DE1079696B

DE1079696B - Arrangement for the coaxial mounting of a longitudinally excited, rod-shaped magnetostrictive transducer

Info

Publication number: DE1079696B
Application number: DET15706A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Manfred Boerner
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1958-10-01
Filing date: 1958-10-01
Publication date: 1960-04-14

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft eine Halterungsanordnung für einen longitudinal angeregten, stabförmigen magnetostriktiven Wandler, wie er insbesondere als elektromechanischer Wandler der Eingangs- bzw. Ausgangselemente für mechanische Frequenzfilter Verwendung finden kann. Für mechanische Frequenzfilter sind stabförmige magnetostriktive Wandler in Form von Ferritstäben gebräuchlich, die durch ein magnetisches Gleichfeld vormagnetisiert und durch eine sie umgebende Spule mit den in mechanische Schwingungen umzusetzenden elektrischen Schwingungen erregt werden bzw. in diesen Spulen den mechanischen Schwingungen entsprechende elektrische Schwingungen erregen.The invention relates to a mounting arrangement for a longitudinally excited, rod-shaped Magnetostrictive converter, as it is especially used as an electromechanical converter of the input or Output elements for mechanical frequency filters can be used. For mechanical frequency filters rod-shaped magnetostrictive transducers in the form of ferrite rods are commonly used, which are carried by a magnetic constant field and biased by a surrounding coil with the in mechanical Vibrations to be converted electrical vibrations are excited or in these coils mechanical vibrations excite corresponding electrical vibrations.

Die Erfindung zeigt einen Weg, bei dem die zur elektrischen Anregung des Wandlerstabes vorgesehenen Spulen und magnetischen Elemente zur mechanischen Halterung in vorteilhafter Weise mit ausgenutzt werden. Gemäß der Erfindung ist die Anordnung zur koaxialen Halterung eines longitudinal angeregten, stabförmigen magnetostriktiven Wandlers innerhalb mindestens einer zur Ankopplung an die angeschlossenen elektrischen. Kreise dienenden hohlzylinderförmigen Spule derart ausgebildet, daß mindestens eine ringförmige Halterungsscheibe zur axialen Lagerung des Wandler Stabes vorgesehen ist, die den gleichen Außendurchmesser wie die ,hohlzylinderförmige(n) Spule(n) besitzt, und daß ein in bekannter Weise als ^magnetischer Rückschluß für das Wechselfeld der Spule dienender Ferritzylinder vorgesehen ist, der die Spule(n) und die Scheibe(n) unmittelbar umschließt und sie koaxial in ihrer Lage hält. - ... ;"-._"-" .".The invention shows a way in which the provided for electrical excitation of the transducer rod Coils and magnetic elements for mechanical support are also advantageously used will. According to the invention, the arrangement for the coaxial mounting of a longitudinally excited, rod-shaped magnetostrictive transducer within at least one for coupling to the connected electrical. Circles serving hollow cylindrical Coil designed such that at least one annular retaining disc for the axial Storage of the transducer rod is provided, which has the same outer diameter as the, hollow cylindrical (s) Coil (s) possesses, and that a known way as ^ magnetic yoke for the Alternating field of the coil serving ferrite cylinder is provided, which the coil (s) and the disc (s) directly encloses and holds them coaxially in place. - ...; "-._" - ".".

Um Dämpfungen der Schwingungen, die sich nach-- teilhaft auf die Filtercharakteristik auswirken können, zu vermeiden, kann es wichtig sein, eine möglichst dämpfungsfreie Halterung für die magnetostriktiven Wandler zu besitzen. Gemäß weiterer Erfindung ist hierzu nur eine ringförmige Scheibe vorgesehen, die an ihrem inneren Rand mehrere Vorsprünge trägt, zwischen welche der Wandlerstab in seiner Knotenebene eingeklemmt ist, wobei zwei hohlzylinderförmige Spulen beiderseits der Scheibe angeordnet sind. Kommt es weniger auf eine dämpfungsarme Lagerung als auf eine größere Sicherheit gegen äußere Stöße und dadurch hervorgerufene Klopfgeräusche an, so wird man zwei Halterungsscheiben verwenden, die beiderseits einer einzigen hohlzylinderförmigen Spule angeordnet sind.In order to dampen the vibrations, which can have a detrimental effect on the filter characteristics, To avoid it, it can be important to use a mount for the magnetostrictive that is as free of attenuation as possible Own converter. According to a further invention, only one annular disc is provided for this purpose, which carries a plurality of projections on its inner edge, between which the transducer rod is clamped in its nodal plane, two of which are hollow-cylindrical Coils are arranged on both sides of the disc. There is less of a need for a low-attenuation Storage as a greater security against external impacts and knocking noises caused by them, so you will use two retaining disks on both sides of a single hollow cylindrical coil are arranged.

