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Vierpolmagnetsystem für elektrische Signalapparate Der Gegenstand
der Erfindung ist ein Vierpolmagnetsystem für elektrische Signalapparate, insbesondere
für Wechselstromwecker mit einer einteiligen Wicklung bzw. Spule. Die Erfindung
bezweckt, bei einem möglichst geringen Raumbedarf eine möglichst große Leistung
zu erzielen.
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Es sind Wechselstromwecker bekannt, bei welchen zwecks Erhöhung der
Leistung das Magnetsystem als Vierpolmagnetsystem ausgebildet ist. Bei einer dieser
bekannten Ausführungen ist der Anker als permanenter Magnet ausgebildet und außerhalb
der Spule gelagert sowie einseitig eingespannt. Die Spule ist dabei mit einer einzigen
Wicklung versehen. Der durch diese Ausbildung der Spule erzielte geringe Raumbedarf
wird aber aufgehoben durch die Anordnung des Ankerlagers außerhalb der Spule, und
die an sich gute Leistung des Vierpolmagnetsystems wird herabgesetzt durch das hohe
Gewicht des als Anker dienenden permanenten Magneten und durch die geringe Ansprechempfindlichkeit,
welche sich durch die Einspannung des Ankers ergibt. Bei anderen bekannten Vierpolmagnetsystemen
für Wecker ist der Anker drehbar in der Spule gelagert, wobei aber die Wicklung
in zwei Teile aufgeteilt ist, um Platz für die Ankerachse und den senkrecht zur
Spulenachse sich erstreckenden Klöppel zu schaffen. Durch diese Anordnung wird der
Raumbedarf groß, da ein Teil des Wickelraumes über dem Anker, nämlich der für die
Achse und den Klöppel notwendige Zwischenraum, nicht bewickelt werden kann.
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Bei elektroakustischen Apparaten mit Vierpolmagnetsystem ist es bekannt,
die Spule mit einer einteiligen Wicklung zu versehen, innerhalb welcher
der
Anker gelagert ist. Der Anker wird mittels zweier Stifte im Spulenkörper federnd
gehalten. Diese Anordnung ist aber für empfindliche Signalapparate, insbesondere
für Wecker, nicht brauchbar, da die Ansprechempfindlichkeit zu klein ist.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile dadurch, daß im Innern der
einteiligen Wicklung ein Anker an seiner senkrecht zur Spulenachse stehenden Schwerpunktachse
drehbar gelagert ist. Durch die einteilige Ausbildung der Spule für den Signalapparat
kann der Wickelraum überhalb des Ankers voll zur Bewicklung ausgenutzt werden, wodurch
für die Wicklung nur ein geringer Raum notwendig ist oder die Amperewindungszahl
in dem für die Spule zur Verfügung stehenden Raum groß wird. Durch die drehbare
Lagerung des Ankers im Innern der Spule erhält der Anker bei den für Signalapparate,
insbesondere für Wechselstromwecker, vorkommenden Frequenzen eine größe Ansprechempfindlichkeit
als ein federnd gelagerter oder eingespannter Anker.
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Man kann den Anker an einer feststehenden Achse lagern, wodurch eine
weitere Erhöhung der Empfindlichkeit erzielt wird, da die Reibung zwischen einer
beweglichen, mit dem Anker fest verbundenen Achse und dem Spulenkörper, in welchem
sie gelagert ist, größer ist als zwischen der aus Metall bestehenden Achse und dem
metallischen Anker. Abgesehen davon wird auch die Abnutzung des Ankerlagers verringert,
und die Lagerreibung kann in der Serienfabrikation konstanter gehalten werden, da
sie unabhängig vom Zusammenbau der Spule ist.
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Der einfachste Aufbau für die Herstellung und den Zusammenbau ergibt
sich bei einer solchen Anordnung, wenn man die Wicklung auf einem längs geteilten,
von zwei gleichartigen, vorzugsweise aus Isolierstoff bestehenden Hälften gebildeten
Spulenkörper aufbringt, zwischen dessen Teile die Achse festgeklemmt wird. Es läßt
sich dann auch der für die wirksame Ankerbewegung notwendige Spielraum auf ein Minimum
beschränken, ohne daß man dabei auf herstellungstechnische Schwierigkeiten stößt.
