DE1244864B - Elektromagnetischer Wandler - Google Patents
Elektromagnetischer WandlerInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
H04r
Deutsche Kl.: 21 a2-1/03
Nummer: 1244 864
Aktenzeichen: T 26030 VIII a/21 a2
Anmeldetag: 17. April 1964
Auslegetag: 20. Mi 1967
Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Wandler, bestehend aus einem Gehäuse, einer Membran
und einem Magnetsystem, welches aus einem mindestens einen Hauptmagneten aufweisenden
Dauermagnetkreis, in dessen Luftspalt ein einseitig eingespannter Anker geringen magnetischen Widerstandes
mit seinem freien Ende schwingt, und einem oder zwei magnetischen Flußzweigen geringen magnetischen
Widerstandes besteht, welche das eingespannte Ende des Ankers mit dem Dauermagnetkreis magnetisch
verbinden, wobei der schwingende Teil des Ankers mit der Membran verbunden ist, wobei außerdem
der Anker von einer Spule umgeben ist, die zur Entnahme oder zum Zuführen der elektroakustischen Signale
dient, und wobei ferner eine Justiermöglichkeit bezüglich der Lage des freien Endes des Ankers im
Luftspalt vorhanden ist, um ihn so einzustellen, daß ihn bei der Steuergröße Null kein oder nahezu kein
magnetischer Fluß durchfließt.
Es sind bereits derartige elektromagnetische Wandler
bekannt, bei denen die Justierung der Lage des freien Endes des Ankers im Luftspalt, auf rein mechanische
Weise erfolgt. Der Anker besitzt dabei an der Einspannstelle oder in deren Nähe eine feste mechanische
Verbindung mit dem Gehäuse. An oder in der Nähe dieser Verbindung hat das Gehäuse ein »Solldeformierungsgebiet«.
In eine Bohrung kann ein Stift eingesteckt werden, mit dem das Gehäusegebiet in der
Nähe der Verbindung mit dem Anker deformiert werden kann, wodurch der Anker in seiner Lage verschoben
wird. Es ist klar, daß eine derartige Verschiebung nicht gut genau nach Wunsch bzw. nach
Bedarf erfolgen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem derartigen Wandler eine Justiermöglichkeit für den Anker zu
schaffen, mit der das Einjustieren des Ankers auf die neutrale Zone in einfacher und einfühliger Weise vorgenommen
werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Hilfsmagnet mit Drehachse quer zu dieser
Drehachse magnetisiert und mit seiner Drehachse, um diese rotierbar, quer zum Feld des Hauptmagneten
angeordnet ist, so daß das Feld des Hauptmagneten in seiner Stärke durch Rotation des Hilfsmagneten
veränderbar ist.
Durch die erfindungsgemäße Verstellung, d. h. durch die Rotation des Hilfsmagneten wird die neutrale Zone
in diejenige Lage gerückt, in der sich der Anker nach der Großeinstellung oder nach einem Altern der Einzelteile
befindet. Hierdurch ist eine echte Feineinstellung geschaffen, die auch von einem angelernten
Nichtfachmann ordentlich ausgeführt werden kann.