In beiden Fällen wird eine solche Anordnung vorteilhaft innerhalb der zylindrischen Bohrung eines Kunststoffkörpers zwischen zwei Kunststoffringen angeordnet und in axialer Richtung von beiderseits vorgesehenen Polschuhen in ihrer Lage gehalten. Dabei Anordnung zur koaxialen HalterungIn both cases, such an arrangement is advantageous within the cylindrical bore of a Plastic body arranged between two plastic rings and provided in the axial direction from both sides Pole pieces held in place. Arrangement for the coaxial holder

eines longitudinal angeregten,
stabförmigen magnetostriktiven Wandlersof a longitudinally excited
rod-shaped magnetostrictive transducer

Anmelder:Applicant:

Telefunken G.m.b.H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71Telefunken GmbH,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dipl.-Phys. Manfred Börner, Ulm/Donau,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Phys. Manfred Börner, Ulm / Danube,
has been named as the inventor

kann der Kunststoffkörper mit einer Aussparung versehen sein, die zur Aufnahme des zwischen den plattenförmigen Polschuhen anzuordnenden Permanentmagneten für die Vormagnetisierung dient.the plastic body can be provided with a recess which is used to accommodate the between the Plate-shaped pole pieces to be arranged permanent magnets for the premagnetization is used.

An Hand eines Ausführungsbeispiels für eine dämpfungsarme Halterung soll die Erfindung unter. Zuhilfenahme der Fig. 1, 2 und 3 näher erläutert werden. Dabei stelltUsing an exemplary embodiment for a low-attenuation Bracket is intended to support the invention. 1, 2 and 3 are explained in more detail with the aid of FIGS. It represents

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die.Anordnung und Fig. 2 einen Querschnitt dar; in1 shows a longitudinal section through the arrangement and FIG. 2 shows a cross-section; in

Fig. 3 sind die wesentlichen Teile auseinandergezogen nochmals,p.er,sßektiviseh; dargestellt; Fig. 3 the essential parts are exploded again, p.er, sßektiviseh; shown;

Fig. 4 zeigt eine Abwandlung dieser Ausführungsform für eine stoßsichere Halterung, ,bei der es auf eine dämpfungsarme Lagerung weniger ankommt.Fig. 4 shows a modification of this embodiment for a shock-proof holder, in which it on low-damping storage is less important.

In Fig. 1, 2 und 3 ist der Ferritwandler mit 1 bezeichnet und wird in seiner Knotenebene durch eine Scheibe 2 gehalten. Die Scheibe 2 besitzt eine innere Öffnung, deren Durchmesser größer als der Außendurchmesser des Ferritstabes ist und die mit mehreren, z. B. drei Vorsprüngen nach innen versehen ist, die den Wandlerstab zentrisch halten. Die Scheibe ist eingeklemmt zwischen zwei z. B. aus thermoplastischem Material bestehenden Spulenkörpern 3 und 4, die den gleichen Außendurchmesser wie die Scheibe 2 besitzen und auf welche die Wicklungen 5 bzw. 6 zur elektrischen Anregung aufgebracht sind. Diese Anordnung von Spulen und Scheibe ist in einen Ferritzylinder 7 eingeschoben, der als magnetischer Rückschluß für das Wechselfeld der Spulen dient und so lang bemessen ist, daß seine Stirnflächen mit den Stirnflächen der Spulen 3 bzw. 4 abschließen.In Fig. 1, 2 and 3, the ferrite converter is denoted by 1 and is in its node level by a Disk 2 held. The disc 2 has an inner opening, the diameter of which is greater than the outer diameter of the ferrite rod is and the with several, z. B. three protrusions is provided inwards, which hold the transducer rod centrically. The disc is clamped between two z. B. thermoplastic Material existing bobbins 3 and 4 that have the same outside diameter as the disc 2 have and on which the windings 5 and 6 are applied for electrical excitation. This arrangement of the coil and disc is inserted into a ferrite cylinder 7, which acts as a magnetic yoke is used for the alternating field of the coils and is so long that its end faces with the Complete the end faces of the coils 3 and 4.

Die Anordnung, wie sie bis hierher beschrieben wurde, ist zwischen zwei Kunststoffringe 8 und 9, deren Außendurchmesser gleich dem Außendurchmesser des Ferritzylinders 7 ist, eingeklemmt und innerhalb der zylindrischen Bohrung eines Kunststoffkörpers 10 angeordnet. Beiderseits ist die zylindrischeThe arrangement, as it has been described so far, is between two plastic rings 8 and 9, whose outer diameter is equal to the outer diameter of the ferrite cylinder 7, clamped and arranged within the cylindrical bore of a plastic body 10. Both sides are cylindrical

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Bohrung durch Polschuhplatten 11 und 12 aus Eisen oder Ferrit abgeschlossen, die z. B. mit Schrauben an dem Kunststoffkörper, wie dargestellt, befestigt sind und die ganze Anordnung zusammenhalten. Die Polschuhplatte11 ist mit einer Bohrung 13 zum Durch- tritt eines an dem Wandlerstab 1 befestigten Koppeldrahtes 14 versehen, der zur Ankopplung des nur schematisch angedeuteten mechanischen Filters 15 dient. Die Polschuhplatte 12 kann gegenüber dem freien Ende des Wandlerstabes 1 mit einer Einstellschraube 16 zur Einstellung der Magnetfeldstärke versehen sein.Hole completed by pole shoe plates 11 and 12 made of iron or ferrite, the z. B. with screws the plastic body, as shown, are attached and hold the whole assembly together. The pole shoe plate 11 is provided with a hole 13 to occurs a attached to the transducer rod 1 coupling wire 14 is provided for coupling the only schematically indicated mechanical filter 15 is used. The pole shoe plate 12 can be compared to the The free end of the transducer rod 1 is provided with an adjusting screw 16 for adjusting the magnetic field strength be.

