DE813164C - Elektroakustischer UEbertrager - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 10. SEPTEMBER 1951

p 28875VlUaJ 2ΐα* D

ist als Erfinder genannt worden

Elektroakustischer Übertrager

Die Erfindung bezieht sich auf elektroakustische Übertrager mit Ringanker, bei welchem das magnetische System zwei magnetische Kreise umfaßt, von denen jeder einen permanenten Magnet und außerdem einen den beiden Kreisen gemeinsamen ringförmigen Anker umfaßt. Der Anker ist gegenüber seinem äußeren Teil gestützt, während sein innerer Randteil in einen Luftspalt zwischen einander gegenüberliegenden magnetischen Teilen der beiden Kreise hineinragt. Die Magnete in den beiden Kreisen sind mit Bezug aufeinander so gekoppelt, daß die durch den Anker gehenden Flußkomponenten gegeneinandergerichtet sind.

Um für solche Übertrager eine optimale Leistungsfähigkeit zu erreichen, müssen die das magnetische System bildenden Teile unter Einhaltung kleiner Toleranzen gefertigt werden. Bei bekannten Bauarten umfaßt das magnetische System eine verhältnismäßig große Zahl von Teilen, so daß die Bauweise etwas verwickelt ist und das gewünschte Zusammenpassen der Teile nur verwirklicht werden kann, wenn eine Fertigungskontrolle einer großen Anzahl von Teilen durchgeführt wird.

Die Erfindung verfolgt das Ziel, die erforderliche Anzahl von Elementen oder Teilen in dem magnetischen System von Ringankerübertragern zu verringern, die Verwirklichung der Anpassung der Elemente und Teile zwecks Sicherung optimaler Leistungsfähigkeit zu erleichtern und die Massenherstellung solcher Übertrager unter praktischer Gleichhaltung der Leistungscharakteristiken zu ermöglichen.

Nach einem Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist ein einziger permanenter Magnet

vorgesehen, um die erforderlichen Gleichstromflußkomponenten in den beiden magnetischen Kreisen des Systems zu erzeugen. Nach einem anderen Kennzeichen der Erfindung ist der Anker durch ein Stützglied gehalten, welches nicht zu dem magnetischen Aufbau gehört und aus einem schnell bearbeitbaren Material besteht, so daß es leicht bearbeitet werden kann, um eine Bezugsfläche,für die Festlegung der Normalstellung des Ankers in dem ίο Luftspalt der Anordnung zu erhalten. Vorzugsweise besteht das Stützglied aus nichtmagnetischem und nichtmetallischem Material, so daß Wirbelstromverluste in dem magnetischen System weitgehend verringert sind.

Die Erfindung mit den bereits behandelten und weiteren Kennzeichen wird klarer und vollständiger verständlich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt Fig. ι einen Längsschnitt durch einen elektroao akustischen Übertrager nach einer Ausführungsform im Sinne der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung, die die Bahnen des Gleichstrom- und Signalflusses in dem Übertrager nach Fig. 1 veranschaulicht; ^a5 Fig. 3 einen der Fig. 1 ähnlichen Teilschnitt mit Darstellung einer anderen Ausführungsmöglichkeit im Sinne der Erfindung.

Die in der Zeichnung veranschaulichte Vorrichtung kann entweder als Empfänger oder als Übertrager arbeiten und enthält ein Polstück mit einem Grundring 10 und einem zylindrischen, die Polspitze bildenden Teil 11. Das Polstück ist aus einem Material sehr hoher Permeabilität gefertigt, z. B. aus einer Nickel-Eisen-Legierung, die im Handel als Permalloy bekannt ist. Dem Polstück 10, 11 ist ein ringförmiger permanenter Magnet zugeordnet, dessen zylindrischer Teil 12 koaxial zu dem Teil 11 des Polstücks liegt und auf dem Grundring 10 aufsitzt und der einen ringförmigen Flansch 13 aufweist, dessen Innenrand der Polspitze 11 koaxial gegenüberliegt. Der Magnet besteht aus einem Material großer Koerzitivkraft, z. B. aus einer Aluminium-Nickel-Kobalt-Eisen-Legierung, die man unter der Bezeichnung Alnico kennt, oder aus Molybdän-Kobalt-Eisen-Legierung, die im Handel als Remalloy bekannt ist.

