DE102011081595B4 - Electric vibrator - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schwingungserreger mit einer ringförmigen Spulenanordnung (2), die in einem ringförmigen Spalt (30) einer Magnetanordnung (4) derart eingreift, dass die Spulenanordnung (2) und die Magnetanordnung (4) in axialer Richtung (X) relativ zueinander beweglich sind, wobei eine Tragvorrichtung (10) vorgesehen ist, an der die Spulenanordnung (2) und die Magnetanordnung (4) befestigt sind. Der erfindungsgemäße elektrische Schwingungserreger zeichnet sich dadurch aus, dass in oder an der Tragvorrichtung (10) wenigstens ein Bauelement (51, 52, 53) einer Steuerelektronik (50), die zur Erzeugung von Schwingungen des elektrischen Schwingungserregers vorgesehen ist, aufgenommen ist.The invention relates to an electrical vibration exciter with an annular coil arrangement (2) which engages in an annular gap (30) of a magnet arrangement (4) in such a way that the coil arrangement (2) and the magnet arrangement (4) in the axial direction (X) relative to one another are movable, a support device (10) being provided, to which the coil arrangement (2) and the magnet arrangement (4) are fastened. The electrical vibration exciter according to the invention is characterized in that at least one component (51, 52, 53) of control electronics (50), which is provided for generating vibrations of the electrical vibration exciter, is accommodated in or on the carrying device (10).

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schwingungserreger mit einer ringförmigen Spulenanordnung, die in einem ringförmigen Spalt einer Magnetanordnung derart eingreift, dass die Spulenanordnung und die Magnetanordnung in axialer Richtung relativ zueinander beweglich sind, wobei eine Tragvorrichtung vorgesehen ist, an der die Spulenanordnung und die Magnetanordnung befestigt sind.The invention relates to an electric vibrator having an annular coil arrangement which engages in an annular gap of a magnet arrangement such that the coil arrangement and the magnet arrangement are movable in the axial direction relative to one another, wherein a support device is provided, on which the coil arrangement and the magnet arrangement are fastened ,

Derartige Schwingungserreger sind beispielsweise aus der DE 10 2008 049 560 B3 oder DE 10 2009 021 466 A1 der Anmelderin bekannt. Derartige Schwingungserreger dienen zur Erzeugung mechanischer Schwingungen, mit denen schwingfähige, vorzugsweise flächige, Materialien angeregt werden können, um Schall abzustrahlen oder um beispielsweise technologische Prozesse mit Schüttgütern durch Vibration zu beeinflussen. Mit derartigen Schwingungserregern können auch ungewollte Vibrationen von Vorrichtungen kompensiert werden. Bei der Verwendung zur Erzeugung von Schall werden derartige Schwingungserreger üblicherweise an einem flächigen Material angebracht, um eine Schallabstrahlung durch das flächige Material bzw. das flächige Bauteil zu ermöglichen.Such vibration exciters are for example from the DE 10 2008 049 560 B3 or DE 10 2009 021 466 A1 the applicant known. Such vibration exciters are used to generate mechanical vibrations, with which oscillatory, preferably flat, materials can be excited to radiate sound or to influence, for example, technological processes with bulk materials by vibration. With such vibration exciters and unwanted vibrations of devices can be compensated. When used to generate sound such vibration exciters are usually attached to a sheet material to allow sound radiation through the sheet material or the sheet-like component.

DE 10 2008 049 560 B3 offenbart einen Schwingungserreger zur Übertragung von Schwingungen im Audiobereich, der Schwingungen in einem tieffrequenten Frequenzbereich übertragen kann, der insbesondere dort eingesetzt werden kann, wo auch weitere mechanische Vibrationen herrschen, beispielsweise bei Fahrzeugen. Der in DE 10 2008 049 560 B3 beschriebene Schwingungserreger ermöglicht die Kopplung einer niedrigen Eigenresonanz mit einer hohen Betriebssicherheit auch in Umgebungen, in denen der Schwingungserreger äußeren Vibrationen ausgesetzt ist. Dieses ermöglicht auch der erfindungsgemäße Schwingungserreger, der nachstehend näher beschrieben ist. Dieser weist vorzugsweise einige, mehrere oder sämtliche Merkmale des Schwingungserregers aus DE 10 2008 049 560 B3 auf. DE 10 2008 049 560 B3 discloses a vibration exciter for transmitting vibrations in the audio range, which can transmit vibrations in a low-frequency frequency range, which can be used in particular where other mechanical vibrations prevail, for example in vehicles. The in DE 10 2008 049 560 B3 described vibration exciter allows the coupling of a low natural resonance with a high reliability even in environments in which the vibration generator is exposed to external vibration. This also allows the vibration exciter according to the invention, which is described in more detail below. This preferably has some, several or all features of the vibration generator DE 10 2008 049 560 B3 on.

Aus DE 10 2009 021 466 A1 ist ein elektrischer Schwingungserreger bekannt, bei dem ein Sensor zur Erfassung der relativen Bewegung zwischen der Spulenanordnung und der Magnetordnung dazu verwendet wird, eine gezieltere Steuerung der Anregung des Schwingungserregers zu ermöglichen.Out DE 10 2009 021 466 A1 For example, an electric vibrator is known in which a sensor for detecting the relative movement between the coil assembly and the magnet assembly is used to enable a more targeted control of the excitation of the vibrator.

Bei derartigen elektrischen Schwingungserregern sind die Anforderungen an eine Tragvorrichtung bzw. einen Deckel, der beispielsweise als Schwingspulenträger dient und gleichzeitig über einen zentralen Bolzen eine entsprechende Kraft an ein in Schwingung zu versetzendes Bauteil, beispielsweise ein Kraftfahrzeug, weiterleitet, hoch, da diese hohen dynamischen Wechsel-Biegebeanspruchungen ausgesetzt sind. Zudem besteht die Forderung, dass derartige elektrische Schwingungserreger, insbesondere bei Anwendung in einem Fahrzeug, kleinbauend sein sollen.In such electrical vibration exciters are the requirements of a support device or a lid, which serves as a voice coil bobbin and at the same time via a central bolt a corresponding force to a component to be vibrated, for example, a motor vehicle, high, because these high dynamic change Bending stresses are exposed. In addition, there is the requirement that such electrical vibration exciters, especially when used in a vehicle, should be physically small.

DE 2 051 911 A offenbart eine Einrichtung zur aktiven Unterdrückung von Schwingungen an Maschinen, Bauteilen oder dergleichen, wobei mindestens ein schwingfähiges Spule-Magnet-System als Antischwinger Verwendung findet, wobei jeweils die Spule oder der Magnet mit dem auf dem schwingenden Bauteil zu befestigenden Gehäuse starr verbunden und der verbleibende, als seismische Masse wirkende Teil demgegenüber beweglich angeordnet ist. DE 2 051 911 A discloses a device for actively suppressing vibrations on machines, components or the like, wherein at least one oscillatable coil-magnet system is used as an anti-oscillator, wherein each of the coil or the magnet rigidly connected to the housing to be mounted on the vibrating component and the remaining , acting as a seismic mass acting part, however, is movably arranged.

US 2010/0052578 A1 offenbart einen kleinen Linearvibrator mit einem stationären Körperteil und einem beweglichen Körperteil. Zudem sind ein Permanentmagnet und eine Spule offenbart, wobei der Permanentmagnet sich relativ zu Spule bewegen kann. US 2010/0052578 A1 discloses a small linear vibrator having a stationary body part and a movable body part. In addition, a permanent magnet and a coil are disclosed, wherein the permanent magnet can move relative to the coil.

