DE1791112C

DE1791112C - Electromechanical filter on a magneto-strict basis

Info

Publication number: DE1791112C
Authority: DE
Inventors: Jaroslav Dipl Ing Zajeczice Jires Frantishek Dipl Ing Chocen Andrys Vaclav Dipl Ing Pardubice Pav las Josef Koczi Jirek, (Tschechoslowakei)
Original assignee: Tesla, NP,Prag Hloubetin
Publication date: 1972-11-09

Description

Stabresonator und rohrförmigen Polarisations- bringt zwangläufig höhere Ansprüche an dieRod resonator and tubular polarization inevitably place higher demands on the

'magneten, dadurch gekennzeichnet, Selektivität und Breite des nützlichen Bandes'magnets, characterized by selectivity and width of the useful band

daß in der Mitte zwischen den Spulen (5) ein der Einrichtung einschließlich der Forderungthat in the middle between the coils (5) one of the device including the requirement

einziger Polarisationsmagnet (2) angeordnet ist höherer mechanischer Festigkeit mit sich. Die Er-single polarization magnet (2) is arranged higher mechanical strength with it. Which he-

und daß zwischen diesem Polarisationsmagneten io füllung dieser Forderungen hängt zum großenand that between these polarization magnets the fulfillment of these requirements depends to a large extent

(2) — zu seinen beiden Stirnseiten— und den Teil von der Wahl und Ausführung der zugehörigen(2) - on both of its front sides - and the part of the choice and execution of the associated

Spulen (S) zwei elastische Tragplatten (3) als Filter ab.Coils (S) from two elastic support plates (3) as filters.

Halterungen für den Stabresonator (1) angeord- Die ursprünglich verwendeten Filter, hergestelltBrackets for the rod resonator (1) arranged- The filters originally used, manufactured

net sind. als aus Induktivitäten und Kapazitäten zusammen-are net. than composed of inductances and capacitances

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 15 gesetzten Mehrfachkreisen, bieten keine Möglichkeit zeichnet, daß die Tragplatten (3) mittels ring- mehr, eine wesentliche Steigerung der Selektivität fönniger Einlagen (6) an den Stirnseiten des und Steilheit ohne eine unangemessene Vergrößerung Polarisationsm«._fcaeten (2) anliegen und an den der Abmessungen sowie ohne entsprechenden Preis-Außenseitei; der Spulenkörper (4) mittels einer aufschlag zu erzielen. Sie werden somit in letzter Absetzung der Spulenstirnseiten (10) oder mittels ao Zeit durch Filter mit Kristall- oder elektromagneringförmiger Einlagen (6) anliegen. tischen Resonanzelementen ersetzt2. Filter according to claim 1, characterized marked 15 set multiple circles, offer no possibility that the support plates (3) by means of ring more, a substantial increase in the selectivity of fönniger inserts (6) at the end faces of the and steepness without undue enlargement Polarization m «. _fc aeten (2) fit and the dimensions as well as without the corresponding price outsider; to achieve the bobbin (4) by means of an impact. They will therefore be in contact with the end of the coil (10) or by means of filters with crystal or electromagnetic ring-shaped inserts (6). table resonance elements replaced

3. Filter nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge- Piezoelektrische Elemente haben zwar eine sehr kennzeichnet, daß die zusammengestellten Filter- gute Selektivität und Güte, sie haben jedoch für die teile in einer Büchse (7) gelagert und mittels der industrielle Verwendung bestimmte Nachteile sowohl Verschlußwände (8) befestigt sind. 35 hinsichtlich ihrer Pi eise als auch bezüglich ihrer3. Filter according to claim 1 and 2, characterized in that piezoelectric elements have a very indicates that the filters put together have good selectivity and quality, but they have for the parts stored in a can (7) and by means of industrial use certain disadvantages both Closure walls (8) are attached. 35 with regard to their pi eise as well as with regard to their

