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Elektro-akkustischer Signalgeber Die Erfindung betrifft einen elektro-akkustischen
Signalgeber, insbesondere für Weckeruhren, mit einem Transistor-Oszillator in Sperrschwingschaltung
mit wenigstens einer Spule, deren magnetischer Widerstand durch die Bewegung eines
medfianischen Schwingers beeinflusst wird, wobei eine von der oder den Spulen
umschlossene
magnetische Flußführung vorgesehen ist, die mit dem Schwinger verbunden ist.
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Die deutsche Gebrauchsmusterschrift 6.603.732 zeigt einen derartigen
Signalgeber, bei dem der mechanische Aufbau dadurch verhältnismässig kompliziert
ist, daß zwei Kerne vorgesehen sind, auf die jeweils eine Spule aufgesteckt ist,
wobei beide Spulen durch Bohrungen eines Jochs geführt sind. Mit dem Joch ist dabei
der Magnetanker vernietet. Für die Flußführung müssen hierbei somit drei Teile,
nämlich das Joch und die beiden Kerne, miteinander mechanisch verbunden werden.
Dies verteuert die Lagerhaltung und auch die montage des bekannten Signalgebers.
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Dieser Signalgeber besitzt ferner eine gedruckte Leiterplatte, die
auf die Kerne aufgesteckt ist. mit dieser Leiterplatte sind die elektronischen Bauteile
der Schwingschaltung verbunden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Signalgeber der eingangs
genannten Art vorzuschlagen, der aus wenigen Teilen zusammensetzbar ist.
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Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelost, daß die Flußführung
einstückig im Querschnitt U- oder E-förmig als Topf ausgebildet ist. Bei der Erfindung
wird
somit i;n Topf mit U- oder E-förmigem Querschnitt verwendet,
auf dessen Schenkel die Spule oder die Spulen aufgesteckt werden. Der Topf übernimmt
dabei somit sowohl die Halterung der Spulen wie auch des mechanischen Schwingers.
Hierdurch wird gleichzeitig die Montagezeit verringert.
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Dieser Signalgeber wird in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet,
daß an der Aussenseite des Topfes eine Leiterplatte mit den Bauteilen der Schwingschaltung
befestigt ist. Gegenüber dem bekannten Signalgeber wird auch hier der Aufbau dadurch
vereinfacht, daß- nunmehr die Leiterplatte mit der Aussenseite des Topfes verbunden
wird.
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Sie kann also bei bereits montiertem Topf nachträglich an- und abgebaut
werden.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Wicklungsanschlüsse der Spulen in Aussparungen
oder Lochungen der Leiterplatte eingezogen sind. Dadurch wird die Montage weiterhin
vereinfacht und die Kompaktheit des Signalgebers erhöht.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung mit ms»eren Leiterplatten besitzt
eine erste Leiterplatte mehrere Kontaktpartien, die bei Zusammenfügen des Signalgebers
mit entsprechend ausgebildeten Kontaktpartien einer weiteren Leiterplatte so zusammentreffen,
daß sich die Kontaktpartien gegenseitig berühren.
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Hierbei wird es bevorzugt, wenn die Kontaktpartien der ersten Leiterplatte
mit den Kontaktpartien der weiteren Leiterplatte mittels Lötverbindung zusammentreffen.
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Die Flußführung kann auch dazu benutzt werden, daß auf sie ein Dauermagnet
aufgesetzt ist.
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Bei einer Ausfuhrungsform der Oszillatorschaltung besitzt die Spule
eine Anzapfung. Diese Spulenanzapfung kann mit dem Emitter eines Transistors, das
eine Spulenende mit dessen Basis und das andere Spulenende mit der elektrischen
Energiequelle verbunden sein.
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Bevorzugt wird eine Ausführungsform, bei der zwei Einzelspulen verwendet
werden, wobei der Anfang der einen Spule mit dem Ende der anderen Spule gemeinsam
am Emitter des Transistors liegen und jeweils eines der beiden übrigen Spulenenden
an der Basis des Transistors und an der elektrischen Energiequelle liegt.