DE 10 2006 027 115 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Reduzierung von Schwingungen, wobei ein auf ein Werkstück aufsetzbarer Aktor vorgesehen ist, der den Schwingungen des Werkstücks entgegenwirkende Gegenschwingungen generiert. Hierdurch wird die Schallabstrahlung durch das Werkstück bei dessen Bearbeitung reduziert, wodurch das Werkstück ruhiger liegen bleibt, so dass die Bearbeitungsgenauigkeit gesteigert wird. DE 10 2006 027 115 A1 discloses a device for reducing vibrations, wherein an attachable to a workpiece actuator is provided, which generates the vibrations of the workpiece counteracting counter-vibrations. As a result, the sound radiation is reduced by the workpiece during its processing, whereby the workpiece remains quiet, so that the machining accuracy is increased.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Schwingungserreger der eingangs genannten Art weiterzubilden, wobei insbesondere ein möglichst breiter Frequenzbereich bei möglichst ebenem Amplitudenfrequenzgang bei gleichzeitiger kompakter Bauweise ermöglicht sein soll.It is an object of the present invention to develop an electrical vibration exciter of the type mentioned, in particular a broad frequency range as possible with flat amplitude frequency response should be made possible at the same time compact design.

Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Schwingungserreger mit einer ringförmigen Spulenanordnung gelöst, die in einem ringförmigen Spalt einer Magnetanordnung derart eingreift, dass die Spulenanordnung und die Magnetanordnung in axialer Richtung relativ zueinander beweglich sind, wobei eine Tragvorrichtung vorgesehen ist, an der die Spulenanordnung und die Magnetanordnung befestigt sind, wobei in oder an der Tragvorrichtung wenigstens ein Bauelement einer Steuerelektronik, die zur Erzeugung von Schwingungen des elektrischen Schwingungserregers vorgesehen ist, aufgenommen ist, wobei wenigstens ein Bauelement der Steuerelektronik auf einer Platine aufgebracht ist, wobei die Platine einen Träger oder einen Kern aufweist, der eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, und/oder wobei die Spulenanordnung einen Spulenträger mit hoher Wärmeleitfähigkeit aufweist, der unmittelbar mit der Platine verbunden ist.This object is achieved by an electric vibrator having an annular coil arrangement which engages in an annular gap of a magnet arrangement such that the coil arrangement and the magnet arrangement are movable relative to each other in the axial direction, wherein a support device is provided, on which the coil arrangement and the magnet arrangement are attached, wherein in or on the support device at least one component of control electronics, which is provided for generating vibrations of the electric vibrator, is recorded, wherein at least one component of the control electronics is mounted on a circuit board, wherein the board has a carrier or a core having a high thermal conductivity, and / or wherein the coil assembly comprises a coil carrier having high thermal conductivity, which is connected directly to the circuit board.

Durch Vorsehen der Maßnahme, dass in oder an der Tragvorrichtung wenigstens ein Bauelement einer Steuerelektronik zur Erzeugung von Schwingungen des elektrischen Schwingungserregers aufgenommen ist, ist ein sehr kompaktbauender elektrischer Schwingungserreger möglich, wobei zudem durch die hierdurch erzielte Nähe des wenigstens einen Teils der Steuerelektronik zu den anzutreibenden Elementen des elektrischen Schwingungserregers bzw. den vorzugsweise vorzusehenden Sensoren im Schwingungserreger eine erhöhte Stabilität bei verringerter Störstrahlungsanfälligkeit gegeben ist. By providing the measure that at least one component of a control electronics for generating vibrations of the electric vibrator is accommodated in or on the support device, a very kompaktbauender electrical vibration exciter is possible, which also achieved by the thus achieved near the at least a portion of the control electronics to be driven Elements of the electric vibrator or the sensors preferably to be provided in the vibration exciter increased stability with reduced susceptibility to interference radiation is given.

Im Rahmen der Erfindung umfasst der Begriff Bauelement einer Steuervorrichtung insbesondere ein elektronisches Bauelement, mittels dessen Signale bzw. elektronische oder elektrische Spannungen bzw. Ströme bearbeitet bzw. verändert werden. Beispielsweise ist ein Bauelement einer Steuervorrichtung ein Operationsverstärker, ein integrierter Schaltkreis, eine Diagnoseelektronik, ein Leistungsverstärker, ein Datenspeicher, eine Busschnittstelle mit Elektronik, ein Prozessor oder ähnliches.In the context of the invention, the term component of a control device comprises in particular an electronic component by means of which signals or electronic or electrical voltages or currents are processed or changed. For example, a component of a control device is an operational amplifier, an integrated circuit, a diagnostic electronics, a power amplifier, a data memory, a bus interface with electronics, a processor or the like.

Die Tragvorrichtung dient hierbei dazu, an ein, insbesondere flächiges, Bauteil beispielsweise eines Kraftfahrzeuges angebracht oder angeordnet zu werden, wobei dieses Bauteil dann die Schwingungen des elektrischen Schwingungserregers aufnimmt. Die Tragvorrichtung hat hierzu ein Befestigungsmittel wie beispielsweise einen Bolzen. Alternativ kann der elektrische Schwingungserreger dazu dienen, Schwingungen eines Bauteils einer Maschine oder eines Fahrzeugs zu kompensieren oder zu verringern.The support device serves in this case to be attached to a, in particular flat, component, for example, a motor vehicle mounted or arranged, said component then receives the vibrations of the electric vibrator. The support device has for this purpose a fastening means such as a bolt. Alternatively, the electric vibrator may serve to compensate for or reduce vibrations of a component of a machine or a vehicle.

Vorzugsweise ist die Spulenanordnung unmittelbar an der Tragvorrichtung befestigt und/oder die Magnetanordnung mittelbar, insbesondere über eine Federvorrichtung, an der Tragvorrichtung befestigt.Preferably, the coil assembly is attached directly to the support device and / or the magnet assembly indirectly, in particular via a spring device, attached to the support device.

Der erfindungsgemäße elektrische Schwingungserreger arbeitet wie bekannte Schwingungserreger elektrodynamisch oder elektromagnetisch. Dazu weist er eine ringförmige Spulenanordnung auf, welche in einem ringförmigen Spalt einer Magnetanordnung eingreift. Dabei erstreckt sich die ringförmige Spule um eine Längs- bzw. Mittelachse, welche nachfolgend auch als Längsachse des Schwingungserregers bezeichnet wird. Die Spulenanordnung und die Magnetanordnung sind in axialer Richtung, d. h. in Richtung der vorgenannten Längsachse relativ zueinander beweglich. Das heißt, bei diesen Bewegungen bewegt sich die Spulenanordnung in Richtung ihrer Längs- bzw. Mittelachse in dem Spalt der Magnetanordnung. Die Spulenanordnung ist vorzugsweise auf einer ringförmigen Wandung bzw. Spulenträger aufgebracht, und der Spalt der Magnetanordnung erstreckt sich vorzugsweise parallel zu dieser Wandung, an welcher die Spulenanordnung aufgebracht ist. Durch elektrische Erregung der Spule tritt diese in Wechselwirkung mit einem Magnetfeld der Magnetanordnung, so dass die Spule relativ zu der Magnetanordnung in Bewegung bzw. Schwingung in Richtung der Längsachse versetzt wird.The electrical vibration exciter according to the invention works like known vibration exciters electrodynamically or electromagnetically. For this purpose, it has an annular coil arrangement which engages in an annular gap of a magnet arrangement. In this case, the annular coil extends around a longitudinal or central axis, which is also referred to below as the longitudinal axis of the vibration exciter. The coil assembly and the magnet assembly are in the axial direction, i. H. in the direction of the aforementioned longitudinal axis relative to each other movable. That is, in these movements, the coil assembly moves in the direction of its longitudinal or central axis in the gap of the magnet assembly. The coil arrangement is preferably applied to an annular wall or coil carrier, and the gap of the magnet arrangement preferably extends parallel to this wall to which the coil arrangement is applied. By electrical excitation of the coil, this interacts with a magnetic field of the magnet arrangement, so that the coil is set in motion relative to the magnet arrangement in motion or oscillation in the direction of the longitudinal axis.

