargestellte Stimmgabelresonator auf das Ersatzschaltbild der F i g. 6 zurückführen. Praktisch die gleichen elektrischen Verhältnisse werden dann erreicht, wenn die elektrostriktiv aktiven Systeme und das Abstandsstück 53 zwischen den beiden Gabelzinken (ähnlich F i g. 7) angeordnet sind.
Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 10 ist in einem durchgehenden Stahlteil 5 ein Schlitz 7 vorgesehen, in den vier hintereinanderliegende elektrostriktive Plättchen 60, 61, 62 und 63 eingebracht sind. Die elektrostriktiven Plättchen sind durch Silberschichten 65, 66 und 67 voneinander getrennt. Von der Silberschicht 65 führt ein Anschlußdraht 68 zu einer Klemme 1', von der Silberschicht 67 führt ein Anschlußdraht 69 zu einer Anschlußklemme 2', und von der Silberschicht 66 führt ein Anschlußdraht 70 zu einer Klemme 3', die außerdem über einen weiteren Anschlußdraht 71 mit dem Stahlteil 5 in elektrisch leitender Verbindung steht. In der Regel wird der Anschlußdraht 71 in einen der Schwingungsknoten 11 oder 12 mit dem Stahlteil verlötet. Wegen der leitenden Verbindung über die Drähte 70 und 71 liegt die Silberschicht 66 auf dem gleichen elektrischen Potential wie der Schwinger 5. Die Polarisation der elektrostriktiven Plättchen ist so gewählt, daß jeweils zwei benachbarte Plättchen entgegengesetzt polarisiert sind, wie es beispielsweise durch die Pfeile 73 bis 76 angedeutet ist.
Eine an den Klemmen 1' und 3' anliegende Eingangswechselspannung erzeugt zwischen den Klemmen 2' und 3' in der bereits beschriebenen Weise immer dann eine Ausgangswechselspannung, wenn die Frequenz der Eingangswechselspannung mit der Eigenfrequenz des Biegeschwingers zumindest näherungsweise übereinstimmt. Ein gemäß der Fig. 10 aufgebauter Schwinger hat unter anderem den Vorteil, daß im Stahlstab nur ein Schlitz vorzusehen ist, wodurch sich die mechanische Festigkeit des Schwingers erhöht. Sein elektrisches Ersatzschaltbild entspricht der in der Fig. 6 dargestellten Schaltung.
In Weiterbildung des in der Fig. 10 dargestellten Schwingers kann beispielsweise ein weiteres, durch eine metallische Zwischenschicht getrenntes Plättchenpaar im Schlitz 7 angebracht werden, dessen elektromechanischer Kopplungsfaktor von dem der übrigen Plättchen abweicht. Eine derartige Anordnung ermöglicht dann in einfacher Weise die Abnahme einer zusätzlichen Signalspannung, die zur Steuerung weiterer Geräte verwendet werden kann.
In der Fig. 11 ist ein Biegeschwinger dargestellt, dessen Schwingungsanregung über den sogenannten transversalen piezoelektrischen Effekt erfolgt. Im StahlteilS ist ein Schlitz 7 vorgesehen, in den ein elektrostriktiv aktives Plättchen 80 eingelötet ist. Auf das elektrostriktive Plättchen 80 sind Anregungselektroden 81 und 82 in Form von Silberschichten aufgebracht, die über Zuführungsdrähte 83 und 84 mit den Anschlußklemmen 1 und 3 in Verbindung stehen. Die Polarisation des elektrostriktiven Plättchens 80 ist durch den Pfeil 84 angedeutet. Beim ao Anlegen einer Wechselspannung an die Klemmen 1 und 3 wird das Plättchen 80 gedehnt und zusammengezogen. Diese Bewegung hat wegen des transversalen Effektes Dehnungen und Verkürzungen der elektrostriktiven Keramik 80 zur Folge, die in der Bewegungsrichtung der mechanischen Dehnung des Schwingers 5 liegen und diesen somit zu Biegeschwingungen anregen. Die in der Fig. 11 gewählte Darstellung entspricht einem zweipoligen Schwinger und kann durch ein weiteres gleichartiges System zu einem als elektrischer Vierpol arbeitenden Schwinger erweitert werden. Analog läßt sich dieses Anregungssystem auch bei den in den Fig. 7 bis 9 dargestellten stimmgabelförmigen Schwingern verwenden und wird vorzugsweise dann eingesetzt, wenn nur schmale Filterbandbreiten gefordert sind.

