DE3243957C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Wandler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein gattungsgemäßer Wandler ist aus der US-PS 39 35 398 bekannt.

Damit ein Wandler der betrachteten Art einwandfrei arbeitet, sollten die Oberflächen des Schenkels der Ankeranordnung im Arbeitsspalt im wesentlichen parallel zu den einander gegenüberliegenden Polflächen ausgebildet sein. Außerdem sollte das freie Ende des Schenkels bezüglich des Arbeitsspaltes zentriert sein. Dabei ist es in der Praxis wünschenswert, wenn Justier­ einrichtungen vorgesehen sind, die nach dem Zusammen­ bau der Wandleranordnung eine permanente Justierung der Lage des Schenkels der Ankeranordnung ermöglichen. Gemäß der US-PS 36 17 653 werden die Permanentmagnete der Polarisiereinrichtungen nach dem Zusammenbau der Teile des Wandlers magnetisiert und die Justierung des Schenkels der Ankeranordnung er­ folgt nach dieser Magnetisierung durch ein Verdrehen (twisting) des Querstücks des Jochs der Ankeranordnung, wobei eine bleibende Verformung erhalten wird. Dieses Verdrehen erfolgt dabei in den Bereichen des Quer­ stücks, welche den Befestigungs- bzw. Ansatzpunkt für den Schenkel übergreifen. Dieses Justierverfahren führt zwar zu einer deutlichen Verbesserung der mechanischen Stoßfestigkeitgegenüber früher gebauten Wandlern, an­ dererseits ist das Verfahren jedoch mit gewissen Nach­ teilen verbunden, die nachstehend erläutert werden. Einer der Nachteile der bleibenden bzw. unelastischen Justierung des Querstückes ergibt sich aufgrund der internen Spannungen, die in den Teilen des Materials des Querstücks zurückbleiben, in denen das Material nach dem Glühen verformt wird. Diese inneren Span­ nungen, die durch das Verdrehen hervorgerufen werden, verringern die Festigkeit des Querstücks. Daher müssen die Dicke und andere Abmessungen des Querstücks be­ züglich der Abmessungen des Schenkels so gewählt wer­ den, daß diese Schwächung kompensiert wird. Außerdem führt die Justierung durch Verdrehen, unabhängig da­ von, daß der Festigkeitsverlust kompensiert werden muß, unausweichlich dazu, daß die Festigkeit des ver­ drehten Querstücks nach der Justierung, bezogen auf die Drehrichtung, in der einen Richtung wesentlich größer ist als in der anderen. Außerdem führen die bleibenden inneren Spannungen zu Kriechvorgängen, welche die Genauigkeit der Justierung beeinträchtigen. Unter gewissen Bedingungen fehlt damit dem justierten Wandler die erforderliche Stabilität hinsichtlich der Positionierung des Schenkels im Arbeitsspalt.

Die Justierung durch Verdrehung des Querstücks unter­ liegt außerdem Einschränkungen hinsichtlich der Genauig­ keit, mit der der Schenkel im Arbeitsspalt positioniert werden kann. Beispielsweise führt ein Verdrehen des Querstücks zu einem Schwenken des Schenkels um eine im Querstück verlaufende Achse. In den Fällen, in denen eine Justierung des Schenkels zur Parallelausrichtung seiner Flächen gegenüber den Polflächen nicht erfor­ derlich ist und lediglich die richtige Zentrierung des Schenkels im Arbeitsspalt erreicht werden soll, beeinträchtigt nun aber das Verdrehen des Querstücks zur Zentrierung die Genauigkeit der Parallelausrich­ tung in mehr oder weniger starkem Maße. In diesem Fall stellt also die Justierung im wesentlichen einen Kompromiß dar, bei dem eine bessere Zentrierung er­ reicht wird, indem man Abstriche hinsichtlich der Parallelausrichtung der Schenkelflächen zu den Pol­ flächen macht. In gewissen Einsatzfällen, beispiels­ weise bei den Empfängern von Hörhilfen und dergleichen, verringert dieser Kompromiß die Empfindlichkeit (bei gegebener Speisespannung) und erhöht die harmonischen Verzerrungen, während sich gleichzeitig die Empfind­ lichkeit für diese Verzerrungen in Abhängigkeit von dem Vormagnetisierungsstrom, d. h. dem Strom zur Er­ zeugung einer (magnetischen) Vorspannung ändert.

Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik und der vorstehend aufgezeigten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten elektromechanischen Wandler anzugeben, bei dem die mit einem Verdrehen des Querstücks verbundenen Nach­ teile der bisherigen Justierung vermieden werden und bei dem eine sehr genaue Justierung ohne eine bleiben­ de und nachteilige Verformung des Querstücks erreicht werden kann. Weiterhin liegt der Erfindung die Auf­ gabe zugrunde, ein Verfahren zum Justieren eines elek­ tromagnetischen Wandlers gemäß der Erfindung anzu­ geben.

Was den Wandler selbst anbelangt, so wird die ge­ stellte Aufgabe gemäß der Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patenanpruchs 1 gelöst.

Zur Justierung eines Wandlers gemäß der Erfindung hat sich ferner ein Verfahren bewährt, welches durch die Verfahrensschritte gemäß Patentanspruch 24 gekennzeichnet ist Der besondere Vorteil des Wandlers und des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß die erforder­ lichen bleibenden Verformungen im Bereich der Joch­ arme hervorgerufen werden können, wo keine nach­ teiligen Einflüsse zu befürchten sind. Insbesondere wird erfindungsgemäß erreicht, daß eine einmal vorge­ nommene Justierung später nicht durch ins Gewicht fallende Kriechvorgänge beeinträchtigt wird. Außerdem ist es ein Vorteil von Wandler und Verfahren gemäß der Erfindung, daß die Möglichkeit besteht, die Ju­ stierung in zwei getrennten Schritten durchzuführen, wobei der Schenkel der Ankeranordnung während des einen Schrittes eine im wesentlichen geradlinige Translationsbewegung senkrecht zu seinen Hauptebenen ausführt, ohne daß, ähnlich wie beim Verdrehen eines Querstücks, eine überlagerte Bewegung vorhanden ist. Demgemäß lässt sich ein Wandler gemäß der Erfindung wesentlich besser optimal justieren, was insgesamt zu einem Wandler mit entsprechend verbesserter Leistung und Stabilität führt.