Vorzugsweise ist in dem Schwingungserreger zumindest ein Bolzen vorgesehen, welcher eine zusätzliche Führung bildet. Dieser Bolzen ist mit der Spulenanordnung verbunden und erstreckt sich parallel zu und vorzugsweise entlang der vorgenannten Längsachse der Spulenanordnung bzw. des Schwingungserregers. Somit erstreckt sich der Bolzen in der Bewegungsrichtung der Spulenanordnung relativ zu der Magnetanordnung. Der Bolzen erstreckt sich in axialer Richtung, d. h. in Richtung der Längsachse durch ein Durchgangsloch durch die Magnetanordnung hindurch und ist von der Magnetanordnung beabstandet. Der Bolzen erzielt seine Zentrierung bevorzugt durch wenigstens eine vorgesehene Feder und ein Zentriermembran. Das heißt, der Bolzen kann in der Magnetanordnung bzw. an der Rückseite der Magnetanordnung, welche der Spulenanordnung abgewandt ist, eine zusätzliche Führung bei der Relativbewegung zwischen Spulenanordnung und Magnetanordnung bieten, welche ein Verkanten von Spulenanordnung und Magnetanordnung zueinander verhindern kann. Auf diese Weise wird der Schwingungserreger auch bei niedriger Eigenresonanz deutlich unempfindlicher gegen von außen auf den Schwingungserreger einwirkenden Vibrationen. Die Betriebssicherheit wird erhöht. Darüber hinaus kann die Qualität des Ausgangssignals auch bei auftretenden, von außen auf den Schwingungserreger wirkenden Vibrationen verbessert werden.Preferably, at least one bolt is provided in the vibration exciter, which forms an additional guide. This bolt is connected to the coil arrangement and extends parallel to and preferably along the aforementioned longitudinal axis of the coil arrangement or the vibration exciter. Thus, the bolt extends in the direction of movement of the coil assembly relative to the magnet assembly. The bolt extends in the axial direction, d. H. in the direction of the longitudinal axis through a through hole through the magnet assembly and is spaced from the magnet assembly. The bolt achieves its centering preferably by at least one spring provided and a centering diaphragm. That is, the bolt may provide additional guidance in the relative movement between the coil assembly and the magnet assembly in the magnet assembly or on the back side of the magnet assembly facing away from the coil assembly, which may prevent tilting of the coil assembly and magnet assembly from one another. In this way, the vibration exciter is significantly less sensitive to external vibrations acting on the vibration exciter even at low natural resonance. The operational safety is increased. In addition, the quality of the output signal can be improved even when occurring from the outside acting on the vibration generator vibrations.

Der Bolzen und das Durchgangsloch sind vorzugsweise zentral bezüglich der Spulenanordnung angeordnet. Das heißt, Bolzen und Durchgangsloch erstrecken sich bevorzugt entlang der Längsachse der Spulenanordnung und des Schwingungserregers. Diese zentrale Führung ist besonders unempfindlich gegen ein Verkanten der Elemente zueinander und bietet eine sichere und gleichmäßige Führung.The bolt and the through hole are preferably arranged centrally with respect to the coil arrangement. That is, bolts and through-holes preferably extend along the longitudinal axis of the coil assembly and the vibrator. This central guide is particularly insensitive to tilting of the elements to each other and provides a secure and consistent guidance.

Das Magnetsystem weist bevorzugt einen äußeren Magnettopf und einen darin angeordneten Kern auf, wobei sich der Kern ausgehend von einem Boden des Magnettopfes derart in axialer Richtung erstreckt, dass zwischen dem Außenumfang des Kerns und dem Innenumfang des Magnettopfes der ringförmige Spalt ausgebildet wird. Der Magnettopf weist somit einen Boden, bevorzugt einen kreisförmigen Boden auf, von dem ausgehend sich eine Umfangswandung erstreckt.The magnet system preferably has an outer magnet pot and a core arranged therein, wherein the core extends in the axial direction starting from a bottom of the magnet pot such that the annular gap is formed between the outer circumference of the core and the inner circumference of the magnet pot. The magnet pot thus has a bottom, preferably a circular bottom, starting from which a circumferential wall extends.

Die Umfangswandung ist bevorzugt zylindrisch, insbesondere kreiszylindrisch ausgebildet. Im Inneren der Umfangswandung erstreckt sich ausgehend von dem Boden der Kern, welcher einen Außenumfang aufweist, welcher sich vorzugsweise parallel zum Innenumfang der Umfangswandung des Magnettopfes erstreckt, so dass ein Spalt konstanter Breite zwischen Magnettopf und Kern gebildet wird. Bevorzugt ist der Kern auch kreiszylindrisch ausgebildet, so dass ein kreisringförmiger Spalt zwischen Magnettopf und Kern gebildet wird. In diesen Spalt greift die Spulenanordnung, welche entsprechend ringförmig, insbesondere kreisringförmig ausgebildet ist, ein, so dass sie sich relativ zu dem Magnettopf bewegen kann. Magnettopf, Kern und Spulenanordnung sind somit im Wesentlichen konzentrisch zueinander um die Längsachse herum angeordnet und in Richtung der Längsachse relativ zueinander beweglich. Die Breite des Spaltes zwischen Kern und Magnettopf ist so gewählt, dass sie größer als die radiale Dicke der Spulenanordnung ist, so dass die Spulenanordnung idealerweise die Wandungen des Spaltes nicht berührt und in dem Spalt in axialer Richtung frei beweglich ist. The peripheral wall is preferably cylindrical, in particular circular-cylindrical. In the interior of the circumferential wall, starting from the bottom, the core extends, which has an outer circumference, which preferably extends parallel to the inner circumference of the peripheral wall of the magnet pot, so that a gap of constant width is formed between magnet pot and core. Preferably, the core is also circular-cylindrical, so that an annular gap between the magnet pot and the core is formed. In this gap engages the coil assembly, which is correspondingly annular, in particular annular, a, so that they can move relative to the magnet pot. Magnet pot, core and coil arrangement are thus arranged substantially concentric with each other about the longitudinal axis and movable relative to each other in the direction of the longitudinal axis. The width of the gap between the core and magnet pot is chosen to be greater than the radial thickness of the coil assembly, so that the coil assembly ideally does not contact the walls of the gap and is freely movable in the gap in the axial direction.

Der Kern weist zweckmäßigerweise einen Permanentmagneten auf, welcher in der Magnetanordnung ein Magnetfeld erzeugt, das mit dem von der Spule bei deren Bestromung verursachten Magnetfeld in Wechselwirkung tritt und somit Schwingungen der Spule relativ zu dem Magnettopf erzeugt. Der Kern ist bevorzugt so ausgebildet, dass der Magnet in axialer Richtung einen Abschnitt des Kerns bildet, vorzugsweise einen an den Boden des Magnettopfes angrenzenden Abschnitt. Das freie axiale Ende des Kerns, welches vom Boden beabstandet ist, wird vorzugsweise von einer Polplatte aus einem weichmagnetischen Material gebildet. Auch die übrigen Teile des Kerns, welche nicht von dem Magneten gebildet werden, und der Magnettopf sind aus einem weichmagnetischen Material ausgebildet. Der Magnet weist vorzugsweise eine Form auf, welche der des Kerns entspricht, d. h. er ist vorzugsweise kreiszylindrisch ausgebildet und in axialer Richtung des Kerns, d. h. in Richtung der Längsachse des Schwingungserregers magnetisiert.The core expediently has a permanent magnet which generates a magnetic field in the magnet arrangement which interacts with the magnetic field caused by the coil when it is energized and thus generates oscillations of the coil relative to the magnet pot. The core is preferably formed so that the magnet forms a portion of the core in the axial direction, preferably a section adjacent to the bottom of the magnet pot. The free axial end of the core, which is spaced from the bottom, is preferably formed by a pole plate of a soft magnetic material. The remaining parts of the core, which are not formed by the magnet, and the magnet pot are formed of a soft magnetic material. The magnet preferably has a shape which corresponds to that of the core, i. H. it is preferably circular cylindrical and in the axial direction of the core, d. H. magnetized in the direction of the longitudinal axis of the vibrator.

