DE1042040B

DE1042040B - Device for holding a piezoelectric oscillating crystal and tool for introducing the oscillating crystal into the holding device

Info

Publication number: DE1042040B
Application number: DER16427A
Authority: DE
Original assignee: REEVES HOFFMAN CORP
Current assignee: REEVES HOFFMAN CORP
Priority date: 1955-04-07
Filing date: 1955-04-07
Publication date: 1958-10-30

Description

Vorrichtung zum Halten eines piezoelektrischen Schwingkristalls und Werkzeug zum Einbringen des Schwingkristalls in die Haltevorrichtung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Halten eines piezoelektrischen Schwingkristalls in Rillen von Haltebacken am Rand des Kristalls.Device for holding a piezoelectric vibrating crystal and Tool for introducing the vibrating crystal into the holding device. The invention relates to a device for holding a piezoelectric oscillating crystal in Grooves of holding jaws on the edge of the crystal.

Die Halterung und der Schutz von Schwingkristallen und die Aufrechterhaltung der Frequenzstabilität sind seit langem ein technisches Problem, und die vielen bisherigen Anstrengungen in dieser Richtung haben sich, insbesondere für die hohen Anforderungen bei der Verwendung für militärische Zwecke, als unzureichend erwiesen. Bisher war es üblich, die Schwingkristalle zwischen Haltemitteln zu befestigen, die die Kristalle an gegenüberliegenden Punkten ihrer Randflächen festklemmen. Im allgemeinen werden nur zwei Halteglieder verwendet, da bei mehreren Halteklemmen der Dämpfungsgrad größer ist. Die bekannten gegenüberliegenden Halteklemmen haben sich auch deshalb als unzulänglich erwiesen, weil sie eine gewisse Verwindungskraft auf den Schwingkristall auszuüben versuchen, so daß sich derselbe innerhalb der Klemmung geringfügig bewegt und dadurch Frequenzveränderungen und andere ungünstige elektrische Erscheinungen verursacht.The support and protection of vibrating crystals and their maintenance frequency stability has long been a technical problem, and many Efforts to date in this direction have increased, particularly for the high Requirements when used for military purposes, proven to be insufficient. Up to now it was common practice to fix the oscillating crystals between holding means, which clamp the crystals at opposite points on their edge surfaces. in the In general, only two retaining members are used, since there are several retaining clips the degree of damping is greater. Have the known opposing retaining clips also proved to be inadequate because they have a certain twisting power try to exercise on the oscillating crystal so that it is within the Clamping moved slightly and thereby frequency changes and other unfavorable causes electrical phenomena.

Es ist bereits ein Halter für piezoelektrische Schwingquarze von bikonvexer Linsenform bekannt. Der Halter umfaßt klauenfö-rmig den Ouarzrand von beiden Seiten und liegt an den neutralen, nicht schwingenden Teilen der Linsenflächen auf. Das Einbringen eines Kristalls in einen solchen Halter bereitet jedoch Schwierigkeiten und verursacht leicht Beschädigungen des Kristalls.It is already a holder for piezoelectric quartz crystals from biconvex Known lens shape. The holder claw-shaped embraces the ouarz rim on both sides and rests on the neutral, non-vibrating parts of the lens surfaces. That However, it is difficult to introduce a crystal into such a holder and easily causes damage to the crystal.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Halterungsvorrichtung für piezoelektrische Kristalle, die so ausgestaltet ist, daß die erwähnten nachteiligen Wirkungen der bekannten Anordnungen weitgehend vermieden werden.The object of the invention is to create a holding device for piezoelectric crystals, which is designed so that the aforementioned disadvantageous Effects of the known arrangements are largely avoided.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Haltebacken an einer Platte aus elastisch deformierbarem Material befestigt bzw. mit der Platte zu einem Bauteil vereinigt sind. Eine oder beide Haltebacken weisen Bohrungen zur Aufnahme von Anschlußkontaktstiften auf. Die Haltebacken können aus elektrisch isolierendem Material bestehen. Wenn die Haltebacken aus Metall bestehen, sind zu ihrer Isolierung gegenüber den Anschlußkontaktstiften und gegenüber einer äußeren Metallkappe nicht elektrisch leitende Auskleidungen vorgesehen.This object is achieved in that the holding jaws on a plate made of elastically deformable material or attached to the plate to form a component are united. One or both retaining jaws have bores for receiving connecting contact pins on. The holding jaws can consist of electrically insulating material. if the holding jaws are made of metal and are used to isolate them from the terminal contact pins and linings that are not electrically conductive to an outer metal cap intended.