Zweckmäßige Ausführungsarten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines vollständig zusammengebauten elektromechanischen Wandlers gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Wand­ ler gemäß Fig. 1 nach der Justierung desselben und nach seinem Einbau in ein Gehäuse;

Fig. 3 einen Querschnitt durch den in einem Gehäuse montierten Wandler gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine Seitenansicht der Anker­ anordnung und der Polarisierein­ richtungen des Wandlers gemäß Fig. 1 zur Erläuterung eines ersten Justierschrittes, bei dem eine Dreh­ bzw. Schwenkbewegung des Schenkels der Ankeranordnung herbeigeführt wird;

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Seiten­ ansicht zur Erläuterung eines zweiten Justierschrittes, bei dem im wesent­ lichen eine translatorische Bewegung des Schenkels der Ankeranordnung zum Justieren derselben herbeige­ führt wird;

Fig. 6 eine Seitenansicht einer ersten ab­ gewandelten Ausführungsform der Ankeranordnung eines Wandlers gemäß der Erfindung;

Fig. 7 eine Seitenansicht einer zweiten ab­ gewandelten Ausführungsform der Ankeranordnung eines Wandlers gemäß der Erfindung;

Fig. 7a eine Teil-Seitenansicht der Ankeran­ ordnung gemäß Fig. 7 mit einer daran montierten Justierbacke und

Fig. 8 eine Seitenansicht einer dritten abgewandelten Ausführungsform der Ankeranordnung des Wandlers gemäß der Erfindung.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 einen elektromechanischen Wandler 12 mit Einrichtungen zum Erzeugen eines po­ larisierenden magnetischen Flusses, die nachstehend einfach als Polarisiereinrichtungen 14 bezeichnet werden, mit einer elektrischen Spule 16 und mit einer Ankeranordnung 18. Die Ankeranordnung 18 be­ sitzt eine Ankerzunge bzw. einen Schenkel 20, an des­ sen im übrigen freien Ende ein Stift 22 befestigt ist. Bei einer als Sender ausgebildeten Ausführungsform, wie sie in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, bewirkt ein elek­ trischer Signalstrom durch die Zuleitungen 24 der Spule eine Auslenkung des Schenkels 20 und des daran befestigten Stiftes 22.

Die Polarisiereinrichtungen 14 bestehen aus einem Paar von Permanentmagneten 26 und 28 und einem Magnet­ streifen 30 aus magnetisierbarem Material hoher Permea­ bilität in Form eines flachen Streifens, der zu einem im wesentlichen geschlossenen Rechteck gefaltet ist. Die Permanentmagnete 26 und 28 sind an dem Streifen 30 befestigt und haben im wesentlichen flache, parallel zueinander angeordnete und einander gegenüberliegende Oberflächen, die einen Arbeitsspalt 32 definieren.

Die Ankeranordnung 18 ist ebenfalls aus magnetisierba­ rem Material hoher Permeabilität hergestellt und um­ fasst den Schenkel 20 sowie ein Joch 34. Das Joch ist dabei aus einem flachen Blech hergestellt und so ge­ faltet, daß sich zwei Arme 36 und 38 ergeben, die durch ein damit einstückiges Querstück 40 verbunden sind. Der Schenkel 20 besteht aus Flachmaterial und ist länglich und dabei im wesentlichen rechteckig ausgebildet. Ein Ende des Schenkels 20 ist an dem Quer­ stück 40 mit einer stabilen Schweißnaht 42 hoher Festigkeit, beispielsweise mittels einer Laserschweiß­ naht verbunden. Die Spule 16 umgibt den Schenkel 20 und paßt in den Zwischenraum zwischen dem Querstück 40 und dem Magnetstreifen 30. Die Spule ist zunächst am Magnetstreifen 30 befestigt. Für die Zuleitungen 24 der Spule 16 ist im Querstück 40 eine Aussparung 44 vorgesehen, so daß die Zuleitungen 24 nach außen geführt werden können, ohne zur Gesamthöhe des Wand­ lers beizutragen.

In dem Magnetstreifen 30 und in den Armen 36, 38 der Jochanordnung sind Sichtschlitze 46 ausgebildet, die die Beobachtung der Lage von Teilen des Schenkels 20 im Arbeitsspalt 32 ermöglichen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3 be­ sitzt jeder der Arme 36, 38 zwei Kerben 48, die einan­ der gegenüberliegen und einen Hals 50 definieren. Die Hälse 50 liegen dabei zwischen Endbereichen 52 und 54 der Arme 36, 38. Die Endbereiche 52, 54 passen genau über den Magnetstreifen 30, und die Endbereiche 52 sind an diesem mittels zweier durch Widerstandschweißung erzeugter Schweißpunkte 56 befestigt.

Jeder der Arme 36, 38 besitzt einen Schlitz 60 mit zwei langen Teilstücken, durch welche zwei längliche, im wesentlichen prismatische Streben 62 definiert wer­ den, die parallel zur Hauptrichtung des Schenkels 20 verlaufen. Zwischen den Streben 62 liegt ein Justier­ ansatz 64 mit einer Öffnung 66. Die Öffnung 66 liegt dabei im wesentlichen in der Mitte der Längserstreckung der Streben 62.