Das Durchgangsloch, welches oben beschrieben wurde, erstreckt sich vorzugsweise in axialer Richtung durch den Kern und den Boden des Magnettopfes. So kann sich der Bolzen in seiner Bewegungsrichtung durch die gesamte Anordnung von Kern und Boden des Magnettopfes hindurch erstrecken und an der Außenseite des Bodens, d. h. der dem Kern und der Spulenanordnung abgewandten Seite des Bodens geführt werden.The through-hole described above preferably extends in the axial direction through the core and the bottom of the magnet pot. Thus, the bolt can extend in its direction of movement through the entire arrangement of the core and bottom of the magnet pot and on the outside of the bottom, d. H. the core and the coil assembly facing away from the bottom of the soil are performed.

Bevorzugt ist der Bolzen somit an einer der Spulenanordnung abgewandten Axialseite der Magnetanordnung, d. h. der dem Kern abgewandten Seite des Bodens des Magnettopfes, axial beweglich und zentriert geführt. Diese Führung bewirkt, dass der Bolzen idealerweise sich nur in axialer Richtung, d. h. in Richtung der Längsachse, nicht jedoch in radialer Richtung bewegen kann. Auf diese Weise wird ein Verkanten der beweglichen Teile des Schwingungserregers bei einwirkenden Erschütterungen oder Vibrationen verhindert. Zudem wird die freie Beweglichkeit der Spulenanordnung relativ zu der Magnetanordnung in axialer Richtung auch bei äußeren Erschütterungen bzw. Vibrationen gewährleistet, so dass eine im Wesentlichen gleichbleibende Qualität des Ausgangssignals sichergestellt werden kann.Preferably, the bolt is thus on an axial side facing away from the coil arrangement of the magnet arrangement, d. H. the core facing away from the bottom of the magnet pot, axially movable and centered out. This guide causes the bolt ideally only in the axial direction, d. H. can move in the direction of the longitudinal axis, but not in the radial direction. In this way, a tilting of the moving parts of the vibrator is prevented by acting shock or vibration. In addition, the free mobility of the coil assembly is ensured relative to the magnet assembly in the axial direction, even with external shock or vibration, so that a substantially constant quality of the output signal can be ensured.

Besonders bevorzugt ist der Bolzen an der der Spulenanordnung abgewandten Axialseite der Magnetanordnung an einer Zentriermembran befestigt, welche an ihrem Außenumfang an der Magnetanordnung oder einer Außenwand fixiert ist. Die Membran ist dabei in radialer Richtung vorzugsweise derart steif ausgebildet, dass sie eine Bewegung des Bolzens in radialer Richtung verhindert. Aufgrund der Flexibilität der Membran kann jedoch eine Beweglichkeit des Bolzens in axialer Richtung sichergestellt werden. Bevorzugt ist der Bolzen zentral an der Membran befestigt, so dass das Zentrum der Membran mit dem Bolzen relativ zum Außenumfang der Membran, welche an der Magnetanordnung, insbesondere am Boden des Magnettopfes festgelegt ist, schwingen kann. Neben der beschriebenen Führung des Bolzens kann die Membran auch eine gewisse Federwirkung in axialer Richtung haben, welche auf den Bolzen und somit auf die mit dem Bolzen verbundene Spulenanordnung wirkt. Auf diese Weise kann eine größere Steifigkeit des Systems erreicht werden, welche ein Schwingen der Spulenanordnung relativ zu der Magnetanordnung auf Grund äußerer Erschütterungen oder Vibrationen verhindert. Idealerweise führen die Spulenanordnung und die Magnetanordnung relativ zueinander nur derartige Schwingungen aus, welche durch elektrische Erregung der Spule verursacht werden. Auf diese Weise kann ein gleich bleibendes Ausgangssignal auch bei äußeren Erschütterungen oder Vibrationen sichergestellt werden.Particularly preferably, the bolt is fixed to the axial direction of the magnet arrangement facing away from the coil arrangement on a centering membrane, which is fixed on its outer circumference to the magnet arrangement or an outer wall. The membrane is preferably designed to be stiff in the radial direction such that it prevents movement of the bolt in the radial direction. Due to the flexibility of the membrane, however, a mobility of the bolt can be ensured in the axial direction. Preferably, the pin is centrally fixed to the membrane, so that the center of the membrane with the bolt relative to the outer periphery of the membrane, which is fixed to the magnet assembly, in particular at the bottom of the magnet pot, swing. In addition to the described leadership of the bolt, the membrane may also have a certain spring action in the axial direction, which acts on the bolt and thus on the associated with the bolt coil assembly. In this way, a greater rigidity of the system can be achieved, which prevents oscillation of the coil assembly relative to the magnet assembly due to external shock or vibration. Ideally, the coil assembly and the magnet assembly relative to each other only perform such vibrations, which are caused by electrical excitation of the coil. In this way, a constant output signal can be ensured even with external shock or vibration.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Zentriermembran am Außenumfang dichtend mit der Magnetanordnung oder der Außenwand und ebenfalls dichtend mit dem Bolzen verbunden, so dass ein nach außen abgeschlossenes Volumen zwischen der Zentriermembran und der Magnetanordnung bzw. Außenwand gebildet wird. Die Zentriermembran ist bevorzugt am Außenumfang des Bodens des Magnettopfes dichtend befestigt, so dass zwischen diesem Boden und der Zentriermembran das abgeschlossene Volumen gebildet wird. Das abgeschlossene Volumen kann eine Luftfeder bilden, d. h. die darin vorhandene Luft hat eine Federwirkung, welche die Steifigkeit des Systems und damit die Unempfindlichkeit gegenüber von außen einwirkenden Schwingungen erhöht.According to a further preferred embodiment, the centering membrane on the outer circumference is sealingly connected to the magnet arrangement or the outer wall and also sealingly connected to the bolt, so that an outwardly closed volume between the centering membrane and the magnet assembly or outer wall is formed. The centering diaphragm is preferably sealingly attached to the outer periphery of the bottom of the magnet pot, so that the closed volume is formed between this base and the centering diaphragm. The closed volume can form an air spring, ie the air present therein has a spring effect, which the rigidity of the system and thus increases the insensitivity to externally acting vibrations.

Erfindungsgemäß ist das wenigstens eine Bauelement der Steuerelektronik auf einer Platine aufgebracht. Die Platine kann hierbei insbesondere zur Stabilität bzw. zur erhöhten Steifigkeit der Tragvorrichtung und damit zur Resonanzdämpfung der Tragvorrichtung beitragen, wenn diese insbesondere aus stabilem glasfaserverstärkten Kunststoff oder einem anderen stabilen Material gefertigt ist. Bei Vorsehen einer Platine kann der elektrische Schwingungserreger zudem sehr kostensparend und schnell gefertigt werden.According to the invention, the at least one component of the control electronics is applied to a circuit board. The board can contribute in particular to the stability or increased rigidity of the support device and thus to the resonance damping of the support device, if this is made in particular of stable glass fiber reinforced plastic or other stable material. When providing a circuit board, the electrical vibration exciter can also be made very cost-effective and fast.

