DE2853698C2

DE2853698C2 - Polarisierter Wecker, insbesondere für Fernsprechgeräte

Info

Publication number: DE2853698C2
Application number: DE19782853698
Authority: DE
Inventors: Gero Ing.(Grad.) 3550 Marburg Sellien
Original assignee: Deutsche Fernsprecher Marburg 3550 Marburg GmbH
Current assignee: Deutsche Fernsprecher Marburg 3550 Marburg GmbH
Priority date: 1978-12-13
Filing date: 1978-12-13
Publication date: 1980-07-03
Also published as: DE2853698B1

Description

Die E. ^c;ndung betrifft einen polarisierten Wecker, insbesondere für Fernsprechgeräte, mit einer auf einen Spulenkörper aufgewickelten Spule, mn einem durch einen zentralen axialen Hohlraum des Spulenkörper

w hindurchlaufenden einstückigen Joch mit im wesentli chen parallel zu den Außenflanschen des Spulenkörpers ansetzenden Jochschenkeln. mn einem das Joch polarisierenden Permanentmagneten, mit einem mitlig schwenkbar gelagerten Anker, der beiderseits der Schwenkachse Ankerpolflächen besitzt, die bei Erre gung der Spule mit Wechselstrom alternierend un entsprechende Jochpolflächen der lochschenkel ange zogen werden und dadurch den Anker in eine periodische Kippbewegung versetzen, durch die ein mit dem Anker fest verbundener Klöppel periodisch gegen mindestens einen Klangkörper sehlägt, und mit einem

den Anker in eine Kippstellung Vorspannenden Fedcrelcment.

Ein derartiger polarisierter Wecker ist aus der DE-OS 25 15 922 bekannt. Das cinstückige Joch des Weckers verläuft durch einen zentralen, axialen Hohlraum des Spulenkörper. Die beiden symmetrisch aus dem Spulenkörper herausragenden Jochtcilc sind art der

Austrittsstelle um jeweils 90 Grad gebogen und verlaufen zuerst parallel zu den AuQenflanschen des Spulenkörpers. Die beiden anschließenden Endstücke des Jochs sind je um 90 Grad auswärts gebogen und verlaufen somit wiederum parallel zur Spulenachse. Die beiden auswärts gebogenen Endflansche stellen die Jochpolflächen dar, denen entsprechend bemessene Ankerpolflächen gegenüberliegen.

Aus der DE-PS 21 49 008 ist ein derartiger polarisierter Wecker bekannt, dessen Joch ebenfalls parallel zur '° Spulenachse verlaufende Endflansche besitzt, denen entsprechende Ankerpolflächen eines ebenen Ankers gegenüberliegen, die durch Federelemente derart gehalten werden, daß die Ansprechempfindlichkeit und die Schlagleistung des Antriebssystems unabhängig voneinander optimiert werden können.

Aus dem DE-Gbm 77 37 318 ist es ferner bei derartigen polarisierten Weckern bekannt, den Zwischenraum zwichen der Mantelfläche des Jochs und der Wandung des Hohlraums des Spulenkörpers mittels eines aushärtenden Klebers auszufüllen, um die Bewegungen des Jochs relativ zum Spulenkörper, und die damit einhergehende Mikrophonie zu verringern.