Der Zusammenbau des Wandlers erfolgt, indem die Teile in der in Fig. 1 gezeigten Lage zusammengesetzt werden, wobei zunächst die Schweißpunkte 56 und 58 (auf letztere wird weiter unten noch eingegangen) noch nicht vorhan­ den sind. Wenn dann die Spitze bzw. das freie Ende des Schenkels 20 etwa in die richtige Lage im Arbeitsspalt 32 gebracht ist, werden die Schweißpunkte 56 herge­ stellt. Im Anschluß daran werden die nachfolgend be­ schriebenen Schritte ausgeführt.

Zuerst erfolgt eine anfängliche Drehjustierung, indem auf die Kanten des Querstücks 40, die in Fig. 1 durch Pfeile angedeuteten vertikalen Kräfte F3 sowie die Kräfte F1 und F2 (die ein Kräftepaar bilden) ausgeübt werden, wobei die Hälse 50 plastisch verformt werden und somit als Angeln bzw. Gelenke dienen. Bei diesen Einstellarbeiten kann man die Spitze des Schenkels durch die Sichtschlitze 46 beobachten und die Spitze dabei so einstellen, daß sie im wesentlichen parallel zu den Magneten 26, 28 ausgerichtet ist. Wenn die Ebene, in der der Schenkel 20 liegt, bereits anfänglich eine Lage annimmt, in der sie im wesentlichen denselben Ab­ stand von dem Magneten 26 auf der zu dem Arm 36 gehö­ rigen Seite hat wie von dem Magneten 28, der angren­ zend an den anderen Arm 38 angeordnet ist, kann so­ mit die Kraft F3 auf das Querstück 40 einwirken, um im wesentlichen eine Drehung des Schenkels um eine Achse herbeizuführen, welche senkrecht zur Ebene der Arme 36, 38 durch deren Hälse 50 hindurchgeht. An­ dererseits kann man das Kräftepaar F1 und F2 auf die Anordnung einwirken lassen, um jede erforderliche Drehung des Schenkels 20 um eine Achse herbeizuführen, die parallel zu seiner Längsachse verläuft, um auf diese Weise zu erreichen, daß die Spitze des Schenkels 20 parallel zu den einander gegenüberliegenden Magnet­ flächen ausgerichtet wird. Bei diesen Einstellarbeiten tritt vorzugsweise keine plastische Verformung der Streben 62 auf, was man dadurch erreicht, daß man die Schlitze bzw. Kerben 48 so tief macht, daß die Hälse 50 dünn genug werden, um die plastische Ver­ formung an dieser Stelle auftreten zu lassen. Wenn die beschriebenen Justiermaßnahmen abgeschlossen sind, werden die Schweißpunkte 58 hergestellt, um die Endbereiche 54 mit dem Magnetstreifen 30 zu verbinden und auf diese Weise eine weitere Verformung der Hälse 50 während der nachfolgenden Justierschritte zu verhindern.

Der nächste Schritt besteht darin, daß man die Magnete 26 und 28 magnetisiert, indem man den gesamten Wandler 12 einem starken äußeren magnetischen Feld aussetzt (entsprechende Einrichtungen können später verwendet werden, um die voll magnetisierten Magnete bis zu dem gewünschten Arbeitspunkt zu entmagnetisieren).

Durch die Magnetisierung der Magnete 26, 28 wird die Lage der Spitze des Schenkels 20 im Arbeitsspalt 32 zusätzlich zu einer Funktion der magnetischen Kräfte, welche auf die Spitze einwirken, so daß diese nicht mehr ihre "natürliche Lage" einnimmt, die sich bei Fehlen derartiger magnetischer Kräfte ergeben würde. Wenn die Spitze des Schenkels 20 etwa in der Mitte zwischen den Magnetpolflächen liegt, sind die resul­ tierenden Kräfte an der Spitze Null und im übrigen umso größer je weiter sich die Spitze des Schenkels 20 aus dieser Mittelstellung entfernt. Der Zweck der folgenden Einstellarbeiten, die nachstehend be­ schrieben werden, besteht darin, die Spitze des Schenkels 20 in die Mittelstellung bzw. in unmittel­ bare Nähe der Mittelstellung zu bringen, wo die besten Betriebsbedingungen erreicht werden, wobei alle Betriebsparameter, wie z. B. die Toleranzen der Magnete, die Hysterese, die Höhe eines der Erzeugung einer Vorspannung dienenden Gleichstroms (Vormagnetisierungsstrom) usw. in Be­ tracht bezogen werden. Wenn die abschließenden Justier­ arbeiten ausgeführt sind, befindet sich also die Spitze des Schenkels 20 im wesentlichen in ihrer "natür­ lichen Lage".

Nach der Magnetisierung wird der Magnetstreifen 30 mittels einer geeigneten Halterung festgelegt, wobei Justierstifte der Halterung (nicht dargestellt) frei in die Öffnungen 66 eingeschoben werden. Anschließend erfolgt eine zweite, im wesentlichen translatorische Justierung, indem man vertikale Kräfte, d. h. Kräfte, die in Richtung der Pfeile F4 und F5 in Fig. 1 wirken, über die Justierstifte auf die Justieransätze 64 aus­ übt und damit auf die beiden Paare von Streben 62, wodurch der Schenkel 20 im Arbeitsspalt 32 durch eine im wesentlichen vertikale Verschiebung justiert wird. Auf diese Weise wird die bereits erreichte parallele Ausrichtung des Schenkels 20 bezüglich des Arbeits­ spalts 32 im wesentlichen aufrechterhalten, während der Schenkel 20 im übrigen zwischen den Polflächen zentriert wird. Bei Wandlern, bei denen es erforder­ lich ist, daß ein hoher, der Vorspannungserzeugung dienender Gleichstrom (Vormagnetisierungsstrom) fließt, kann diese Zentrierung anstelle einer mechanischen Zentrierung eine wirk­ same magnetische Zentrierung sein.

