NO117829B - - Google Patents

Description

Elektromagnetisk firpolsystem for telefonhørekapsler.

Denne oppfinnelse vedrører et elektromagnetisk firpolsystem for telefonhøre-kapsler av den art som inneholder en tunge som i sin ene ende er innspent i et magnetisk nøytralt punkt i magnetsystemet og som påvirkes av en drivspole beliggende mellom den innspente ende og den annen, svingbare ende, som er forbundet med en membran.

Denslags firpolsystemer kan — når de utstyres med moderne høyeffektive permanentmagneter — bygges slik at deres di-mensjoner tross systemets store ytelse, holdes forholdsvis lave. Ved at man bruker slike lavdimensjonerte systemer har man mulighet for å nytte det rom som blir til-overs utenom systemet i hørekapselen, til en resonator som flater ut egenresonansen for det system som dannes av firpolsyste-met og membranen, eller for en beskyttel-sesinnretning, eller liknende.

Det er allerede kjent firpolsystemer hvor tungen i systemet er fast innpresset mellom to like permanentmagneter og svinger med sin frie ende i luftspalten mellom polskoene. Slike utførelser har vist seg gunstige når man bruker «harde» permanentmagneter.

Som følge av nyutviklingen på oksydmagnetenes område har man mulighet for å bygge systemene ennu mindre og ennu mere effektive, dersom man bruker oksydmagneter istedet for permanentmagneter av metallegeringer.

Oksyd-permanentmagnetene har for-uten deres store motstandsevne overfor innvirkning fra fremmedfelter også den

fordel at de på grunn av deres karakteris-

tiske høye koerzitivkraft kan lages med forholdsvis liten lengde i det magnetiske felts retning, slik at det hele system kan bygges opp meget flatt.

Men på den annen side har de hittil kjente oksydmagneter en meget lav fasthet, fordi de «bakes sammen» av et uho-mogent materiale. Denne lave fasthet bevirker at magnetens kanter meget lett brekkes istykker. Hvis man derfor — slik som ved de kjente utførelser — vil klemme inn firpolsystemets svingende tunge mellom magnetene, så må de magnetflater som ligger på tvers av det magnetiske felts fluksretning, slipes. Denne sliping av de mekanisk sett ømfindtlige oksydmagneter betyr øket arbeide og derav følgende høy-ere kostnader.

Dersom slipingen av trykkflatene ikke blir utført tilstrekkelig nøyaktig, danner det seg et stort antall berøringssteder som står under et høyt punktformig trykk mellom magnetoverflaten og innspennings-flaten for den av blikk fremstilte tunge. Ved tungens vibrasjoner kan forbindelsen mellom oksydmagnetens enkeltpartikler løsne; magneten kan brekke istykker og derved på uønsket måte endre tungens egensving-ningstall, når innspenningen løsner på denne måte.

Mens tungen i et kjent system er di-rekte innspent mellom to like og følgelig med høye innspenningstrykk belastede permanentmagneter, og svinger med sin svingbare ende mellom polskoene i systemet, har man ved kravets gjenstand ut-ført dette slik at tungen i den ene ende er fast innklemt mellom de to korte ben på to speilbilledformig til hinannen liggende L-formete åkdeler i magnetsystemet, og i den annen ende som er koplet svingedyktig sammen med membranen, svinger i luftspalten mellom to på de lange ben i de L-formete åkdeler fastgjorte speilbilledformete oksydmagneter.