In einer erfindungsgemäßen Variante weist die Platine einen Träger oder einen Kern auf, der eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, insbesondere metallisch ist. Bei Vorsehen eines Trägers oder eines Kerns aus Metall wird zum einen die Steifigkeit der Tragvorrichtung durch die Platine erhöht und zum anderen ergibt sich auch eine verbesserte Abfuhr von Wärme, die durch entsprechende sich erhitzende elektronische Bauelemente erzeugt wird, beispielsweise durch einen Leistungsverstärker. Vorzugsweise beträgt die Wärmeleitfähigkeit des Trägers oder des Kerns der Platine mehr als 20 W/(m·K), insbesondere mehr als 100 W/(m·K), insbesondere mehr als 200 W/(m·K), und bis zu ungefähr 2.300 W/(m·K). Als Metall kommen somit Titan für einen besonders leichten Schwingungserreger, der trotzdem stabil ist, und Kupfer für eine besonders gute Leitfähigkeit in Frage. Es könnte auch eine Diamantbeschichtung vorgesehen sein, die besonders gut Wärme abführt und auch zur erhöhten Stabilität beiträgt.In a variant according to the invention, the board has a carrier or a core which has a high thermal conductivity, in particular is metallic. By providing a support or a core of metal, on the one hand, the stiffness of the support device is increased by the circuit board and, on the other hand, there is also an improved dissipation of heat which is generated by corresponding heating electronic components, for example by a power amplifier. Preferably, the thermal conductivity of the carrier or the core of the board is more than 20 W / (m · K), in particular more than 100 W / (m · K), in particular more than 200 W / (m · K), and up to about 2,300 W / (m · K). As a metal thus come titanium for a particularly lightweight vibration exciter, which is still stable, and copper for a particularly good conductivity in question. It could also be provided a diamond coating, which dissipates heat very well and also contributes to increased stability.

Wenn vorzugsweise angrenzend an die Tragvorrichtung ein Hohlraum im elektrischen Schwingungserreger vorgesehen ist, wobei wenigstens ein Bauelement der Steuerelektronik im Hohlraum angeordnet ist, kann zusätzlich bzw. alternativ zur Abführung der Wärme über das wärmeleitfähige Material in der Platine eine Konvektionskühlung vorgesehen sein. Hierzu ist es besonders bevorzugt, wenn diejenigen Bauelemente, wie beispielsweise Leistungsverstärker, in dem Hohlraum angeordnet werden, die bei Benutzung viel Wärme erzeugen. Insbesondere kann die Konvektionskühlung durch eine gezielte Be- und/oder Entlüftung des Hohlraums vorgesehen sein.If a cavity in the electrical vibration exciter is preferably provided adjacent to the support device, wherein at least one component of the control electronics is arranged in the cavity, convection cooling can additionally or alternatively be provided for dissipating the heat via the thermally conductive material in the circuit board. For this purpose, it is particularly preferred if those components, such as power amplifiers, are arranged in the cavity, which generate a lot of heat in use. In particular, the convection cooling can be provided by a targeted ventilation and / or venting of the cavity.

Hierzu kann eine Maßnahme, die in der DE 10 2008 049 560 B3 beschrieben ist, bei der nämlich zur gezielten Be- und Entlüftung eine Lüftungsöffnung des beschriebenen Volumens vorgesehen ist, ergänzend verwendet werden. Diese wird beispielsweise wie in der DE 10 2008 049 560 B3 durch einen Kanal in den sich durch die Zentriermembran erstreckenden Bolzen ermöglicht. Durch die hierdurch erzielte Drosselwirkung ist allerdings keine nennenswerte Konvektionskühlung ermöglicht. Aus diesem Grunde ist vorzugsweise eine Luftströmungsführungsvorrichtung vorgesehen, mittels der eine Luftströmung an wenigstens einem Bauelement der Steuerelektronik beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des elektrischen Schwingungserregers vorgesehen ist. Die Luftströmungsführungsvorrichtung kann hierzu beispielsweise eine Bohrung in der Tragvorrichtung vorsehen, an die sich eine Leitung anschließt, deren Ende sich unmittelbar in den Bereich des sich im Betrieb erwärmenden Bauelements erstreckt, so dass beim Schwingen des elektrischen Schwingungserregers und insbesondere der Magnetanordnung relativ zur Spulenanordnung ein Luftstrom durch die Leitung und die Bohrung erfolgt und damit auch unmittelbar an dem sich erwärmenden Bauelement vorbei, so dass eine Konvektionskühlung erfolgt.This can be a measure taken in the DE 10 2008 049 560 B3 is described, in which namely for targeted ventilation a ventilation opening of the described volume is provided to be used in addition. This is for example as in the DE 10 2008 049 560 B3 through a channel in the extending through the centering pin allows. Due to the throttling effect achieved thereby, however, no appreciable convection cooling is possible. For this reason, an air flow guiding device is preferably provided, by means of which an air flow is provided on at least one component of the control electronics when the electric vibrator is used as intended. For this purpose, the air flow guiding device can provide, for example, a bore in the carrying device, to which a line extends whose end extends directly into the area of the component which heats up during operation, such that an air flow occurs when the oscillator and in particular the magnet arrangement oscillates relative to the coil arrangement takes place through the line and the bore and thus also immediately past the heating component, so that a convection cooling takes place.

Vorzugsweise ist in der Bohrung oder in der Leitung oder an der Bohrung der Tragvorrichtung ein Ventil vorgesehen, dass eine Strömungsrichtung sperrt, wie beispielsweise ein Rückschlagventil, um ausschließlich eine Luftströmung in eine Richtung vorzusehen. Der Druckausgleich findet dann über eine weitere Öffnung in die Umgebung statt, beispielsweise eine weitere Bohrung durch die Tragvorrichtung.Preferably, in the bore or in the conduit or at the bore of the support device, a valve is provided which blocks a flow direction, such as a check valve to provide only an air flow in one direction. The pressure equalization then takes place via a further opening into the environment, for example, a further hole through the support device.

Vorzugsweise weist die Spulenanordnung eine Spule mit Leitungsenden auf, wobei wenigstens ein Leitungsende unmittelbar mit der Platine verbunden, insbesondere verlötet, ist. Hiermit sind zum einen sehr kurze Signalwege verbunden und zum anderen ergibt sich eine verbesserte thermische elektrische Stabilität und auch eine verringerte elektromagnetische Störstrahlungsanfälligkeit.The coil arrangement preferably has a coil with line ends, wherein at least one line end is directly connected to the circuit board, in particular soldered. Hereby, for a very short signal paths are connected and on the other hand there is an improved thermal electrical stability and also a reduced electromagnetic interference susceptibility.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Variante weist die Spulenanordnung einen Spulenträger auf, der unmittelbar mit der Platine verbunden, insbesondere verlötet, ist. Auch hierdurch ergibt sich eine erhöhte Stabilität. Erfindungsgemäß weist der Spulenkörper bzw. Spulenträger eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf, wobei der Spulenkörper bzw. Spulenträger insbesondere Metall umfasst. Auch hierdurch ergibt sich eine hohe Wärmeabfuhr. Die Wärmeleitfähigkeit des Spulenträgers ist vorzugsweise auch in dem Bereich der Wärmeleitfähigkeit des Trägers oder Kerns der Platine mit der oben angegebenen hohen Leitfähigkeit. Vorzugsweise ist ein weiteres Spulenende mit dem Spulenträger verbunden und insbesondere verlötet, so dass sich ein elektrischer Kontakt zwischen dem Spulenende und dem Spulenträger ergibt, wodurch dann über auf der Platine angebrachtem Spulenträger ein elektrischer Kontakt zwischen dem Spulenende und der Platine ermöglicht wird.In a further variant according to the invention, the coil arrangement has a coil carrier which is directly connected to the circuit board, in particular soldered. This also results in increased stability. According to the invention, the bobbin or bobbin has a high thermal conductivity, the bobbin or bobbin comprising in particular metal. This also results in a high heat dissipation. The thermal conductivity of the coil carrier is preferably also in the range of the thermal conductivity of the carrier or core of the board with the high conductivity specified above. Preferably, a further coil end is connected to the coil carrier and in particular soldered, so that an electrical contact between the coil end and the coil carrier results, whereby then via mounted on the board coil carrier electrical contact between the coil end and the board is made possible.

