DE1807103U

DE1807103U - COUPLING DEVICE.

Info

Publication number: DE1807103U
Application number: DE1957S0024731
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1957-08-29
Filing date: 1957-08-29
Publication date: 1960-03-03

Description

2E. ElSI2i2 Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kopplung eines magnetostriktiven Torsionsschwingungsystems, insbesondere eines elektromechanischen Filters, mit einem äußeren elektrischen Schaltungskreis. 2E. ElSI2i2 The innovation relates to a device for coupling a magnetostrictive torsional vibration system, in particular an electromechanical filter, with an external electrical circuit.

Kopplungsvorrichtungen der vorbezeichneten Art werden in elektromechanischen Filtern zur Zuführung und Abnahme der Betriebsfrequenz benötigt. Eine Kopplungsvorrichtung besteht beispiels- weise aus zwei Spulen, die zwei dünne Drähte aus ma'netostrik- tiven Material, z. B. Nickel, anregen, die an zwei gegenüberlie- genden Stellen am Umfang eines Torsionsschwingers angreifen. u Nachteilig an dieser bekannten Anordnung ist die relativ hohe Grunddämpfung eines mit dieser Kopplungsvorrichtung versehenen elektromechanischen Filters. Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu weisen, auf dem es möglich ist, dieserSchwierigkeit zu begegnen.Coupling devices of the aforementioned type are required in electromechanical filters for supplying and removing the operating frequency. A coupling device consists for example wise from two coils, the two thin wires from ma'netostrik- tive material, e.g. B. nickel, stimulate the two opposite Attacking areas on the circumference of a torsional oscillator. u The disadvantage of this known arrangement is the relatively high basic attenuation of an electromechanical filter provided with this coupling device. The innovation is based on the task of showing a way in which it is possible to meet this difficulty.

Gemäß der Neuerung wird diese Aufgabe in der Weise gelöst, daß als Kopplungsvorrichtung ein magnetostriktiver Torsionsresonator vorgesehen wird, der in mfangrichtung vormagnetisiert und mit einer nach außen durch einen Schalenkern magnetisch abgeschirmten Spule umgeben ist, die zum Anschluß an den äußeren elektrischen Schaltungskreis dient und deren Achse wenigstens nahezu in Richtung der normalen zur Umfangsvormagnetisierung liegt. Bei einem mehrkreisigen Schwingungssystem wird die Masse des angeregten Torsionsschwingers zweckmäßig w groß im Vergleich zu den die mechanische Kopplung zwischen den einzelnen Resonatoren herstellenden Kopplungsabschnitten ge- wählt. Außerdem empfiehlt es sich, die Spule der Kopplungsvorrichtung in an sich bekannter Weise mittels einer Kapazität zu einem wenigstens nahezu auf die Resonanzfrequenz des Torsionsschwingers abgestimmten Resonanzkreis, vorzugsweise einem Parallelresonanzkreis, zu ergänzen. Nachstehend wird die Jeuerung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das in der Fig. 1 in einem Längsschnitt und einer Vorderansicht dargestellt und in Fig. 2 im Ersatzschaltbild, im Falle der Speisung durch einen Generator wiedergegeben ist. Die Kopplungsvorrichtung nach Fig. 1 besteht aus einem magne- . D D trostriktiven Endresonator nach Art eines Zylinderrohres 1, beispielsweise aus magnetostriktiven Ferrit, das von einer Spule 2 in geringem Abstand umgeben ist, die sich ihrerseits C) CD D auf einem Spulenkörper 4 aus dielektrischem Material befindet. Nach außen hin ist die Spule 2 mit einem Schalenkern, beispielsweise aus Ferrit, magnetisch abgeschirmt. Es wird hierdurch erreicht, daß der magnetische iiderstand für die außerhalb des Resonators 1 die Spule umschließenden magnetischen Kraftlinien sehr gering wird. Aus diesem Grund empfiehlt es sich, auch die das Zylinderrohr 1 das magnetostriktiven Torsionsschwingers umschließenden Bohrungen in den Stirnflächen des Schalenkernes 3 möglichst dicht an den magnetostriktiven Torsionsschwinger 1 heran zu führen. Die Speisung der Spule 2 erfolgt über eine Zuleitung, die mittels einer Parallelkapazität 7 zu einem Parallelresonanzkreis ergänzt ist. Die mechanische Verbindung su cem.."chs'Len TorsiGns- resona-cor 6 des Scnwingu ss'.-stems-es wird angenommen, es sich um ein : : iehr-. : reisies mechanisches Filier handelt- durch ein mechanisches oppelstück 5 relativ geringer Masse - im Vergleich zu der der Resonatoren 1 und 6 - hergestellt.According to the innovation, this object is achieved in such a way that a magnetostrictive torsional resonator is provided as the coupling device, which is premagnetized in the circumferential direction and surrounded by a coil magnetically shielded from the outside by a pot core, which is used for connection to the external electrical circuit and its axis is at least almost in the direction of the normal to the circumferential bias. With a multi-circuit oscillation system the mass of the excited torsional vibrator is appropriate w great compared to the the mechanical coupling between the coupling sections producing individual resonators chooses. In addition, it is advisable to supplement the coil of the coupling device in a manner known per se by means of a capacitance to form a resonance circuit, preferably a parallel resonance circuit, which is at least nearly matched to the resonance frequency of the torsional oscillator. The firing is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment which is shown in FIG. 1 in a longitudinal section and a front view and in FIG. 2 in the equivalent circuit diagram, in the case of supply by a generator. The coupling device according to Fig. 1 consists of a magnetic . DD trostrictive final resonator in the manner of a cylinder tube 1, for example made of magnetostrictive ferrite, which is of a Coil 2 is surrounded at a small distance, which in turn C) CD D is on a bobbin 4 made of dielectric material. The coil 2 is magnetically shielded from the outside with a pot core, for example made of ferrite. It is thereby achieved that the magnetic resistance for the magnetic lines of force surrounding the coil outside the resonator 1 is very low. For this reason, it is recommended that the bores surrounding the cylinder tube 1, the magnetostrictive torsional oscillator, in the end faces of the pot core 3 also be guided as close as possible to the magnetostrictive torsional oscillator 1. The coil 2 is fed via a supply line that is connected by means of a Parallel capacitance 7 added to a parallel resonance circuit is. The mechanical connection su cem .. "chs'Len TorsiGns- resona-cor 6 des Scnwingu ss' .- stems-it is assumed it is a:: iehr-. : Reisie's mechanical filler is relatively lower due to a mechanical coupling piece 5 Mass - compared to that of the resonators 1 and 6 - established.