Wenn es erwünscht ist, kann die zweite Justierung nicht nur in einer im wesentlichen translatorischen Verlagerung des Schenkels 20 bestehen, wie sie oben beschrieben wurde und wie sie sich ergibt, wenn man auf die beiden Jocharme 36 und 38 im wesentlichen gleiche Kräfte F4 und F5 einwirken läßt, sondern eine zusätzliche Drehjustierung einschließen, die sich dann ergibt, wenn an den Öffnungen 66 unter­ schiedliche Kräfte F4 und F5 einwirken. Die Drehung erfolgt in diesem Fall um eine parallel zur Längsachse des Schenkels 20 verlaufende Achse.

Fig. 4 und 5 zeigen jeweils ein Beispiel der ge­ trennt auszuführenden, vorstehend beschriebenen Ju­ stierschritte. Bei der ersten Justierung bzw. der Dreh­ justierung zur Erzielung einer parallelen Ausrichtung des Schenkels wird gemäß Fig. 4 eine Kraft F3 auf das Querstück 40 ausgeübt, um die Hälse 50 plastisch zu verformen und so zu erreichen, daß der Schenkel 20 parallel zu den Flächen der Magnete 26, 28 ausgerich­ tet wird. Nach diesem ersten Justierschritt werden die zunächst noch fehlenden Schweißpunkte 58 herge­ stellt, wie dies Fig. 5 zeigt. Nach der Magnetisierung der Magnete 26, 28 wird der Magnetstreifen 30 festge­ halten, während an den Justieransätzen 64 die Kräfte F4 und F5 angesetzt werden, um den Schenkel 20 im Arbeitsspalt 32 zu zentrieren. Bei dieser Justierung werden die Streben 62 elastisch/plastisch gebogen und so verformt, daß sie eine "S-förmige" Krümmung er­ halten, wie dies die Zeichnung zeigt. Im Endeffekt führt der Schenkel 20 dabei eine rein translatorische Bewegung bezüglich der an dem Streifen 30 fixierten Enden der Jocharme 36, 38 aus. Es sind drei Hauptbe­ dingungen zu beachten, die zu diesem Ergebnis führen:
1. die Bereiche der Arme, welche an die Enden eines Paares von Streben angrenzen, sind starr;
2. die Justierkraft, beispielsweise die Kraft F4, greift, bezogen auf die Längserstreckung der Streben 62 in der Mitte derselben an und
3. der Querschnitt der Streben ist symmetrisch zur Längsmittelachse jeder der Streben, während die Verformbarkeit bzw. Festigkeit des Jocharm­ materials über den Querschnitt der Streben homo­ gen ist.

Im Hinblick auf die erste Bedingung werden die Ab­ messungen der Jocharme so gewählt, daß sich zwischen dem Querstück 40 und den Kerben 48 einerseits und den diesen am nächsten benachbarten Stellen der Schlitze 60 andererseits ein angemessener Abstand ergibt. Die zweite Bedingung wird annähernd erfüllt, wenn man die Öffnungen 66 in Längsrichtung der Streben 62 etwa in die Mitte derselben legt. Die dritte Bedingung kann teilweise angenähert werden, indem man die Streben 62 so herstellt, daß sie einen konstanten Nenn-Quer­ schnitt besitzen. In der Praxis, wo diese Bedingungen aufgrund der beschriebenen Maßnahmen nicht hinreichend genau erfüllt werden können, ist es nützlich in Ver­ bindung mit jedem Paar paralleler Streben 62 diese Streben so auszubilden, daß sie im Vergleich zur Gesamthöhe des Jocharms schlank sind, wodurch das Erreichen einer kleinen, im allgemeinen vernach­ lässigbaren Drehkomponente bei dem zweiten Justier­ schritt unterstützt wird. Außerdem setzen die paar­ weise im Abstand voneinander angeordneten Streben einer Drehkomponente beim zweiten Justierschritt selbst dann einen erheblichen Widerstand entgegen, wenn die Bedingungen 1 bis 3 nicht besonders gut erfüllt sind. Dieser Zusammenhang wird weiter unten in Verbindung mit Fig. 7 noch näher erläutert.

Wenn die vorstehend angegebenen Bedingungen 1 bis 3 exakt erfüllt sind, wird die resultierende Zug/Druck- Kraft in jeder Strebe zu Null. In der Praxis ist die resultierende Zug/Druck-Kraft beispielsweise dann, wenn die Justierkraft F4 nur näherungsweise in der Strebenmitte wirkt, klein, und es ergibt sich an einer Strebe eine vernachlässigbare Tendenz für ein Ausbuckeln (wie bei einer Säule).