Die Spulenanordnung erstreckt sich vorzugsweise als ringförmiger Vorsprung in axialer Richtung von einer Tragvorrichtung, die beispielsweise als Tragplatte ausgebildet ist, welche in axialer Richtung relativ zu der Magnetanordnung beweglich ist. Sie kann aus einem Spulenträger in Form einer ringförmigen Wand gebildet sein, welche an der Tragplatte befestigt oder auch einstückig mit dieser ausgebildet ist. Auf diese Wand ist dann die Spule bzw. deren Leiter aufgebracht. Beispielsweise kann der Leiter der Spule schraubenförmig um die Außenseite der ringförmigen Wand bzw. des Spulenträgers gewickelt sein. Der ringförmige Vorsprung greift axial beweglich in den beschriebenen Spalt der Magnetanordnung ein. Vorzugsweise ist der ringförmige Vorsprung kreiszylindrisch zu der Längsachse des Schwingungserregers ausgebildet. Bezüglich der Ausgestaltung der Spulenanordnung wird Bezug genommen auf die deutsche Patentanmeldung DE 10 2010 013 764 vom 31.03.2010 der Anmelderin mit den Titel „Verfahren zum Herstellen einer Tauchspulenanordnung”. Insbesondere kann es sinnvoll sein, den Spulenträger mehrteilig auszugestalten, wobei der Spulenträger selbst bzw. dessen Teile insbesondere wenigstens teilweise leitfähig sind. Wenigstens zwei Teile des Spulenträgers sind gegeneinander vorzugsweise isoliert.The coil assembly preferably extends as an annular projection in the axial direction of a support device, for example as Support plate is formed, which is movable in the axial direction relative to the magnet assembly. It may be formed from a bobbin in the form of an annular wall which is attached to the support plate or integrally formed therewith. On this wall, the coil or its conductor is then applied. For example, the conductor of the coil may be helically wound around the outside of the annular wall or of the coil carrier. The annular projection engages axially movable in the described gap of the magnet assembly. Preferably, the annular projection is formed circular cylindrical to the longitudinal axis of the vibration exciter. With regard to the design of the coil arrangement, reference is made to the German patent application DE 10 2010 013 764 dated 31.03.2010 the applicant with the title "method for producing a Tauchspulenanordnung". In particular, it may be useful to design the coil support in several parts, wherein the coil support itself or its parts are in particular at least partially conductive. At least two parts of the bobbin are preferably insulated from each other.

Der Bolzen ist vorzugsweise an der Tragplatte in axialer und radialer Richtung festgelegt. Das heißt, die Tragplatte bildet hier das tragende Element für die Spulenanordnung und bildet darüber hinaus die mechanische Verbindung zwischen der Spulenanordnung und dem Bolzen. Durch die Fixierung des Bolzens an der Tragplatte ist dieser gemeinsam mit der Tragplatte und der an dieser befestigten Spulenanordnung bewegbar.The bolt is preferably fixed to the support plate in the axial and radial directions. That is, the support plate here forms the supporting element for the coil assembly and also forms the mechanical connection between the coil assembly and the bolt. By fixing the bolt to the support plate this is movable together with the support plate and attached to this coil assembly.

Die Tragplatte ist darüber hinaus vorzugsweise mit einem Befestigungselement zur Befestigung des Schwingungserregers an einem Bauteil versehen. Die Tragplatte überträgt somit die Schwingungen, welche in dem Schwingungserreger zwischen der Magnetanordnung und der Spulenanordnung erzeugt werden, auf ein externes Bauteil. Das Befestigungselement kann beispielsweise als Gewindebolzen ausgebildet sein, mit welchem die Tragplatte an ein externes Bauteil angeschraubt werden kann. Das Befestigungselement kann jedoch auch in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein. Es sollte zweckmäßigerweise jedoch so ausgebildet sein, dass es selber die Schwingungen von der Tragplatte auf das externe Bauteil übertragen kann oder aber die Tragplatte in fester Anlage mit dem externen Bauteil zur Schwingungsübertragung hält.The support plate is also preferably provided with a fastening element for fastening the vibration exciter to a component. The support plate thus transmits the vibrations generated in the vibration exciter between the magnet assembly and the coil assembly to an external component. The fastener may be formed, for example, as a threaded bolt, with which the support plate can be screwed to an external component. However, the fastener may also be formed in another suitable manner. However, it should expediently be designed so that it itself can transmit the vibrations from the support plate to the external component or else holds the support plate in firm contact with the external component for vibration transmission.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der Bolzen in axialer Richtung durch die Tragplatte hindurch und bildet an einer der Magnetanordnung und damit der Spulenanordnung abgewandten Seite der Tragplatte das Befestigungselement. Dort kann der Bolzen beispielsweise mit einem Gewinde zur Befestigung in der oben beschriebenen Weise versehen sein.According to a particularly preferred embodiment, the bolt extends in the axial direction through the support plate and forms on one of the magnet assembly and thus the coil assembly side facing away from the support plate, the fastener. There, the bolt may for example be provided with a thread for attachment in the manner described above.

