DE3126077C2

DE3126077C2 - Halterung für eine im wesentlichen rechteckförmige Schwingquarzscheibe

Info

Publication number: DE3126077C2
Application number: DE19813126077
Authority: DE
Inventors: Gerhard 8311 Tiefenbach Ertel; Dieter Dipl.-Phys. Dr. 8300 Landshut Fuchs; Dieter 8300 Landshut Heimerl
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1981-07-02
Filing date: 1981-07-02
Publication date: 1986-11-27
Also published as: DE3126077A1

Abstract

Eine Halterung für eine Schwingquarzscheibe (4) weist eine Bodenplatte (1) auf, durch die sich zwei Stromdurchführungsstifte (2 und 3) erstrecken, an deren obere Enden jeweils eine Blattfeder (10) angeschweißt ist, zwischen denen die Schwingquarzscheibe (4) an ihren vier abgerundeten Ecken aufgehängt ist. Jede Blattfeder (10) weist einen inneren Befestigungsabschnitt (11) und einen äußeren Befestigungsabschnitt (12) auf, die durch einen federnden geraden und flachen Verbindungsabschnitt (13) miteinander verbunden sind, der mit Abstand parallel zur benachbarten Scheibenkante verläuft. Die Befestigungsabschnitte (11, 12) weisen die Scheibenecken übergreifende Randstreifen (16, 19) und am Umfangsrand der Scheibe (4) anliegende Mittelstreifen (14, 17) auf. Die äußeren Befestigungsabschnitte (12) sind mit der Scheibe (4) durch einen Leitkitt verbunden, der den elektrischen Kontakt mit den Elektrodenflächen (5, 7 bzw. 6, 8) gewährleistet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Halterung für eine im wesentlichen rechteckförmige Schwingquarzscheibe, bestehend aus einer Bodenplatte mit zwei Stromdurchführungsstiften, an deren oberem Ende jeweils eine auftragende Blattfeder angeschweißt ist, die die Schwingquarzscheibe an ihren Ecken festhält.

Aus der DE-PS 26 51 094 ist bereits eine Halterung für eine rechteckige Schwingquarzscheibe bekannt. Dort ist jede Blattfeder in einem mittleren Bereich etwa rechtwinklig abgebogen und mit einem einzigen Längsschlitz versehen, der sich über beide Blattfederschenkel zwischen dem inneren Befestigungsabschnitt und dem äußeren Befestigungsabschnitt an zwei Ecken der Schwingquarzscheibe erstreckt.

Diese Scheibenecken sind mit einer Schrägfläche versehen, die etwa rechtwinklig zu dem zugehörigen Blattfederschenkel verläuft, aus dem ein kurzer Lappen ausgeklinkt ist, der mit seinem abgebogenen freien Ende an der Schrägfläche anliegt. Dia Elektrodenflächen auf einander gegenüberliegenden Seiten der Schwingquarzscheibe sind mit Kontaktabschnitten zn den .Srhrägflächen geführt, die den äußeren BefestigungsabschnFtten der Blattfedern zugeordnet sind, und deren Befestigungsklappen weisen im Anlagebereich ein Loch auf, das mit einem Leitkitt ausgefüllt ist.

Bei dieser bekannten Ausbildung übergreifen die beiden Blattfedern nicht nur den Scheibenrand sondern sind mit ihrer die Abwinklung aufweisenden Längsmitte in geringem Abstand zueinander in mittlerer Höhe der Schwingquarzscheibe angeordnet und hier mit ihren Randstreifen den Elektrodenflächen benachbart. Zur Vermeidung von Berührungen an dieser Stelle müssen ein vergleichsweise breiter Längsschlitz und stabile Randstreifen vorgesehen sein. Aus diesem Grunde sowie im Hinblick auf die Versteifungswirkung, die von der Blattfederabwinklung ausgeht, sind der innere Befestigungsabschnitt und der äußere Befestigungsabschnitt ίο einer jeden Blattfeder vergleichsweise starr zueinander fixiert Dieses wirkt sich nachteilig für die erstrebte möglichst spannungsfreie und elastische Aufhängung der Schwingquarzscheibe aus, mit der die Übertragung von mechanischen Beanspruchungen durch dilathermisehe Kräfte zwischen der Halterung und der Schwingquai-zscheibe weitgehend vermieden und eine hohe Unempfindlichkeit gegen Stoß- und Vibrationsbelastungen erreicht werden solL