Eine zylindrische nicht magnetische Stütze 14 sitzt auf dem Grundring 10 und ist fest mit demselben verbunden. Diese Stütze ist zwischen den zylindrischen Magnetteil 12 und den zylindrischen Teil 11 des Polstücks eingepaßt und an den freien Enden koplanar mit der Fläche des Polspitzenteils 11 ausgeführt. Die Stütze besteht vorteilhafterweise aus einem nichtmetallischen Material, welches leicht bearbeitbar ist, so daß die Oberfläche am freien Ende schnell bearbeitet, insbesondere geschliffen werden kann, um sie genau koplanar mit der Polspitzenfläche zu machen. Ein geeignetes aber nur beispielhaftes Material ist ein Phenolkondensationsprodukt. Auf der Stütze und fest mit derselben verbunden liegt ein magnetischer ringförmiger Abstandhalter 15, der z. B. aus Permalloy besteht, in den zylindrischen Teil 12 eingepaßt ist und eine Auflagefläche für den Anker 16 bildet. Der zweckmäßig ebenfalls aus Permalloy bestehende Anker ist ringförmig und liegt mit seinem Außenrand unmittelbar an dem Magnet; sein Innenrand liegt koaxial gegenüber der Fläche der Polspitze 11. Der Anker trägt ein tellerförmiges, aus leichtem, nichtmagnetischem Material bestehendes Diaphragma 17, das z. B. aus dünnem Metall wie Duraluminium oder aus einem plastischen Material wie Polystyren oder aus einem Gewebe, das mit einem Phenolkondensationsprodukt imprägniert ist, besteht. Auf dem Anker 16 und fest mit dem Flansch 13 des Magnets verbunden, liegt ein nichtmagnetischer Ring 18, der dazu dient, eine Berührung des Ankers mit dem Magnetflansch 13 und ein Kleben des Ankers an dem Magnet zu verhindern.

Auf dem Flansch 13 liegt eine in der Mitte tellerförmig ausgebildete und gelochte Scheibe oder Gitter 19, die die Aufgabe hat, das Diaphragma zu schützen. Auf der anderen Seite des Aufbaus befindet sich eine Isolierplatte 20, die mit Anschlüssen 21 versehen ist, an welche die Enden der zwischen dem Polstück 11 und der Stütze 14 eingebauten zylindrischen Signalspule 22 angeschlossen sind. Die verschiedenen Teile des Aufbaus, insbesondere der Magnet, das Polstück, das Gitter und die Anschlußplatte werden nach Aufeinanderstapelung fest mittels eines Klammerbandes 24 zusammengehalten, dessen Enden an dem Gitter und der Anschlußplatte aufliegen. Es sei bemerkt, daß, da die Stütze 14 in dem zylindrischen Magnetteil 12 eingepaßt ist, und zwar koaxial mit der Polspitze ii, die letztere und die Stütze 14 koaxial mit Bezug auf den Magneten liegen, wenn die Teile zusammengebaut werden. Wie bereits ausgeführt worden ist, ist das freie Ende der Stütze genau koplanar mit der Polspitzenfläche des Teiles 11 ausgeführt. Der magnetische Abstandhalter 15 hat eine vorbestimmte Dicke und Sicherheit, damit die normale Größe des Spaltes zwischen dem Anker und der Polspitzenfläche. Es ist daher verständlich, daß die gesamte Einheit einen raschen Zusammenbau und eine Massenherstellung bei relativ geringen Kosten erlaubt.

