PL95857B1 - Przetwornik elektroakustyczny z obwodem magnetycznym i sposob wytwarzania przetwornika elektroakustycznego z obwodem magnetycznym - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest przetwornik elektroakus¬ tyczny z obwodem magnetycznym zlozonym z kotwicy i magnesu trwalego oraz z wlaczonymi do tego obwodu elementami nosnymi lub mocujacymi.

Przedmiotem wynalazku jest równiez sposób wytwa¬ rzania tego przetwornika.

Najbardziej znane z przetworników elektroakustycznych magnetycznych sa przetworniki dynamiczne z ruchoma cewka i elektromagnetyczne z ruchoma kotwica. Najwaz¬ niejszym elementem takich przetworników elektroakustycz¬ nych jest obwód magnetyczny, który decyduje o cenie przetwornika. Wytrzymalosc mechaniczna i ciezar przetwor¬ nika sa tez w zasadniczym stopniu zalezne od obwodu ma¬ gnetycznego. Dlatego tez nie jest wcale obojetny sposób wykonania obwodu magnetycznego np. sposób wykonania .polaczen miedzy poszczególnymi elementami. Obwód magnetyczny sklada sie bowiem z co najmniej dwóch czesci, a to z magnesu trwalego wykonanego z twardego materialu ferromagnetycznego i z kotwicy z miekkiego zelaza.

W przypadku przetwornika dynamicznego z tzw. ma¬ gnesem zewnetrznym w jednym z wykonan do magnesu pierscieniowego przylaczone sa dwie kotwice stanowiace dolna i górna plytke nakladkowa. Polaczenie tych kotwic, tj. plytek nakladkowych z magnesem we wlasciwy obwód magnetyczny nastepuje jednym ze znanych sposobów za pomoca srub lub innych elementów zlacznych. Wykonanie takie jest drogie, a jego wytrzymalosc mechaniczna nie jest odpowiednia. Wymagane, dlugie sruby laczace musza byc z niemagnetycznego materialu, np. z miedzi. Przy tym, albo zmniejszeniu ulega uzyteczna powierzchnia magnesu, albo uksztaltowanie magnesu staje sie kosztowne.

W pierwszym przypadku konieczne jest powiekszenie wewnetrznego przekroju pierscienia magnesu, w drugim przypadku trzeba zapewnic miejsce na sruby z przewidzia¬ nymi w magnesie zlobkami. Uksztaltowanie kotwicy jest tez skomplikowane, gdyz musi ona byc zaopatrzona w ot¬ wory, ewentualnie gwintowane. Wytrzymalosc mechanicz¬ na zalezy od sily naciagu, która wskutek > rozszerzalnosci cieplnej i innych wplywów zmniejsza sie i moze spowodo¬ wac przestawienie kotwicy.

Omawiane rozwiazanie spotyka sie tez z laczeniem wyko¬ nanym za pomoca cieklego kleju. Daje to jednak, albo nie¬ wystarczajaca wytrzymalosc mechaniczna, albo wymaga kosztownego zabiegu, kiedy to na przykladklejenie wykonuje sie przy uzyciu kleju dwuskladnikowego (na bazie epoksy¬ du), co wymaga dlugiego czasu wiazania. Trudne jest tez mieszanie, nanoszenie itd. kleju, co nie pozwala zapewnic „higienicznej" produkcji seryjnej, tak, ze w koncu i to wy¬ konanie wypada stosunkowo drogie. Dlatego jeszcze dzis istnieje na calym swiecie potrzeba znalezienia prostej tech¬ nologii zapewniajacej „higieniczna" produkcje seryjna.

Rozwiazaniem takim jest laczenie obwodu magnetycznego przez tloczenie pod cisnieniem z zastosowaniem tworzywa termoplastycznego.

W jednym z wariantów takiego wykonania obwód magnetyczny stanowi od wewnatrz i z zewnatrz odlew wtryskowy, nawet przy jednoczesnym uksztaltowaniu np. wedlug opisu patentowego austriackiego nr 236 474.

Wada tej metody jest to, ze wtryskiwane tworzywo termo- 95 85795 857 3 plastyczne wskutek koniecznej dokladnosci wymiarowej narzedzia i czesci skladowych obwodu magnetycznego latwo przedostaje sie do szczeliny powietrznej. Tymczasem tworzywo sztuczne w szczelinie powietrznej przeszkadza w prawidlowej pracy przetwornika.