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Hierbei kann zwischen Basis und Spule ein Ladekondensator geschaltet
sein, sowie von Basis zum Kollektor ein Ladewiderstand.
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Zur Verhinderung parasitärer Schwingungen wird es bevorzugt, wenn
ein Kondensator parallel zu dem Widerstand geschaltet ist.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Flußführung glockenförmig
ausgebildet, wobei die Spule innerhalb der Glocke angeordnet und die Membran an
demjenigen Ende der Flußführung befestigt ist, das die Spule nach aussen überragt,
und wobei ferner das Membran- oder Blattfederende mit einem Klöppel versehen ist,
der gegen den Glockenrand schlägt. Hierdurch wird eine besonders staubgeschützte
Ausführungsform erreicht.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Oszillatorschaltung
werden ebenfalls zwei Einzelspulen verwendet, wobei eine Spule zwischen Basis und
Emitter des Transistors und die andere Spule zwischen Kollektor und Energiequelle
gelegt ist.
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Auch hierbei wird es bevorzugt, wenn zwischen Basis und Spule ein
Ladekondensator geschaltet ist, sowie von Basis zum Kollektor ein Ladewiderstand.
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Ebenfalls zur Verhinderung parasitärer Schwingungen innerhalb der
Schaltung kann dabei ein Kondensator parallel zu dem Widerstand geschaltet sein.
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Die beiden getrennten Spulen können gemeinsam auf einen Dorn gewickelt
sein. Dabei können auch beide Spulendrähte gleichzeitig gewickelt werden, so daß
man an Wickelzeit spart.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert, aus denen sich weitere wichtige merkmale der Erfindung ergeben.
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Es zeigt: Fig. 1 bis 16 verschiedene, z. Tl. schematisierte Darstellungen
von Signalgebern nach der Erfindung, teilweise perspektivisch und teilweise in Explosionsdarstellung;
Fig.17 eine Schaltung zur Erläuterung einer Sperrschwingerschaltung und Fig.18 eine
aus Fig. 17 abgeleitete Schaltung, die bei dem Signalgeber nach der Erfindung Verwendung
findet.
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In den Fig. sind einander entsprechende Teile mit gleichen Pos,Ziffern
versehen. Fig. 1zeigt eine im Querschnitt U-förmig ausgebildete Flußfuhrung 1, auf
deren einen Schenkel eine Spule 2 aufgesteckt ist. mit dem oberen Rand des anderen
Schenkels ist eine membran 3 verbunden.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist zusätzlich eine weitere Spule
4 aufgesteckt.
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In Fig. 3 ist anstelle der weiteren Spule 4 ein Dauermagnet 5 aufgesteckt.
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In Fig. 4 ist eine Leiterplatte 6 mit der Flußführung 1 bzw. dem Topf
verbunden.
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In Fig, 5 wird eine glockenartige Flußführung 1 verwendet.
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Mit dem linken Rand der Flußführung ist eine membranähnliche Blattfeder
3 verbunden, die an ihrem einen Ende einen Klöppel 7 trägt. Die Spule 2 ist dabei
auf einen mittleren Dorn der Flußführung 1 mit E-förmigem Querschnitt aufgesteckt.
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Fig. 6 entspricht der Fig. 4, wobei auf die Leiterplatte 6 zusätzlich
ein Transistor 8 als Beispiel für ein elektronisches Bauteil auf die Leiterplatte
6 aufgesteckt ist.
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Fig. 7 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine praktische
Ausführungsform entsprechend dem Beispiel nach Fig. 2, wodurch die Montage der Einzelteile
deutlich wird.
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Fig. 8 zeigt einen aus einem Stück kalt verformten Summertopf als
Flußführung 1.
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Fig. 9 zeigt im linken Teil einen Querschnitt durch einen kompletten
Summertopf und im rechten Teil eine perspektivische Ansicht eines derartigen Summertopfes.
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In Fig. 9 wird der Summertopf nach Fig. 8 verwendet.
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Fig. 10 zeigt eine Flußführung in angenäherter Topfbauweise, herstellbar
durch spanloses Formen mit davor befindlicher Leiterplatte 6. Die beiden Teile können
hierbei miteinander vernietet oder verklemmt bzw. verklebt werden. Der rechte Teil
der Fig. 10 zeigt einen Schnitt durch diese Bauform mit eingesteckter Spule 2.