Ved denne utførelse oppnås det en rekke fordeler, hvorav skal nevnes føl-gende : A) Mellom innerendene på de L-formete åkdeler som skal belastes med høye flatetrykk, kan tungen som er fremstilt av dynamoblikk, innspennes så fast at selv en temmelig kort innspenningslengde er mere enn tilstrekkelig til at tungen under alle forhold fastholdes perfekt. B) Oksydmagnetene som sitter på åk-delens lange ben, belastes ikke med inn-spenningstrykkene som tungen skal ut-settes for; å slipe disse magneter er derfor ikke mere nødvendig. Det trekk at man slipper å slipe magnetene betyr en ganske vesentlig senking av fremstillingskostna-dene for systemet. C) Det nye system muliggjør en ganske vesentlig økning av tungens svingelengde samtidig som systemets opprinne-lige lengde bibeholdes. Mens mere enn en tredjedel av hele tungelengden ved kjent utførelse er fast innspent mellom permanentmagnetene, og følgelig bortfaller som svingelengde, er ved den nye utførelse — som endog ikke er inntegnet høyaktig etter målestokken — bare omlag en tiendepart av tungelengden fast innspent, mens ni tiendedeler av tungelengden kan svinge. Denne forlengelse av den svingbare tunge-lengde gir dessuten en økning av den vekt-arm som de magnetiske krefter kan virke mot. Man kan følgelig fremstille tungen smalere og litt tykkere. Men en smalere utførelse av tungen betyr at drivspolen mere kan tilpasses sirkelformen, noe som ytterligere bevirker at man i spolens indre kan bruke en lavere trådtykkelse ved samme feltstyrke. Den lavere trådlengde har mindre motstand, og man får følgelig mindre tap. D) Det tap som skyldes spredning av magnetfeltet er ved den nye utførelse vesentlig mindre enn ved de kjente utførel-ser.

Tungen, som består av magnetisk materiale og ligger i luftspalten mellom begge frontplatene i oksydmagnetene, frembringer i og for seg en sterk sammentrengning av kraftlinjene på tunge tverrsnittet. Tross dette går en stor del av kraftlinjene over ved siden av tungen mellom magnetene som en ikke utnyttbar del av den til drift av tungen frambragte kraftfluks.

For å konsentrere begge de permanen-te magneters felt på den forholdsvis smale tungen, blir det ifølge oppfinnelsen på de flater i begge oksydmagnetene som vender mot tungen, påsatt polplater, som på grunn av deres minst tusen ganger høyere magnetiske gjennomtrengelighet fanger opp kraftlinjestrømmen fra den brede frontflate i magneten og konsentrerer den på det smale stykke hvor tungen ligger mellom disse polplater.

For på den ene side å feste oksydmagnetene til polskolene og på den annen side å feste polplatene til frontflatene i oksydmagnetene, har det vist seg særlig gunstig å bruke kunstharpikser, som etter å være tilsatt et spesielt herdemiddel og deretter påført mellom de deler som skal forbin-des med hverandre, herder meget raskt, og fordi de hefter usedvanlig godt til såvel metaller som andre materialer — kleber sammen delene så godt at de bare under bruk av meget sterke krefter kan rives fra hverandre igjen.

For å tilfredsstille også meget høye krav med hensyn til virkningsgraden for en hørekapsel med firpolsystem, og for å fremstille et system som gjengir høye frekvenser opp til 3 400 Hz og lave frekvenser ned til 300 Hz like godt, må egenresonansen og frekvensen for den svingende tunge ligge så høyt som mulig. Men på den annen side er det som følge av kravet om høy virkningsgrad satt en grense for den stivhet som brukes til å høyne tungens egenreso-nansfrekvens. Spesielle dempningsmidler — som kan brukes ved systemer hvor virkningsgraden ikke spiller noen avgjørende rolle — kan ikke brukes ved et system av den her beskrevne art, fordi de ville ned-sette virkningsgraden temmelig vesentlig.