Elektromagnetischer Wandler
Anmelder:
Tibbetts Industries, Inc., Camden, Me. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. G. Hauser
und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
München-Pasing, Ernsbergerstr. 19
und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
München-Pasing, Ernsbergerstr. 19
Als Erfinder benannt:
Joseph Ansell Sawyer,
Raymond Winslow Tibbetts,
George Cooper Tibbetts, Camden, Me. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 7. Oktober 1963 (314151)
Ist die Aufgabe gestellt, untereinander völlig leistungsgleiche elektroakustische Wandler herzustellen,
so können zwei kleine Hilfsmagneten angebracht werden, die dann beide verstellt werden. In vorteilhafter
Weise können die beiden Hilfsmagneten durch eine entsprechende Vorrichtung gemeinsam verstellt werden.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen magnetischen Wandler gemäß der Erfindung in Seitenansicht, teilweise im Schnitt längs
der Linie 1-1 von F i g. 2,
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3 4
F i g. 2 den Wandler in Vorderansicht im Schnitt genau, in Übereinstimmung gebracht werden können,
längs der Linie 2-2 von F i g. 1, ist es andererseits sehr schwer, eine genaue mecha-
F i g. 3 den in F i g. 2 gezeigten Hilfsmagneten und nische Zentrierung des Ankers zu erreichen. Eine der-
den Kopf im vergrößerten Maßstab und teilweise im artige Zentrierung wird annähernd durch eine Grob-
Schnitt, 5 einstellung erreicht, welche unter anderem durch
F i g. 3 a einen Schnitt längs der Linie 3 a-3 a von Biegen des Ankers erfolgen kann oder durch ein Ver-
F i g. 3, setzen des oberen und unteren Abschnitts des Ankers
F i g. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel in Seiten- nach oben oder nach unten, so daß das freie Ende 4
ansieht, des Ankers so nahe wie möglich in einer Stellung in
Fig. 5 einen weiteren magnetischen Wandler mit io der Mitte zwischen den Polseiten liegt; jedoch ist
einer doppelten Ausführungsform gemäß der Erfin- noch irgendeine Art von Feineinstellung erforderlich,
dung in Seitenansicht, teilweise im Schnitt längs der Ein Altern der Einzelteile, insbesondere ein NachLinie
5-5 vonFig. 6, lassen der auf den Anker wirkenden Biegespannun-
F i g. 5 a einen mittels einer magnetischen Pulver- gen, macht außerdem eine Nachstellung der Feinsuspension
gehaltenen rotierbaren Hilfsmagneten in 15 einstellung nötig, um einen Nullfluß längs des Ankers
Vorderansicht, in der Ruhestellung zu bekommen.
F i g. 6 den magnetischen Wandler nach F i g. 5 in Eine Möglichkeit, diesen Zustand zu erreichen, beVorderansicht
längs der Linie 6-6 von F i g. 5 ge- steht darin, mindestens einen Hilfsmagneten vorzuseschnitten,
hen, der um eine Achse rotierbar ist, welche senkrecht
F i g. 7 ein ähnliches Ausführungsbeispiel in Vor- ao zum Magnetfeld des einen der Hauptmagneten liegt,
deransicht mit einer Reibungsarretierung und so daß das Magnetfeld des rotierbaren Hilfsmagneten,
F i g. 8 ein Ausführungsbeispiel mit einer Kupp- das senkrecht zu seiner eigenen Achse liegt, dazu ge-
lungsvorrichtung. bracht werden kann, das Feld des Hauptmagneten zu
Der dargestellte Wandler weist ein Gehäuse 1 aus vergrößern oder zu verkleinern oder neutral, d. h.
magnetisch weichem Material auf sowie einen ge- 25 ohne Wirkung zu sein, wenn die Felder zueinander
bogenen Anker 2, dessen eines Ende in einer in einer senkrecht stehen.
Platte 3 angebrachten Ausnehmung beispielsweise Das freie Ende 4 des Ankers kann auf mechanische
mittels einer Punktschweißung od. dgl. befestigt ist, Weise grob einjustiert werden, so daß es nur ein klein
und dessen anderes Ende 4 frei liegt, so daß es zwi- wenig über der Mittelebene zwischen den Polseiten
sehen einem oberen Hauptmagneten 5 und einem 30 liegt, wodurch beim späteren Altern und Nachlassen
unteren Hauptmagneten 6 schwingen kann. Die der elastischen Spannungen, wenn sich der Anker
Hauptmagneten sind mit Polstücken 7 versehen, wel- nicht mehr so biegt, er sich wahrscheinlich gegen die
ehe sich verjüngende Polseiten haben, und die Pol- Mittelstellung zu bewegt. Wenn sich der Anker jedoch
stücke werden voneinander durch Blechdistanz- nicht bewegt oder wenn er sich nach oben bewegt,
stücke 8 im Abstand gehalten. Wird der Wandler als 35 wird er dichter an der oberen Polseite sein und wird
Schallerzeuger verwendet, so kann er eine Spule 9 be- beispielsweise etwas magnetischen Fluß von ihr aufsitzen,
durch welche der Anker hindurchführt. Ein nehmen, welcher dann längs des Ankers zur Platte 3
Antriebsstift 10 ist mit seinem unteren Ende am freien fließt. Im umgekehrten Fall, wenn sich der Anker mit
Ende des Ankers befestigt und führt durch eine öff- seinem freien Ende zu weit nach unten bewegt, so daß
nung im oberen Ende des Ankers zu einem angetrie- 40 er näher an der unteren Polseite liegt, wird beispielsbenen
oder antreibenden Glied nach Art einer Mem- weise auf das freie Ende ein magnetischer Fluß zubran,
eines Mikrofons oder eines anderen Aufnahme- fließen, der längs des Ankers von der Platte 3 hergerätes.