4. Filter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge- verminderten mechanischen Festigkeit und endlich kennzeichnet, daS das Verhältnis der Befesti- auch wegen ihrer geringen Abstimmöglichkeit,
gungslänge (r) des Stabresonators (1), welches der Sie werden deshalb in letzter Zeit durch elektro-Teilung zweier elastischer Tragplatten (3) ent- mechanische, mit differenzierten mechanischen Impespricht, zur Gesamtlänge (L) de* Stabresonators 3° danzen bzw. durch mit mechanischen und elektrogleich oder kleiner als 3/10 ist, wobei das Ver- magnetischen Wandlern kombinierte Magnetostrikhältnis der L< gerungslänge (S) in Jer elastischen tionsfilter ersetzt.4. Filter according to claim 1 to 3, characterized by reduced mechanical strength and, finally, that the ratio of the fastening, also because of their poor ability to be matched,
The length (r) of the rod resonator (1), which you will therefore lately by electro-splitting two elastic support plates (3) de-mechanical, with differentiated mechanical impulse, corresponds to the total length (L) of the rod resonator 3 ° or is equal to or less than 3/10 with mechanical and electrical, the magnetic transducer replacing the combined magnetostric ratio of the length (S) in the elastic ion filter.

Tragplatte (3) zur Gesamtlänge (L) des Stab- Von den bisher bekannten Magnetostriktions-Support plate (3) for the total length (L) of the rod - Of the previously known magnetostriction

resonalors gleich oder kleiner als 1/20 ist filtern bestehen mehrere Ausführungsarten. Beiresonalors is equal to or less than 1/20, there are several types of filtering. at

5. Filter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch ge- 35 der pinen Ausführung ist der Magnetostriktionskennzeichnet, daß der Polarisationsmagnet (2) als Resonator in einer einzigen Stütze befestigt Hier ein formgewickeltes, von einer Hilfsquelle ge- kann jedoch mit einer genügenden Stabilität des speistes Solenoid ausgeführt ist übertragenen Frequenzbandes nicht gerechnet5. Filter according to claim 1 to 4, characterized in that the pin version is characterized by magnetostriction, that the polarization magnet (2) is attached as a resonator in a single support here a form wound from an auxiliary source can, however, with sufficient stability of the fed solenoid is carried out, transmitted frequency band is not counted

6. Filter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch ge- werden.6. Filter according to claim 1 to 5, thereby be.

kennzeichnet, daß der Polarisationsmagnet (2) als 40 Bei einer anderen Ausführungsart ist der Magnetoein Permanentmagnet aus magnetisch hartem striktions-Resonator frei im Magnetfeld gelagert, was Werkstoff ausgeführt ist. jedoch axial labil und mechanisch wenig widerstands-indicates that the polarization magnet (2) as 40. In another embodiment, the magneto is a permanent magnet made of a magnetically hard striktions-resonator freely stored in the magnetic field, what Material is executed. but axially unstable and mechanically little resistance

7. Filter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge- fähig ist7. Filter according to claim 5 or 6, thereby capable

kennzeichnet, daß der Polarisationsmagnet (2) an Bei einer weiteren Konstruktion hat jede Spuleindicates that the polarizing magnet (2) has a coil. In a further construction, each coil

beiden Stirnseilen mit einer schmalen Absetzung 45 (Eingangs- und Ausgangsspule) ihren eigenen Ma-two end ropes with a narrow step 45 (input and output coil) their own

versehen ist. gnetostriktionskern, wobei die Kerne untereinanderis provided. gnetostriction kernel, the kernels below each other

8. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekenn- mit einem mechanischen Glied verbunden sind. Derzeichnet, daß die Büchse (7) und die Verschluß- artige Filter sind nur unter sehr großem Arbeitswände (8) aus nichtmagnetischem Werkstoff her- aufwand herstellbar, insbesondere hinsichtlich ihrer gestellt sind, wobei auf die Büchse (7) ein magne- 5° Gleichachsigkeit und sind deshalb sehr teuer,
tischer, als Abstimmelement dienender Neben- Aus der am 9. 2.1956 bekanntgemachten deutschluß aufgeschoben ist. sehen Auslegeschrift P 13676 VIII a/21 a⁴ ist auch8. Filter according to claim 1, characterized in that they are connected to a mechanical member. It is shown that the sleeve (7) and the closure-like filter can only be manufactured from non-magnetic material with very large working walls (8), in particular with regard to their position, whereby the sleeve (7) is magnetically equiaxed and are therefore very expensive,
table, serving as a voting element, is postponed from the German river announced on 2.1956. see interpretation P 13676 VIII a / 21 a ⁴ is also

9. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ein elektromechanisches Filter auf magnetostriktiver zeichnet, daß die Büchse (7) und die Verschluß- Grundlage mit zwei Spulen und einem mittig mittels wände (8) aus magnetisch weichem Werkstoff 55 zweier Halterungen gelagerten Stabresonator bebestehen. kanntgeworden, bei welchem die Spulen außen von9. Filter according to claim 1, characterized in an electromechanical filter on magnetostrictive draws that the sleeve (7) and the closure base with two coils and one in the middle means Walls (8) consist of magnetically soft material 55 of two holders mounted rod resonator. become known, in which the coils outside of

10. Filter nach Anspruch 1 und 2, dadurch rohrförmigen permanenten Polarisationsmagneten gekennzeichnet, daß die Verschlußwände (8) der umgeben sind. Die Halterung des Stabresonators Büchse (7) in an sich bekannter Weise mit nicht- erfolgt hier durch zwei konische Tellcrfedern, welche magnetischen Schrauben (11) für eine mecha- 6° ein Zwischenstück einklemmen, welphes den Stabnischc F.instellung der Luftspalte versehen sind. resonator trägt. Die beiden Tellerfedern hinwiederum10. Filter according to claim 1 and 2, characterized by tubular permanent polarization magnets characterized in that the closure walls (8) are surrounded by. The holder of the rod resonator Bushing (7) in a manner known per se with no- takes place here by two conical disc springs, which magnetic screws (11) for a mecha- 6 ° clamp an intermediate piece, welphes the rod nichec F. adjustment of the air gaps are provided. resonator wears. The two disc springs on the other hand

sind in der Innennut eines Ringes gelagert. Auch dieser Aufbau bringt es mit sich, daß die Einzelteileare mounted in the inner groove of a ring. This structure also means that the individual parts

mit sehr hoher Präzision gefertigt sein müssen undmust be manufactured with very high precision and

65 daß man für den Zusammenbau viel Geschicklichkeit aufwenden muß, um zu einer exakten Lage des65 that you have to use a lot of skill for the assembly in order to an exact position of the

Die Erfindung betrifft ein clcktrnmcchanischcs Stabresonators zu kommen, soweit dieses überhauptThe invention relates to a mechanical rod resonator, if at all

Filter auf magnetostriktiver Grundlage mit zwei durch die konischen Tellcrfedern möglich ist.Filter on magnetostrictive basis with two thanks to the conical disc springs is possible.

Aufgabe der Erfindung ist es diese Nachteile zu Für die Einjustierung des Stabresonators innerhalbThe object of the invention is to address these disadvantages for adjusting the rod resonator within

vermeiden und eine Möglichkeit zu schaffen, mit des Filters ist es zweckmäßig, wenn die Verschluß-avoid and create a way with the filter, it is useful if the closure

hochat einfachen Mitteln einen exakten Aufbau des wände der Büchse in an sich bekannter Weise mithochat simple means with an exact structure of the walls of the liner in a manner known per se

Filters zu erreichen. nichtmagnetischen Schrauben für die mechanischeFilters to achieve. non-magnetic screws for mechanical

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der 5 Einstellung der Luftspalte versehen sind.This object is achieved in that the air gaps are provided in the 5 setting.

