DE837017C - Magnetostriktives Schwingungsgebilde, vorzugsweise fuer elektroakustische Wandler - Google Patents

Description

• Magnetostriktives Schwingungsgebilde, vorzugsweise für elektroakustische Wandler Der h-Iagnetostriktionseffekt ist einLongitu dinaleffekt. Infolgedessen waren die bekannten magnetostriktiven Schwingungsgebilde fast alle als Longitudinalschwinger ausgebildet. Es sind zwar einige Anordnungen bekanntgeworden, bei denen dadurch Biegeschwingungen hervorgerufen wurden, daß auf dem magnetostriktiven Körper in bestimmter zweckentsprechender Anordnung Spulen mit entgegengesetzter Windungsrichtung vorgesehen war<,n. Durch diese Maßnahme konnten jedoch nur sehr geringe Amplituden erreicht werden.
• Gemäß der Erfindung werden bei einem magnetostriktiven Schwingungsgebilde, vorzugsweise für elektroakustische Wandler, mehrere Schwingungselemente mit verschiedenere, vorzugsweiseentgegengesetztem magnetostriktivem Effekt derart miteinander mechanisch verbunden, daß Biege- oder Sattel- oder andere Schwingungen entstehen. Durch die Kombination derartiger einzelner Schwingungselemente lassen sich Schwingungsgebilde erzeugen, die alle gewünschten Anforderungen hinsichtlich Amplitude, Frequenz und Schwingungsform erfüllen. Insbesondere lassen sich sehr tief abgestimmte Schwingungsgebilde herstellen.
• Eine besonders 'zweckmäßige Ausbildung des, Erfindungsgedankens besteht darin, daß mehrere, mindestens zwei Schwingungsclemente aus verschiedenem Material mit entgegengesetztem niagnetostriktivem Effekt benutzt werden.
• In Fig. i sind die \fagnetostriktionskurven. d. h. die relativen Verlängerungen in Abhängigkeit von der magnetischen Feldstärke für zwei verschiedene I?isennickellegierungen aufgetragen. -Man sieht, daß für 99% Nickel, d. h. für reines Nickel, die Kurve gerade spiegelbildlich zu der Kurve von ungefähr ,o% verläuft. Das bedeutet, daß eine Dehnung der einen Legierung eine gleich große Verkürzung der anderen Legierung bei der gleichen Feldstärke entspricht.
• Legt man zwei derartige Legierungen als Bleche aufeinander und legt eine gemeinsame Spule um sie herum, so entsteht ein Biegeschwinger.
• Die Bleche können durch Pressen, Nieten, Löten, Schweißen, Schrauben, Plattieren galvanisiert od. dgl. aufeinandergebracht werden. Kombiniert man zwei oder mehr Doppelbleche in der Weise miteinander, claß man für jedes Doppelblech eine Feldspule vorsieht und die Feldrichtungen, d. h. die Wicklungsrichtungen, gekret1zt zueinander orientiert, so entsteht ein Sattelschwinger oder Schwinger höherer Ordnung. Bei der Anwendung getrennter Spulen kann man sich eines einheitlichen Materials bedienen.
• An Hand der Zeichnung, in der einige Ausführungsformen der Einrichtung nach der Erfindung beispielsweise dargestellt sind, sei der Erfindungsgedanke näher erläutert.
• In Fig. 2 bedeuten i und 2 zwei Bleche aus Nickel und 5o%iger Eisen-N ickel-Legierung; sie sind in der Mitte durch ein Lager 3 gehaltert und führen Biegeschwingungen in Richtung der Pfeile aus, während die Spule 4 von Wechselstrom durchflossen ist. In üblicher «eise bedarf es einer gewissen Gleichstromvormagnetisierung, die, wie bei d#,ii bekannten Longitudinalschwingern entweder durch permanente Magnete oder durch einen konstanten Gleichstrom, der durch dieselbe oder eine andere Spule geschickt oder durch Reinanenz hervorgerufen wird.
• In Fig. 3 ist dieselbe Anordnung in einer anderen Lagerung dargestellt; die größte Amplitude findet hier in der 'litte der zweckmäßig länglich rechteckigen Doppelplatte statt" an der eine Konusnienibran ; angreift. Diese Anordnung ist beispielsweise für Lautsprecher geeignet.