Während die Konstruktion mit paarweise im Abstand voneinander angeordneten Streben bevorzugt wird, können vorteilhafte Ergebnisse auch mit einer einzel­ nen Strebe erzielt werden, wenn man die Justierkraft in Längsrichtung der Strebe,etwa in deren Mitte, an­ greifen läßt. Ein entsprechendes Ausführungsbei­ spiel ist in Fig. 8 gezeigt, gemäß welcher die Anker­ anordnung 108 zwei Jocharme 110 aufweist, die über ein Querstück 112 einstückig miteinander verbunden sind. Dabei ist auch hier wieder ein Schenkel 114 vorgesehen, welcher mit der Ankeranordnung 108 mittels einer der Schweißnaht 42 entsprechenden Schweißnaht 116 verbunden ist. Beim Ausführungsbei­ spiel gemäß Fig. 8 ist in den Armen 110 jeweils ein L-förmiger Schlitz 118 vorgesehen, welcher eine einzi­ ge Strebe 120 und einen Justieransatz 122 definiert. Eine Öffnung 124 im Justieransatz 122 liegt dabei et­ wa in der Mitte der Längserstreckung der Strebe 120. Zwei Schweißpunkte 126 entsprechen den Schweißpunkten 56, während zwei weitere Schweißpunkte 128 den Schweiß­ punkten 58 entsprechen, wobei diese Schweißpunkte zum Befestigen der Jocharme 110 an einem Magnetstreifen 130 dienen. Zwei Kerben 131 dienen demselben Zweck wie die Kerben 48. Die Schritte des Zusammenbaus und der Justierung sind bei diesem Ausführungsbei­ spiel dieselben wie beim dem Ausführungsbeispiel ge­ mäß Fig. 1 bis 5. Wenn die Justierkraft F9 im wesent­ lichen in der Mitte der Längserstreckung der Strebe 120 angreift, ist die Krümmungsfunktion des elastisch/ plastisch verformten Trägers, der durch die verformte Strebe gebildet wird, im wesentlichen eine ungerade Funktion in Richtung der Längserstreckung der Strebe und um den Mittelpunkt derselben. Die Steigung der Verformungsfunktion ist folglich an den jeweiligen Enden der Strebe gleich, und folglich ist die Justie­ rung des Schenkels 140 wieder eine im wesentlichen translatorische Justierung ohne überlagerte Dreh­ bewegung.

Die in Fig. 1 bis 5 gezeigte Ausführungsform wird dort bevorzugt, wo das Joch 34 eine angemessene Höhe besitzt, d. h. angemessene Abmessungen in senkrechter Richtung in Fig. 4 und 5. Hierdurch wird es möglich, einerseits einen hinreichend kräftigen Justieransatz 64 und andererseits paarweise angeordnete Streben 62 mit brauchbaren Abmessungen herzustellen. Die für die Streben erforderlichen Abmessungen werden dabei nicht nur durch die mechanischen Erfordernisse bestimmt, sondern auch durch die Fähigkeit der Streben, einen magnetischen Fluß zu führen. So ist es beispielsweise wünschenswert, daß der gesamte magnetische Fluß, der über die vier Streben fließen kann, mindestens gleich dem magnetischen Fluß durch den Schenkel 20 ist. In den Fällen, in denen die Höhe des Jochs nicht aus­ reicht, um diese Erfordernisse zu erfüllen, kann man eine abgewandelte Ausführungsform gemäß Fig. 6 ver­ wenden. Bei dem dort gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt die Ankeranordnung 68 zwei Jocharme 70 und ein damit einstückig verbundenes Querstück 72 sowie einen Schenkel 74, der am Querstück mit einer Schweiß­ naht 76 befestigt ist, die der Schweißnaht 42 ent­ spricht. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist ein im wesentlichen rechteckiger Schlitz 78 vorge­ sehen, der die Streben 80 definiert. Die Abmessungen des Schlitzes 78 sind dabei so gewählt, daß die vor­ stehend angegebenen mechanischen und magnetischen Er­ fordernisse für die Streben erfüllt sind. Da in diesem Fall kein Material für einen Justieransatz verbleibt, wird eine eigene Justierplatte 82 mit einer Öffnung 84 an jedem der Jocharme mittels Widerstandsschweißung an zwei Schweißpunkten 86 befestigt. Die Platte 82 kann an zwei Kröpfungsstellen 88 etwas nach außen ge­ kröpft sein, so daß sie einen gewissen Abstand von der Außenseite der Streben 80 besitzt. Im übrigen wird die Öffnung 84 wieder etwa in die Mitte der Längser­ streckung der Streben 80 gelegt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist auch inso­ fern eine Abänderung gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 vorhanden, als die Einschnürungen bzw. Hälse 50 fehlen. Dafür ist jeder Jocharm nur mittels eines einzigen Schweißpunktes mit dem Magnetstreifen verbunden, und die anfängliche Drehjustierung erfolgt um diesen Schweißpunkt. Nach der ersten Justierung wird dann mittels weiterer Schweißpunkte (nicht dar­ gestellt) eine sichere Verbindung zwischen den Joch­ armen und den Magnetstreifen hergestellt.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist dort nützlich, wo nur eine begrenzte Höhe des Joches zur Verfügung steht; andererseits sind jedoch die Justierplatten 82 erforderlich, die die Gesamtbreite des Wandlers er­ höhen.