Wedlug innego rozwiazania poszczególne czesci sa laczone tylko na zewnetrznej powierzchni w pewnej odle¬ glosci od szczeliny powietrznej np. wedlug opisu patento¬ wego wegierskiego nr 147 273. Rozwiazanie to pozbawione jest wprawdzie wymienionych wad, ale powiekszona jest objetosc obwodu magnetycznego, co, zwlaszcza w malych przetwornikach, jest niepozadane. Wytrzymalosc mecha¬ niczna uksztaltowanego w taki sposób obwodu magnetycz^ nego jest niewystarczajaca, powloka z tworzywa termoplas¬ tycznego rozdziela sie czesto wskutek rozszerzalnosci cieplnej, albo tez ceramiczny pierscien magnesu peka juz w procesie tloczenia pod cisnienijem. W przypadku wadliwe¬ go wyrobu jego naprawa jest kosztowna, gdyz oddzielenie czesci odlewu wtryskowego jest bardzo pracochlonne.

Celem wynalazku jest usuniecie wymienionych wad, zapewnienie „higienicznego", szybkiego i mozliwie taniego sposobu wytwarzania obwodów magnetycznych, a ponadto podwyzszenie mechanicznej wytrzymalosci przetworników akustycznych.

Wynalazek polega na tym, ze elektroakustyczny przetwor¬ nik z obwodem magnetycznym zlozonym z kotwicy i ma¬ gnesu trwalego i wlaczonymi do tego obwodu elementami nosnymi lub mocujacymi, charakteryzuje sie tym, ze miedzy poszczególnymi elementami obwodu magnetycznego, tj. miedzy przylegajacymi do siebie, sasiadujacymi plaszczyz¬ nami kotwicy a magnesu i/oraz miedzy przylegajacymi do siebie, sasiadujacymi plaszczyznami elementów obwo¬ du magnetycznego a elementu nosnego i mocujacego umie¬ szczone sa wkladki z termoplastycznego tworzywa sztucz¬ nego, które w temperaturze pracy przetwornika elektro¬ akustycznego stanowi cialo stale.

Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze miedzy sasiadujace i przylegajace do siebie plaszczyzny i/lub na .sasiadujace i przylegajace do siebie plaszczyzny poszcze¬ gólnych elementów obwodu magnetycznego i/lub elemen¬ tów obwodu magnetycznego oraz. elementów nosnych i mocujacych naklada sie termoplastyczne tworzywo sztu¬ czne w stanie stalym, np. na bazie etylenu, propylenu lub poliamidu, pa czym poszczególne elementy po zlozeniu najkorzystniej w aparacie centrujacym i uchwycie mocuja¬ cym poddaje sie nagrzewaniu a nastepnie schladza sie do temperatury pokojowej, lub pozwala na schlodzenie w spo¬ sób naturalny.

Zalety rozwiazania wedlug wynalazku polegaja na tym, ze bez powiekszenia wymiarówmoga byc wytwarzane obwody magnetyczne, znacznie wytrzymalsze mechanicznie, przy czym szczelina powietrzna tych obwodów pozostaje czysta, w czasie produkcji nie dostaje sie do niej zadne obce cialo, przez co zapewnic mozna produkcje bez odpadków prze¬ tworników dzialajacych pewnie. Magnes nie jest w procesie produkcji przetwornika narazony na specjalne obciazenia mechaniczne tak, ze nawet przy zastosowaniu magnesów ceramicznych nie wystepuja ich pekniecia. Obwód magne¬ tyczny moze byc skladany przy uzyciu niewielu narzedzi montazowych tak, ze mozna uzyskac wydajna, tania i Mhi- gieniczna" produkcje seryjna.

W przypadku ewentualnych wadliwych obwodów ma¬ gnetycznych ich czesci moga byc przez ponowne nagrzanie rozlaczone i ponownie zestawiane. W toku prób zastosowa¬ no z powodzeniem tworzywa termoplastyczne na bazie 4 etylenu, propylenu wzglednie poliamidu. Materialy te schladzane po roztopieniu twardnieja w ciagu kilku sekund.