Av de forannevnte årsaker må man følgelig holde spredningstap så lav som mulig, det vil si at drivspolen må omslutte tungen så tett som mulig. Viklingen i drivspolen må på den annen side — også som følge av kravet til god virkningsgrad

— ha en lav ohmsk motstand, det vil si at den må ha et tverrsnitt som nærmer seg sirkelen så meget som mulig. Ved å ta hensyn til disse krav kommer man frem til løsningen ifølge oppfinnelsen, hvor den forholdsvis smale tungen er ført med kon-stant bredde gjennom drivspolen til per-manentmagnetpolflatene og tungen er bare gjort bredere ved sitt innspenningssted mellom polskoflatene og er ved sin for-trinsvis rettvinklet oppad avbøyde forbin-delsesstav, som hørekapselens kjeglemem-

bran er fastklebet til ved hjelp av kunstharpiks, avtrappet ned til ganske liten bredde.

For nøyaktig å kunne innstille luftspalten som tungen svinger opp og ned i mellom polskoplatene i permanentmagnetene, brukes det ifølge oppfinnelsen umagnetiske avstandsstykker som er plasert parallelt med tungens akse mellom polplatene i begge oksyd-permanentmagnetene. Disse umagnetiske avstandsstykker fastspennes ved sammenbyggingen av magnetsystemet med et lett trykk av de skruer som frembringer innspenningskraften for tungen mellom polplatene.

En særlig fordelaktig utførelse av skruefestet fremkommer ved at man ved systemets sider plaserer tre like skruer, hvorav de to ytterste tjener til å holde selve systemet sammen, mens den mid-terste brukes til å feste systemet til høre-kapselens bunn.

På tegningen er oppfinnelsen illustrert eksempelvis, hvor: Fig. 1 viser en hørekapsel ifølge oppfinnelsen, vist i snitt. Fig. 2 viser skjematisk hørekapselen, sett forfra, etter at man har fjernet de deler som ligger over magnetsystemet. Fig. 3, 4 og 5 viser i større målestokk alternative tverrsnitt gjennom de polplater som er påsatt de av permanentmagne-tens frontplater som vender mot tungen.

I et potteformet hørekapselhus 1 ligger magnetsystemet på den ene side i hu-set, og dette system består av permanentmagneter 2, 3, åkdeler 4, 5, tungen 6 som er innspent mellom disse åkdeler, samt drivspolen 7. Tungen 6 holdes av et høyt sammenpresingstrykk helt stivt innspent med den ende 6a som ligger mellom åkdelene 4, 5.

Den annen tungeende 6b, som svinger i luftspalten 8 mellom permanentmagnetene 2, 3 går over i en stav 6c som er laget av samme materiale som tungen og er av-bøyet rettvinklet oppad og trer i nærhe-ten av sin øvre ende gjennom den koniske membran 9; her er staven ved hjelp av en kunstharpiksklebing 10 stivt forbundet med membranen. Ved siden av magnetsystemet ligger det et resonansrom 11, som har en ved hjelp av en skrue 12 innstillbar åpning 13, som danner den akustiske kop-ling mellom resonatorrommet 11 og høre-kapselhusets indre. Magnetsystemet trek-kes tett sammen ved hjelp av skruer 14 som sitter til siden for systemet og presser sammen åkdelene 4, 5.

Den skrue 15 som sitter mellom disse skruer 14, løper ned i bunnen på hørekap-

selen og tjener til å fastgjøre systemet til hørekapselen.

For å konsentrere permanentmagne-tenes 2, 3 felt på den del av luftspalten som den forholdsvis smale tungen 6 svinger i, er det på magnetens nedre front-flater plasert særskilte polplater 16, 17, som er laget av materiale med høyere permeabi-litet og med en glatt flate ligger tett an mot oksydpermanentmagnetenes frontflate, og mot luftspalten er laget konkavt hvelvet (se fig. 3) eller forsynt med et avtrappet fremspring (se fig. 4) eller avskrådd hen-imot sine ender (se fig. 5). Ved samtlige utforminger av polplatene danner det seg i luftspaltens midte en minste luftspalte-bredde, slik at det her —også når man ser bort fra tungen — danner seg den største konsentrasjon av magnetfeltet. Ved at tungen, som eksempelvis kan være laget av vanlig transformatorblikk, er plasert i denne luftspalten, forårsaker tungemateri-alets store magnetiske gjennomtrengelighet en ytterligere konsentrasjon av de magnetiske kraftlinjer på tungebredden.