Das magnetische System des Übertragers umfaßt zwei Kreise, denen der Anker gemeinsam ist. Der eine Kreis besteht aus dem größeren Abschnitt des zylindrischen Magnetteiles 12, dem Anker 16 und dem Polstück 10, 11. Der andere Kreis setzt sich zusammen aus dem Magnetteil 13, dem Anker 16 und einem kleinen Abschnitt des Magnetteiles 12. Die Wege des Magnetflusses sind in Fig. 2 dargestellt, worin die Wege des Gleichstromflusses durch volle Pfeillinien und der Weg des Signalflusses durch gestrichelte Pfeillinien veranschaulicht sind; wie ersichtlich verläuft der Signalfluß um den Kreis, der sich aus dem Anker 16, dem Polstück 10, 11 und dem größeren Abschnitt des Teiles 12 des Permanentmagnets zusammensetzt.

Es wird verständlich sein, daß es zwei entgegengesetzt gerichtete Komponenten von Gleichstromfluß gibt, die durch den Anker 16 verlaufen. Es ist bekannt, daß es in Übertragern der erläuterten Art vorteilhaft ist, diese beiden Flußkomponenten

ungleich zu halten, woraus sich eine Unbalance in den beiden Kreisen des Systems ergibt. In Übertragern von der erläuterten Bauart ist es einfach, solche Unbalance und außerdem eine solche Beziehung zwischen den magnetomotorischen Kräften zustande zu bringen, daß höchste Wirksamkeit und Stabilität im Betrieb sichergestellt sind.

Bei der Herstellung des Übertragers wird insbesondere der Magnet 12, 13 so erregt, daß er an seinen Enden Pole von entgegengesetzter Polarität erzeugt, wie bei N und .S" in Fig. 2 angedeutet worden ist. Danach wird durch die Spule 22 ein Strom geschickt, und zwar in der Richtung, daß das Magnetstück 12 schrittweise bis zu einem solchen Punkt entmagnetisiert wird, welcher der maximalen Wirksamkeit entspricht. Schließlich wird der Teil 13 des Magnets schrittweise entmagnetisiert, z. B. durch einen quer zu den Enden des Magnetteils angebrachten Elektromagnet; die Entmagnetisierung

ao wird bis zu dem Punkte getrieben, der der erwünschten Betriebsstabilität des Übertragers entspricht. Infolgedessen ist in der fertigen Vorrichtung die Gleichstromkomponente in dem Anker, welche in den Kreis fließt, der das Polstück und

as Magnetteil 12 enthält, größer als die Komponente, welche in den Kreis fließt, in weichem sich der Magnetteil 13 befindet.

Bei der Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 3 veranschaulicht ist, besteht die Ankerstütze mit aus einem zylindrischen Teil 14/¹, welcher passend in dem Magnetteil 12 liegt, und einem Ringflansch 14", der auf dem Grundring 10 des Polstücks aufruht und an demselben befestigt ist. Die Stütze kann aus Isoliermaterial bestehen und mit ihrem Teil 14" an dem Polstückflansch 10 festgekittet sein. Die Stütze könnte auch aus einem Metall großer Widerstandsfähigkeit und geringer Permeabilität bestehen und mit dem Teil 14^s an dem Flansch 10 festgelötet sein. Im letzteren Falle bildet die Stütze einen Blindstromschirm des Magnetteils 12.

Das freie Ende des Teils I4·⁴ der Stütze und die Spitze des Polstückteils 11 sind plan geschliffen¹ und liegen in parallelen Ebenen; der Anker 16 ruht unmittelbar auf der Stütze 14. Bei der Herstellung der Vorrichtung wird das freie Ende des Magnetteils 12 geschliffen, damit der vorgeschriebene Abstand zwischen der Ebene dieses Endes und dem Magnetteil 13 gewährleistet ist. Danach wird das freie Ende des Stützenteils 14^ geschliffen, um den Abstand desselben vom freien Ende des Magnetteils 12 auf den vorgeschriebenen Wert festzulegen. Schließlich wird die Spitze des Polstückteils 11 geschliffen, so daß sie sich in einer Ebene befindet, die einen vorbestimmten Abstand von der Ebene des freien Endes des Stützenteils 14^ hat. Wenn daher die so bearbeiteten Elemente zusammengesetzt sind, bestehen zwischen dem Anker und der Spitze des Polstückteils 11 und dem Magnetteil 13 normale Abstände.