• 111 l" ig. 4 ist eine Abänderung der Anordnungen atls Fig. 2 oder 3 dargestellt, die darin besteht. daß die Spule 4 nicht, wie in den Fig. 2 und 3 unmittelbar auf die Doppelplatte aufgewickelt ist und, an den Schwingungen teilnimmt, sondern daß die S11ule4 als selbständiges Gebilde ausgeführt ist, das die Doppelplatte 1/2 umhüllt. Die Doppelplatte wird hierdurch durch, keinerlei inaktive Masse belastet und vermag sehr einwandfreie mechanische Schwingungen auszuführen.
• t-m clie magnetischen Kräfte zti _rhi#lien, ist es zweckmäßig, die Schwingutigselcniente so niiteinanrler zu kombinieren, daß ciit geschlossener magnetischer Kreis entsteht. Dies ist in Fig. 5 beispielsweise dargestellt. Zwei Schwingungselemente 7 und 8 sind durch Joche 9 und io miteinander verbunden. Die Schwingungselemente 7 und 8 sind derart vom Magnetfluß durchsetzt, daß sie gleiche Durchbiegung zeigen. Bei Lagerung in der Mitte durch ein Lager i i tritt wiederum eine Biegungsschwingung ein, ähnlich wie bei den Verhältnissen gemäß Fig. 2. Außerdem tritt durch die Jochleisten weitere Frequenzerniedrigung ein.
• In Fig. 6 sind zwei magnetische Doppelplatten 12 und 13 parallel und symmetrisch angeordnet und werden durch Joche 14 und 1 5 aus weichem Eisen zu einem geschlossenen Magnetkreis miteinander verbunden, die von Spulen umgeben sind. Die Doppelplatten 12 und 13 tragen also keine Spulen, sondern können frei schwingen. Wird die ganze Anordnung rechteckig ausgeführt, so brauchen nur noch die beiden freien Flachen durch Gehäuseplatten verschlossen zu werden, damit ein akustischer Rückschluß verhindert wird. Diese Anordnung ist dann als Telephon oder Mikrophon verwendungsfähig. Die Vormagnetisierung kann unter Umständen durch einen im Innern angeordneten permanenten Stabmagneten 16 erfolgen.
• Es sind noch eine Vielzahl anderer Ausführungsformen denkbar, z. B. kann man ein magnetisches und ein unmagnetisches Material (Nickel und Messing) miteinander kombinieren,. Auch hierbei tritt eine Biegung ein.
• Die Erfindung ist in erster Linie für elektroakustische Wandler finit Vorteil anzuwenden. Es kann sowohl der hörbare als auch der Ultraschallbereich erfaßt werden. Die Erfinclung ist jedoch auch für alle übrigen Zwecke verwendbar, bei denen Biege- oder Sattelschwingungen Verwendung finden. Dieses ist bei Frequenzstabilisatoren oder mechanischen Schwingungscrzetigern aller Art der Fall.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Magnetostriktives Schwingungsgebilde, vorzugsweise für elektroakustische Wandler, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stoffe mit unterschiedlichem magnetostriktivem Effekt, von denen der eine unter Umständers auch Null sein kann, miteinander derart vereinigt sind, daß Biege- oder Sattelschwingungen entstehen.
2. 2. Magnetostriktives Sch-,vingungsgebilde nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB mindestens zwei Schwingungselemente aus verschiedenem Material mit entgegengesetztem magnetostriktivem Effekt verwendet werden.
3. 3. Magnetostriktives Schwingungsgebilde nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, claß die Elemente, vorzugsweise zwei Doppelplatten, durch zwei hochpermeable Verbindungsstücke, vorzugsweise aus weichem Eisen, zu einem geschlossenen Magnetkreis verbunden sind und daß die Spulen uni die Verbindungsstücke gelegt sind. Üagnetostrikti\-es Schwingungsgebilde nach Anspruch t his 3, dadurch gekennzeichnet, <laß zur Vormagnetisierung ein permanenter Stabmagnet innerhalb> des geschlossenen Magnetkreises angeordnet wird., ;. Magnetostriktives Schwingungsgebilde nach Anspruch i und folgendem, gekennzeichnet durch die Verwendung von Eisen-Nickel-Legierungen mit etwa 9o und etwa 4o bis 50°/0 Nickel.