Eine genaue Analyse des Verlaufs der magnetischen Feldlinien hat gezeigt, daß bei den bekannten polarisierten Weckern, deren Joche parallel zur Spulenachse ausgerichtete Endflansche aufweisen, der größte Anteil des magnetischen Flusses an derjenigen Stelle vom loch in den Anker übergeht, an welcher die Endflansche mit einem fertigungsbedingten Krümmungsradius in die parallel zu den Außenflanschen der Spulenkörper verlaufenden Abschnitte der Jochschenkel übergehen, während über die ebene Jochpolfläche der Endflansche nur ein relativ geringer Teil des magnetischen Flusses in den Anker übergeht. Ferner hat es sich gezeigt, daß bei dieser bekannten Jochform schon vor der Übergangsstelle der Jochschenkel in die Endflansche ein beachtlicher Streufluß aus dem Joch austritt, die Spule durchläuft und sich gegebenenfalls über den zen'ralen Teil des Ankers schließt. Dieser Streuflußanteil ist für die auf die Ankerpolflächen ausgeübte Anziehungskraft verloren und läßt sich nur durch eine entsprechend höhere Amperewindungs/ahl der Spule kompensieren.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen polarisierten Wecker der eingangs genannten Art anzugeben, der einen verringerten magnetischen Streufluß besitzt, so daß im wesentlichen der gesamte vom Permanentmagneten und der Magnetspule erzeugte magnetische Fluß an den |ochpolflächen in die gegenüberliegenden ^r>0 Ankerpolflächen übertritt, wobei die Herstellung des Weckers kos'engünstig und pinfach sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem polarisierten Wecker der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Jochschenkel parallel zu den Außenflanschen der Spulenkörper stumpf in Stirnflächen enden, die den Ankerpolflächen als Jochpolflachen gegenüberliegen.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß aufgrund der crfindungsgcmäßen stumpfen U-Form des Jochs der magnetische Fluß gebündelt an den stumpfen Stirnseiten des Jochs in den beweglich gelagerten Anker übergeht, und daß insbesondere durch den krümmungsfreiün Verlauf der Jochschenkel vom Austritt aus dem Spulenkörper bis zu den stumpfen Stirnseiten am Ende der Jochschenkel kein magnetischer Fluß seitwärts an den Jochschcnkeln austritt und sich durch die Spi'li? hindurch, gegebenenfalls über den mittleren Bereich des Ankers, schließt. Die zur Erzeugung einer auf die Ankerenden wirkenden Anziehungskraft, welche zur Erzielung einer vorgegebenen Schlagkraft des Klöppels, d. h. einer vorgegebenen Lautstärke des Weckers, erforderlich ist, läßt sich aufgrund des wesentlich reduzierten Streuflusses erfindungsgemäß mit einer geringerten Amperewindungszahl der Spule verwirklichen. Außerdem läßt sich aus demselben Grund ein Permanentmagnet verwenden, der eine verringerte Permeabilität besitzt und somit kostengünstiger ist. Schließlich ergeben sich darüber hinaus aufgrund der verkürzten Baulänge ein verringerter Materialaufwand für das Joch und den Anker. Da die Anziehungskraft jeweils am äußersten Ende des Ankers angreift, wird bezüglich der gewählten Baulänge das maximale Kippmoment zur Erzeugung der periodischen Kippbewegiing des Ankers verwirklicht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegen die Stirnflächen der Jochschenkel in einer Ebene, die parallel zur Spulenachse verläuft. Die Ankerpolflächen beiderseits der S'' lenkachse des Ankers weisen dann bevorzugt cL\;n^falls in der abgekippten Stellung denselben Abstand von den Stirnflächen des Jochs auf. Bevorzugt ragen die Stirnflächen der Jochschenkel über die Umfangskante der Außf nflansche des Spulenkörpers hinaus, und der Anker ist eben ausgebiidet und besitzt eine senkrecht zur Spulenachse verlaufende Schwenkachse, die einen geringen vorgegebenen Absland über der Ebene der Stirnflächen der Jochschenkel liegt. Die Ankerpolflächen liegen an den äußersten Enden d« Ankers, so daß der Anker im wesentlichen die Länge des Jochaußenmaßes aufweist.

Zur Erzeugung eines gleichgroßen magnetischen Polarisierungsfeldes an den beiden Jochpolflächen weist bevorzugt der Spulenkörper zur Bildung zweier getrennter, etwa gleich großer Wickelraume radiale Zwischenflansche auf. zwischen denen der Permanentmagnet angeordnet ist und einseitig mit einem Po¹ auf dem durch den Hohlraum des .Spulenkörpers hindurchgeführten Joch aufsitzt. Das aus diesem Pol des Permanentmagneten austretende Magnetfeld schließt sich dann in beiden Richtungen über das |och. die Jochpolllächen. die Ankerpolflächen sowie den Anker, dessen Schwenkachse bei dieser Ausführungsform bevorzugt auf dem fre'"n Pol des Permanentmagneten befestigt ist.

