DE1439583B2 - Elektromagnetischer wandler - Google Patents

Description

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des inneren Ankerschenkels die Luftspaltbreite be- Spule 12 geleitet. Die Spule ist im wesentlichen von stimmende Abstandsstücke aus nicht magnetischem weichmagnetischem Material umgeben und in die-Material angeordnet sein, scm eingeschlossen. .

Ein Dämpfungsglied ist bei einer weiteren vorteil- Die Polstücke 9 bestehen aus weichmagnetischem haften Ausführungsform vorgesehen, welches aus 5 Material hoher Permeabilität und führen sowohl den einem an der Platte und am äußeren Schenkel in der von den Magneten 7 und 8 erzeugten statischen Nähe des Bereichs der U-förmigen Biegung befestig- Fluß als auch den Signalfluß, der durch die Spule ten Teil aus einem flexiblen Material mit geringem erzeugt wird oder auf diese wirkt. Die Dauer-Elastizitätsmodul besteht, magnete 7, 8 auf beiden Seiten des inneren Schen-

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform io kels des Ankers können aus einem permanentwird der Aufbau dadurch vereinfacht, daß der an magnetischen Material bestehen, das eine genügend einem Ende mit dem inneren Ankerschenkel und am große Koerzitivkraft besitzt. Die Magnete sind etwa anderen Ende mit einer äußeren Membran verbun- senkrecht zu der Ebene des freien Endes des Ankers dene Antriebsstift sich durch eine Öffnung im äuße- magnetisiert und so angeordnet, daß an dem Spalt, ren Ankerschenkel erstreckt. 15 in welchem das freie Ende des Ankers schwingt,

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung entgegengesetzte Pole einander gegenüberliegen. Die

unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung Abstandstücke 11, welche die Polstücke im Abstand

erläutert werden. Es zeigt halten, bestehen im wesentlichen aus unmagneti-

Fig, 1 einen Längsschnitt des Wandlers, genom- schemMaterial, vorzugsweise einem Metall, wie einer

men längs der Linie 1-1 der Fig. 3, 20 Chrom enthaltenden Legierung, und sind beispiels-

Fi g. 2 eine auseinandergezogene Ansicht des weise durch Punktschweißung an den Polstücken

Wandlers, befestigt. Der Antriebsstift 13 kann beispielsweise

Fig. 3 eine Draufsicht, aus einem Metall oder einem Kunststoff bestehen

Fig. 4 eine Endansicht, gesehen von der und weist an der Stelle, an der er in das gestanzte

Linie 4-4 der Fi g. 3, 25 Loch 14 eintritt, eine geringere Breite auf, damit der

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen längs der Klebstoff auf jeder Seite des Ankers eine feste VerLinie 5-5 der Fig. 6 aufgeschnittenen Wandler und bindung herstellen kann. Das Dämpfungsglied 16

Fig. 6 eine Schnittansicht, genommen längs der kann vorzugsweise aus einem hochplastifizierten

Linie 6-6 der Fi g. 5. Vinyl bestehen. Es kann aber auch irgendein plasti-

Die in den F i g. 1 bis 4 dargestellte Ausführungs- 30 fiziertes, thermoplastisches Material, Silicongel, form des Wandlers weist ein Gehäuse 1 auf, ferner Elastomer oder anderweitiges flexibles Material mit einen U-förmigen Anker 2, von welchem ein Ende 3 einem geringen Elastizitätsmodul verwendet werden, in einer Ausnehmung 4 an einer Platte 5, beispiels- Die verjüngten Spalte 22, 23 werden durch die weise durch Punktschweißen, befestigt ist, während Polstücke 9 bestimmt. Die Ebenen, in denen die das andere Ende 6 des Ankers zwischen zwei Dauer- 35 Flächen 10 liegen, schneiden die gegenüberliegenden magneten 7 und 8 frei schwingen kann, deren Pol- Flächen des Ankers in Linien, die eine Ebene bestücke 9 geneigte Polflächen 10 aufweisen und durch stimmen, in der die virtuelle Schwenkachse des zwischengelegte Abstandhalter 11 im Abstand von- Ankers liegt. Diese Ebene steht bei sehr kleinen einander gehalten werden. Der Wandler weist eine Spaltwinkeln zu den anderen Ebenen im wesent-Spule 12 auf, durch welche sich ein Schenkel des 40 liehen senkrecht. Dies hat eine optimale Anker-Ankers erstreckt. In ein Loch 14 im freien Ende des Stabilität über große Auslenkungen des Ankers hin-Ankers ist eine Zunge eines Antriebsstifts 13 einge- weg bis zur Anlage gegen die Polstücke zur Folge, setzt, der sich durch ein Loch 15 im anderen Sehen- wobei der Anker bei seiner extremen Auslenkung im kel erstreckt und mit der Membran eines Mikrophons wesentlichen flach auf den Polstücken aufliegt. Da- oder Hörers in Verbindung steht. In eine Ausneh- 45 durch kann die Flußverteilung in den Spalten über mung 17 der Platte 5 ist ein Dämpfungsglied 16 ein- den Bereich der Auslenkung des Ankers hinweg im gesetzt, das an der Platte und am Anker, beispiels- wesentlichen konstant bleiben. Die Polstücke sind weise mittels eines Epoxyklebstoffs, befestigt ist. Eine nur in ihrem Mittelteil, wo das freie Ende des Ankers zur magnetischen Feineinstellung dienende Scheibe liegt, verjüngt. Die Enden eines jeden Polstücks sind 10 mit einem Dämpfungsglied 19 wird eingestellt 50 flach und von konstanter Dicke. Die verjüngten und dann in ihrer Stellung am Gehäuse durch einen Spalte könnten auch durch Polstücke von konstanter Epoxyklebstoff oder durch Punktschweißen fixiert. Dicke gebildet werden, die gegenüber der Ebene Isolierte Durchführungen 20 sind für die Anschluß- des Ankers unter einem Winkel geneigt sind,
leitungen der Spule vorgesehen. Der Wandler arbeitet folgendermaßen: Eine Be-