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Mechanischer Biegeschwinger, der durch Plättchen aus elektrostriktivem Material zu einem Wandler für den Übergang von elektrischen Schwingungen auf mechanische Biegeschwingungen und umgekehrt ausgebildet und vorzugsweise als Wandler eines mehrteiligen elektromechanisehen Filters vorgesehen ist, und bei dem Plättchen aus elektrostriktivem Material vorwiegend innerhalb des durch zwei benachbarte Schwingungsknoten begrenzten Bereiches im Zuge des Biegeschwingers angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Biegeschwinger (5) ein Schlitz (7) vorgesehen ist, der sich von der äußeren Begrenzung bis etwa in den Bereich der hinsichtlich Biegeschwingungen auftretenden neutralen Faser (13) erstreckt, daß in diesen Schlitz (7) wenigstens ein mit Anregungselektroden (8,
    9) versehenes Plättchen (6) elektrostriktiven Materials eingebracht ist, das in an sich bekannter Weise mit einer senkrecht zu den Anregungselektroden (8, 9) verlaufenden Vorpolarisation (18) versehen ist, und daß wenigstens zwischen einer der Anregungselektroden (9) und dem Biegeschwinger (5) eine elektrisch isolierende Zwischenschicht (10) liegt.
    2. Mechanischer Biegeschwinger nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei entgegengesetzt polarisierte, durch eine elektrisch leitende Schicht (28) getrennte Plättchen (20, 21) elektrostriktiven Materials in dem im Biegeschwinger (5) angeordneten Schlitz (7) eingebracht sind.
    3. Mechanischer Biegeschwinger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Biegeschwinger (5) zwei nur auf einer Seite der neutralen Faser (13) liegende Schlitze angeordnet sind, in die mit Anregungselektroden versehene Plättchen aus elektrostriktivem Material eingebracht sind.
    4. Mechanischer Biegeschwinger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Biegeschwinger (5) zu beiden Seiten der neutralen Faser (13) liegende Schlitze (7, 7') angeordnet sind, in die mit Anregungselektroden versehene Plättchen (22, 23, 24, 25) aus elektrostriktivem Material eingebracht sind.
    5. Mechanischer Biegeschwinger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegeschwinger die Form eines Stimmgabelresonators (35) hat und daß die mit Anregungselektroden versehenen Plättchen (36, 37) aus elektrostriktivem Material zwischen den beiden Gabelzinken angeordnet sind (F i g. 7).
    6. Mechanischer Biegeschwinger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegeschwinger die Form eines Stimmgabelresonators (35) hat und daß die mit Anregungselektroden versehenen Plättchen (36, 37) aus elektrostriktivem Material in einem im Verbindungsstück der beiden Gabelzinken liegenden Schlitz (43) eingebracht sind.
    7. Mechanischer Biegeschwinger nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den elektrostriktiven Plättchen (46, 47) ein Abstandsstück (53) aus einem elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise Quarzglas, angeordnet ist (F i g. 9).
    8. Mechanischer Biegeschwinger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den im Biegeschwinger vorgesehenen Schlitz (7) ein mit Anregungselektroden (81, 82) versehene Plättchen (80) aus elektrostriktivem Material eingebracht ist, dessen Schwingungsanregung senkrecht zur gewünschten mechanischen Dehnung erfolgt.
    9. Mechanischer Biegeschwinger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Plättchen (60, 61, 62, 63) aus elektrostriktivem Material mehrfach durch elektrisch leitende Zwischenschichten (65, 66, 67) unterteilt sind (F i g. 10).
    10. Mechanischer Biegeschwinger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Anregungselektroden versehenen Plättchen (ζ. Β. 24, 25) aus elektrostriktivem Material derart in dem im Biegeschwinger (5) angeordneten Schlitz (7) eingebracht sind, daß sie unter einer mechanischen Vorspannung vorgegebener Größe stehen.
    In Betracht gezogene Druckschriften:
    Österreichische Patentschrift Nr. 224163;
    USA.-Patentschrift Nr. 1781 513.
    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
    809 628/1374 10.68 © Bundesdruckerei Berlin
DE1963S0085316 1962-09-12 1963-05-21 Mechanischer Biegeschwinger Pending DE1280988B (de)

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US1781513A (en) * 1928-05-15 1930-11-11 Ets Edouard Belin Electrical tuning fork
AT224163B (de) * 1960-04-07 1962-11-12 Western Electric Co Piezoelektrische Einrichtung

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