Weiter bevorzugt ist zwischen der Tragplatte und der Magnetanordnung zumindest ein in axialer Richtung wirkendes Federelement angeordnet. Dieses Federelement sorgt dafür, dass in dem Fall, dass die Spule nicht bestromt wird, Tragplatte und Magnetanordnung und somit Spulenanordnung und Magnetanordnung in einer bestimmten Ruhelage gehalten werden. Ferner übt das Federelement bei der Relativbewegung zwischen Spulenanordnung und Magnetanordnung eine Rückstellkraft aus. Dabei wird es ggf. von der oben beschriebenen Zentriermembran und dem eingeschlossenen Luftvolumen unterstützt. Auch sorgt das Federelement, ggf. mit Unterstützung der Zentriermembran und/oder dem eingeschlossenen Luftvolumen für eine ausreichende Steifigkeit, welche eine Bewegung von Tragplatte und Magnetanordnung zueinander auf Grund äußerer Schwingungen verhindert. Das Federelement kann beispielsweise als Spiral- oder Blattfeder aus Metall oder Kunststoff ausgebildet sein. Bevorzugt sind mehrere Federelemente vorgesehen, welche am Außenumfang der Tragplatte zwischen Tragplatte und Magnettopf angeordnet sind. Die Federelemente sind dabei vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilt. Die Tragplatte weist bevorzugt einen Durchmesser auf, welcher im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Magnettopfes entspricht, so dass die Stirnseite der Umfangswandung des Magnettopfes der Tragplatte zugewandt ist und zwischen dieser Stirnseite und der Tragplatte die Federelemente angeordnet werden können. Alternativ kann der Außendurchmesser des Magnettopfes etwas kleiner sein und um diesen eine Außenwand vorgesehen sein, an der dann die Federelemente angebracht sind.More preferably, at least one spring element acting in the axial direction is arranged between the support plate and the magnet arrangement. This spring element ensures that in the event that the coil is not energized, support plate and magnet assembly and thus coil assembly and magnet assembly are kept in a particular rest position. Furthermore, the spring element exerts a restoring force during the relative movement between the coil arrangement and the magnet arrangement. It is possibly supported by the above-described centering membrane and the enclosed air volume. Also, the spring element, possibly with the support of the centering membrane and / or the trapped air volume for sufficient rigidity, which prevents movement of the support plate and magnet assembly to each other due to external vibrations. The spring element may be formed, for example, as a spiral or leaf spring made of metal or plastic. Preferably, a plurality of spring elements are provided, which are arranged on the outer circumference of the support plate between the support plate and magnet pot. The spring elements are preferably distributed uniformly over the circumference. The support plate preferably has a diameter which substantially corresponds to the outer diameter of the magnet pot, so that the end face of the peripheral wall of the magnet pot faces the support plate and the spring elements can be arranged between this end face and the support plate. Alternatively, the outer diameter of the magnet pot may be somewhat smaller and be provided around this outer wall, on which then the spring elements are mounted.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Tragplatte und der Magnettopf der Magnetanordnung bzw. die Außenwand am Umfang über eine Dichtung verbunden, so dass das von der Tragplatte und dem Magnettopf bzw. der Außenwand begrenzte Volumen nach außen abgedichtet ist. Dieses Volumen, welches vorzugsweise mit Luft gefüllt ist, bildet somit eine Luftfeder, welche die Federwirkung der beschriebenen Federelemente und ggf. des Luftvolumens zwischen Zentriermembran und Magnetanordnung unterstützt. Dabei wirkt dieses Luftvolumen der Federwirkung des Luftvolumens zwischen Zentriermembran und Magnetanordnung entgegen, so dass die von den beiden Luftvolumen gebildeten Luftfedern insgesamt die Steifigkeit des Systems erhöhen. Die Dichtung kann beispielsweise von einer elastischen Umfangswandung gebildet sein. Die Wandung kann eine Sicke- oder einen Faltenbalg aufweisen, welcher die Beweglichkeit zwischen Tragplatte und Magnetanordnung sicherstellt. Darüber hinaus kann die Dichtung selber eine Federwirkung aufweisen und im Idealfall sogar die Funktion des vorangehend beschriebenen Federelementes zwischen Tragplatte und Magnetanordnung übernehmen.According to a further preferred embodiment, the support plate and the magnetic pot of the magnet assembly and the outer wall are connected at the periphery via a seal, so that the volume bounded by the support plate and the magnet pot or the outer wall is sealed to the outside. This volume, which is preferably filled with air, thus forms an air spring, which supports the spring action of the described spring elements and possibly the air volume between centering diaphragm and magnet assembly. In this case, this air volume counteracts the spring effect of the air volume between the centering diaphragm and the magnet arrangement, so that the air springs formed by the two air volumes increase the overall rigidity of the system. The seal may for example be formed by an elastic peripheral wall. The wall may have a bead or a bellows, which ensures the mobility between the support plate and magnet assembly. In addition, the seal itself can have a spring effect and ideally even the Take over function of the spring element described above between the support plate and magnet assembly.

Das Durchgangsloch und der sich durch dieses erstreckende Teil des Bolzens sind in ihrem Querschnitt vorzugsweise jeweils so dimensioniert, dass zwischen dem Innenumfang des Durchgangsloches und dem Außenumfang des Bolzens ein Spalt ausgebildet ist. Der Spalt kann eine Verbindung zwischen einem ersten Luftvolumen zwischen der Zentriermembran und der Magnetanordnung und einem zweiten Luftvolumen zwischen dem Magnettopf und der Tragplatte, wie sie vorangehend beschrieben wurden, herstellen. Somit wird ein Zusammenwirken der zwei Luftvolumina über den Spalt in dem Durchgangsloch erreicht. Durch die entsprechende Dimensionierung des Spaltes kann eine Drosselwirkung für die durch den Spalt strömende Luft erreicht werden und das Schwingungsverhalten des Schwingungserregers beeinflusst werden.The through-hole and the part of the bolt extending through it are preferably each dimensioned in their cross section such that a gap is formed between the inner circumference of the through-hole and the outer circumference of the bolt. The gap may provide communication between a first volume of air between the centering diaphragm and the magnet assembly and a second volume of air between the magnet cup and the support plate as described above. Thus, an interaction of the two air volumes across the gap in the through-hole is achieved. By appropriate dimensioning of the gap, a throttle effect for the air flowing through the gap can be achieved and the vibration behavior of the vibration exciter can be influenced.

Wenn die Magnetanordnung gegenüber der Spulenanordnung, d. h. der Spulenanordnung mit Tragplatte und Bolzen, schwingt, was vorzugsweise bei tieferen Anregungsfrequenzen der Fall ist, oder umgekehrt die Spulenanordnung gegenüber der Magnetanordnung schwingt, was aufgrund der größeren Massenträgheit der Magnetanordnung vorzugsweise bei höheren Frequenzen der Fall ist, so ändert sich periodisch die Größe der beiden Volumina. Wenn nun der Spalt zwischen Bolzen und Durchgangsloch sehr klein dimensioniert wird, wird eine große Drosselwirkung erzeugt, und die in den Volumina eingeschlossene Luft wirkt, wie oben beschrieben, als eine zusätzliche Feder. Wegen des konstanten Druck-Volumen-Produktes hat diese Feder eine mit zunehmendem Schwingungshub progressiv wirkende Kennlinie. Die Feder der eingeschlossenen Luft wird also umso steifer, je größer der Hub ist. Eine solche Charakteristik ist insbesondere bei Anwendungen vorteilhaft, welche ein eigensicheres Verhalten des Schwingungserregers im Überlastfall verlangen.When the magnet assembly is opposite the coil assembly, i. H. the coil assembly with support plate and bolt, which is preferably at lower excitation frequencies, or vice versa, the coil assembly oscillates relative to the magnet assembly, which is preferably the case due to the higher inertia of the magnet assembly at higher frequencies, the size of the two changes periodically volumes. Now, if the gap between the bolt and the through hole is made very small, a large throttle effect is generated, and the air trapped in the volumes acts as an additional spring, as described above. Because of the constant pressure-volume product, this spring has a progressive with increasing oscillation stroke characteristic. The spring of trapped air is thus the stiffer the larger the stroke. Such a characteristic is particularly advantageous in applications which require an intrinsically safe behavior of the vibration exciter in case of overload.

Wenn man den Luftspalt zwischen Bolzen und Durchgangsloch vergrößert, wird die Drosselwirkung zwischen den beiden Volumina, d. h. dem Volumen zwischen Zentriermembran und Magnetanordnung auf der einen Seite und dem Volumen zwischen Magnetanordnung und Tragplatte auf der anderen Seite verringert. Das heißt, die Luft strömt zwischen den beiden Volumina hin und her, wobei die Federsteife der Luftfeder mit größer werdendem Querschnitt des Spaltes zwischen Bolzen und Durchgangsloch abnimmt. Beim Durchströmen erfährt die komprimierte Luft einen Reibungswiderstand im Kanal. Dieser Reibungswiderstand dämpft die Schwingung des Feder-Masse-Systems. Bei entsprechender Dimensionierung von Volumen und Strömungsquerschnitt im Spalt kann dieser Effekt beispielsweise eine Dämpfung der Eigenresonanz des Schwingungserregers unterstützen.When increasing the air gap between the bolt and the through hole, the throttling action between the two volumes, i. H. the volume between centering diaphragm and magnet assembly on the one hand and the volume between magnet assembly and support plate on the other side reduced. That is, the air flows back and forth between the two volumes, wherein the spring stiffness of the air spring decreases with increasing cross-section of the gap between the bolt and through hole. When flowing through the compressed air experiences a frictional resistance in the channel. This frictional resistance dampens the vibration of the spring-mass system. With appropriate dimensioning of volume and flow cross-section in the gap, this effect can support, for example, a damping of the natural resonance of the vibration exciter.