Das Gehäuse 1 und die Platte 5 sind wie die 55 wegung des Antriebsstifts 13 in Längsrichtung, die Scheibe 18 und das Dämpfungsglied 19 aus einem durch eine äußere Einrichtung hervorgerufen wird, weichmagnetischen Material, beispielsweise aus hat eine Auslenkung des freien Endes des Ankers Nickel-Eisen-Legierungen, hergestellt. Der obere zwischen den Magneten und den Polstücken zur Schenkel des Ankers in der Nähe des befestigten Folge, wodurch Änderungen des magnetischen WiderEndes füllt im wesentlichen die Öffnung 21 in der 60 stands in den Spalten 22 und 23 zwischen den Pol-Platte 5 aus und vervollständigt die Abschirmung der stücken und dem Anker hervorgerufen werden. Diese Spule. Ein äußerer Streufluß, der den oberen Sehen- verursachen Änderungen der Flüsse in den Spalten kel des Ankers erreicht, wird nahezu vollständig auf und damit im Anker. Der sich ändernde Fluß im die Platte 5 und das Gehäuse 1 übertragen. Wegen Anker erzeugt in der Spule eine EMK, die einer des kleinen magnetischen Widerstands des Ankers 65 weiteren Schaltung, beispielsweise Transistorverstärund' seiner Verbindung mit der Platte gegenüber den kern, zugeführt werden kann, um das Signal auszu-Luftspalten 22, 23 und den Dauermagneten 7 und 8 nutzen,
wird nur ein geringer Rest des Streuflusses durch die Ein durch die Spule geschickter Wechselstrom er-

zeugt einen Wechselfluß im Anker, wodurch der magnetischen Aufbau möglich gemacht, durch den

Anker gegen das eine oder andere Polstück hin aus- das feste Ende des Ankers und die Platte und das

gelenkt und der Antriebsstift 13 und ein weiteres Gehäuse im wesentlichen auf dem gleichen magne-

Element, an welchem der Antriebsstift angebracht tischen Potential liegen. Vorzugsweise werden die

ist, hin und her bewegt wird. Der Anker bewegt sich 5 verbundenen Teile nach dem Schweißen ausgeglüht,

über seine ganze Länge hinweg vom befestigten Die für die Platte und den Anker verwendeten Le-

Ende zu dem freien Ende. gierungen vertragen sich, und das Schmelzen und die

Das befestigte Ende 3 des Ankers liegt über den Diffusion, weiche während des Schweißens auftreten,

Spalten. Irgendeine unbeabsichtigte Drehung des führen zu einer mechanischen stabilen Verbindung,

Trägers des festen Endes führt deshalb zu einer sehr io die nach einem Ausglühen einen niedrigen magneti-

kleinen wirksamen Verschiebung des freien Endes sehen Widerstand aufweist. Da die Platte eine andere

des Ankers in Querrichtung im Spalt zwischen den Funktion hat als der Anker, der einen großen sta-

Polstücken 9. Bei den bisher bekannten geraden tischen Fluß führen muß, ist die Verwendung ge-

Ankcrkonstruktionen ist eine hohe Empfindlichkeit trennter Teile mit entsprechenden Abmessungen und

gegenüber einer Drehung des Trägers des Ankers 15 aus entsprechenden Materialien im allgemeinen

die Hauptursachc für die verhältnismäßig geringe zweckmäßig.