Der Torsionsschwinger 1 ist, wie aus der Vorderansicht der Fig. 1 entnehmbar, in Richtung des eingezeichneten Pfeiles 8, d. h. in Umfangsrichtung, permanent vormagnetisiert. Das Feld der Spule 2 fällt mit der Achsrichtung des den Torsionsresonator bildenden Zylinderrohres zusammen.The torsional oscillator 1 is as shown in the front view of FIG. 1 removable, in the direction of the arrow 8, d. H. in the circumferential direction, permanently premagnetized. The field the coil 2 coincides with the axial direction of the cylinder tube forming the torsion resonator.

Die gezeigte und erläuterte Vorrichtung hat ein Ersatzschaltbild wie es in Fig. 2 wiedergegeben ist. Durch einen Generator 9 mit dem Innenwiderstand 10 wird der durch die Spule 2 und die Kapazität 7 gebildete Parallelresonanzkreis 11 gespeist. Dieser ist über den magnetostriktiven Effekt-angedeutet durch den Vierpol 12-mit dem den Charakter eines Serienresonanzkreises 13 aufweisenden elektromechanischen Torsionsschwinger 1 (mechanischer Endresonator) gekoppelt. Die Anschlußklemmen 14 stellen den elektrischen Eingang bzw. Ausgang der Kopplungvorrichtung und die Anschlußklemmen 15 den mechanischen Eingang bzw. Ausgang dar.The device shown and explained has an equivalent circuit diagram such as it is shown in FIG. By a generator 9 with the internal resistance 10 becomes the parallel resonance circuit formed by the coil 2 and the capacitance 7 11 fed. This is indicated by the magnetostrictive effect - indicated by the quadrupole 12-with the electromechanical having the character of a series resonant circuit 13 Torsional oscillator 1 (mechanical end resonator) coupled. The terminals 14 represent the electrical input and output of the coupling device and the terminals 15 represents the mechanical input or output.

Gegenüber den vorbekannten Anordnungen besitzt der Gegenstand der Neuerung den Vorteil, daß der Endresonator sehr geringe Verluste hat, so daß hier die Ergänzung der Anregungsspule 2 zu einem elektrischen Schwingungskreis wirklich sinnvoll ist. Bei den bekannten Anordnungen liegt in diesem System so viel Dämpfung, daß die Ergänzung zu einem Schwingungskreis einen nur geringen Nutzen mit sich bringt. Die Güte des elektrischen Endresonators 11 ist durch Anwendung der Schalenkernspule hoch, z. B. 300. Infolge des gut geschlossenen magnetischen Kreises, ist der magnetische Streufluß sehr gering, so daß sich ein sehr günstiger elektromechanischer Kopplungsfaktor, also eine CD 2 starre Verkopplung des elektrischen mit dem mechanischen Kreis ergibt. In analoger Weise zu rein elektrischen Filtern wächst die erreichbare Bandbreite des Filters mit dem Kopplungsfaktor. Die mit einer Anordnung nach der Neuerung erreichbare Dämpfung im Durchlaßbereich liegt wesentlich niedriger als bei den bekannten Anordnungen, beispielsweise in der Größenordnung von einem Zehntel Neper. 1 Schutzanspruch 2 FigurenCompared to the previously known arrangements, the object of the innovation has the advantage that the end resonator has very low losses, so that here the addition of the excitation coil 2 to an electrical oscillating circuit is really useful. In the known arrangements there is so much damping in this system that the addition of an oscillating circuit is of little use. The quality of the final electrical resonator 11 is high due to the use of the pot core coil, e.g. B. 300. As a result of the well-closed magnetic circuit, the magnetic leakage flux is very low, so that a very favorable electromechanical coupling factor, so one CD 2 rigid coupling of the electrical with the mechanical circuit results. In a manner analogous to purely electrical filters, the achievable bandwidth of the filter increases with the coupling factor. The attenuation in the pass band that can be achieved with an arrangement according to the innovation is significantly lower than with the known arrangements, for example on the order of a tenth of a neper. 1 protection claim 2 figures

Claims

Claim to protection

1. Device for coupling a magnetostrictive torsional oscillation system, in particular a multi-circuit filter, with an external electrical circuit consisting of a magnetostrictive torsional resonator, which is pre-magnetized in the circumferential direction and surrounded by a coil, the axis of which is at least almost in the direction of the formal to the circumferential pre-magnetization, characterized that in a multi-circuit oscillation system the mass of the excited Tosionsschwingers is selected to be large compared to the coupling sections producing the mechanical coupling between the individual resonators, that the coil is magnetically shielded by a pot core, and that the coil is at least almost open by means of a capacitance the resonance frequency of the torsional oscillator tuned resonance circuit, preferably parallel resonance circuit is supplemented.