In einer Ausnehmung in der Platte 3 sitzt ein kommt.
Dämpfungsglied 11, das an der Platte und am Anker In beiden Fällen kann der längs des Ankers flie-
mittels eines entsprechenden Klebestoffes befestigt ist. 45 ßende Fluß dadurch beseitigt werden, daß der bereits
Die Hauptmagneten S und 6 erstrecken sich seitlich genannte Hilfsmagnet angebracht wird. Wenn bei-
zur Ebene des freien Endes des Ankers an seinen bei- spielsweise das freie Ende 4 des Ankers sich näher am
den Seiten und können aus irgendeinem entsprechen- Nordpol des oberen Hauptmagneten 5 befindet, kann
den dauermagnetischen Material bestehen, welches ein kleiner Hilfsmagnet in dichter Zuordnung zum
eine genügend hohe Koerzitivkraft und genügend ver- 5o Hauptmagneten 5 angebracht werden. Der Nordpol
fügbare magnetische Energie hat. Die Hauptmagne- des kleinen Hilfsmagneten befindet sich in diesem Fall
ten 5 und 6 sind annähernd senkrecht zur Ebene des nahe der Platte 3 und der Südpol nahe der Ebene,
freien Endes des Ankers magnetisiert und haben ein- welche das freie Ende 4 des Ankers enthält, wodurch
ander benachbarte Pole, die einander quer über den das Feld des Hauptmagneten 5 etwas kompensiert
Spalt, in welchem das freie Ankerende schwingt, 55 wird; der kleine Hilfsmagnet wird dann vorsichtig
gegenüberliegen. Beispielsweise kann der Haupt- gedreht, bis der Fluß längs des Ankers genau Null
magnet 5 mit seinem Südpol der Platte 3 benachbart ist. Auf ähnliche Weise könnte der kleine Hilfsmagnet
Jiegen, wogegen der Hauptmagnet 6 mit seinem Nord- in dichter Zuordnung zum Hauptmagneten 6 ange-
pol dem Boden des Gehäuses 1 benachbart ist. bracht werden. Der Nordpol des kleinen Hilfsmagne-
Vorzugsweise weist der Wandler Hauptmagneten 5 60 ten liegt dann nahe dem Boden des Gehäuses 1 und
und 6 von gleicher Stärke auf und das freie Ende 4 der Südpol nahe der Ebene, welche das freie Ende 4
des Ankers liegt genau in der Mitte zwischen den Pol- des Ankers enthält, wodurch das Feld des Hauptseiten,
so daß in der Ruhestellung kein Fluß längs des magneten 6 vergrößert wird; der kleine Hilfsmagnet
Ankers fließt. Auf diese Weise kann eine spätere wird dann ebenfalls wieder vorsichtig gedreht, bis der
Schwingung des Ankers symmetrisch im Verhältnis 65 Fluß längs des Ankers Null wird. Für den Fall, daß
zur Ruhestellung erfolgen, woraus sich ein genauerer sich das Freie Ende 4 näher am Hauptmagneten 6 be-
und v/irksamerer Betrieb ergibt. Während einerseits findet, kann ein kleiner Hilfsmagnet, so wie eben bedie
Hauptmagneten ziemlich gut, wenn nicht sogar schrieben, angebracht werden, jedoch mit umgekehr-
5 6
ten Polen in der Nähe der verschiedenen angegebe- Hilfsmagneten können dann beide verstellt werden,
nen Elemente, so daß das Magnetfeld des Haupt- wenn erwünscht, gleichzeitig, indem sie durch eine
magneten 5 vergrößert wird oder daß etwas vom Ma- entsprechende Vorrichtung untereinander verbunden
gnetfeld des Hauptmagneten 6 kompensiert wird. sind. Dadurch wird der längs des Ankers fließende
Ein besonderes Ausführungsbeispiel ist in F i g. 1 5 Fluß beseitigt, ohne daß das gesamte Magnetfeld des
bis 3 gezeigt. Es weist einen kleinen zylindrischen Wandlers verändert wird.