Es ist auch bereits bekannt, bei einer Halterung für die Abstützung einer Schwingquarzscheibe in ihren 4 Ecken jeweils den inneren und den äußeren Befestigungsabschnitt, die durch ein V-Profil gebildet sind, durch einen Verbindungsabschnitt mit einander zu verbinden, der sich längs des Scheibenrandes geradlinig zwischen den beiden Befestigungsabschnitten erstreckt, (DE-PS 27 37 034). Dieser Verbindungsabschnitt weist gleichfalls ein V-Profil auf, das jedoch einen größeren öfnungswiiäkel aufweist, um den Abstand zum Scheibenrand zu erreichen. Die Profilierung macht jedoch den Verbindungsabschnitt ziemlich steif, so daß auch hier jeweils der innere und der äußere Befestigungsabschnitt ziemlich starr miteinander verbunden sind und es daher an der wünschenswerten elastischen Eckpunktaufhängung fehlt.

Die DE-OS 20 19 389 beschreibt eine Halterung für scheibenförmige piezoelektrische Schwinger. Dabei weist die Blattfeder einen an den Enden spitz zulaufenden Längsschlitz auf, in den die Scheibe mit ihrem Rand eingreift. Die Auflagefläche der Scheibe beschränkt sich jedoch lediglich auf einen Teil des Randes dieses Längsschlitzes, so daß keine ausreichende Befestigung der Scheibe gegeben ist und diese verrutschen kann. Um dies zu verhindern, muß eine hohe Federspannung aufgebracht werden, was eine hohe mechanische Belastung der Scheibe bedeutet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Halterungen so zu verbessern, daß bei rationeller Herstellung und Montage eine weitgehend spannungsfreie und elastische Aufhängung des Schwingquarzes erreicht wird, um die Übertragung mechanischer Beanspruchungen auf die Schwingquarzscheibe durch dilathermische Kräfte weitgehend auszuschalten und Stoß- und Vibrationsbelastungen von der Schwingquarzscheibe fernzuhalten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Federn an den vier Ecken am Umfangsrand der Schwingquarzscheibe anliegen. Dadurch wird eine breite Auflagefläche erzielt, die auch den Vorteil einer großen Kontaktfläche zu den Elektroden bietet, so daß trotz geringer Federkraft eine stabile Befestigung erreicht wird.

Der federnde Verbindungsabschnitt zwischen den Befestigungsabschnitten weist weder eine Abwinklung in Längsrichtung noch eine Profilierung auf. Da auch hinsichtlich des Blattfederwerkstoffs und der Profilabmessungen keine besonderen Anforderungen zu berücksichtigen sind, kann der Verbindungsabschnitt die beiden Befesl.igungsabschnitte so miteinander verbin-

Sl 26

den, du B diese sich leicht relativ zueinander verlagern können, wodurch Beanspruchungen von der Schwingquarzscheibe ferngehalten werden und nur noch sehr geringe Kraftübertragungen auf die Schwingquarzscheibe stattfinden können, die nur noch vernachlässigbare Frequenzverschiebungen zur Folge haben. Somit sind also die vier Befestigungsabschnitte, obwohl jeweils paarweise mit einem Stromdurchführungsstift verbunden weitgehend einzeln abgefedert und getrennt verlagerbar, wie es bei Eckpunkt-Einzelaufhängungen der Fall wäre. Gleichzeitig begünstigen die außerhalb des Scheibenbereichs angeordneten Verbindungsabschnitte der beiden Blattfedern den Einbau der Schwingquarzscheibe, die ggf. ohne vorhergehendes Auslenken der Blattfedern einfach zwischen diese eingeschoben werden können.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Halterung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

5 Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von schemtischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 und 2 die erste Ausführungsform der Halterung mit eingebauter Schwingquarzscheibe in Seitenansicht und in Stirnansicht,

F i g. 3,4 und 5 die zweite Ausführungsform in Seitenansicht, Stirnansicht und in einem Teilscbnitt längs Linie 5-5 in Fig.4,

F i g. 6, 7 und 8 die dritte Ausführungsform in Seitenansicht, Stirnansicht und in einem Teilschnitt längs Linie 8-8 in F i g. 7,

Fig.9 und 10 die vierte Ausführungsform in Seitenansicht und in Stirnansicht sowie

F i g. 11 und 12 die fünfte Ausführungsform in Seitenansicht und in Stirnansicht.