Bevorzugt sind in die Ankerpolflächen des Ankers Trennstifte aus nicht-magnetischem Material cingenietet. deren Nieiköpfe den Jochpolflächen zugewandt sind, und die die Ankerpolflächen auch in angezogenem Zustand einen vorgegebenen Abstand von den Jochpolflächen entfernt halten, um ein magnetisches Anhaften an de--, !och zu verhindern. Die Trennstifte können bezüglich der Unterseite des Ankers eine unterschiedliche Höhe aufweisen.

Um sicherzustellen, daß auch an der Übergangsstelle zwischen dem mittleren Jochbereich und den senkrecht aufgebogenen Jochschenkeln ein möglichst geringer Anteil des magnetischen Flusses als Streufluß aus dem Joch austritt, geht der mittlere, vom Spulenköper umschlossene Abschnitt des Jochs mit einem vorgegebenen relativ großen inneren Krümmungsradius in die Jochüchenkel über. Der innere Krümmungsradius liegt bevorzugt im Bereich zwischen I und 4 mm, er liegt besonders bevorzugt im Bereich zwischen 2 und 3 mm.

Bevorzugt wird das Joch formschlüssig gegen Längsverschiebung im Spulenkörper gesichert. Zu

diesem Zweck wird entweder das Joch mit einem oder mehrern Vorsprüngen versehen, die mit Anschlagflächen am Spulenkörper zusammenwirken. Alternativ können an den den Jochschenkeln abgewandten Außenflächen der Außenflansche des Spulenkörpers Ansätze vorgesehen sein, die über den Hohlraum des Spulenkörpers hinaus gezogen sind Und Ausnehmungen zur formschlüssigen Aufnahme des Jochs sowie Bohrungen zur Befestigung des Spulenkörper an der Grundplatte des Weckers enthalten. Durch diese Maßnahme wird die einwandfreie Maßhaltigkeit und Zusammenwirken der einzelnen Weckerteile sichergestellt.

Zur Vereinfachung der Herstellung besteht der Spulenköfpcr bevorzugt aus zwei Formhälften, deren Trennfugcn in einer zur Spulenachse parallelen Ebene liegen. Um eine Bewegung des Jochs relativ zum Spulenkörper zu vermeiden, welche die Ursache für die Erzeugung unerwünschter Mikrophonieströmc ist, werden bervorzugt die beiden Formhälften des Spulenkörpers kraft- und formschlüssig gegen das Joch gedrückt und dann miteinander z. B. durch eine Ultraschallverschwcißung verbunden. Zusätzlich zu der durch die Ansät/e an den Außcnflanschcn des Spulenkörpers bewirkte Abstützung des Jochs wird durch die letztgenannte Maßnahme die Lagefestigkeil des Jochs wesentlich verbessert.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Teilansicht des erfindungsgcmäßcn polarisierten Weckers, teilweise im Schnilt:und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie Uli der Fig. 1.

Die F i g. I und 2 /eigen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Ein aus einer unleren Formhälftc 4 und einer oberen Formhälfte 6 bestehender Spulenkörper 4, 6 weist zwei zueinander parallele Außenflanschc 8 sowie zwei voneinander beabslandete parallele Zwischenflansche 9 auf. wobei die Trennfuge -der beiden Formhälften 4, 6 in einer Ebene liegt, die einen geringen Abstand zur Spulenachse besitzt. Durch