Hilfsmagneten 12 auf, welcher (F i g. 3 a) quer pola- F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem
risiert ist, und der mit Festsitz in eine Zylinderboh- mehrere derartige zylindrische Hilfsmagneten verrung
13 im Hauptmagneten 5 eingesteckt ist. Der wendet sind. Sie sitzen in abgeänderten Polstücken T
kleine Hilfsmagnet kann aus irgendeinem entspre- *° und die rechteckigen Hauptmagneten 5 und 6 sind
chenden dauermagnetischen Material bestehen, das weggelassen, weil die Hauptmagneten aus den zylineine
genügend hohe Koerzitivkraft und verfügbare drischen Hilfsmagneten und benachbarten Abschnitmagnetische
Energie hat, beispielsweise die Platin- ten der Polstücke bestehen, welche die flußbildende
kobaltlegierung »Platinex II«. Das Material kann als Funktion übernehmen. In dieser Ausführungsform
Stange geformt und dann auf die Länge zugeschnitten 15 kann die Gesamtdicke des magnetischen Aufbaus
werden; für einen sehr kleinen Hörgerätwandler bei- und auf diese Weise auch des Wandlers wesentlich
spielsweise wurde ein Draht von 0,5 mm Durchmesser verringert werden, wohingegen dieselbe Anfangsverwendet,
der auf eine Länge von 3,0 mm züge- stärke des Magnetfeldes aufrechterhalten wird. Einer
schnitten und mit Festsitz in eine durch den Haupt- oder mehrere zylindrische Hilfsmagneten können mitmagneten
gebohrte Bohrung von 0,565 mm Durch- 20 tels der Köpfe 15 zur endgültigen Einstellung der
messer eingepaßt war. Der zylindrische Hilfsmagnet Einheit gedreht werden. Nicht dargestellte, Reibung
kann dadurch um seine Achse gedreht werden, daß erzeugende Federn können wie gemäß F i g. 1 angeseine
außenseitige Seitenfläche mit einer Haarzange, bracht v/erden, oder die Hilfsmagneten können in der
einer Pinzette od. dgl. gepackt wird, oder das äußere eingestellten Stellung durch einen Tropfen einer
Ende des Zylinders kann mit einem Abschnitt zum 25 Klebemasse am Umfang jedes Kopfes festgehalten
Ansetzen eines kleinen Werkzeugs versehen werden werden, wodurch sie mit den Polstücken verbunden
nach Art eines Schlitzes für einen Schraubenzieher. werden.
Vorzugsweise ist ein derartiger Schlitz entweder in Sind herkömmliche, rechteckige Hauptmagneten
Richtung der diametral quer verlaufenden Magneti- nach F i g. 1 erwünscht, so können die zwei zylindrisierung
des Zylinders angebracht oder senkrecht zu 30 sehen Hilfsmagneten (Fig. 5) darin angeordnet werdieser
Magnetisierungsrichtung, so daß der Schlitz den. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind kleine
ein sichtbares Zeichen darstellt, das anzeigt, ob das zylindrische Hilfsmagneten 21 und 22 mit Festsitz in
Magnetfeld des zylindrischen Hilfsmagneten parallel zylindrischen Bohrungen 23 in den jeweiligen Hauptoder
senkrecht zum Magnetfeld des Hauptmagneten magneten 5 und 6 eingesteckt. Befindet sich das freie
liegt oder ob es irgendeinen anderen Winkel dazu 35 Ende 4 des Ankers näher am Hauptmagneten 6, so
einnimmt. können die Hilfsmagneten 21 und 22 so eingesteckt
Da Platinkobalt hart und deshalb nur schwer span- werden, daß ihre Nordpole jeweils nahe dem freien
abhebend zu bearbeiten ist, ist der Schlitz 14 in einem Ende 4 liegen. Dann können die beiden zylindrischen
gesonderten Kopf 15 aus Messing angebracht, der ein Hilfsmagneten gedreht werden, beispielsweise mittels
Sackloch 16 hat, in welchem das Ende des zylindri- 40 zweier Schraubenzieher, welche zu sammen betrieben
sehen Hilfsmagneten 12 weich verlötet ist. Der Kopf und über Öffnungen 25 und 26 in das Gehäuse einergibt
den zusätzlichen Vorteil einer Schulter, welche geführt werden, wodurch die Nordpole so orientiert
sich gegen die Außenseite des Hauptmagneten 5 legt, werden, daß der Fluß längs des Ankers sich gerade
wodurch für das Einstecken des Hilfsmagneten 12 aufhebt. Die Hilfsmagneten bleiben in dieser Stellung