In denjenigen Fällen, in denen für Justierplatten kein ausreichender Platz zur Verfügung steht, können die Justierplatten weggelassen werden, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Bei dem dort gezeigten Ausführungs­ beispiel umfasst die Ankeranordnung 132 zwei Jocharme 134 und ein einstückig mit den Jocharmen ausgebildetes Querstück 136 sowie einen Schenkel 138, der an dem Querstück mittels einer der Schweißnaht 42 entspre­ chenden Schweißnaht 140 befestigt ist. Mittels recht­ eckiger Schlitze 142 werden in jedem Arm zwei Streben 144 und 145 definiert. Die Abmessungen der Schlitze sind so gewählt, daß über die Streben einerseits der erforderliche magnetische Fluß fließen kann, während die Streben andererseits, wie die Zeichnung zeigt, verkürzt sind, so daß man angrenzend an das Querstück 136 ein größeres massives Teilstück des Jocharms er­ hält. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 ent­ sprechen die Schweißpunkte 146 den Schweißpunkten 56 und die Schweißpunkte 158 den Schweißpunkten 58 und dienen der Befestigung der Jocharme an einem Magnet­ streifen 150. Ferner dienen paarweise angeordnete Kerben 152 demselben Zweck wie die Kerben 48. Der Zusammenbau und die Justierung erfolgt bei dem Aus­ führungsbeispiel gemäß Fig. 7 in derselben Weise wie dies für das erste Ausführungsbeispiel anhand von Fig. 1 bis 5 erläutert wurde, mit dem Unterschied, daß die Kraft bzw. die Kräfte beim zweiten Justier­ schritt an einem anderen Punkt an anderen Punkten angreifen. Beim ersten Justierschritt, bei der Dreh­ justierung wird also nach der Herstellung der Schweiß­ punkte 146 und vor der Herstellung der Schweißpunkte 148 eine Kraft F6 bzw. ein Kräftepaar, welches dem Kräftepaar aus F1, F2 in Fig. 1 entspricht, an den Kanten des Querstücks 136 angesetzt, um eine bleibende Verformung der Hälse 154 zu bewirken und um die Spitze des Schenkels 138 im wesentlichen paral­ lel zu dem Magneten auszurichten. Der zweite Justie­ rungsschritt kann dann nach der Herstellung der Schweißpunkte 148 ausgeführt werden, indem man auf die Kante des Jocharms in der Nähe der dem Querstück 136 benachbarten Enden der Streben eine Kraft F7 ein­ wirken lässt. Diese Kraft F7 bewirkt ein elastisch­ plastisches Verbiegen der Streben 144 und 145, wobei die Streben eine im wesentlichen S-förmige Krümmung erhalten, ähnlich wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Wenn die Kraft F7 in der in Fig. 7 eingezeichneten Richtung einwirkt, wird außerdem eine geringfügige Verkürzung der Strebe 144 und eine geringfügige Dehnung der Strebe 145 bewirkt. Aufgrund dieser Verkürzung einerseits und dieser Dehnung andererseits der beiden Streben 144, 145 ergibt sich eine Drehung des Quer­ stücks 136 und eine Schwenkung des daran befestigten Schenkels 138 bezüglich des Magnetstreifens 150. Es wurde jedoch empirisch festgestellt, daß diese Dreh- bzw. Schwenkkomponente überraschend klein im Vergleich zu der bei der Justierung bewirkten trans­ latorischen Bewegung ist, so daß mit Hilfe einer der Kraft F7 entsprechenden Kraft eine quasi-translatorische zweite Justierung erfolgen kann.

In den Fällen, in denen eine genauere translatorische Justierung erforderlich ist, kann die Ankeranordnung bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 analog zur Justierung der Ankeranordnungen bei den Ausführungs­ beispielen gemäß Fig. 5 oder 6 mit der in Fig. 7a ge­ zeigten abgewandelten Ausführungsform erfolgen. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform, die eine Variante der Ausführungsform gemäß Fig. 7 darstellt, sind Justierklauen 156 vorgesehen, welche Ansätze 158 be­ sitzen, deren Innenkanten 160 vorübergehend mit Spiel an die zugeordneten Kanten des Jocharms 134 angrenzen. Die beiden Justierklauen, von denen jede auf einen der Jocharme einwirkt, sind dabei permanente Bestandteile einer Justier- und Halterungsvorrichtung und sind auf Lagern montiert, die längs einer Achse 162 miteinander fluchten, welche senkrecht zur Zeichenebene verläuft, wobei die Justierklauen aufgrund der Lager um die Achse 162 schwenkbar sind. Die Justierkräfte F8 wer­ den über die Lager der Justier- und Halterungsvorrich­ tung auf die Justierklauen 156 ausgeübt. Wenn die Achse 162 etwa in der Mitte der Längserstreckung der Streben 144 und 145 angeordnet ist, ist die Justierung des Schwenkels 138, die sich beim Einwirken der Kräfte F8 ergibt, eine im wesentlichen translatorische Justierung.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß die in Fig. 6 und 7a gezeigten Varianten der Kon­ struktion gemäß Fig. 5 auch bei Konstruktionen mit einer einzigen Strebe pro Jocharm realisiert werden können, für die Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel zeigt.

Bei der Herstellung von Ankeranordnungen gemäß der Erfindung werden die einzelnen Stücke, die den Schen­ kel und das Joch bilden, zunächst mit der gezeigten Form hergestellt und dann miteinander verschweißt. Es besteht auch die Möglichkeit, den Schenkel ein­ stückig mit dem Joch auszubilden, wie dies in den eingangs zitierten Patentschriften beschrieben ist. In beiden Fällen wird die fertige Ankeranordnung 18 anschließend bei hoher Temperatur geglüht. Hierdurch werden die inneren Spannungen abgebaut, die durch die vorausgehenden Fertigungsschritte verursacht wurden, während gleichzeitig brauchbare magnetische Eigenschaften entwickelt werden. Die Ankeranordnung wird dann mit der Spule 16 und den Polarisiereinrich­ tungen 14 zusammengebaut. Anschließend werden dann die vorstehend beschriebenen weiteren Schritte des Zusammenbaus und der Justierung ausgeführt. Die Ju­ stierschritte sind dabei so geartet, daß nach dem Glühen weder am Schenkel noch am Querstück eine plastische Verformung eintritt. Folglich werden durch die Justierschritte weder das Kriechverhalten noch die Stoßbelastbarkeit dieser Teile der Ankeranordnung be­ einträchtigt. Obwohl bei der Justierung eine elastisch­ plastische Verformung in den Streben eintritt, sind Kriecheffekte aufgrund der bleibenden Spannungen in diesen Teilen vernachlässigbar. Dies ist darauf zu­ rückzuführen, daß die Streben einer weiteren Verfor­ mung, wie sie durch einen Abbau der inneren Spannungen bewirkt werden könnten, durch eine Biegung in Kanten­ richtung entgegenwirken und eine Länge besitzen, die wesentlich kleiner als die des Schenkels ist. Die Steifigkeit jedes Paares von Jocharmen ist, gemessen am Stift 22, typischerweise mehrere hundert Mal größer als diejenige der übrigen Teile der Ankeranordnung, wie sie sich bei einer Biegung des Schenkels oder einer Torsion des Querstücks zeigt. Außerdem ist die Festigkeit der justierten Streben bei allen Aus­ führungsbeispielen bei den in der Praxis infrage kommenden Abmessungen größer als diejenige eines Querstücks, welches durch unelastisches Verdrehen gemäß dem Stande der Technik justiert wurde.