Weiter betrifft die Erfindung ein Werkzeug zum Einbringen eines piezoelektrischen Schwingkristalls in die Haltevorrichtung nach der Erfindung, die aus einem Block mit schwenkbaren Klauen und einer zwischen den Klauen befindlichen verstellbaren Spindel besteht zum Spreizen des Gehäuses der Haltevorrichtung und zum Einsetzen oder Herausnehmen des Schwingkristalls. In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt, es zeigt Fig.1 eine Vorderansicht der Haltevorrichtung, teilweise im Vertikalschnitt, Fig.2 eine Seitenansicht des Halters nach Fig. 1 ohne äußeres Gehäuse, Fig.3 eine abgeänderte Ausführungsform eines Kristallhalters, teilweise im Vertikalschnitt, Fig. 4 eine weitere Ausführungsform, teilweise im Vertikalschnitt, Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Kristallhalters, Fig. 6 einen Schnitt nach Linie 6-6 der Fig. 5, Fig. 7 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 5 in abgeänderte@r Form, Fig. 8 eine Ansicht eines Werkzeuges zur Deformierung der Haltebacken und Fig. 9 und 10 einen Kristallhalter, der durch das in Fig. 8 dargestellte Werkzeug verformt bzw. gespreizt ist, und den Kristallhalter mit einem eingesetzten Kristall im betriebsfertigen Zustand.The invention also relates to a tool for inserting a piezoelectric Vibrating crystal in the holding device according to the invention, which consists of a block with swiveling claws and an adjustable one located between the claws The spindle is used to expand the housing of the holding device and to insert it or removing the vibrating crystal. In the drawing are preferred embodiments the invention shown for example, it shows Fig.1 a front view of the Holding device, partly in vertical section, Figure 2 is a side view of the holder according to Fig. 1 without the outer housing, Fig. 3 a modified embodiment of a crystal holder, partly in vertical section, FIG. 4 shows a further embodiment, partly in Vertical section, FIG. 5 a perspective view of a crystal holder, FIG. 6 shows a section along line 6-6 of FIG. 5, FIG. 7 shows a view similar to that in FIG. 5 in modified @ r form, FIG. 8 is a view of a tool for deforming the Holding jaws and FIGS. 9 and 10 show a crystal holder which is formed by the one shown in Tool is deformed or spread, and the crystal holder with an inserted Crystal in a ready-to-use condition.

Fig. i und 2 stellen einen Kristallbefestigungsblock B dar. Der Befestigungsblock B wird vorzugsweise aus elektrisch isolierendem Material hergestellt. Er besteht aus elastischem Material, so daß der Block zwecks Aufnahme des Schwingkristalls gespreizt oder auf andere Weise verformt werden kann, um danach in seinen normalen Zustand zurückzukehren und das eingesetzte Schwingkristall in betriebsfertiger Schwinglage zu halten. Geeignete Materialien für den Block B sind synthetische Kunststoffe.Fig. I and 2 illustrate a crystal mounting block B. The mounting block B is preferably made of electrically insulating material. It consists of elastic material, so that the block can be spread or otherwise deformed for the purpose of receiving the oscillating crystal, in order to then return to its normal state and to keep the oscillating crystal inserted in a ready-to-use oscillating position. Suitable materials for block B are synthetic plastics.

Der Kristall 12 wird zwischen den Haltebacken 11 in den Rillen 10 gehalten. Die Halterung nach Fig. 1 und 2 ist für einen runden Schwingkristall üblichen Form gedacht, der auf den sich gegenüberliegenden Oberflächen Elektroden 14 aufweist, die sich jeweils an einer Seite bis über den Kristallrand erstrecken. Leitungsdrähte 16 sind mit jeder Elektrode 14 und den Kontaktstiften 18 verbunden. Die Kontaktstifte 18 erstrecken sich durch eine -Glasisolierung 20 in dem Bodenstück 22 und dienen als Steckkontakte. Eine Schutzkappe 24 deckt den Kristall und seine Anschlüsse ab.The crystal 12 is held in the grooves 10 between the holding jaws 11. The holder according to FIGS. 1 and 2 is intended for a round oscillating crystal of the usual shape, which has electrodes 14 on the opposing surfaces, each of which extends on one side to over the crystal edge. Lead wires 16 are connected to each electrode 14 and the contact pins 18 . The contact pins 18 extend through a glass insulation 20 in the base piece 22 and serve as plug contacts. A protective cap 24 covers the crystal and its connections.