eine Grenze gegeben ist. Der Kopf ist außerdem noch 45 dank der Reibung des Festsitzes. Sie können jedoch
mit einer Umlaufnut 17 versehen, in welcher das freie einen Tropfen Klebemasse jeweils am Rand aufge-Ende
einer U-förmig gebogenen Feder 18 sitzt, so daß tropft erhalten, wodurch sie mit den jeweiligen
eine Reibung entsteht, durch welche der Hilfsmagnet Hauptmagneten 5 und 6 fest verbunden werden. Die
12 in der eingestellten Lage gehalten wird. Das an- Klebemasse kann mittels eines entsprechenden Lodere
Ende der Feder 18 ist am Boden innerhalb des 50 sungsmittels lösbar sein, so daß ein späteres WiederGehäuses
1 angeschweißt. Das Gehäuse besitzt eine einstellen der Hilfsmagneten möglich ist. Die beiden
Öffnung 19, durch welche ein Schraubenzieher zum Schraubenzieher können durch eine entsprechende
Drehen des Hilfsmagneten eingeführt werden kann, Riemen- oder Getriebevorrichtung außerhalb des Ge-
und die Öffnung kann anschließend durch eine häuses 1 miteinander verbunden sein, wodurch eine
Scheibe 20 aus magnetisch weichem Material abge- 55 gleichzeitige Rotation bis zum selben Drehwinkel erdeckt
werden. reicht wird. Aus Gründen der mechanischen Festig-
Das beschriebene Ausführungsbeispiel ist eine be- keit des Gehäuses kann, wenn erwünscht, der eine
sondere Ausführungsform. Jedoch ist es offenbar so, der zylindrischen Hilfsmagneten und seine zugehörige
daß zwar ein einziger kleiner Hilfsmagnet den Fluß Gehäuseöffnung, in F i g. 5 gesehen, links angebracht
im Anker beseitigt, daß jedoch seine Anbringung eine 60 werden.
sehr geringfügige Zunahme oder Abnahme des ge- Weil die zylindrischen Hilfsmagneten bestrebt sind,
samten Magnetfeldes verursacht, so daß aufeinander- sich während der Einstellung hernach so zu drehen,
folgende Wandler unterschiedliche Feldstärken daß sie mit den magnetischen Feldern der Haupthaben.
Ist es erwünscht, eine absolute Gleichheit von magneten ausgerichtet sind, ist zur Verhinderung die-Einheit
zu Einheit aufrechtzuerhalten, so können zwei 65 ses Effektes ein Gegendrehmoment nötig. Dies kann
kleine Hilfsmagneten angebracht werden, einer in Zu- durch die Verwendung eines sogenannten magnetiordnung
zum Hauptmagneten 5 und einer in Zuord- sehen Mediums (F i g. 5 a) erfolgen. Beispielsweise
nung zum Hauptmagneten6 (Fig. 5). Die kleinen kann eine Dispersion bzw. eine Mischung34 eines
Claims (2)
1. Elektromagnetischer Wandler, bestehend aus einem Gehäuse, einer Membran und einem Magnetsystem,
welches aus einem mindestens einen Hauptmagneten aufweisenden Dauermagnetkreis, in dessen Luftspalt ein einseitig eingespannter
Anker geringen magnetischen Widerstandes mit seinem freien Ende schwingt, und einem oder zwei
magnetischen Flußzweigen geringen magnetischen Widerstandes besteht, welche das eingespannte
Ende des Ankers mit dem Dauermagnetkreis magnetisch verbinden, wobei der schwingende Teil
des Ankers mit der Membran verbunden ist, wobei außerdem der Anker von einer Spule umgeben
ist, die zur Entnahme oder zum Zuführen der elektroakustischen Signale dient, und wobei ferner
eine Justiermöglichkeit bezüglich der Lage des freien Endes des Ankers im Luftspalt vorhanden
ist, um ihn so einzustellen, daß ihn bei der Steuergröße Null kein oder nahezu kein magnetischer
Fluß durchfließt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfsmagnet (12) mit Drehachse quer zu dieser Drehachse magnetisiert
und mit seiner Drehachse, um diese rotierbar, quer zum Feld des Hauptmagneten (5 oder 6) angeordnet
ist, so daß das Feld des Hauptmagneten (5 oder 6) in seiner Stärke durch Rotation
des Hilfsmagneten (12) veränderbar ist.
2. Elektromagnetischer Wandler nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß bei Ver-
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