Bei allen 5 Ausführungsformen ist gleichermaßen einc Bodenplatte 1 vorgesehen, durch die sich zwei Stromdurchführungsstifte 2 und 3 erstrecken, die im Bereich der Bodenplatte 1 in bekannter Weise in ein Einschmelzglas eingebettet und dadurch gegenüber der Bodenplatte 1 isoliert sind. Als Werkstoff für die Stromdurchführungsstifte 2 und 3 wird im Hinblick auf die dilalhermische Anpassung an das Einschmelzglas eine NiFc- oder NiFeCo-Legierung verwendet.

An das obere Ende der Stromdurchführungsstifte 2 und 3 ist gleichfalls bei allen fünf Ausführungsformen eine Blattfeder angeschweißt, die bei den einzelnen Ausführungsformen unterschiedlich ausgebildet ist, jedoch werden bei jeder Ausführungsform identische Blattfedern verwendet, die symmetrisch zu einer in der Mitte zwischen den Stromdurchführungsstiften 2 und 3 verlaufenden senkrechten Mittellinie angeordnet sind. Da die angeschweißten Blattfedern sich nicht durch das Einschmelzglas der Bodenplatte 1 erstrecken, besteht weitgehende Freiheit hinsichtlich der Werkstoffwahl und der Stärke der Blattfedern. Vorzugsweise mrd als Werkstoff Neusilber (Cu 55 Ni 18 Zn 27 = Copper alloy No. 770 nach ASTM B 122-69) verwendet. Die Blattfedern können aber auch aus einem anderen Material hergestellt werden, beispielsweise Edelstahl X 12 Cr Ni 17.7 (Werkstoff Nr.14 310 nach DIN 17 224).

Zwischen den beiden Blattfedern ist bei allen fünf Ausführungsformen eine im wesentlichen quadratische Schwingquarzscheibe 4 mit abgerundeten Ecken und mit auf gegenüberliegenden Seiten der Scheibe 4 angebrachten Elektrodenflächen 5 und 6 angeordnet, an die zu den oberen Ecken der Schwingquarzscheibe 4 geführte Kontaktabschnitte 7 bzw. 8 anschließen, wie es beispielsweise aus F i g. 1 zu ersehen ist.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2 wird eine Blattfeder 10 mit einem dem Stromdurchführungsstift 2 bzw. 3 benachbarten inneren Befestigungsabschnitt 11 und einem äußeren Befestigungsabschnit 12 verwendet Die Befestigungsabschnitte 11 und 12. die jeweils eine Ecke der Schwingquarzscheibe 4 abstützen, sind durch einen geraden und flachen Verbindungsabschnitt 13 miteinander verbunden, der wie aus F i g. 1 ersichtlich im Abstand zum benachbarten Rand der Schwingquarzscheibe 4 verläuft und infolge seiner Form und des für die Blattfeder 10 verwendeten Werkstoffs gute Federungseigenschaften aufweist.

Der innere Befestigungsabschnitt 11 wird von einem Mittelstreifen 14 und zwei seitlichen Randstreifen 15 und 16 gebildet, die durch Längsschnitte innerhalb der Blattfederbreite ausgebildet sind, wobei entsprechend der Darstellung in F i g. 1 der Mittelstreifen 14 nach außen ausgebogen ist und am Umfangsrand der Schwingquarzscheibe 4 anliegt, während die beiden Randstreifen 15 und 16 einwärts verlagert sind und die betreffende Ecke der Scheibe 4 auf gegenüberliegenden Seiten übergreifen. Wie dargestellt weisen sowohl der Mittelstreifen 14 wie die Randstreifen 15 und 16 zwei im wesentlichen gerade Abschnitte auf, die mit einem Bogen ineinander übergehen. Der untere Abschnitt des Mittelstreifens 14 und die oberen Abschnitte der Randstreifen 15 und 16 verlaufen jeweils in Richtung des anschließenden Blattfederbereichs, während ihre jeweils anderen Abschnitte genüber dem anschließenden Blattfederbereich abgewinkelt sind.