Mitte zwischen den Spulen ein einziger Polarisations- Das Wesen der Erfindung ist an Hand von sche-Middle between the coils a single polarization- The essence of the invention is based on

magnet angeordnet ist und daß zwischen diesem matisch in der Zeichnung dargestellten Ausführungs-magnet is arranged and that between this matically shown in the drawing execution

Polarisationsmagneten — zu seinen beiden Stirn- beispieten näher erläutert.,Polarization magnets - explained in more detail on his two forehead examples.,

sehen — und den Spulen zwei elastische Tragplatten Es zeigtsee - and the coils two elastic support plates It shows

als Halterungen für den Stabresonator angeordnet io F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Filter mitarranged as holders for the rod resonator io F i g. 1 with a longitudinal section through a filter

sind. ringförmigen Einlagen sowohl beim Polarisations-are. ring-shaped inserts both for polarization

Hier hat der Polarisationsmagnet etwa die glei- magneten als auch an den Spulenstirnseiten,
chen Dimensionen wie die Spulen und eignet sich F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine Filteraushervorragend dazu, elastische Tragplatten, welche führung mit Absetzung der Spulenstirnseiten und z. B. Kunststoffringscheiben sein können, zusammen 15 Einstellschrauben.Here the polarization magnet has about the sliding magnets as well as on the coil front sides,
Chen dimensions like the coils and is suitable for F i g. 2 shows a longitudinal section through a filter outwardly to this, elastic support plates, which guide with deposition of the coil end faces and z. B. plastic washers can be, together 15 adjusting screws.

mit den Spulen einzuklemmen. Durch den Abstand Bei der Filterausführung der Fig. 1 ist auf denpinch with the coils. By the distance in the filter version of Fig. 1 is on the

dieser beiden Kunststoffringscheiben voneinander, zylindrischen Stabresonator 1 in der Symmetrie-of these two plastic washers from each other, cylindrical rod resonator 1 in the symmetry

— der durch die Breite des Polarisationsmagneten ebene der permanent«; Polarisationsmagnet 2 frei- the plane of the permanent «through the width of the polarization magnet; Polarization magnet 2 free

gegeben ist —, ist eine exakte Lagerung des Stab- aufgeschoben. An dem Urrfang der Stirnseitenis given - an exact positioning of the rod is postponed. At the root of the front sides

resonators verbürgt ao liegen die ringföimigen Einlagen 6 an, die denresonators ao are the ringföimigen deposits 6, which the

Zweckmäßig ist es, wenn die Tragp'.atten mittels Polarisationsmagneten von den zwei elastischenIt is useful if the support pads are resilient from the two by means of polarization magnets

ringförmiger Einlagen an den Stirnseiten des PoIa- Tragplatten 3 trennen, die als elastische Kunststoff-Separate ring-shaped inserts on the end faces of the poly-support plates 3, which are designed as elastic plastic

risationsmagneten und an den Außenseiten der scheioen ausgeführt und auf den Stabresonator 1Risationsmagneten and executed on the outside of the scheioen and on the rod resonator 1

Spulenkörper anliegen. Hierdurch wird erreicht, daß aufgeschoben, gegebenenfalls in der öffnungsfläche ·On the bobbin. This ensures that pushed on, if necessary in the opening area

infolge des größeren inneren Durchmessers der ring- 25 angeklebt sind.due to the larger inner diameter of the ring 25 are glued on.

förmigen Einlagen der freie, d. h. nicht zwischen An den Tragplatten 3 liegen dann mittels weiterershaped deposits of free, d. H. not between on the support plates 3 are then by means of further

Polarisationsmagneten und Spulenkörper einge- ringförmiger Einlagen 6 die Innenstirnseiten derPolarization magnets and bobbins single-ring-shaped inserts 6 the inner end faces of the

klemmte Teil des Durchmessers der elastischen Spulen 4 an, die mit den Wicklungen 5 für denclamped part of the diameter of the elastic coils 4, which with the windings 5 for the

Tragplatten größer wird, so daß die elastischen Filterein- und -ausgang versehen sind. Die Wick-Support plates become larger, so that the elastic filter inlet and outlet are provided. The wick

