DE1280348B - Verfahren zur Kontaktierung der inneren Elektrodenzufuehrung von hohlzylindrischen Wandlern - Google Patents

Description

• Verfahren zur Kontaktierung der inneren Elektrodenzuführung von hohlzylindrischen Wandlern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontaktierung der inneren Elektrodenzuführung von hohlzylindrischen keramischen elektrostriktiven, vorzugsweise piezoelektrischen Wandlern im Bereich der Schwingknotenebene mittels eines mit einem Anschlußdraht fest verbundenen Körpers.
• Es wurde bereits eine Anordnung zur Kontaktierung der inneren Elektrodenzuführung in hohlzylindrischen elektrostriktiven Wandlern vorgeschlagen, bei der ein gewellter Draht aus federndem Material derart in die mit einem leitenden Belag versehene Bohrung geschoben ist, daß dieser Draht an mindestens drei Stellen mechanisch an den Belag anfedert. Bei dieser Anordnung tritt jedoch sowohl eine Verstimmung als auch eine Dämpfung des Wandlers auf, da aus technischen Gründen die zusätzlich angebrachte Masse nicht genügend klein im Vergleich zur schwingenden Masse des Wandlers gehalten werden kann. Der Nachteil der Verstimmung durch die bereits vorgeschlagene Anordnung ist besonders schwerwiegend im Fälle eines automatischen Abgleichs der Schwinger, da die vorher abgeglichenen Schwinger nach der Kontaktierung nochmals abgeglichen werden müssen.
• Ferner ist aus der USA-Patentschrift 2 895 113 eine Vorrichtung zur Halterung von elektromechanischen Wandlern aus keramischen Werkstoffen bekannt, bei der ein mit einem Draht fest verbundener Körper hohen Härtegrades derart in die Bohrung eines für Torsionsschwingungen bemessenen hohlzylindrischen Wandlerkörpers geschoben ist, daß die Halterung weitgehend nur in der Schwingungsknotenebene des Wandlers erfolgt.
• Nachteilig an dieser bekannten Vorrichtung ist einerseits die Tatsache, daß ein Körper hohen Härtegrades für die Halterung von longitudinal schwingenden Wandlern ungeeignet ist, da er die Änderungen des Wandlerdurchmessers, die infolge des Poisson-Effektes auftreten, nicht aufnehmen kann. Andererseits ist es mit erheblichem Aufwand verbunden, den Körper auf dem der Halterung dienenden Draht zu befestigen.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ausgehend von diesem Stand der Technik, eine Möglichkeit zu finden, die Kontaktierung eines hohlzylindrischen elektrostriktiven Wandlers in einer Weise vorzunehmen, die es erlaubt, auf einen erneuten Abgleich der Schwinger nach der Kontaktierung verzichten zu können; denn dadurch wird ein automatischer Abgleich der Schwinger erst sinnvoll. Gleichzeitig muß die Forderung nach einfacher und damit billiger technischer Realisierung erfüllt werden, wobei besonderes Augenmerk auf die Abmessungen der schwingenden Körper zu richten ist. In einem Beispiel war die Innenkontaktierung für ein Rohr von 5 mm Länge, 1,4 mm Außendurchmesser und 0,5 mm Innendurchmesser herzustellen, wobei für den Innendurchmesser noch mit einer Toleranz von ± 10 % zu rechnen war.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine kugelförmige Pille aus formbarem elektrisch leitfähigem Material an den Anschlußdraht angeschmolzen und mit diesem in die Bohrung des Wandlers eingeführt und dort mittels zweier Stempel, von denen der eine eine Längsbohrung zur Aufnahme des Anschlußdrahtes aufweist, verformt und mit der Wandung des Wandlers preßverschweißt wird.
• In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, daß nach Abschluß der Preßverschweißung der vorzugsweise aus Silber bestehende Anschlußdraht in einem vorgebbaren Abstand von der Kontaktierungsstelle in der Weise abgelötet wird, daß sich dabei am Anschlußdraht erneut eine kugelförmige Pille der gewünschten Größe vor der Prägefläche des den Anschlußdraht in seiner Längsbohrung aufnehmenden Stempels ergibt.
• Ferner hat es sich als günstig erwiesen, beim Zurückziehen der Stempel nach der Preßverschweißung eine Zugbelastung definierter Größe auf die Verbindungsstelle auszuüben, um auf diese Weise die Festigkeit der Verbindung zu prüfen.
• Im folgenden soll die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der Zeichnung ist eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Eine in einer Wasserstoffflamme an einen Silberdraht angeschmolzene Kugel 6 wird mittels eines Stempels 7, der in seiner. Mitte mit einer Bohrung zur Aufnahme des Anschlußdrahtes versehen ist, in die Bohrung des Schwingers 1 eingeführt. In der Mittelebene des Schwingers 1 wird die Kugel 6 zwischen einem Gegenstempel 8 und dem Führungsstempel ? stark verformt und mit dem Leitsilberbelag 2 der Wandung preßverschweißt. Dabei ist besonders auf eine konstante Kugelgröße beim Anschmelzen und auf einen konstanten Druck beim Preßvorgang zu achten, da sonst von der Wandlerwandung zu starke Kräfte aufgenommen werden müssen. Besonders vorteilhaft ist bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung die innige Verbindung zwischen dem Kontaktierungsdraht und dem Leitsilberbelag des Wandlers: Das Festsitzen der Verbindungsstelle ergibt die Möglichkeit, die Stempel abzuziehen, dabei gleichzeitig die Festigkeit der Verbindung zu prüfen und beim Ab- schmelzen des Silberdrahtes in genügendem Abstand vom Schwinger gleichzeitig eine neue Kugel auzuschmelzen.
• Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich insbesondere bei der Kontaktierung von Wandlern für elektromechanische Miniaturfilter bewährt, deren. Schwinger vor der Kontaktierung automatisch abgeglichen werden. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gestattet es, auf einen nachträglichen Abgleich von Hand zu verzichten. Dies gilt auch für den Fall, daß die Kontaktierung nicht genau in der Schwingungsknotenebene des Schwingers erfolgt. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß auch eine Kontaktierung, die in einem Abstand von der Knotenebene des Schwingers erfolgt, der etwa ein Zehntel der Schwingerlänge beträgt, nur eine unwesentliche Verstimmung zur. Folge hat.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Kontaktierung der inneren Elektrodenzuführung von hohlzylindrischen keramischen elektrostriktiven, vorzugsweise piezoelektrischen Wandlern im Bereich der Schwingknotenebene mittels eines mit einem Anschlußdraht fest verbundenen Körpers, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß eine kugelförmige Pille aus formbarem elektrisch leitfähigem Material an den Anschlußdraht angeschmolzen und mit diesem in die Bohrung de`- Wandlers eingeführt und dort mittels zweier Stempel, von denen der eine eine Längsbohrung zur Aufnahme des Anschlußdrahtes aufweist, verformt und mit der Wandung des Wandlers preßverschweißt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschluß der Preßverschweißung der vorzugsweise aus Silber bestehende Anschlußdraht in einem vorgebbaren Abstand von der Kontaktierungsstelle in der Weise abgelötet wird, däß sich dabei am Anschlußdraht erneut eine kugelförmige Pille der gewünschten Größe vor der Prägefläche des den Anschlußdraht in seiner Längsbohrung aufnehmenden Stempels ergibt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zurückziehen der Stempel nach der Preßverschweißung eine Zugbelastung definierter Größe auf die Verbindungsstelle ausgeübt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 490 452, 2 895113.