Przy zastosowaniu rozwiazania z folia odcina sie odpowied¬ niej wielkosci odcinki z plata folii termoplastycznej, na przyklad na bazie poliamidu, w danym przypadku wraz z polietylenowym materialem przekladkowym w celu „hi¬ gienicznej" obróbki, jak tez w celu skladowania, chociaz przy zakladaniu stosuje sie tylko sama folie poliamidowa.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój przetwornika elektroakustycznego dynamicznego z cewka ruchoma a fig. 2 — obwód magnetyczny przetwor¬ nika elektroakustycznego z fig. 1 umieszczony w aparacie montazowym.

Wedlug rozwiazania pokazanego na fig. 1, miedzy pier¬ scieniowym magnesem 1 trwalym i jego dolna plytka 2 umieszczone jest tworzywo 5 termoplastyczne, przy czym podobnie miedzy tym magnesem 1 i górna plytka 3 znajduje sie tworzywo 4 termoplastyczne. Ponadto równiez miedzy koszem 9 z ukladem 11 membranowym zawierajacym membrane, obrzeze membrany, cewke ruchoma, zakladke; itd. i górna plytke 3 znajduje sie tworzywo 10 termoplas¬ tyczne. Uzyte tworzywo termoplastyczne moze miec przed montazem postac folii lub plyty, albo tez jest nakladane na czesc skladowa w stanie roztopionym za pomoca pedzla lub przez zanurzenie. Wymienione czesci skladowe obwodu magnetycznego lacza sie trwale ze soba, dzieki sile adhezji tworzywa 4, 5 i 10 termoplastycznego. Na rysunku pokazano warstwe tego tworzywa 4, 5 i 10 odpowiednio grubsza, w celu lepszego jej uwidocznienia.

Na fig. 2 przedstawiono sposób i warunki montazu ukladu przetwornika pokazanego na fig. 1, lub tez innych przetworników. Roztopienie tworzywa 5 termoplastycznego znajdujacego sie miedzy magnesem 1 i dolna plytka 2> jak tez tworzywa 4 termoplastycznego umieszczonego miedzy magnesem 1 i górna plytka 3, a pizez to polaczenie magnesu 1 z dolna plytka 2 i z górna plytka 3, wykorzystu¬ jace sily adhezji, nastepuje dzieki zastosowaniu aparatu montazowego, zlozonego z dwóch czesci 7 i 8. Wyposrod- 40 kowujaca wkladka 6 zabezpiecza, aby w czasie procesu skla¬ dowe czesci obwodu magnetycznego nie mogly ulec prze¬ sunieciu. Wymagana do polaczenia energia cieplna dostarczana jest przez obie z czesci 7 i 8 aparatu, wzglednie przez jedna z nich. 45 W zalecanym sposobie laczenia, obie czesci 7 i 8 aparatu montazowego rozgrzewane sa do temperatury wyzszej niz temperatura topnienia tworzywa 3 i 5 termoplastycznego.

Po zamknieciu formy tworzywo 3 i 5 termoplastyczne roztapia sie na skutek przewodzenia ciepla w krótkim 50 czasie i zestala sie po usunieciu obu czesci aparatu. Aparat ten, celowe jest uksztaltowac w taki sposób, aby sciskaj elementy obwodu magnetycznego az do zestalenia sie tworzywa termoplastycznego.

W innym wariancie sposobu wykonania wynalazku 55 obie czesci 7 i 8 aparatu montazowego, wzglednie jedna z nich, stanowi generator ultradzwieków, którego inten¬ sywne drgania mechaniczne doprowadzaja do roztopienia tworzywa 3 i 5 termoplastycznego.

Wedlug trzeciego wariantu sposobu wykonania obie 60 czesci 7 i 8 aparatu montazowego tworza pare biegunów magnetycznych duzego obwodu magnetycznego, wytwa¬ rzajacego pole magnetyczne o duzym natezeniu zmienne z czestotliwoscia akustyczna. To zmienne pole magnety¬ czne wytwarza cieplo w magnesie 1, przewaznie przez 65 straty na histereze, a takze w dolnej plytce 2 i w górnej95 857 plytce 3, jako kotwicach, przewaznie przez straty na prady wirowe, przy czym cieplo to powoduje stopienie.