Es ist vorteilhaft, . den Kunststoffkörper 10 längs seiner Bohrung mit einer Schlitzung 17 zu versehen, um Toleranzen zwischen dem Außendurchmesser des Zylinders 7 und dem Innendurchmesser der Bohrung auszugleichen und um die elektrischen Anschlüsse herauszuführen. Weiterhin ist der Kunststoffkörper 10 mit einer Aussparung versehen, in der sich ein z. B. quaderförmiger Permanentmagnet 18 befindet, dessen beide Enden an den Polschuhplatten 11 bzw. 12 anliegen und das Vormagnetisierungsfeld erzeugen.It is beneficial to. to provide the plastic body 10 with a slot 17 along its bore, about tolerances between the outer diameter of the cylinder 7 and the inner diameter of the bore to compensate and to lead out the electrical connections. Furthermore, the plastic body 10 is provided with a recess in which a z. B. cuboid permanent magnet 18, whose both ends rest on the pole shoe plates 11 and 12 and generate the bias field.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann in verschiedener Weise abgewandelt werden.The invention is not limited to the illustrated embodiment, but can be in various ways Way to be modified.

Es kann z. B. auch zweckmäßig sein, nicht eine Zentrierscheibe,- sondern mehrere zu verwenden. Oft verlangt man nämlich von mechanischen Filtern eine sehr große Unempfindlichkeit gegen Stöße und Klopfgeräusche. Hierzu ist es notwendig, die niederfrequente Bewegung des Ferritwandlers möglichst zu unterbinden. Ein Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 4, in der nur die gegenüber Fig. 1 unterschiedlichen Teile dargestellt sind. Innerhalb des Ferritzylinders 7 ist nur eine Spule 20 vorgesehen, an deren beide Stirnflächen sich ringförmige Halterungsscheiben 21 anlegen, die in gleicher Weise ausgebildet sein können wie die Scheibe 2 in Fig. 3.It can e.g. B. also be appropriate not to use a centering disc, - but several. Often namely, mechanical filters are required to be extremely insensitive to impacts and knocking noises. For this it is necessary to reduce the low-frequency movement of the ferrite converter as much as possible prevent. An exemplary embodiment is shown in FIG. 4, in which only the parts that differ from FIG. 1 are shown. Only one coil 20 is provided within the ferrite cylinder 7, on both of which end faces create ring-shaped retaining disks 21, which can be designed in the same way like disk 2 in FIG. 3.

Die Scheiben 2 bzw. 21 werden zweckmäßig aus Kunststoff bestehen, jedoch ist es auch möglich, Weichgummiringe zu verwenden, die dann keine inneren Vorsprünge besitzen, sondern sich ringsherum an den Ferritwandler 1 anlegen.The discs 2 and 21 are expediently made of plastic, but it is also possible to use soft rubber rings to use, which then have no internal projections, but all around the Apply ferrite converter 1.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Arrangement for the coaxial mounting of a longitudinally excited, rod-shaped, magneto-

45 strictive transducer within at least one serving for the connection to the connected electrical circuits hollow cylindrical coil, characterized in that at least one annular support disk is provided for the axial mounting of the transducer bar having the same outside diameter as the hollow cylindrical (n) coil (s), and that a ferrite cylinder serving in a known manner as a magnetic yoke for the alternating field of the coil is provided which directly surrounds the coil (s) and the disk (s) and holds them coaxially in their position.

2. Arrangement for holding a magnetostrictive transducer in its node plane according to claim 1, characterized in that only one annular disc (2) is provided, which on its inner edge carries several projections between which the transducer rod (1) is clamped is, and that two hollow cylindrical coils (3, 4) are arranged on both sides of the disc.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that two retaining discs (2) to both sides of a single hollow cylindrical coil are provided.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the ferrite cylinder between two coaxially arranged rings (8, 9) of the same outer diameter within the cylindrical Bore of a plastic body (10) arranged and provided by pole pieces on both sides (11., 12) is held in place.

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the formed as end plates Pole shoes (11, 12) are each provided with a bore (z. B. 13), which are used for the implementation of a coupling element (14) between the transducer rod (1) and a mechanical filter (15) on the one hand or an adjusting screw (16) for the magnetic field strength on the other hand.

6. Arrangement according to claim 4, characterized in that that the plastic body (10) with a recess for receiving a permanent magnet (18) is provided between the pole pieces (11., 12).

Considered publications:
German interpretative document No. 1 013 714.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

1 909 770/308 4.601 909 770/308 4.60