Stabilität bei einer Alterung und bei Stoßen und Die U-förmige Ausbildung des Ankers ermöglicht

thermischen Beanspiuchungen. Das freie Ende des diese Maßnahmen und gestattet gleichzeitig, daß der

U-förmigen Ankers dreht sich so, wie sich der Trä- Wandler eine normale Breite (in Richtung der Linie

ger des befestigten Endes dreht. Das mechanische ao 4-4 in Fig. 3) aufweist. Ein Schenkel des Ankers

Moment magnetischen Ursprungs, das diese Drehung muß jedoch zwangläufig außerhalb der Spule 12

verstärkt, ist klein, und darüber hinaus ist die Ände- liegen, wodurch die Dicke der Vorrichtung normaler- _^

rung des magnetischen Widerstands des Spalts mit weise vergrößert würde. Dies wird jedoch dadurch (Γζ{

der Drehung klein, so daß nur eine kleine Störung behoben, daß die öffnung 21 in der Platte 5 vor- '

des statischen Flusses durch eine solche Drehung as gesehen wird, in welcher der äußere Schenkel des

des Ankers verursacht wird. Dieser Vorteil des Ankers bis auf sein befestigtes Ende 3 liegt, wobei

U-förmigen Ankers ist hinsichtlich der Stabilität von der Anker, wenn überhaupt, nur etwas über die

Bedeutung, da es leichter ist, einen Anker unter Ver- Platte hinausragt.

meidung erheblicher zufälliger Verschiebungen zu Der Wandler ist insbesondere für sehr kleine lagern, als ihn derart zu befestigen, daß eine zu- 30 Mikrophone oder Hörer geeignet, die in Hörhilfen fällige Drehung vermieden wird. Der Anker muß im oder anderen Miniaturschaltungen verwendet wer-U-förmig gebogenen Bereich im wesentlichen frei den. Wie in Fig. 5 dargestellt, kann der Wandler sein, damit dieser Vorteil erhalten wird. Daher muß dafür verwendet werden, eine Membran zu betätidas Dämpfungsglied 16 im Vergleich zum Anker gen. Die Membran kann also auch als Eingang für flexibel sein, damit das Dämpfungsglied nicht als 35 den Wandler verwendet werden oder von dieser anstatische Einspannung des Ankers wirkt. getrieben werden. An einem Rahmen 24 ist eine

Die Funktion der Dämpfungseinrichtung 16 be- Folie 25 auf einer dünnen Unterlage 26 beispiels-

steht darin, die Wirkung der zweiten Eigenschwin- weise mittels eines Epoxyklebstoffs befestigt. Die

gung des Ankers im wesentlichen zu beseitigen, Folie 25 bildet die Membran 27, die beispielsweise

welche eine scharfe Einsattelung in die Frequenz- 40 mittels eines Harzklebstoffs mit dem Antriebsstift 13

charakteristik der Vorrichtung einbringen würde. verbunden ist, der durch die Membran hindurch-

Dic Stabilität wird weiterhin dadurch begünstigt, geht. Im Bereich 28 ist die Folie entfernt, damit ein

daß zur Befestigung überall dort, wo es möglich ist, die Membran umgebender, flexibler Bereich gebildet

Schweißungen verwendet werden. Insbesondere ist wird. Der Rahmen trägt ein Rohr 29, das die beiden f \

das Einschweißen des festen Endes 3 des Ankers in 45 Räume zu beiden Seiten der Membran verbindet. ν I

die Ausnehmung 4 der Platte S von Bedeutung. Die Den Wandler schließt ein Deckel 30 mit einer off- J

direkte Befestigung an dieser Stelle wird durch den nung 31 ab.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetischer Wandler mit einem aus zwei Dauermagneten mit Polflächen oder Polstücken und aus magnetischen Rückschlußteilen bestehenden Magnetsystem zur Erzeugung eines stationären magnetischen Feldes, mit einer Spulenanordnung und mit einem im magnetischen Feld schwingfähig gehalterten, U-förmig gebogenen Anker, dadurch geke nnzeichn e t, daß der U-förmige Anker (2) mit dem einen (inneren) Schenkel zwischen den Polen (9) des Magnetsystems (7, 8) und innerhalb der Spule (12) liegend und mit einem anderen (äußeren) Schenkel die Spule und den einen Magnetpol (7) umgreifend angeordnet und am Ende (3) des äußeren Schenkels befestigt ist, derart, daß der Anker mit dem inneren Schenkel und auch im Bereich der U-förmigen Biegung frei schwingen kann.

2. Elektromagnetischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magenetische System im wesentlichen aus einem flachen, rechteckförmigen, an einer Seite offenen Gehäuse (1) und einer in die offene Gehäuseseite einsetzbaren Platte (5), die beide aus magnetisch leitendem Material bestehen, und zwei zwischen der Platte und dem Gehäuseboden über Polstücke und Abstandsstücke gehalterten Dauermagneten (7, 8) gebildet ist und daß der äußere Schenkel des Ankers (2) sich in einer Aussparung (21) der Platte erstreckt und mit seinem Schenkelende (3) am Rand der Aussparung befestigt ist.

3. Elektromagnetischer Wandler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiderseits der Ebene des inneren Ankerschenkels sich erstreckenden Dauermagnete (7, 8) mit Polstücken (9) versehen sind, die derart abgeschrägt sind, daß zwischen Ankerschenkel und Polflächen sich verjüngende Spalte (22, 23) bestehen.

4. Elektromagnetischer Wandler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Polstücken (9) auf beiden Seiten des inneren Ankerschenkcls die Luftspaltbreite bestimmende Abstandsstücke (11) aus nicht magnetischem Material angeordnet sind.'

5. Elektromagnetischer Wandler nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dämpfungsglied (16) vorgesehen ist, welches aus einem an der Platte (5) und am äußeren Ankerschenkel in der Nähe-des Bereichs der U-förmigen Biegung befestigten Teil aus einem flexiblen Material mit geringem Elastizitätsmodul besteht. .

6. Elektromagnetischer Wandler nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der am einen Ende mit dem inneren Ankerschenkel und am anderen Ende mit einer äußeren Membran (27) verbundene Antriebsstift (13) sich durch eine öffnung (15) im äußeren Ankerschenkel erstreckt.

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Wandler mit einem aus zwei Dauermagneten mit Polflächen oder Polstücken und aus magnetischen Rückschlußteilen bestehenden Magnetsystem zur Erzeugung eines stationären magnetischen Feldes, mit einer Spulenanordnung und mit einem im magnetischen Feld schwingfähig gehalterten, U-förmig gebogenen Anker.

Es wurden bereits viele Wandler mit geradlinig

ίο verlaufendem Anker gebaut. Hierbei entsteht das Problem, daß beim Altern des Wandlers oder durch thermische oder mechanische Einwirkungen der Bauteil, der den Anker trägt, etwas verdreht werden kann. Diese Verdrehung führt zu einer Minderung der Stabilität des Wandlers.

Aus der österreichischen Patentschrift 77 252 ist ein Elektromagnet bekannt, dessen Anker U-förmig gefaltet ist. Die freien Enden dieses Ankers sind zwischen den Polstücken angeordnet, und der Anker ist im U-Abschnitt mit einem Betätigungsglied verbunden. Die deutsche Patentschrift 739 040 beschreibt ein Magnetsystem zum Einbau in normale Mikrophon- und Telephonkapseln, und bei diesem System ist ein U-förmig gebogener Anker vorgesehen, der in der Nähe seiner freien Enden durch Nieten gehalten wird, die zwischen dem U-förmig gebogenen Teil und den freien Enden und dem Verbindungsanker zur Membran und zu einer Blattfeder angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten Wandler mit großer Stabilität zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Wandler der eingangs genannten Art dadurch erzielt, daß der U-förmige Anker mit dem einen (inneren) Schenkel zwischen den Polen des Magnetsystems und innerhalb der Spule liegend und mit dem anderen (äußeren) Schenkel die Spule und den einen Magnetpol umgreifend angeordnet und am Ende des äußeren Schenkels befestigt ist, derart, daß der Anker mit dem inneren Schenkel und auch im Bereich der U-förmigen Biegung frei schwingen kann. Eine geringfügige Drehung des Bauteils, der das befestigte Ende des Ankers trägt, verursacht nur äußerst geringe Störungen des statischen Flusses. Außerdem ermöglicht diese Ausbildung eine gute magnetische Abschirmung der Spule.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das magnetische System im wesentlichen aus einem flachen, rechteckförmigen, an einer Seite offenen Gehäuse und einer in die offene Gehäuseseite einsetzbare Platte, die beide aus magnetisch leitendem Material bestehen, und zwei zwischen der Platte und dem Gehäuseboden über Polstücke und Abstandsstücke gehalterten Dauermagneten gebildet, und der äußere Schenkel des Ankers erstreckt sich in einer Aussparung der Platte und ist mit seinem Schenkelende am Rande der Aussparung befestigt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die beiderseits der Ebene des inneren Ankcrschenkels sich erstreckenden Dauermagnete mit Polstücken versehen, die derart abgeschrägt sind, daß zwischen Ankerschenkel und Polflächen sich verjüngende Spalte bestehen. Hierdurch wird eine gute Gleichförmigkeit über den gesamten Auslenkungsbereich des Ankers erzielt.

Weiterhin können bei einer bevorzugten Ausführungsform zwischen den Polstückcn auf beiden Seiten