Eigenschaften der Tragplatten voll zur Wirkung 30 lungsausführungen sind an den Außenstimseiten derProperties of the support plates are fully effective

kommen. Spulen, z. B. im Abstand des Rastervielfachen dercome. Coils, e.g. B. at a distance of the grid multiple of

Für die einfachere Montage ist es zweckmäßig, Flachverbindungen, angeordnet,For easier assembly, it is advisable to use flat connections, arranged

wenn die zusammengestellten Filterteile in einer Die Filterkonstruktion wird dann in die Büchse 7,If the assembled filter parts are in one The filter construction is then in the sleeve 7,

Büchse gelagert und mittels von Verschlußwänden z. B. aus nichtmagnetischem Werkstoff eingeschobenBushing and stored by means of locking walls z. B. inserted from non-magnetic material

befestigt sind. Hierdurch wird die Montage derart 35 und hier mittels der Verschlußwände 8, gleichfallsare attached. As a result, the assembly is in such a way 35 and here by means of the closure walls 8, too

einfach, daß bei der Montage praktisch keinerlei aus nichtmagnetischem Werkstoff, abgeschlossen.simply that practically no non-magnetic material whatsoever during assembly.

Ausschußware hergestellt werden kann. Auf die Büchse 7 wird der magnetische ringförmigeRejected goods can be produced. On the sleeve 7 is the magnetic ring-shaped

Damit der Stabresonator in der erforderlichen Nebenschluß 9 aufgeschoben, durch dessen Ver-Weise frei schwingen kann, ist es zweckmäßig, wenn Schiebung entlang der Büchse 7 das Magnetostrikdas Verhältnis der Befestigungslänge des Stabresona- 40 tionsfilter auf die Mitte des vorgesehenen Frequenztors, welches der Teilung zweier elastischer Trag- bandes eingestellt wird. Die Intensität der magneplatten entspricht, zur Gesamtlänge des Stabreso- tischen Nebenschlußwirkung ist durch dessen Breite nators gleich oder kleiner als 3/10 ist, wobei das gegeben.So that the rod resonator is postponed in the required shunt 9, through its Ver-way can swing freely, it is useful when sliding along the sleeve 7 the magnetostrics Ratio of the fastening length of the rod resonance filter 40 to the center of the intended frequency gate, which is set to the division of two elastic straps. The intensity of the magnetic plates corresponds to the total length of the resotic shunt effect is due to its width nators is equal to or less than 3/10, given that.

Verhältnis der Lagerungslänge in der elastischen Um die richtige Wirkung des Magnetostriktions-Relationship of the storage length in the elastic To ensure the correct effect of the magnetostriction

Tragplatte zur Gesamtlänge des Stabresonators 45 filters sicherzustellen, wurden folgende GrenzwerteSupport plate to ensure the total length of the rod resonator 45 filter, the following limit values were set

gleich oder kleiner als 1/20 ist für seine Lagerung festgelegt: Verhältnis der Länge t equal to or less than 1/20 is specified for its storage: ratio of the length t

Je nach den Bedürfnissen bei der Verwendung der Befestigung des Stabresonators 1, welches der des Filters kann es vorteilhaft sein, wenn der PoIa- Teilung der elastischen Tragplatten 3 entspricht, zur risationtmagnet als ein formgewickeltes, von einer Gesamtlänge L des Stabresonators 1 ist gleich oder Hilfsquelle gespeistes Solenoid ausgeführt ist oder 50 kleiner als 3/10 und das Verhältnis der Lagerungsdaß der Polarisationsmagnet als ein Permanent- länge S in der elastischen Tragplatte 3 zur Gesamtmagnet aus magnetisch hartem Werkstoff ausge- länge L des Stabresonators ist gleich oder kleiner führt ist als 1/20.Depending on the needs when using the fastening of the rod resonator 1, which of the filter, it can be advantageous if the PoIa division of the elastic support plates 3 corresponds to the risationtmagnet as a form-wound, with a total length L of the rod resonator 1 is the same or an auxiliary source fed solenoid is designed or 50 is smaller than 3/10 and the ratio of the bearing that the polarization magnet leads as a permanent length S in the elastic support plate 3 to the total magnet made of magnetically hard material length L of the rod resonator is equal to or less than 1 / 20th

