DE597075C

DE597075C - Vibrator based on the phenomenon of magnetostriction and used to convert electrical currents into mechanical movements

Info

Publication number: DE597075C
Application number: DEP63685D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-02-24
Filing date: 1928-02-24
Publication date: 1934-05-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen auf der Erscheinung der Magnetostriktion beruhenden, zur Umwandlung elektrischer Ströme in mechanische Schwingungen dienenden Vibrator. Derartige Vibratoren sind beispielsweise zum Ersatz von Stimmgabeln geeignet, d. h. sie können zur Erzeugung eines hörbaren Tones benutzt werden, dessen Höhe konstant ist. Ein anderer Anwendungszweck derartiger Vibratoren ist beispielsweise die Messung der Frequenz eines elektrischen Stromes.The invention relates to a based on the phenomenon of magnetostriction, Vibrator used to convert electrical currents into mechanical vibrations. Such vibrators are suitable, for example, to replace tuning forks, i. H. she can be used to produce an audible tone whose pitch is constant. Another application purpose of such vibrators is, for example, the measurement of Frequency of an electric current.

Sofern Vibratoren der in Frage stehenden Art auf sehr hohe Frequenzen abgestimmt sein sollen, fallen ihre Abmessungen klein aus, und infolgedessen bereitet ihre Unterbringung keine Schwierigkeiten. Anders liegen die Verhältnisse jedoch, wenn die Vibratoren auf relativ kleine Frequenzen abgestimmt werden müssen. Dann ist ihre Baulänge eine außerordentlich große, was ihre Unterbringung sehr erschwert und oft völlig unmöglich macht. Die Erfindung löst das Problem der Frequenzherabsetzung bei Vibratoren der in Frage stehenden Art unter gleichzeitiger erheblicher Herabsetzung ihrer Länge.Provided that vibrators of the type in question are tuned to very high frequencies should, their dimensions turn out to be small, and as a result, their placement does not prepare Trouble. The situation is different, however, when the vibrators are set to relatively small ones Frequencies need to be tuned. Then their overall length is extremely large, which makes their accommodation very difficult and often completely impossible. The invention solves that Problem of frequency reduction in vibrators of the type in question under simultaneous considerable reduction in their length.

Es ist bereits bekannt, die Frequenz von Vibratoren, die auf der Erscheinung der Magnetostriktion beruhen, dadurch herabzusetzen, daß man den Vibrator aus verschiedenen Baustoffen zusammensetzt, etwa an den Enden eines Stabes aus magnetostriktivem Material relativ große träge Massen aus einem anderen Material vorsieht. Derartige Vibratoren haben jedoch eine Reihe von Übelständen gezeitigt.It is already known the frequency of vibrators that act on the phenomenon of magnetostriction are based on reducing the fact that the vibrator is made of various building materials composed, for example at the ends of a rod made of magnetostrictive material, relatively large inertial masses from another Material provides. However, such vibrators have given rise to a number of drawbacks.

Sie haben so beispielsweise den Nachteil, in zahlreichen Oberschwingungen zu schwingen, was mitunter sehr unerwünscht ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Gewichte zur Herabsetzung der Frequenz eine starke Dämpfung der Schwingungen zur Folge haben, was oft als sehr unangenehm anzusehen ist. Gemäß der Erfindung sind der magnetostriktive Teil und der die Frequenz herabsetzende Teil mit ihren längsseitigen Flächen derart miteinander vereinigt, daß der Vibrator quer zu seiner Längsrichtung aus verschiedenen Baustoffen bestehende Schichten aufweist. Ein solcher Vibrator fällt für eine gegebene niedrige Frequenz nicht nur viel kleiner aus als ein für die gleiche Frequenz bestimmter, mit Gewichten versehener Vibrator; es lassen sich vielmehr für sehr kleine Frequenzen bestimmte Vibratoren durch Vorsehen von Gewichten praktisch überhaupt nicht herstellen, sondern nur auf die oben angegebene Art. Bei diesen läßt sich zugleich auch der Nachteil der Temperaturabhängigkeit der Eigenfrequenz beseitigen, der sich bei den bisher bekannten, auf der Erscheinung der Magnetostriktion beruhenden Vibratoren sehr unangenehm bemerkbar gemacht hat. Durch geeignete Wahl der Baustoffe für die verschiedenen Schichten des Vibrators läßt sich nämlich erreichen, daß dessen Frequenz annähernd temperaturunabhängig ist.For example, they have the disadvantage of oscillating in numerous harmonics, which is sometimes very undesirable. Another disadvantage is that the weights to reduce the frequency result in a strong damping of the vibrations, which is often seen as very uncomfortable. According to the invention, the magnetostrictive Part and the part reducing the frequency with their longitudinal surfaces in such a way with one another unites that the vibrator transversely to its longitudinal direction made of different building materials has existing layers. Such a vibrator falls for a given low Frequency not just much smaller than one determined for the same frequency with weights provided vibrator; rather, vibrators specific to very low frequencies can be used by providing weights practically not at all, but only on of the type indicated above. In these, the disadvantage of temperature dependence can also be found Eliminate the natural frequency, which is the case with the previously known, on the phenomenon the magnetostriction-based vibrators made very uncomfortable. By suitable choice of building materials for The different layers of the vibrator can namely achieve that its frequency is almost independent of temperature.

Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wieder. Das Rohr 1 befindet sich innerhalb der Erregerspule 2 undThe drawing shows an embodiment according to the invention. The tube 1 is located within the excitation coil 2 and

besteht beispielsweise aus Nickel. In das Rohr isind die beiden Nickelstahlkörper 3°, 3^δ eingetrieben. Statt dessen kann durch das Rohr 1 auch ein durchgehender Körper getrieben werden, der aus einem anderen Baustoff als das Rohr 1 besteht. Man kann den Vibrator nur aus magnetostriktiven Stoffen zusammensetzen oder auch magnetostriktive und nicht magnetostriktive Schichten längsseitig miteinander verbinden. Wenn es sich lediglich um Frequenzherabsetzung handelt, so kann das Rohr ι mit Blei oder Typenmetall gefüllt werden. Mit Vibratoren gemäß der Zeichnung, bei denen das Rohr 1 aus Nickel und die Füllkörper oder Pfropfen 3^a, 3⁶ aus Nickelstahl mit einem Niekelgehalt von etwa 36% bestehen, kann man zugleich eine praktisch völlige Unabhängigkeit der Frequenz von Temperaturschwankungen erzielen. Bei dem ge-consists for example of nickel. The two nickel steel bodies 3 °, 3 ^{δ are driven} into the tube. Instead, a continuous body can be driven through the pipe 1, which is made of a different building material than the pipe 1. The vibrator can only be composed of magnetostrictive materials or magnetostrictive and non-magnetostrictive layers can be connected to one another along the length. If it is only a question of reducing the frequency, the tube can be filled with lead or type metal. To achieve at the same time with vibrators according to the drawing, in which the tube 1 made of nickel and the filler bodies or plugs 3 ^a, 3 ⁶ are made of stainless steel with a Niekelgehalt of about 36%, a practically complete independence of the frequency of temperature fluctuations. At the

?,o nannten Ausführungsbeispiel sind beide Baustoffe, aus denen der Vibrator besteht, magnetostriktiv, doch haben sie voneinander abweichende magnetostriktive Eigenschaften.?, o named embodiment, both building materials from which the vibrator is made are magnetostrictive, but they have different magnetostrictive properties.

Soll die Frequenz noch stärker herabgesetztShould the frequency be reduced even more

?.5 werden, als dies durch die mehrschichtige Ausbildung des Vibrators möglich ist, so kann man dies in an sich bekannter Weise durch Vorsehen der verstellbaren Laufgewichte 4", 4^b erreichen, die in der jeweils gewünschten Lage durch die Schrauben 5°, 5* festgehalten werden können. Sieht man jedoch Laufgewichte zur Änderung der Frequenz vor, so treten zwar auch beim Erfindungsgegenstand die mit der Verwendung solcher Gewichte verbundenen Nachteile auf. Indessen erhält man doch den Vorteil, für eine vorgeschriebene relativ niedrige Frequenz einen Vibrator so kleiner Abmessungen zu erzielen, wie sie durch Anwendung von Laufgewichten allein nicht erzielbar sind.? .5 than this is possible due to the multi-layer design of the vibrator, this can be achieved in a manner known per se by providing the adjustable barrel weights 4 ″, 4 ^b , which are secured in the desired position by the screws 5 °, 5 However, if running weights are provided for changing the frequency, the disadvantages associated with the use of such weights also occur with the subject of the invention, but the advantage is obtained of making a vibrator of such small dimensions for a prescribed relatively low frequency achieve in a way that cannot be achieved by using running weights alone.

Claims

Patent claims:

1. On the magnetostriction phenomenon based, for converting electrical currents into mechanical movements Serving vibrator, which for the purpose of lowering its frequency from various Building materials is composed, characterized in that the magnetostrictive Part and the part that lowers the frequency with their longitudinal surfaces are combined with one another in such a way that the vibrator transversely to its longitudinal direction different building materials has existing layers.

2. Vibrator according to claim 1, characterized in that the building materials from which the vibrator is composed are chosen such that the frequency of the Vibrator is almost independent of temperature.

3. Vibrator according to claim 1 or 2, characterized in that also the Frequency lowering part magnetostrictive is so that the vibrator transversely to its longitudinal direction layers of different magnetostrictive Has properties.

4. Vibrator according to claim 1 or 2, characterized in that as a vibrator Serving body consists of a tubular part and a plug-shaped part located in this.

1 sheet of drawings