Die in Fig.3 dargestellte Kristallhalterung zeigt eine sehr einfache und billige Halterung mit einem Block B für die Aufnahme eines rechteckigen oder im wesentlichen quadratischen Schwingkristalls 26, dessen Ecken in der Rille 10 gehalten werden. Die Kontaktstifte 28 sitzen in den Haltebacken 30. Die inneren Enden der Kontaktstifte 28 sind durch Leitungsdrähte 32 mit den Elektroden 34 verbunden. Der Schutzdeckel 36 besteht aus Kunststoff und gegebenenfalls aus demselben Material wie die den Kristall 26 tragenden Haltebacken 30. Der Rand des Schutzdeckels 36 kann mit der unteren Haltebacke 30 verkittet sein, um so einen staubdichten Halter zu bilden.The crystal holder shown in FIG. 3 shows a very simple and inexpensive holder with a block B for receiving a rectangular or essentially square oscillating crystal 26, the corners of which are held in the groove 10. The contact pins 28 sit in the holding jaws 30. The inner ends of the contact pins 28 are connected to the electrodes 34 by lead wires 32 . The protective cover 36 is made of plastic and optionally of the same material as the holding jaws 30 carrying the crystal 26. The edge of the protective cover 36 can be cemented to the lower holding jaw 30 in order to form a dust-tight holder.

Die in Fig. 4 gezeigte Kristallhalterung ist der in den Fig. 1 und 2 dargestellten ähnlich und zeigt, wie ein größerer Schwingkristall 38 bei gleicher Bauweise verwendet werden kann. Hier sitzen die Anschlußkontaktstifte 40, die sich durch das Glasbodenstück 42 erstrecken, mit ihren inneren Enden in der unteren Haltebacke 44, und die Leitungsdrähte 46 verbindenden mittleren Teil der Stifte 44 mit den Elektroden 49 in der Nähe des Randes des Schwingkristalls 38.The crystal holder shown in Fig. 4 is similar to that shown in Figs. 1 and 2 and shows how a larger oscillating crystal 38 can be used with the same construction. Here the connection contact pins 40, which extend through the glass bottom piece 42, sit with their inner ends in the lower holding jaw 44, and the central part of the pins 44 connecting the lead wires 46 to the electrodes 49 in the vicinity of the edge of the oscillating crystal 38.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen Blöcke B aus einem nichtleitenden, biegsamen Material. Diese weisen ebenfalls Rillen 10 auf. Auch diese Blöcke können auseinandergespreizt werden, um das Einbringen des Schwingkristalls zu erleichtern. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, verhältnismäßig dicke und nicht biegsame Haltebacken 50 vorzusehen, die mit Rillen 10 versehene, sich gegenüberliegende Innenflächen aufweisen, und die von einer relativ dünnen Platte 52 aus elastisch deformierbarem Material zu einem Ganzen verbunden werden. So können die Haltebacken 50 leicht auseinandergespreizt werden und danach wieder in ihre normale Lage zurückkehren. Wie durch die abgesetzten Seitenwände 54 in Fig. 7 angedeutet wird, ist es nicht unbedingt erforderlich, daß sich die Platte 52 über die ganze Breite des Blocks B erstreckt.Figures 5 to 7 show blocks B made of a non-conductive, flexible material. These also have grooves 10 . These blocks can also be spread apart in order to facilitate the introduction of the oscillating crystal. For this purpose it is advantageous to provide relatively thick and not flexible retaining jaws 50 having provided with grooves 10, opposite inner surfaces, and which are connected by a relatively thin plate 52 made of elastically deformable material to form a whole. The holding jaws 50 can thus be spread apart slightly and then return to their normal position. As indicated by the offset side walls 54 in FIG. 7, it is not absolutely necessary that the plate 52 extend over the entire width of the block B.