Weitere Vorteile der Erfindung werden bei einer Be­ trachtung von Fig. 2 und 3 deutlich, die den Zusammen­ bau eines Wandlers 12 mit weiteren Teilen zeigen, die den Wandler zu einem elektroakustischen Wandler 90 er­ gänzen. Man erkennt, daß der elektromechanische Wandler 12 in einem becherförmigen Gehäuse 92 beträchtlicher Festigkeit montiert ist, an dem eine Anschlußplatte 94 für die Anschlüsse der Zuleitungen 24 vorgesehen ist. Dabei ist im wesentlichen der gesamte Zwischenraum zwischen den Jocharmen 36 und 38 und dem Gehäuse 92 mit einem Verbindungsmaterial bzw. einem Kleber 96 gefüllt, bei dem es sich um einen starken Kleber hoher Steifig­ keit, beispielsweise um einen Epoxydharzkleber, han­ delt. Auf diese Weise wird die Festigkeit der Jocharme 36 und 38 weiter erhöht.

Bei den Wandlern gemäß dem Stande der Technik war es nicht praktisch, die justierte Ankeranordnung durch ein Verkleben mit einem weiteren Bauteil zu verstärken. Die derzeit verfügbaren Kleber, die für den hier vorgesehenen Zweck möglicherweise brauchbar wären, wie z. B. Epoxydharzkleber, kriechen nämlich bei an­ dauernder Belastung und quellen und schrumpfen außer­ dem in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit der sie um­ gebenden Atmosphäre. Diese Effekte treten auch in dem Klebermaterial 96 auf; die resultierende Wirkung auf die Arbeitscharakteristiken des Wandlers 12 ist jedoch wegen der hohen Steifigkeit der Jocharme im Vergleich zu den übrigen Teilen der Ankeranordnung vernachlässig­ bar. Wegen der vorübergehenden Natur von Kraftimpulsen, wie sie für einen mechanischen Stoß charakteristisch sind, bildet jedoch das Klebermaterial 96, wenn ein geeignetes Material ausgewählt wird, eine wirksame Verstärkung der justierten Streben gegen derartige mechanische Stöße.

Das Gehäuse 92 kann teilweise von einem weiteren becherförmigen Gehäuse 98 umschlossen sein, welches auf das Gehäuse 92 aufgeschoben und mit diesem ver­ klebt ist. Auf diese Weise wird eine schachtelartige Ummantelung mit doppelten Seitenwänden geschaffen, wobei die Ummantelung insgesamt aus einem magneti­ sierbaren Material mit hoher Permeabilität besteht. Der große Überlappungsbereich der Seitenwände der beiden becherförmigen Gehäuse 92, 98 sorgt dabei für einen niedrigen magnetischen Widerstand zwischen den Gehäusen, wodurch das Austreten eines magnetischen Streufelds aus dem Wandler 12 in die Umgebung auf ein Minimum reduziert wird. Dabei sorgt das äußere, becher­ förmige Gehäuse für eine weitere Verstärkung der Kleb­ konstruktion aus den Streben und dem inneren Gehäuse gegenüber mechanischen Stößen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 und 3 ist eine Membran 100 vorgesehen, die längs ihres Umfangs durch die Ringkonstruktion 102 abgestützt ist und an einem Ende durch ein flexibles Gelenk (nicht darge­ stellt) und die an ihrem anderen Ende mit Hilfe des Stiftes 22 (Fig. 2) mit dem Schenkel 20 der Anker­ anordnung verbunden ist. Die Einrichtungen, über die der Raum zwischen der Membran 100 und dem Gehäuse 98 akustisch mit der Umgebung des Gehäuses gekoppelt ist, sind in üblicher Weise ausgebildet und umfassen einen Schlitz 104 im äußeren Gehäuse 98. Schließlich ist in Fig. 3 der Zeichnung noch die innere Öffnung 106 der Spule 16 sichtbar.

Claims (25)

1. Elektromechanischer Wandler mit Polarisiereinrich­ tungen, die mindestens einen Permanentmagneten und zwei einander im Abstand gegenüberliegende, einen Arbeitsspalt definierende Polflächen umfassen, mit einer elektrischen Spule und mit einer Ankeranordnung, welche einen länglichen, im Betrieb einen magnetischen Fluß führenden, durch die Spule hindurch bis in den Arbeitsspalt reichenden Schenkel, ein im Betrieb einen magnetischen Fluß führendes Querstück, welches quer zu dem Schenkel angeordnet und mit dessen vom Arbeits­ spalt abgewandten Ende verbunden ist, und mindestens einen, im Betrieb einen magnetischen Fluß führenden länglichen Jocharm aufweist, der fest mit dem Querstück verbunden ist, sich im wesentlichen in Richtung des Schenkels erstreckt, und einen ersten und einen zweiten Abschnitt aufweist, von denen der erste Abschnitt an den Polarisiereinrichtungen befestigt ist, und von denen der zweite Abschnitt zwischen den Polarisiereinrichtungen und dem Querstück liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt des Jocharms (36, 38) mindestens eine bleibend verformbare Strebe (62) aufweist, die sich über einen beträcht­ lichen Teil des Jocharms (36, 38) erstreckt.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt mindestens zwei, im Ab­ stand voneinander verlaufende, verformbare Streben (62) aufweist.

3. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankeranordnung (18) angrenzend an die Verbindungsstelle zwischem dem Querstück (40) und dem Jocharm (36, 38) einen Justieransatz (64) aufweist, der sich über mindestens einen Teil der Länge der mindestens einen Strebe (62) des Jocharms (36, 38) erstreckt.

4. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt mindestens einen geschlos­ senen Schlitz (60) aufweist, welcher zwei im Ab­ stand voneinander vorgesehene Streben (62) defi­ niert, und daß der Justieransatz (64) zwischen die Streben (62) vorsteht und im Abstand von die­ sen angeordnet ist.

5. Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Streben (62) über dieselbe Länge er­ strecken und daß der Justieransatz (64) eine Öffnung (66) aufweist, die im wesentlichen in der Mitte der Längserstreckung der Streben (62) vor­ gesehen ist.

6. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben (62) einen im wesentlichen kon­ stanten Querschnitt besitzen und parallel zueinan­ der ausgerichtet sind.

7. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Justieransatz (122) eine Öffnung (124) auf­ weist, deren Projektion senkrecht zur Längsachse der Strebe (120) in einen, insbesondere mittleren Bereich der Strebe (120) fällt.

8. Wandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt einen Schlitz (118) auf­ weist, welcher sich einerseits in Längsrichtung des Jocharms (36, 38) erstreckt, um eine Strebe (120) mit gegenüber dem vollen Querschnitt des Jocharms (36, 38) deutlich verringertem Quer­ schnitt zu bilden, und welcher sich außerdem quer zum Jocharm (36, 38) bis zu einer Kante desselben erstreckt, wobei der Justieransatz (122) durch den Schlitz (118) definiert und ein einstückiger Bestandteil des Jocharms (36, 38) ist.

9. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Justieransatz (64, 122) derart ausgebildet ist, daß an ihm ein Justierwerkzeug ansetzbar ist, um eine seitliche Kraft im wesentlichen in der Mitte der Längserstreckung mindestens einer Strebe (62, 120) auszuüben.

10. Wandler nach einem der Ansprüche 3 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Jocharm (36, 38) im wesentlichen flach und einstückig mit dem Justier­ ansatz (64, 122) ausgebildet ist.

11. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Justieransatz (156) den Jocharm (134) in einem Bereich überlappt, der zu­ mindest einen Teil einer Strebe (144, 145) umfasst und daß der Justieransatz (156) mit dem Jocharm (134) verschweißt ist.

12. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Abschnitt min­ destens eine Öffnung (46) vorgesehen ist, durch die hindurch Teile des Schenkels (20) im Bereich des Arbeitsspaltes (32) sichtbar sind.

13. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Querstück (40) im wesent­ lichen flach ausgebildet und senkrecht zur Längs­ achse des Schenkels (20) angeordnet ist.

14. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß der Jocharm (36, 38) einteilig ausgebildet ist.

15. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß das Querstück (40) und der Jocharm (36, 38) an ihrer Verbindungsstelle einstückig ausgebildet sind.

16. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schenkel (20) und das Querstück (40) an ihrer Verbindungsstelle ein­ stückig ausgebildet sind.

17. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß das Querstück (40) seit­ lich in entgegengesetzte Richtungen von dem Schenkel (20) absteht und an jedem Ende einen Jocharm (36, 38) trägt, wobei die beiden Jocharme (36, 38) im wesentlichen identisch ausgebildet sind.

18. Wandler nach Anspruch 17, mit einem becherförmigen Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Jocharme angrenzend an die Innenseiten der Seitenwände des Gehäuses (92) angeordnet und mit diesen verklebt sind.

19. Wandler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das becherförmige Gehäuse (92) und ein weiteres becherförmiges Gehäuse (98) aus einem magnetisier­ baren Material hoher Permeabilität bestehen, die übrigen Teile des Wandlers umschließen und sich im Bereich ihrer Seitenwände deutlich überlappen und dort miteinander verklebt sind.

20. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt durch einen geschwächten Bereich (48, 50) in zwei Unterbereiche (52, 54) unterteilt ist.

21. Wandler nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Unterbereich (52) derart an den Pola­ risiereinrichtungen (26, 28, 30) befestigt ist, daß der zweite Unterbereich (54) ihm gegenüber unter bleibender Verformung des geschwächten Be­ reiches (48, 50) schwenkbar ist und daß der zweite Unterbereich (54) derart an den Polarisierein­ richtungen (26, 28, 30) befestigbar ist, daß eine weitere Verformung des geschwächten Bereichs (48, 50) beim Einwirken einer Kraft auf den zweiten Bereich des Jocharms (36, 38) verhinderbar ist.

22. Wandler nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der geschwächte Bereich in dem Jocharm (36, 38) durch einen Hals (50) mit mindestens einem daran angrenzenden Querschlitz (48) gebildet ist.

23. Wandler nach Anspruch 4 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schlitz (60, 118) in einem deut­ lichen Abstand vom Querstück (40, 136) vorgesehen ist.

24. Verfahren zum Justieren des Schenkels der Ankeranord­ nung bezüglich des Arbeitsspalts zwischen den einander gegenüberliegenden Polflächen der Polari­ siereinrichtungen bei einem Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 23 gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• a) man legt den Wandler im Bereich der Polarisier­ einrichtungen fest und
• b) man übt auf Teile des mindestens einen Jocharms im Abstand von den Polarisiereinrichtungen sol­ che Kräfte aus, daß der Jocharm sich dauerhaft gemäß einer S-förmigen Kurve verformt, um auf diese Weise eine zumindest näherungsweise trans­ latorische Bewegung des Schenkels bezüglich des Arbeitsspalts herbeizuführen.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der Justierung durch eine zumindest im wesentlichen translatorische Bewegung des Schen­ kels zunächst solche Kräfte auf die Ankeranordnung ausübt, daß durch eine Verlagerung des mindestens einen Jocharms eine Drehung des Schenkels bezüglich des Arbeitsspaltes herbeigeführt wird, und daß man dann zwischen dem mindestens einen Jocharm und den Polarisiereinrichtungen im Abstand von der ur­ sprünglich bestehenden ersten Verbindung eine wei­ tere Verbindung vorsieht.