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Fig. 11 zeigt eine Vervollständigung der Bauform nach Fig. 1o mit
plattenförmiger membran 3. Dort ist die Leiterplatte 6 mit der Flußführung 1 verklebt,
und zwar an deren Innenseite.
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Fig. 12 zeigt eine angenietete membran mit angeprägten, runden Niets,
wobei im unteren Teil der Fig. 12 die dort verwendete Flußführung 1 perspektivisch
gezeigt ist.
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Fig. 13 zeigt eine abgewandelte Bauart mit geschweisster membran.
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In Fig. 14 ist die Befestigung einer Leiterplatte 6 an einer Flußführung
1 dargestellt, die bügelförmig auge
führt ist. Dort ist auch eine
Bohrung 9 der Leiterplatte 6 gezeigt, durch die Wickelanschlüsse und dgl. geführt
werden können. Ferner besitzt dort die Flußführung 1 einen Ansatz ?o zur Befestigung
des Topfsummers. Der rechte Teil der Fig. 14 zeigt eine Stirnansicht des montierten
Topfsummers.
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Fig. 15 zeigt einen Signalgeber mit einer Flußführung entsprechend
Fig. 7 in montiertem Zustand. Dort sind zwei Leiterplatten 6 und 11 uerwendet, die
ineinander gesteckt sind. Die Anschlüsse können dabei miteinander verlötet werden.
Die Flußführung 1 besitzt einen Dorn 12, der als Anschlag für die Leiterplatte 6
dient.
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Fig. 17 zeigt die bei dem Signalgeber nach der Erfindung im Prinzip
verwendete Sperrschwingerschaltung. Diese arbeitet folgendermassen: Nach dem Einschalten
der Batteriespannung steigt der Strom in der Arbeitswicklung 13 stetig an, bis die
Sättigungsmagnetisierung erreicht ist. In diesem Augenblick bricht die induzierte
Spannung in der Steuerwicklung 14 zusammen. Dadurch wird der Transistor 8 gesperrt.
Durch die jetzt in der Arbeitewicklung entstehende Rückschlagspannung, die auch
in der Steuerwicklung induziert wird, bleibt der Transistor für eine gewisse Zeit
gesperrt.
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Beginnt dann wieder Strom zu fliessen, so wiederholt sich der Vorgang
von Neuem. In der Anwendung dieser Schaltung
als elektronischer
Summer wird das Impuls-Pausenverhältnis von der Frequenz der schwingenden membrane
bestimmt.
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Bei der Bewegung der Membrane in Richtung eines sich verkleinernden
Luftspaltes wird die Induktivität kleiner und dadurch die Sättigung schneller erreicht.
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Beim Zurückschwingen der Membrane wird die Induktivität rasch grösser
und bei einem bestimmten Maß beginnt die neue Stromflusszeit.
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In dieser einfachen Ausführung ist die Schaltung für Germånium-Transistoren
geeignet. Bei diesen Transistoren ist die Basis-Emitter-Schwellspannung so niedrig,
daß die in der Steuerwicklung induzierte Spannung zum vollen Durchschalten der Kollektor-Emitter-Strecke
ausreicht.
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Fig. 18 zeigt eine'praktisch verwendete Ausführungsform der Schaltung.
Für die Verwendung von Siliziumtransistoren 8 u wird mit dem Kondensator C1 und
dem Widerstand RI eine Basisuorspannung erzeugt. Dieser Vorspannung ist zur Steuerung
des transistors 8 die induzierte Spannung der Steuerwicklung überlagert. Der Kondensator
C2 verhindert parasitäre Schwingungen innerhalb der Schaltung. In den Fig. 17 und
18 sind mit einem Stern Punkte gleicher Polarität gekennzeichnet.
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Als Anwendung der Erfindung sind alle Wiöglichkeiten zu betrachten1
bei denen aus wenigen Einzelteilen eine
Sperrschwingerschaltung
aufgebaut werden soll.
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Patentansprüche