Das bedeutet aber ebenfalls eine Verbesserung der magnetischen Leistung und eine
Herabsetzung des Raumbedarfs.
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Um einen zusätzlichen Teil für besondere Achslager zu vermeiden, wird
man die Achse im Spulenkörper selbst lagern. Dies kann man zweckmäßigerweise dadurch
erreichen, daß der den Anker umfassende Spulenkörper an der Lagerstelle der Ankerachse
verstärkt wird und die Enden der Achse umfaßt. Dadurch wird eine genügend große
Lagerfläche zwischen Achse und Spulenkörper erzielt und ein Hindurchtreten der Achse
durch den Spulenkörper in den Wicklungsraum vermieden, ohne daß ein praktisch bemerkbarer
Verlust an Wicklungsraum zustande kommt.
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Man kann ferner die Verstärkung der Lagerstelle zur Begrenzung des
axialen Spieles des Ankers benutzen und erreicht dadurch eine genaue Festlegung
der Ankerbewegung, was gerade bei dem gedrängten Aufbau, wie er bei dem Gegenstand
der Erfindung angestrebt wird, von besonderer Wichtigkeit ist. Der einen wesentlichen
Teil des Raumbedarfs des Systems einnehmende Anker kann dadurch verkleinert und
vereinfacht werden, daß Anker und Klöppel aus einem gestreckten Stück bestehen und
mit der Achse der Spule in einer Ebene liegen. Dadurch erhält man für den magnetischen
Kreis und für den gesamten Wecker räumlich einen besonders günstigen Aufbau, wobei
gleichzeitig herstellungsmäßig der bewegliche Teil des Systems sich vereinfacht.
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Der Anker kann an seiner Lagerstelle verstärkt ausgebildet werden.
Dadurch wird erreicht, daß die Masse des Ankers möglichst in der Nähe der Achs;
zu liegen kommt, wodurch die Ansprechempfindlichkeit erhöht wird und den magnetischen
Kraftlinien ein durch die Achsbohrung des Ankers unverminderter Querschnitt zur
Verfügung steht.
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Zur Erhöhung der Leistung kann man weiterhin den Anker mit Polflächen
versehen und ihn so im Spulenkörper anordnen, daß die Polflächen im zusammengebauten
Zustand zwischen Befestigungsflanschen des Spulenkörpers zu liegen kommen. Die bei
der vorstehend geschilderten Ausbildung des Ankers besonders einfache Anbringung
von Polflächen verbessert wesentlich die magnetischen Verhältnisse, und ihre Lage
zwischen den Befestigungsflanschen des Spulenkörpers im zusammengebauten Zustand
vermeidet eine Vergrößerung des Systems. da die Polflächen in den Raumbereich der
an sich vorhandenen Befestigungsflansche zu liegen kommen.
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Wird dieses Vierpolmagnetsystem für einen Zweischalenwechselstromwecker
verwendet, so kann in an sich bekannter Weise das Vierpolmagnetsystem so von zwei
Weckerschalen umfaßt werden, daß der Umriß des Weckers von oder nahezu von einem
Würfel oder einer Kugel begrenzt wird. Das bedeutet, daß ein solcher Wecker mit
der durch die Verwendung zweier Schalen erzielten erhöhten Schalleistung innerhalb
eines sehr kleinen Raumes untergebracht werden kann mit dem zusätzlichen Vorteil,
daß sein Einbau erleichtert wird, da ein solcher Wecker keine einseitige Raumausdehnung
hat.
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Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung beschrieben und in der
Zeichnung dargestellt.
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Es bedeutet Fig. i eine Seitenansicht, Fig. 2 eine Draufsicht auf
das Magnetsystem, Fig. 3 eine Draufsicht auf Spule und Anker des Systems bei einer
abgenommenen Spulenträgerhälfte und Fig. 4. einen Zweischalenwecker mit einem Magnetsystem
gemäß der Erfindung.
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Das Magnetsystem ist an zwei Befestigungswinkel i und 2 angeordnet,
an welchen U-förmige Polschuhe 3 und q. angeordnet sind, die die Spule 5 von beiden
Seiten eng umfassen. Zwischen den Polschuhen 3 und .I. erstreckt sich quer zur Spulenachse
ein permanenter Magnet 6. Die Spule 5 besteht aus einer einzigen Wicklung 7 (Fig.