Wie die Fig. 5 zeigt, sind in der unteren Haltebacke 50 Bohrungen 56 vorgesehen, die die Anschlußkontaktstifte aufnehmen, welche wie bei den in Fig. 1 bis 4 gezeigten Anordnungen eine Anschlußmöglichkeit für den Block bilden. Die Blöcke B können gegossen oder auf andere Weise aus einem Stücke hergestellt sein; sie können aber auch aus zusammengekitteten oder -geklebten Einzelteilen bestehen.As FIG. 5 shows, there are 50 bores in the lower holding jaw 56 are provided, which receive the terminal contact pins which, as in the case of the ones shown in FIG. 1 to 4 form a connection option for the block. the Blocks B can be cast or otherwise made in one piece; but they can also consist of individual parts cemented or glued together.

Die Rillen 10 und die Kante des Kristalls können so dimensioniert sein, daß sich der Schwingkristall geringfügig von der Mittellage in jede Richtung bewegen kann. Eine solche freie Anordnung gestattet dem Kristall, in hohen Schwingungsamplituden zu schwingen. In manchen Fällen, wie z. B. bei höheren Frequenzen, ist es jedoch wünschenswert, daß der Schwingkristall fest in den Rillen gehalten oder geklemmt wird. Dies wird durch eine genaue Anpassung der Abmessungen des gerillten Bereiches an den Rand des Kristalls erreicht. Für die meisten Zwecke ist die Länge des gerillten Bereiches ohne Bedeutung. Bei einigen runden Kristallen sind jedoch durch Begrenzung des gerillten Bereiches auf 60, bis 80,° des Gesamtbogens bessere Ergebnisse erzielt worden.The grooves 10 and the edge of the crystal can be so dimensioned be that the oscillating crystal moves slightly from the central position in each direction can move. Such a free arrangement allows the crystal to vibrate in high amplitudes to swing. In some cases, such as B. at higher frequencies, however, it is it is desirable that the vibrating crystal be firmly held or clamped in the grooves will. This is done by precisely adjusting the dimensions of the grooved area reached to the edge of the crystal. For most purposes this is the length of the grooved Area of no importance. However, some round crystals are due to limitation of the grooved area to 60 to 80 ° of the total curve achieves better results been.

Der den freien Zugang zu sich gegenüberliegenden Randteilen des gestützten Schwingkristalls gestattende gerillte Teilbogen, wie er in den verschiedenen Ausführungsformen dargestellt ist, ist besonders vorteilhaft und ermöglicht es, für die elektrischen Anschlüsse an die Elektrodenplatten feinen Draht zu verwenden, der nur einen sehr leichten Druck auf den Schwingkristall ausübt. Dieser Druck reicht jedoch aus, um ein Drehen des Schwingkristalls zu verhindern, da hierzu nur eine äußerst geringe Haltekraft erforderlich ist.The free access to opposite edge parts of the supported Vibrating crystal permitting grooved partial arches, as it is in the various embodiments is shown is particularly advantageous and allows for the electrical Connections to the electrode plates use fine wire, only one very fine wire exerts slight pressure on the oscillating crystal. However, this pressure is sufficient to to prevent rotation of the oscillating crystal, since this is only an extremely small one Holding force is required.

