DE2701404C2 - Wechselstromwecker für Fernsprechgeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wechselstromwecker für Fernsprechgeräte mit einem Schwinganker, der in seinen beiden Bewegungsendlagen jeweils durch einen permanentmagnetischen Flußkreis und in einer Bewegungsrichtung zusätzlich durch eine an einem Ende festgespannte, gestreckte Biegungsfeder belastet ist.

Die beiden magnetischen Flußkreise sind in einer bekannten Ausführungsform durch einen in Mittallage über einem Magnetjoch angeordneten Permanentmagnet gebildet, auf dem der Anker als Waagebalken aufliegt und sich mit seinen Endbereichen nach beiden Seiten jeweils einem der Polschuhe des Magnetjochs bis zum Anschlag nähern kann. Zum elektrischen Antrieb dient eine auf das Magnetjoch gewickelte Antriebsspule. Der Anker ist starr mit einem Klöppel verbunden, der in den beiden Endlagen an wenigstens einem Klangkörper zum Anschlag kommt.

Die Biegungsfeder hat die Aufgabe, den Anker beim Stillsetzen des elektrischen Antriebs in eine seiner durch die Kraft der permanentmagnetischen Flußkreise stabilisiert Endlagen zu werfen. Damit kann insbesondere bei einem Wecker, dessen Ankerhub zum Zwecke der Lautstärkerregulierung auf einer Seite durch einen verstellbaren Anschlag begrenzt ist, eine Verringerung der Mikrophonie des Systems erreicht und das Ansprechen des Weckers auf einzelne Impulse, der sogenannte Weckerping, unterdrückt werden.

Für den angegebenen Zweck eignen sich sowohl Biegungsfedern mit rechteckigem als auch mit rundem Querschnitt. In bekannten derartigen Anordnungen ist die jeweilige Feder mit ihrem einen Ende z. B. am Spulenkörper festgespannt und mit dem freien Ende einem die Schwingbewegung ausführenden Bereich des Ankers zugewandt. Sobald der Anker aus einer seiner Bewegungsendlagen herausbewegt wird, legt er sich mit dem betreffenden Bereich an das freie Federende und verbiegt die Feder um einen der Ankerbewegung entsprechenden Betrag. Die dabei in der Feder gespeicherte Energie wird zur Rückführung des Ankers in seine Ausgangslage genutzt.

Die Kraft der Feder muß ausreichen, um den Anker bei stillgesetztem elektrischen Antrieb aus jeder beliebigen Stellung in die vorgesehene Ruhelage

ίο zurückzuwerfen, soll andererseits aber das Ansprechen des Systems und dabei auch die Erzeugung eines Anschlags am Klangkörper nicht verhindern. Im Betriebsfal! sind am Anker neben der Reibung die von seiner Lage abhängigen Kräfte der beiden permanentmagnetischen Flußkreise, des magnetischen Wechselflusses der Antriebsspule sowie der magnetischen Remanenz und die Kraft der Biegungsfeder wirksam. Für die optimale Funktion eines so beschaffenen Systems muß unter anderem der Abstand des freien Federendes vom in Ruhelage befindlichen Anker und die Kraft/Weg-Charakteristik der Feder in engen Grenzen den übrigen dynamischen Verhältnissen angepaßt sein.

Der Abstand zwischen Feder und Anker kann beim Justieren des Systems durch bleibendes Verbiegen der Feder auf das gewünschte Maß eingestellt werden. Die Charakteristik einer Feder, in Zahlen ausdrückbar als Federhärte oder Federrate, ist zwar unter Berücksichtigung der Werkstoffkonstanten konstruktiv genau vorherbestimmbar. In der Praxis ist der angestrebte Härtewert der Feder aufgrund der werkstoff- und fertigungsbedingten Toleranzen jedoch nur innerhalb gewisser Grenzwerte einhaltbar. Von den mit derartigen Federn ausgestatteten Schlagwerken zeigen aus diesem Grund immer nur einzelne das erwünschte, optimale Betriebsverhalten.

Für den genannten Zweck wurde deshalb schon auch eine Blattfeder vorgeschlagen, bei der der Härtewert mittels eines sich annähernd über die ganze Länge der Feder erstreckenden, aus der Federebene heraus bleibend verformbaren Versteifungsbereichs durch einen einfachen mechanischen Eingriff veränderbar ist. Auf diese Weise kann der für die optimale Funktion des Schlagwerks erforderliche Härtewert der Feder in

montiertem Zustand ausreichend genau eingestellt werden. Die Herstellung einer solchen Feder erfordert jedoch werkzeugtechnisch einigen Aufwand. Außerdem ist die Feder beim Justieren des Abstands zum Anker mit besonderer Vorsicht zu behandeln.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Fertigungsaufwand für die Einstellbarkeit der Federhärte zu verringern und eine auch beim Justieren des Angriffsabstandes unproblematische Biegefeder mit auf einfache Weise veränderbarem Härtewert zu schaffen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß laut kennzeichnendem Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine so beschaffene Feder kann zur Veränderung ihres Härtewertes mit ihrem gestreckten Bereich aus der Bewegungsebene des Ankers heraus bleibend verformt werden, so daß der annähernd rechtwinklig zur Ankerbewegung verlaufende Anschlagarm am freien Ende der Feder vom Anker an unterschiedlichen Stellen seiner Längsausdehnung, die mehr oder weniger weit vom gestrecktem Federbereich entfernt sind,

hl beaufschlagt werden kann und dabei neben der Biegekraft auch ein Drehmoment auf den gestreckten Bereich der Drahtfede^r überträgt.