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axialer Richtung ein Hohlraum, der von einem einslückigen loch 10 aus magnetischem Material ausgefüllt ist. Das Joch 10 besitzt einen rechteckförmigen Querschnitt und weist im wesentliche zwei parallel zu den Außenflanschen 8 des Spulenkörpers 4, 6 ansetzende |ochschcnkel 12 auf. die über ihre gesamte Länge parallel zu den Außenflanschen 8 verlaufen und stumpf in der betreffenden Ebene parallel zu den Außenflanschen 8 enden. Die Stirnflächen 14 der Jochschenkel 12 stellen die Jochpolflächen dar, die Ankerpolflächen 16 gegenüberliegen, weiche an den äußeren Enden eirins mittig schwenkbar gelagerten Ankers 18 senkrecht ^.jr Spulenachse verläuft und einen geringen vorgegebenen Abstand über der Ebene der Stirnflächen 14 der Jochschenkel 12 liegt. Die Schwenkachse 22 ist auf dem auswärts gerichteten Pol eines Permanentmagneten 28 befestigt, der zwischen den Zwischenflanschen 9 des Spulenkörpers 4, 6 angeordnet ist und mit dem auf die Spulenachse gerichteten Pol auf dem Joch 10 fest aufsitzt. Die Stirnflächen 14 der Jochschenkel 12 überragen die Umfangskante der benachbarten Außenflansche 8 des Spulenkörpers 4, 6 geringfügig. Der Anker 18 ist eben ausgebildet und besitzt eine Länge, die im wesentlichen dem Außenmaß des Jochs 10,12 entspricht.

Eine Blattfeder 24 ist mit einem Ende an einem Ansatz 26 befestigt, der an der Grundplatte 36 des Weckers sitzt und ein Ende des Ankers 18 übergreift. Das andere Ende der Blattfeder 24 drückt gegen das andere Ende des Ankers 18 und spannt dieses in eine Kippstellung vor.

Der Anker 18 besitzt an den Ankerpolflächen 16 je einen Trennstift 20 aus nicht-magnetischem Material, der der! Anker auch in der gegen die entsprechende Jochpolfläche gezogenen Zustand von der Jöchpolfläehe einen vorgegebenen Abstand entfernt hält, um ein magnetisches Anhaften des Ankers 18 am Joch 10 zu Verhindern.

Die unlere Formhälfte 4 und die obere Formhälfte 6 des Spulenkörpers 4, 6 sind kraft- und formschlüssig gegen das Joch 10 gedruckt und miteinander durch eine Ultraschallverschwcißung verbunden, um die Lagefestigkeit des Jochs 10,12 relativ zum Spulenkörper 4,6 zu verbessern und die Erzeugung unerwünschter Mikrophonicslröme zu verringern.

Der mittlere Abschnitt des Jochs 10, der vom Spulenkörper 4, 6 fest umschlossen ist, geht mil einem relativ großen inneren Krümmungsradius in die Jochschcnkcl 12 über. Dadurch wird bewirkt, daß an dieser Krümmungsstclle kein magnetischer Streufluß aus dein |och 10, 12 austritt. Der innere Krümmungsradius r, liegt bei dem dargestellten Ausführuingsbeispiel im Bereich zwischen 2 und 3 mm.

Um das Joch 10 gegen eine Längsverschiebung im Spulenkörper 4, 6 formschlüssig zu sichern, ist an den den Jochschcnkcln 12 abgewandten Bereichen der Außenflächen der Außcnflanschc 8 des Spulenkörpers 4, 6 je ein Ansatz 30 angeordnet, der sich bis in den Bereich des Hohlraums des Spulenkörper 4, 6 benachbart Ausnehmungen 32 aufweist. Die Ausnehmungen 32 sind der Außenfläche des Jochs 10, 12 im Bereich des Hohlraums des Spulenkörpers 4, 6 angepaßt und nehmen das Joch 10 formschlüssig auf. Zur Befestigung des Spulenkörpers 4, 6 an der Grundplatte 36 des Weckers sind ferner in den Ansalzen 30 Bohrungen 34 vorgesehen, durch die entsprechende Befestigungsschrauben 35 hindurchge-

Der Anker 18 ist fest mit einem Klöppel 38 verbunden, dessen Schlagkopf zwischen zwei einander gegenüberliegenden Klangkörpern 40 liegt und bei Bewegung des Ankers abwechselnd gegen die Klangkörper 40 schlägt.