3), die auf einem Spulenkörper 8 angeordnet ist, der aus zwei gleichartigen Hälften
besteht, von denen in der Fig. 3 nur eine dargestellt ist. Der Spulenkörper 8 kann
vorzugsweise
aus Isolierstoff bestehen. Die Flansche 9 und io des
Spulenkörpers 8 besitzen Ansätze 11 bzw. 12, die als Befestigungsflansche nicht
nur zum Zusammenbau der Spulenhälften dienen, sondern auch zur Befestigung der Spule
an den Befestigungswinkeln i und 2. Innerhalb der Spule ist der Anker 13 gelagert,
der zusammen mit dem Klöppel 14 aus einem gestreckten Stück besteht und mit der
Spulenachse in einer Ebene liegt. Der Anker 13 besitzt Verbreiterungen 15, welche
als Polflächen dienen und im zusammengebauten Zustand zwischen den sich gegenüberstehenden
Polenden der U-förmigen Polstücke 3 und 4 zu liegen kommen. Dabei sind der Spulenkörper
8, der Anker 13 und seine Polflächen 15 so bemessen und zueinander angeordnet, daß
die Polflächen 15 innerhalb des Raumbereiches der Befestigungsflansche i i und 12
im zusammengebauten Zustand liegen, wodurch das System kurz gehalten werden kann.
Der Anker 13 ist an einer feststehenden Achse 16 gelagert, die durch eine Bohrung
in der Mitte des Ankers 13 hindurchtritt. An der Stelle 17 dieser Bohrung weist
der Anker 13 eine aus der Zeichnung nicht ersichtliche Verstärkung seines Querschnittes
auf (senkrecht zur Bildebene der Fig. 3), so daß seine Masse möglichst in die Nähe
der Ankerachse 16 verlegt ist und den Kraftlinien ein genügender Querschnitt zur
Verfügung steht. Die feststehende Achse 16 ist im Spulenkörper 8 gelagert, der zu
diesem Zweck an dieser Stelle eine Verdickung 18 aufweist, so daß eine genügende
Lagerfläche zur Verfügung steht und die Achse 16 nicht in den Raum für die Wicklung
7 hineinragt. Die Verstärkung 18 besitzt gegen den Innenraum der Spule zu eine Verbreiterung
i9, mit der das axiale Spiel des Ankers begrenzt ist.
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Wie ersichtlich, ist der Aufbau äußerst einfach, der Wicklungsraum
voll ausgenutzt, das System auf einen möglichst kleinen Raum zusammengedrängt, wobei
die Bedingungen für die Kraftlinien durch die Anordnung der Polflächen 15 und durch
die Ausgestaltung des Ankers 13 besonders günstige sind und die Ansprechempfindlichkeit
groß infolge der drehbaren Lagerung des Ankers 13 innerhalb der Spule 5 und der
Verlagerung der Ankermassen in Nähe der Achse.
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Die Fig.4 zeigt nun die Verwendung dieses Systems bei einem Zweischalenwechselstromweeker,
bei welchem durch die Verwendung zweier Schalen die auf kleinem Raum erzeugte hohe
Leistung auch schalleistungsmäßig günstig ausgenutzt ist. An einem Träger 2o sitzt
das System 3 bis 6 und wird von zwei Schalen 21 und 22 eng umfaßt. Hierbei können
infolge der Kleinheit dieses Systems 3 bis 6 die Schalen 21 und 22 so nahe aneinandergebracht
werden, daß ihr Umriß von einem oder nahezu von einem Würfel oder einer Kugel umgrenzt
werden. Der gesamte Zweischalenwecker hat somit nur einen kleinen Raumbedarf und
weist keine einseitige Ausdehnung auf. Seine Einbaumöglichkeit wird dadurch erleichtert.
Zur Befestigung dieses Zweischalenweckers kann man z. B. an der Befestigungsstelle
23 für die Schale 22 außen einen Befestigungswinkel 24 anordnen. Der Klöppel 14
bewegt sich dabei parallel zu den durch die einander zugekehrten Ränder der Schalen
21 und 22 gehenden Ebenen zwischen zwei Anschlägen 25 und 26, die mit den Schalen
21 bzw. 22 in Verbindung stehen.