Das je nach Neigung des gestreckten Federbereichs

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zur Bewegungsebene größer oder kleiner einstellbare Drehmoment verursacht zusätzlich zur elastischen Biegung des gestreckten Federbereichs eine elastische "¹OrSiOn₁ um die die ursprünglich als Materialkonstantt nur Biegekräfte berücksichtigende Federhärte sich hier, bezogen auf den jeweiligen Berührungspunkt am Anschlagarm, verringert

Nach Weiterbildungen der Erfindung kann der gestreckte Bereich der Feder zwischen Einspannstelle und Anschlagarm eine Knickstelle aufweisen, von der aus er sich bis zum Anschlagarm in geneigtem Verlauf von der Bewegungsebene des Ankers entfernt Diese Knickstelle kann als Angelpunkt für die Einstellbarkeit des Drehmoments betrachtet werden. Gegenüber der Öffnungsmündung der Einspannstelle der Feder, die grundsätzlich auch als Angelpunkt für die Einstellbarkeit des Drehmoments geeignet wäre, ist eine im Verlauf des gestreckten Bereichs der Feder gelegene Knickstelle besser zugänglich für Justierwerkzeuge.

Besonders vorteilhaft ist es auch, den Anschlagarm der Feder kreisbogenförmig zu gestalten und dabei den Mittelpunkt des Kreisbogens etwa in die Knickstelle des gestreckten Bereichs der Feder zu legen. Eine solche Gestaltung schafft die Voraussetzung für eine weitestgehend konstante Lage des Angriffspunkts des Anschlagarms am Anker, in jeder Einstellung der Feder.

Durch Verbiegen der Feder in einer Ebene senkrecht zur Bewegungsebene des Ankers wird hier mit der Torsion eine zusätzliche elastische Eigenschaft der Feder ins Spiel gebracht, die gemeinsam mit der eigentlichen Federhärte den veränderbaren, wirksamen Härtewert der Feder ergibt.

Das Einstellen des Luftspalts zwischen Feder und Anker in dessen Ruhelage ist ebenfalls durch bleibendes Verbiegen der Feder in einer anderen Ebene, nämlich in der Bewegungsebene des Ankers selbst, ohne Beeinflussung des Härtewertes, problemlos möglich. Die Herstellung einer derartigen Feder, als einfaches, zweidimensionales Biegeteil, ist schließlich kaum einfacher denkbar. Damit kann die Aufgabe der Erfindung als erfüllt angesehen werden.

Wenn nun der gestreckte Teil der Feder anfänglich parallel und nahezu in der Bewegungsebene des Ankers verläuft, hat das über den Anschlagarm auf den gestreckten Bereich der Feder ausgeübte Drehmoment seinen kleinsten Wert. Durch Verbiegen des gestreckten Federbereichs aus der Bewegungsebene des Ankers heraus kann der im Angriffspunkt des Ankers wirksame Härtewert der Feder verkleinert werden. Es erscheint also zweckmäßig, Federn für derartige Anordnungen von vornherein so zu dimensionieren, daß ihre Härte einem oberen Grenzwert entspricht. Im Justierverfahren kann dann der optimale Härtewert durch Hinzufügen eines entsprechenden Torsionsanteils eingestellt werden, indem der gestreckte Bereich der Feder aus der Bewegungsebene herausgebogen wird.

Selbstverständlich kann auch umgekehrt vorgegangen werden, indem der gestreckte Bereich der Feder zunächst geneigt bzw. weit außerhalb der Bewegungsebene des Ankers verläuft, so daß über den Anschlagarm ein großes Drehmoment auf die Feder ausgeübt wird und der Härtewert damit extrem niedrig ist. Durch Heranbiegen des Federendes an die Bewegungsebene des Ankers kann die Torsion in diesem Fall verringert und die Federhärte von einem Kleinstwert an den optimalen Wert heranjustiert werden.

Im Folgenden sei die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Prinzipdarstellung einei, nach einer Seite mechanisch vorgespannten, elektromagnetischen Schwingankersystems,

F i g. 2 die Seitenansicht der Rückstellfeder und des mit dieser zusammenwirkenden Ankerbereichs gemäß Fig. 1.