Der magnetische FIuB, welcher den Pertnanenlmagneten 28 an der auf dem Joch 10 aufsitzenden Polfläche verläßt, teilt sich aufgrund der symmetrischen Lage des Permanentmagneten zwischen den Jochschenkeln 12 symmetrisch in einen rechtsseitigen und einen linkseitigen Fluß auf, die beide im Joch 10 und seinen Jochschenkeln 12 ohne merklichen StreuHußaustritt geführt werden und die Jochschenkel an den Stirnflächen 14 verlassen und an den Ankerpolflächen 16 in den Anker 18 aus magnetischem Material eintreten. Von den äußeren Enden des Ankers 18 laufen diese beiden magnetischen Gleichflüsse gegensinnig bis zur Schwenkachse, die mittig auf dem Permanentmagneten 28 sitzt, und den ankommenden magnetischen Fluß in die auswärts gerichtete, frei Polfläche des Permanentmagneten 28 zurückführt

Wird die auf den Spulenkörper 4, 6 aufgewickelte Spule, die in den beiden Wickelräumen 2 und 2" liegt, mit einem Wechselstrom gespeist, so überlagert sich im magnetischen Gleichfeld ein magnetisches Wechselfeld, das sich in der dargestellten Figur zum Betrachtungs-

Zeitpunkt im gesamten Joch 10, 12 voll links nach rechts erstreckt und dem Gleichfcld überlagert. Das Wechsel-Feld wird ebenfalls vollständig im Joch geführt und verläßt die rechte Stirnfläche 14 des rechten Jochschcnkels 12 ohne wesentlichen seitlich gerichteten Strciifluß und tritt in die gegenüberliegende Ahkerfläehe 16 des Ankers 18 ein: anschließend verläuft das Wcchselfcld im Anker }3 zu dessen anderem Ende, wo es aus der Ankerpolfläche 16 austritt und in die gegenüberliegende Stirnfläche 14 des linken Jochschenkels eintritt. Durch die erfindungsgemr Be stumpfe U-Form des Jochs 10, 12 wird erreicht, daß im wesentlichen der gesamte Magnetfluß clic joelischenkci 12 ah den Stirnflächen 14 verläßt bzw. eintritt und somit zur Erzeugung der auf die finden des Ankers ausgeübten Anziehungskraft /ar Verfügung steht. Möglicher StrcuFluß wird an der Übergangsstelle zwischen den lochschcnkcln und dciii mittleren, vom Spulenkörper 4, 6 bedeckten Jochab-

schnitt durch die Wahl eines entsprechend großen Krümmungsradius an diesen Stellen verhindert. Die Wahl eines gjeignet großen inneren Krümmungsradius an der Übergangsstelle zwischen Jochschcnkcl 12 und mittlerem Jochabschnill wird bei zunehmend kleiner gewählten LuFlspalten zwischen den Ankerenden und den Stirnflächen 14 der lochschenkcl 12 zunehmend wichtigen da dünn ein zu kleiner Krümmungsradius zunehmend stärker in- die Erzeugung von SiretiFlüß eingeht.-

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Polarisierter Wecker, insbesondere für Fernsprechgeräte, mit einer auf einen Spulenkörper aufgewickelten Spule, mit einem durch einen zentralen axialen Hohlraum des Spulenkörpers hindurchlaufenden einstückigen Joch mit im wesentlichen parallel zu den Außenflanschen des Spulenkörpers ansetzenden Jochschenkeln, mit einem das Joch polarisierenden Permanentmagneten, mit einem mittig schwenkbar gelagerten Anker, der beiderseits der Schwenkachse Ankerpolflächen besitzt, die bei Erregung der Spule mit Wechselstrom alternierend an entsprechende Jochpolflächen der Jochschenkel angezogen werden und dadurch den Anker in eine periodische Kippbewegung versetzen, durch die ein mit dem Anker fest verbundener Klöppel periodisch gegen mindestens einen Klangkörper schlägt, und mit einem den Anker in eine Kippstellung vorspannenden Federelement, dadi/rch gekennzeichnet, daß die Jochschenkel (12) parallel zu den Außenflanschen (8) des Spulenkörpers {4, 6) stumpf in Stirnflachen (14) enden, die den Ankerpolflächen (16) als Jochpolflächen gegenüberliegen.