I og for seg kan det nok gå an å lage polplatene av bløtt jern med meget høy per-meabilitet, men en massiv plate virker på grunn av de hvirvelstrømtap som oppstår i den ved vekselfluksens gjennomgang, sterkt dempende på den aktive vekselfluks som fra spolen føres inn i magnetene og hen til tungen. For å oppnå en så god virkningsgrad som mulig i systemet, er det derfor å anbefale at polplatene settes sammen av enkeltplater som for eksempel kan være klebt sammen med kunstharpiks og som løper loddrett på tungeaksen, idet det som følge av den isolasjon som kunstharpiks-limet danner mellom platene, bare kan opp-stå meget lave hvirvelstrømmer i disse.

Claims (10)

1. Elektromagnetisk firpolsystem for teleforihørekapsler, med en tunge som i sin ene ende er innspent i et magnetisk nøy-tralt punkt i magnetsystemet og som påvirkes av en drivspole, beliggende mellom den innspente ende og den annen, svingbare ende, som er forbundet med en membran, karakterisert ved at tungen i den ene ende er fast innklemt mellom de to korte ben på to speilbilledformig til hinannen liggende L-formete åkdeler (4, 5) i magnetsystemet, og i den annen ende som er koplet svingedyktig sammen med membranen, svinger i luftspalten mellom to på de lange ben i de L-formete åkdeler fastgjorte speilbilledformete oksydmagneter (2, 3).

2. Hørekapsel i samsvar med påstand 1, karakterisert ved at tungens frie ende går over i en rettvinklet avbøyet stav (6c) som er laget av samme materiale som tungen, og som går gjennom membranen og er stivt forbundet med denne ved hjelp av en kunstharpiksklebing (10).

3. Hørekapsel i samsvar med påstand 1, karakterisert ved at de mot tungen ven-dende flater i oksydmagnetene er utstyrt med polplater (16, 17) som konsentrerer oksydmagnetenes felt på tungen.

4. Hørekapsel i samsvar med påstand 3, karakterisert ved at polplatene (16, 17) består av lamelerte blikk hvis flater ligger på tvers av tungens akse.

5. Hørekapsel i samsvar med påstand 1 eller en av de følgende påstander, karakterisert ved at oksydmagnetene er forbundet med polskoene og polblikkene ved hjelp av kunstharpikskitt, for eksempel epok-sydharpiks.

6. Hørekapsel i samsvar med påstand 1 og/eller en av de følgende påstander, karakterisert ved at de L-formet bøyde pol-sko overlapper systemet, dvs. oksydmagnetene, sideveis og ved sine sideveis utragende deler holdes sammen av umagnetiske press-skruer.

7. Hørekapsel i samsvar med påstand 3 eller en av de følgende påstander, karakterisert ved at polplatene (16, 17) er jevne på den flate som vender mot oksydmagnetene (2, 3), og på den side som vender mot tungen er forsynt med en ribbe som er omlag av samme bredde som tungen og som løper langsetter tungen (fig. 4).

8. Hørekapsel i samsvar med påstand 3 eller en av de følgende påstander, karakterisert ved at polplatene (16, 17) ligger med en jevn flate an mot oksydmagnetenes (2, 3) frontflate og er konkavt hvelvet hen-imot luftspalten (fig. 3).

9. Hørekapsel i samsvar med påstand 3 eller en av de følgende påstander, karakterisert ved at polplatene (16, 17) har et trapesformet tverrsnitt, som snevrer seg litt etter litt sammen fra midten og ut mot sidene (fig. 5).

10. Hørekapsel i samsvar med påstand 1 eller en av de følgende påstander, karakterisert ved at det mellom permanentmag-netenes polplater (16, 17) er innsatt umagnetiske avstandsstykker som er plasert parallelle med tungens akse.