Wie in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2, so wird auch bei der Ausführung gemäß Fig. 3 der Magnet derart magnetisiert, um an seinem Ende Pole zu erzeugen, und danach abschnittweise entmagnetisiert, um die gewünschte Unbalance zwisehen den beiden Kreisen des Magnetsystems zu erzeugen und maximale Wirksamkeit und eine erwünschte Betriebsstabilität zu verwirklichen.

Claims (9)

Patentansprüche=

1. Elektroakustischer Übertrager mit ringförmigem Anker, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus einem Grundring und einem vom Grundring ausgehenden zylindrischen Teil bestehendes Polstück auf dem Grundring den zylindrischen Teil eines Magnets stützt, wobei die beiden zylindrischen Teile koaxial sind, der Magnet ebenfalls einen dem Polstück gegenüberliegenden und mit letzterem einen Luftspalt begrenzenden ringförmigen Flansch aufweist und der Ringanker so angeordnet ist, daß seine äußere Umfangsfläche einem mittleren Teil des Magnets gegenüberliegt und sein innerer Teil in den Luftspalt hineinragt, und daß Mittel vorgesehen sind, die den Anker derart stützen, daß sein innerer Teil Schwingungen ausführen kann.

2. Übertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet derart magnetisiert ist, daß er an seinen Enden Pole entgegengesetzter Polarität erzeugt, und daß der zylindrische Teil des Magnets andere Stärke entfaltet als der ringförmige Flanschteil.

3. Übertrager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Teil des Magnets stärker magnetisiert ist als der Flanschteil des Magnets.

4. Übertrager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Ankerabstützung eine zylindrische Stütze vorgesehen ist, die zwischen den zylindrischen Teilen des Magnets und des Polstücks untergebracht ist.

5. Übertrager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Stütze mit einem Ende an den Grundring des Polstücks befestigt und am anderen Ende koplanar mit der Stirnfläche des Polstücks, die den Luftspalt nach einer Seite begrenzt, geschliffen ist.

6. Übertrager nach Anspruch 4, dadurch ge- no kennzeichnet, daß die zylindrische Stütze mit einem Ende an den Grundring des Polstücks befestigt ist, während das andere parallel zum Luftspalt verlaufende Ende in genau vorbestimmter Lage zwischen den Luftspaltbegrenzungsebenen eingestellt ist.

7. Übertrager nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze aus Isoliermaterial besteht.

8. Übertrager nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem einen Ende der Stütze ein Abstandhalter ruht, der seinerseits dem Anker als Auflager dient.

9. Übertrager nach einem der Ansprüche 4

bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein nicht magnetischer, am Magnetflansch anliegender

Ring vorgesehen ist, der eine Berührung zwischen Anker und Magnetflansch ausschließt.

id. Übertrager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetringflansch, der Anker, der zwischen Magnetflansch und Anker liegende Teil des Luftspaltes und ein Stück des zylindrischen Magnetteils einen ersten magnetischen Kreis bilden, während ein zweiter magnetischer Kreis das Polstück, das restliche Stück des zylindrisehen Magnetteils, den Anker und den zwischen Anker und Polstück liegenden Teil des Luftspaltes umfaßt, und daß dem zweiten magnetischen Kreis eine Signalspule zugeordnet ist.

ii. Übertrager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht abgestützte innere Teil des Ringankers ein tellerförmiges Diaphragma aus nichtmagnetischem Material und von geringem Gewicht trägt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1456 8.51