2. Polarisierter Wecker nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet daß die Stirnflächen (14) der Jochschenkel (12) in einer Ebene liegen, die parallel zur Spulenachse verläuft.

3. Polarisierter Wecker nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (14) der Jochschenkel (12) über die Umfangskante der Außcnflansche (8) des Spulenkör^ers (4, 6) hinausragen, und daß der Anker (18) eben ausgebildet ist und eine senkrecht /ur Spulena'. ->e verlaufende Schwenkachse besit/i, die einen geringen vorgegebenen Abstand über der Ebene der Stirnflächen (14) der |ochschenkel(12) liegt.

4. Polarisierter Wecker nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (4, 6) zur Bildung zweier getrennter Wickclraume (2, 2) radiale /wischenflanschc (9) aufweist, zwischen denen de.· Permanentmagnet (28) angeordnet ist und nut einem Pol auf dem Joch (10) aufsitzt.

5. Polarisierter Wecker nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (18) den |ochpolflächen (16) gegenüberliegende Trennstifte (20) aus nicht-magnetischem Material enthalt.

b. Polarisierter Wecker nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, d.iß die Trennstifte (20) eine unterschiedliche flöhe bezüglich der Unterseite des Ankers (18) aufweisen.

7. Polarisierter Wecker nach einem der vorstehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der miniere, vom Spulenkörper (4, 6) umschlossene Abschnitt des |ochs (10) mit einem vorgegebenen relativ großen inneren Krümmungsradius (r) in die Jochschenkel (12) übergeht.

8. Polarisierter Wecker nach Anspruch 7, dadurch gckenn/.eichnct, daß der innere Krümmungsradius (/',) mit dem der mittlere Abschnitt des Jochs (10) in die lochschenkel (12) übergeht, im Bereich von I bis 4 mm liegt.

9. Polarisierter Wecker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß el cc innere Krümmungsradius (r,), mit dem der mittlere Abschnitt des Jochs (10) in

die Jochschenkel (12) übergeht, im Bereich zwischen 2 und 3 mm liegt.

10. Polarisierter Wecker nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (10) gegen L'ängsverschiebung im Spulenkörper (4,6) formschlüssig gesichert ist.

11. Polarisierter Wecker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (10) mit einem oder mehreren Vorsprüngen versehen ist, dr mit Anschlagflächen des Spulenkörpers (4, 6) zusammenwirken.

12. Polarisierter Wecker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an den den Jochschenkeln (J2) abgewandten Bereichen der Außenflächen der Außenflansche (8) des Spulenkörpers (4, 6) Ansätze (30) vorgesehen sind, die über den Hohlraum des Spulenkörpers (4, 6) hinausgezogen sind und Ausnehmungen (32) im Bereich der Enden des Spulenhohlraums zur formschlüssigen Aufnahme des Jochs (10). sowie Bohrungen (34) zur Befestigung des Spulenkörpers (4, 6) an der Grundplatte (36) des Weckers enthalten.

13. Polarisierter Wecker nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (4, 6) aus mindestens zwei Formhälften (4, 6) besteht, deren Trennfugen parallel zur Spulerachse verlaufen, und daß die beiden Formhälften (4, 6) kraft- und formschlüssig das Joch (10) umschließend miteinander verbunden sind.

14. Polarisierter Wecker nach Anspruch 13. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Formhälften (4, 6) des Spulenkörpers miteinander ultraschallverschweißt sind.

15. Polarisierter Wecker nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fcderelement (24) als ebene Blattfeder ausgebildet ist. deren eines Ende mit einem Ansatz (26) der Grundplatte (36) des Wecker·, fest verbunden ist. und deren anderes Ende aul ein lüde des Ankers (18) drückt.