Der obere Befestigungsabschnitt 12 der Blattfeder 10 weist eine ganz entsprechende Ausbildung mit einem am Umfangsrand der Scheibe 4 anliegenden Mittelstreifen 17 und mit zwei seitlichen Randstreifen 18 und 19 auf, welche die Schwingquarzscheibe 4 übergreifen. Dabei dient der äußere Befestigungsabschnitt 12 nicht nur der Eckaufhängung der Scheibe 4. er dient gleichzeitig der elektrischen Verbindung mit den Kontaktabschnitten 7 bzw. 8.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3 bis 5 ist eine Blattfeder 20 mit einem inneren Befestigungsabschnitt 21 und einem äußeren Befestigungsabschnitt 22 vor gesehen, die durch einen geraden und flachen Verbindungsabschnitt 23 miteinander verbunden sind.

Der innere Befestigungsabschnitt 21 weist einen Mittelstreifen 24 sowie Randstreifen 25 und 26 auf, wobei die Ausbildung dem Befestigungsabschnitt 11 gemäß F i g. 1 und 2 entspricht. Dagegen weist der äußere Befestigungsabschnitt 22 zwei zur Scheibe 4 hin abgewinkelte Randstreifen 27 und 28 auf, die gemäß F i g. 5 ein V-Profil bilden, in dessen Scheitelbereich der Umfangsrand der Schwingquarzscheibe 4 anliegt. In der Mitte des Befestigungsabschnitts 22 weist die Blattfeder 20 eine durchgehende öffnung 29 auf, in die nach dem montageleichten Einschieben der Schwingquarzscheibe 4 zwischen die beiden Blattfedern 20 ein Leitkitt eingebracht wird, der nicht nur den Kontakt zwischen der Blattfeder 20 und dem Kontaktabschnitt 7 bzw. 8 sichert sondern zusätzlich zur mechanischen Bewegungsbegrenzung der vier Scheibenecken durch die Befestigungsabschnitte 21 und 22 die oberen Scheibenecken fixiert.

Bei der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 6 bis 8 ist eine Blattfeder 30 mit einem inneren Befestigungsabschnitt 31 und einem äußeren Befstigungsabschnitt 32 vorgesehen, die durch einen geraden Verbindungsabschnitt 33 miteinander verbunden sind, der wiederum mit gleichbleibendem Abstand zur benachbarten Schei-

⁵ 6 j

benkante verläuft.

Der untere Befestigungsabschnitt 31 weist zwei einwärts abgewinkelte Wangen oder Randstreifen 35 und <;

36 auf, die in einen Scheitelbereich 34 übergehen. Wie ·'::' aus F i g. 6 zu ersehen verläuft der Scheitelbereich 34 in 5 >i der Längsrichtung in Anpassung an die gerundete ft¹ Scheibenecke und geht unter Abhebung vom Scheiben- ^ umfang in den Verbindungsabschnitt 33 über. ψ

Der äußere Befestigungsabschnit 32 ist wie der Befe- β

stigungsabschnitt 22 der zweiten Ausführungsform aus- ίο ί*

gebildet und mit seitlichen Wangen oder Randstreifen ■

37 und 38 sowie mit einer durchgehenden öffnung 39 ,' versehen. U

Die vierte Ausführungsform ist in F i g. 9 und 10 dar- ώ;

gestellt. Sie weist eine Blattfeder 40 mit einem inneren 15 f|

Befestigungsabschnitt 41 und einem äußeren Befesti· jjj|

gungsabschnitt 42 auf, die durch einen sich im Abstand j|'