Es kann auch aus baulichen Gründen vorteilhaft Die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsart untersein, wenn der Polarisationsmagnet an beiden Stirn- 55 scheidet sich von der ersten nur in der Ausführung Seiten mit einer schmalen Absetzung versehen ist, der StirnseiUnabsetzung 10 der Spulen 4 und in der damit die ringförmigen Einlagen als gesonderte Teile Verwendung der Einstellschraubenil aus nichteingespart werden. magnetischem Werkstoff, die durch die beiden Ver-It can also be advantageous for structural reasons. 2 shown embodiment, if the polarization magnet on both foreheads differs from the first only in the design Pages is provided with a narrow step, the front end 10 of the coils 4 and in the so that the annular deposits as separate parts using the adjusting screw from not saved will. magnetic material, which is created by the two

Für die elel.lrische Abstimmung ist es vorteil- schlußwände 8 in der Achse d<;s Stabreson^tors IFor the electrical tuning it is advantageous to cut off walls 8 in the axis d <; s rod resonators I

haft, wenn die Büchse und die Verschlußwände 60 hindurchgehen. Eine mechanische Einstellung deradhered when the can and breech walls 60 pass through. A mechanical adjustment of the

aus nichtmagnetischem Werkstoff hergestellt sind, Luftspalte des Resonators 1 wird mit Hilfe derAre made of non-magnetic material, the air gap of the resonator 1 is made using the

wobei auf die Büchse ein magnetischer, als Ab- Schrauben 11 bei deren fortschreitender Drehungwith a magnetic, as unscrewing 11 on the sleeve as it rotates progressively

stimmelcment dienender Nebenschluß aufgcscho- durchgeführt,shunts that serve the purpose of tuning, carried out,

ben ist. Falls fremde Magnetfelder abgeschirmt werdenben is. If external magnetic fields are shielded

Möglich ist es, daß die Büchse und die Verschluß- 6s sollen, werden die Büchse 7 und die Verschlußwände aus magnetism» weichem Werkstoff bestehen. wände 8 aus magnetisch weichem Werkstoff hcr-Hierdurch wird die Herstellung der Büchse und der gestellt (Permalloy u. a.).
Verschlußwände erleichtert. Die angeführten Ausführungsbcispicle erschöpfenIt is possible that the sleeve and the closure 6s should be made of the sleeve 7 and the closure walls of magnetism-soft material. walls 8 made of magnetically soft material hcr-This is the production of the sleeve and the provided (Permalloy, etc.).
Lock walls relieved. Exhaust the listed examples

natürlich bei weitern nicht alle Ausführungsmöglichkeiten, die das erfindungsgemäße Prinzip darbietet. of course by far not all possible designs, which presents the principle of the invention.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Magnetostriktionsfiltcrs können folgendermaßen zusammengefaßt werden:The advantages of the magnetostriction filter according to the invention can be summarized as follows:

große Entwurfsbreite der Frequenzverwendung, insbesondere für niedrigere Frequenzzahl;
betriebliche Verläßlichkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Erschütterungen;
breite Verwendungsmöglichkeit vor allem für Einrichtungen mit frequcnzstabiicn Oszillatoren; einfach für die Herstellung mit vorteilhafter Ökonomie.large design latitude of frequency usage, especially for lower frequency count;
operational reliability and resistance to vibrations;
wide range of uses, especially for devices with frequency-stable oscillators; easy to manufacture with advantageous economy.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

77057705

Claims

1 2 claims: coils, a rod resonator mounted in the middle by means of two brackets and tubular polar

1. Electromechanical filter on magnetization magnets.

strict basis with two coils, one striving to increase the effectiveness

in the middle by means of two brackets mounted 5 degrees of the circles in electronic devices