Zum Befestigen oder Einsetzen eines Kristalls in die Rillen 10 eines Blocks B hat sich insbesondere bei schneller Massenherstellung ein Werkzeug der in Fig. 8 dargestellten Art als sehr brauchbar erwiesen. Das Werkzeug bewirkt ein für das Einsetzen des Kristalls C ausreichendes Auseinanderspreizen der gegenüberliegenden Haltebacken 11, 30, 44, 50 des Blocks B. Zu diesem Zweck trägt der Teil 68 eine Schraubspindel70 mit einem Schaft, der ein gewölbtes oberes Ende hat. Das Gewinde ist so bemessen, daß eine viertel bis halbe Drehung der Spindel 70 mittels des Handgriffes 72 eine hinreichende vertikale Verlagerung ergibt. Die biegsame Platte 52 des Blocks B ruht mit ihrer Mitte auf einer auf dem Schaft der Spindel 70 sitzenden Halbbuchse 80. Diese Halbbuchse 80 wird durch eine Reihe von Stiften 74 am Drehen gehindert. Die gegenüberliegenden Haltebacken 50 des Blocks B liegen jeweils unterhalb einer Klaue 76, die von gegenüberliegenden Seitenteilen des Unterteiles 68 getragen werden. Die Klauen 76 sind an Achsen 78 schwenkbar befestigt, um entsprechend dem nach außen wirkenden Druck der Haltebacken 50 nach aus--wärts beweglich zu sein, wenn durch Drehen der Spindel 70 auf die Mitte der biegsamen Platte 52 ein Druck ausgeübt wird, so daß die Backen des Blocks B für das Einsetzen des Kristalls C in die Rillen 10 auseinandergespreizt werden.A tool of the type shown in FIG. 8 has proven to be very useful for fastening or inserting a crystal in the grooves 10 of a block B, particularly in the case of rapid mass production. The tool causes the opposite holding jaws 11, 30, 44, 50 of the block B to spread apart sufficiently for the insertion of the crystal C. For this purpose, the part 68 carries a screw spindle 70 with a shaft which has a curved upper end. The thread is dimensioned so that a quarter to half turn of the spindle 70 by means of the handle 72 results in a sufficient vertical displacement. The flexible plate 52 of the block B rests with its center on a person seated on the shaft of the spindle 70 half bush 80. This bush half 80 is prevented by a series of pins 74 from rotating. The opposing retaining jaws 50 of the block B each lie below a claw 76 which is carried by opposing side parts of the lower part 68 . The claws 76 are pivotally mounted on axles 78 so as to be movable outwardly in accordance with the outward pressure of the holding jaws 50 when pressure is exerted on the center of the flexible plate 52 by rotating the spindle 70 , so that the Jaws of the block B for the insertion of the crystal C into the grooves 10 are spread apart.

Die Fig. 9 veranschaulicht die Wirkungsweise des beschriebenen Werkzeuges. Durch den Aufwärtsdruck des Schaftes der Spindel 70 ist der Block B so verformt, daß die Haltebacken zwecks Einsetzen des Schwingkristalls C in die Rillen 10 auseinandergespreizt sind.9 illustrates the mode of operation of the tool described. Due to the upward pressure of the shaft of the spindle 70 , the block B is deformed in such a way that the holding jaws are spread apart for the purpose of inserting the oscillating crystal C into the grooves 10.

Die Fig. 10 zeigt die normale Lage des Blocks mit dem Kristall C nach Absetzen des Werkzeuges.Fig. 10 shows the normal position of the block with the crystal C after Set down the tool.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. So können z. B. die Blöcke B nicht, wie hier beschrieben, aus nichtleitendem Material hergestellt sein, sondern aus elektrisch leitendem Material, z. B. Metall. Nichtleitende Stoffe sind nur an den Stellen zu verwenden, an denen es notwendig ist, z. B. in den Bohrungen zur Isolierung der Anschlußkontaktstifte und als Auskleidung zur Isolierung des Blocks gegenüber der äußeren Metallkappe.The invention is not limited to the illustrated and described embodiments limited. So z. B. the blocks B are not, as described here, made of non-conductive Be made of material, but of electrically conductive material, e.g. B. metal. Non-conductive materials are only to be used in the places where it is necessary is e.g. B. in the holes to isolate the connector pins and as a lining to isolate the block from the outer metal cap.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for holding a piezoelectric oscillating crystal in grooves of holding jaws on the edge of the crystal, characterized in that the holding jaws (11, 30, 44, 50) are attached to a plate (52) made of elastically deformable material or to the plate (52) are combined into one component.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that one or both holding jaws (50) have bores (56) for receiving connection contact pins (18, 28).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the holding jaws (50) are made of electrically insulating material.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the holding jaws (50) are made of metal and non-electrically conductive linings are provided for their insulation from the connection contact pins and from an outer metal cap.

5. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that that it is surrounded by a housing (24, 36) fastened in the base piece (22, 42).

6. Tool for introducing a piezoelectric oscillating crystal into a holding device according to claims 1 to 5, characterized by a block (68) with pivotable claws (76) and an adjustable spindle (70) located between the claws for spreading the holding jaws (50) and for inserting or removing the oscillating crystal. Documents considered: German Patent No. 728 285.