Im dargestellten Schwingankersystem ist ein Anker 1

um einen Drehpunkt 2 rotierbar gelagert, wobei die

ίο Rotationsbewegung begrenzt durch zwei Polschuhe 3,4 eines Magnetjochs 5 ist, die Anschläge für Endbereiche 6, 7 der Arme des Ankers bilden. Die Lagerstelle 2 des Ankers befindet sich über dem einen Pol eines Permanentmagneten 8, dessen anderer Pol im mittleren Bereich des Magnetjochs anliegt

In jeder seiner Anschlagstellungen nimmt der Anker eine durch einen über den jeweiligen Arm und das Magnetjoch geschlossenen Flußkreis permanentmagnetischer Kraftlinien stabilisierte Lage ein. Mittels einer über das Magnetjoch gewickelten, mit Wechselstrom gespeisten Erregerspuie 9 kann der Anker in zwischen den beiden Anschlagstellungen pendelnde Schwingungen versetzt werden. Am Anker ist ein mitschwingender Klöppel 10 angebracht, dessen Aufgabe es ist nach beiden Richtungen an einen Klangkörper 13 anzuschlagen.

Der Ankerhub ist durch ein oen Klöppel einseitig abfangendes, verstellbares Anschlagelement Il zum Zwecke der Lautstärkerregulierung einschränkbar. Es besitzt einen irn Trägerteil des Systems exzentrisch gelagerten, zylindrischen Bereich, dessen Abstand zum Anker durch Drehen in Richtung des Pfeils 12 veränderbar ist. Zur Verringerung des Mikrophonieeffektes eines so beschaffenen Systems ist eine relativ zum Magnetjoch fest eingespannte, gestreckte Biegungsfeder 14 mit rundem Querschnitt vorhanden, die an ihrem freien Ende 15 vom Anker bzw. vom Klöppelstiel 16 beaufschlagt wird.

Das freie. Ende der Feder bildet einen Anschlagarm, der als hakenartiger Fortsatz im Winkel zum gestreckten Bereich 18 der Feder steht und zumindest im Berührungspunkt des Ankers senkrecht zur durch die Ankerbewegung bestimmten Ebene verläuft. Der Anschlagarm ist genaugenommen kreisbogenförmig ausgebildet, wobei der dem Kreisbogen zugehörige Krümmungsmittelpunkt in einer im gestreckten Bereich der Feder zwischen ihrem in einem Trägerteil 20 des Weckers, beispielsweise dem Spulenkörper, eingespannten Ende 19 und dem Anschlagarm gelegenen Knickstelle 21 zu suchen ist.

Durch Verbiegen der Feder gemäß Doppelpfeil 17 in einer senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ankers verlaufenden Ebene, um die genannte Knickstelle als Biegungsmittelpunkt herum, kann die Lage des Anschlagarms auf einer den von ihm gebildeten Kreisbogen fortsetzenden Kreisbahn verstellt werden. Dabei verändert sich die Lage des Angriffspunktes des Ankers am Anschlagarm der Feder relativ zum gestreckten Bereich der Feder, wodurch auch ein im gestreckten bo Federbereich erzeugtes Drehmoment verändert wird.

Beim Anschlag des Ankers an die Feder wird diese nun sowohl entsprechend ihrer auf Verbiegen bezogenen Federhärte ausgelenkt als auch durch das Drehmoment mehr oder weniger tordiert. Der Härteh- > wert -ler Feder im Angriffspunkt des Ankers reduziert sich so um den verstellbaren Anteil der Torsion und ist damit als Summe bzw. Differenz aus einem konstanten und einem veränderlichen Wert selber einstellbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

27 Ol 404 Patentansprüche:

1. Wechselstromwecker für Fernsprechgeräte mit einem Schwinganker, der in seinen beiden Bewegungsendlagen jeweils durch einen permanentmagnetischen Flußkreis und in einer Bewegungsrichtung zusätzlich durch eine an einem Ende festgespannte, gestreckte Biegungsfeder belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (14) in an sich bekannter Weise als Biegungsfeder mit rundem Querschnitt aus Draht geformt ist, wobei ihr freies Ende (15) einen sich annähernd senkrecht zur Bewegungsebene des Ankers (1) erstreckenden Anschlagarm für die Berührung mit dem Anker bildet und anschließend daran in einen annähernd parallel zum entsprechenden Bewegungsradius des Ankers verlaufenden, gestreckten Federbereich (18) übergeht, dessen anderes Ende (19) an einem Trägerteil (20) des Weckers festgespannt ist

2. Wecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gestreckte Federbereich zwischen seinem eingespannten Ende (19) und dem Anschlagarm eine Knickstelle (21) aufweist von der aus er sich bis zum Anschlagarm in geneigtem Verlauf von der Bewegungsebene des Ankers entfernt.

3. Wecker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagarm am freien Ende der Feder kreisbogenförmig um einen in der Knickstelle des gestreckten Federbereichs liegenden Mittelpunkt gekrümmt ist.