Wedlug czwartego wariantu sposobu wykonania obwodu magnetycznego wedlug wynalazku miedzy magnes 1 stano¬ wiacy jeden biegun, a obie czesci 7 i 8 aparatu montazo- 5 wego tworzace wraz z polaczonymi z nimi galwanicznie kotwicami 2 i 3 i wyposrodkowujaca przekladka 6 tworzace drugi biegun* wlaczone jest napiecie wielkiej czestotliwosci.

Powstajace w ten sposób zmienne pole elektryczne o wielkiej czestotliwosci wytwarza cieplo w tworzywie 4 i 5 termoplas- 10 tycznym przez wystepujace w nim straty elektryczne, i to cieplo roztapiatworzywo.

Claims (6)

Zastrzezenia patentowe 15

1. Przetwornik elektroakustyczny 2 obwodem magne¬ tycznym zlozonym z kotwicy i magnesu trwalego i wlaczo¬ nymi do tego obwodu elementami nosnymi lub mocuja¬ cymi, znamienny tym, ze miedzy poszczególnymi ele¬ mentami obwodu magnetycznego, t.j. miedzy przylegaja- 20 cymi do siebie, sasiadujacymi plaszczyznami kotwicy (2, 3) a magnesu (1) i/oraz miedzy przylegajacymi do siebie, sasiadujacymi plaszczyznami elementów obwodu magne¬ tycznego (1, 2, 3) a elemintu nosnego i mocujacego (9) umieszczone sa wkladki (4, 5, 10) z termoplastycznego 25 tworzywa sztucznego, które w temperaturze pracy przet¬ wornika elektroakustycznego stanowia cialo stale.

2. Sposób wytwarzania przetwornika elektroakustycz¬ nego, z obwodem magnetycznym zlozonym z kotwicy i magnesu trwalego i z wlaczonymi do tego obwodu elemen- 30 tamii nosnymi lub mocujacymi, znamienny tym, ze miedzy sasiadujace i przylegajace do siebie plaszczyzny i/lub na sasiadujace i przylegajace do siebie plaszczyzny poszcze¬ gólnych elementów (1, 2, 3) obwodu magnetycznego i/lub elementów obwodu magnetycznego oraz elementów nosnych 35 6 i mocujacych (9) naklada sie termoplastyczne tworzywo sztuczne (4, 5, 10) w stanie stalym, np. na bazie etylenu> propylenu lub poliamidu, po czym poszczególne elementy po zlozeniu najkorzystniej w aparacie centrujacym (6) i uchwycie mocujacym (7, 8) poddaje sie nagrzewaniu a nastepnie schladza sie do temperatury pokojowej lub pozwala na schlodzenie w sposób naturalny.

3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze two¬ rzywo (4, 5, 10) termoplastyczne umieszczane miedzy elementami (1, 2, 3) obwodu magnetycznego i/lub elemen¬ tami (9) nosnymi, ma postac folii, przy czym jest ona uprzednio przycieta do ksztaltu odpowiednich powierzch¬ ni.

4. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym* ze two¬ rzywo (4, 5, 10) termoplastyczne, naklada sie w stanie roztopionym lub rozpuszczonym w cieklym rozpuszczal¬ niku'i doprowadza sie do zestalenia przed umieszczeniem obwodu magnetycznego w centrujacym (6) i sciskajacym (7, 8) aparacie montazowym.

5. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze dla zapewnienia dzialania grzejnego, czesci metalowe (2, 3) obwodu magnetycznego nagrzewa sie np. przy pomocy nagrzanej polowy uchwytu mocujacego (7, 8) i/lub sam ob.wód magnetyczny umieszcza sie w polu magnetycznym o niskiej czestotliwosci i natezeniu pola wynoszacym mini¬ mum 5000 Oe (erstedów), przez co wytwarza sie cieplo w metalu i w cialach magnetycznych (1, 2, 3) wskutek strat na histereze.

6. Sposób wedlug zastrz. 2, znamiennytym, ze dzialanie cieplne zapewnia sie przez poddanie obwodu magnetycz¬ nego dzialaniu fal ultradzwiekowych i /lub przez wytwarza¬ nie zmiennego pola elektrycznego p wielkiej czestotliwosci w tworzywie termoplastycznym i wytwarzaniu w ten sposób ciepla bezposrednio w tworzywie (4, 5, 10) termo¬ plastycznym.95 857 Fig.2 LZG Z-d 3 Zam. 264-78, nakl. 110+20 egz. Cena 45 zl