zur benachbarten Scheibenkante erstreckenden gera- |«

den und flachen Verbindungsbschnitt 43 miteinander ^

verbunden sind. 20 0

Der innere Befestigungsabschnitt 41 ist wie der inne- Γ'

re Befestigungsabschnitt 11 gemäß F i g. 1 und 2 mit ■

einem Mittelstreifen 44 und zwei seitlichen Randstreifen A

45 und 46 ausgebildet Der äußere Befestigungsab- :;■'

schnitt 42 ist mit zwei seitlichen Randstreifen 47 und 48 25
versehen, die zwischen sich einen Längsschlitz 49 begrenzen. Die Randstreifen 47 und 48 sind gemäß F i g. 9
etwa halbkreisförmig in Richtung auf die Scheibe 4 ausgebogen. Der Längsschlitz 49 ist an seinen Enden mit
Stanzkanten 49' und 49" versehen, die außerhalb des 30

ausgebogenen Bereichs angeordnet sind und daher ί

nicht die (alleinige) Anlage für den Umfangsrand der ί

Scheibe 4 bilden. Auch diese Ausbildung des Befestigungsabschnitts 42 ermöglicht ein montagefreundliches

Einschieben der Schwingquarzscheibe 4 zwischen die 35 ;

beiden Blattfedern 40. Der Leitkitt zum Fixieren der
Scheibe 4 wird innerhalb des von den Randstreifen 47
und 48 gebildeten Bogens aufgebracht.

Die fünfte Ausführungsform gemäß Fig. 11 und 12
weist eine Blattfeder 50 mit einem inneren Befesti- 40
gungsabschnitt 51 und einem äußeren Befestigungsabschnitt 52 auf, die wiederum durch einen geraden und
flachen Verbindungsabschnitt 53 miteinander verbunden sind.

Der innere Befestigungsabschnitt 51 weist zwei seitli- 45
ehe Randstreifen 55 und 56 auf, zwischen denen ein
Längsschlitz 54 ausgebildet ist. Die Randstreifen 55 und
56 sind etwa halbkreisförmig zur Scheibe 4 hin ausgebogen. Die Stanzkanten 54' und 54" an den Enden des
Längsschlitzes 54 sind wiederum soweit außerhalb des 50
Bogenbereichs der Randstreifen 55 und 56 angeordnet,
daß sie nicht auf den Scheibenrand drücker:.

Der äußere Befestigungsabschnitt 52 ist wie der äußere Befestigungsabschnitt 42 gemäß F i g. 9 und 10 ausgebildet und weist dementsprechend zwei seitliche Rand- 55
streifen 57 und 58 sowie einen Längsschlitz 59 mit
Stanzkanten 59' und 59" an seinen Enden auf.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Halterung für eine im wesentlichen rechteckige Schwingquarzscheibe, bestehend aus einer Bodenplatte mit zwei Stromdurchführungsstiften, an deren oberem Ende jeweils eine aufragende Blattfeder angeschweißt ist, die die Schwingquarzscheibe an ihren Ecken festhält, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (10) alle vier Ecken der Schwingquarzscheibe (4) umgreifen und die Seiten der Schwingquarzscheibe an allen übrigen Abschnitten der Seiten freilassen.

2. Halterung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (10) in mindestens zwei der Bereiche, mit denen sie die Ecken der Schwingquarzscheibe (4) umgreifen, Mittelstreifen (14, 17, 24, 44) aufweisen, die an den Ecken der Schwingquarzscheibe anliegen.

3. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (10) in den Bereichen, mit denen sie die oberen Eckbereiche der Schwingquarzscheibe (4) umgreifen, ein V-förmiges Profil mit einwärts abgewinkelten Randstreifen (27,28; 35, 36; 37, 38) und mit einem am Umfangsrand der Scheibe (4) anliegenden Scheitelbereich (34) aufweisen.

4. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (10) in den Bereichen, mit denen sie die oberen Eckbereiche der Schwingquarzscheibe (4) umgreifen, einen Leitkitt aufweisen.

5. Halterung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Leitkitt in Öffnungen (29, 39) angebracht ist, die in diesem Scheitelbereich (34) angeordnet ist.