Die in dem Durchgangsloch am Bolzen vorbeiströmende Luft erwärmt sich durch die im Betrieb des Schwingungserregers in der Spule entstehende Verlustleistung. Der Bolzen besteht vorzugsweise aus einem nicht magnetischen, wärmeleitfähigen Material. Dies ermöglicht es, dass die am Bolzen vorbeiströmende Luft einen Teil der Wärme auf den Bolzen überträgt, d. h. der Luft wird so von dem Bolzen Wärme entzogen, welche über den Bolzen z. B. an ein externes mit dem Bolzen verbundenes Bauteil abgeleitet werden kann.The air flowing past the bolt in the through hole is heated by the power loss generated during operation of the vibration generator in the coil. The bolt is preferably made of a non-magnetic, thermally conductive material. This allows the air flowing past the pin to transfer some of the heat to the pin, i. H. the air is thus removed from the bolt heat, which z over the bolt. B. can be derived to an external connected to the bolt component.

Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.Further features of the invention will become apparent from the description of embodiments according to the invention together with the claims and the accompanying drawings. Embodiments of the invention may satisfy individual features or a combination of several features.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigt:The invention will be described below without limiting the general inventive idea by means of embodiments with reference to the drawings, reference being expressly made to the drawings with respect to all in the text unspecified details of the invention. It shows:

1 eine schematische Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen elektrischen Schwingungserreger. 1 a schematic sectional view through an electrical vibration exciter according to the invention.

In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.In the drawings, the same or similar elements and / or parts are provided with the same reference numerals, so that apart from a new idea each.

1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen elektrischen Schwingungserreger. 1 shows a schematic sectional view through an electrical vibration exciter according to the invention.

Die Spulenanordnung 2 weist eine kreisringförmig gewickelte Spule 6 auf. Die Spule 6 ist an einem Spulenträger 8 angebracht, welcher als kreisringförmiger Vorsprung von einer Tragplatte 10 in axialer Richtung X vorsteht. Die Tragplatte 10 weist einen kreisförmigen Außenumfang auf und erstreckt sich konzentrisch zu der Längs- bzw. Mittelachse X des Schwingungserregers. Der Spulenträger 8 ist eine zylindrische Wand, welche von der Tragplatte 10 in axialer Richtung X vorsteht und an ihrem Außenumfang die Spule 6 trägt.The coil arrangement 2 has a coil wound in a circular ring 6 on. The sink 6 is on a coil carrier 8th attached, which as an annular projection of a support plate 10 protrudes in the axial direction X. The support plate 10 has a circular outer periphery and extends concentrically to the longitudinal or central axis X of the vibration exciter. The coil carrier 8th is a cylindrical wall which extends from the support plate 10 protrudes in the axial direction X and on its outer circumference, the coil 6 wearing.

An der Tragplatte 10 ist ein elektrischer Anschlussstecker 12 vorgesehen, mittels dessen eine Stromversorgung der elektrischen und elektronischen Komponenten des Schwingungserregers vorgenommen werden kann und mittels dessen beispielsweise auch Signale zu einer übergeordneten Steuer- und/oder Regelvorrichtung ausgetauscht werden können. Zudem besteht hierüber die Möglichkeit, Messsignale von außerhalb des Schwingungserregers wie beispielsweise von einem Mikrofon herrührende Messsignale oder Messsignale, die einen Motorzustand eines Fahrzeuges darstellen, in den Schwingungserreger und dort insbesondere in die Steuervorrichtung des Schwingungserregers zu übermitteln.On the support plate 10 is an electrical connector 12 provided by means of which a power supply of the electrical and electronic components of the vibration generator can be made and by means of which For example, signals can be exchanged to a higher-level control and / or regulating device. In addition, there is the possibility of transmitting measurement signals from outside the vibration exciter, such as measurement signals originating from a microphone or measurement signals representing an engine state of a vehicle, into the vibration exciter and there in particular into the control device of the vibration exciter.

In die Tragplatte 10 ist zentral ein Bolzen 14 eingesetzt, welcher aus einem nicht-magnetischen Material gebildet ist und sich in Richtung der Längsachse X zu beiden Seiten der Tragplatte 10 erstreckt. Das Ende 16 des Bolzens 14, welches zu einer Seite der Tragplatte 10 vorsteht, ist mit einem Gewinde versehen und dient der Befestigung des Schwingungserregers an einem Bauteil, welches in Schwingung versetzt werden soll.In the support plate 10 is centrally a bolt 14 used, which is formed of a non-magnetic material and in the direction of the longitudinal axis X on both sides of the support plate 10 extends. The end 16 of the bolt 14 leading to one side of the support plate 10 projecting, is provided with a thread and serves to attach the vibration exciter to a component which is to be vibrated.

Die Magnetanordnung 4 besteht aus einem Magnettopf 18 aus einem weichmagnetischen Material. Der Magnettopf 18 weist einen kreiszylindrischen Boden 20 auf, von welchem aus sich am Umfang in axiale Richtung X eine kreiszylindrische Umfangswandung 22 erstreckt. Boden 20 und Umfangswandung 22 können einstückig ausgebildet sein. Die Magnetanordnung 4 weist darüber hinaus einen Kern 24 auf, welcher sich in axialer Richtung X konzentrisch zu der Umfangswandung 22 von dem Boden 20 erstreckt. Der Kern 24 ist aus zwei Teilen gebildet, einem kreiszylindrischen, scheibenförmigen Permanentmagneten 26 und einer kreiszylindrischen, scheibenförmigen Polplatte 28. Magnet 26 und Polplatte 28 sind in axialer Richtung X so aufeinander gesetzt, dass der Magnet 26 an dem Boden 20 des Magnettopfes 18 anliegt und die Polplatte 28 das freie Ende, d. h. das dem Boden 20 abgewandte Ende des Kerns 24 bildet. Der Kern 24 weist einen Außendurchmesser auf, welcher geringer ist als der Innendurchmesser der Umfangswandung 22 des Magnettopfes 8. So wird ein ringförmiger Spalt 30 zwischen dem Kern 4 und insbesondere der Polplatte 28 und der umgebenden Umfangswandung 22 des Magnettopfes 18 gebildet. In diesen Spalt 30 greift die Spulenanordnung 4 mit ihrem ringförmigen Spulenträger 8 und der darauf angeordneten Spule 6 ein, so dass die Spule 6 zwischen dem Außenumfang der Polplatte 28 und dem Innenumfang der Umfangswandung 22 gelegen ist. Bei Bestromung erzeugt die Spule ein Magnetfeld, welches in Wechselwirkung mit dem Magnetfeld, welches von dem Permanentmagneten 26 erzeugt wird, tritt. Wenn die Spule mit einer Wechselspannung angeregt wird, wird die Spule 6 relativ zu der Magnetanordnung 4 in Schwingung in Richtung der Längsachse X versetzt. Die Tragplatte 10 schwingt entsprechend mit der Spulenanordnung 2, was über den Bolzen 14 an ein externes Bauteil übertragen werden kann.The magnet arrangement 4 consists of a magnet pot 18 made of a soft magnetic material. The magnet pot 18 has a circular cylindrical bottom 20 on, from which at the periphery in the axial direction X a circular cylindrical peripheral wall 22 extends. ground 20 and peripheral wall 22 can be integrally formed. The magnet arrangement 4 also has a core 24 on which in the axial direction X concentric with the peripheral wall 22 from the ground 20 extends. The core 24 is formed of two parts, a circular cylindrical disc-shaped permanent magnet 26 and a circular cylindrical disc-shaped pole plate 28 , magnet 26 and pole plate 28 are placed in the axial direction X on each other so that the magnet 26 on the ground 20 of the magnet pot 18 abuts and the pole plate 28 the free end, ie the ground 20 opposite end of the core 24 forms. The core 24 has an outer diameter which is smaller than the inner diameter of the peripheral wall 22 of the magnet pot 8th , This will be an annular gap 30 between the core 4 and in particular the pole plate 28 and the surrounding peripheral wall 22 of the magnet pot 18 educated. In this gap 30 engages the coil assembly 4 with its annular coil carrier 8th and the coil arranged thereon 6 one, leaving the coil 6 between the outer periphery of the pole plate 28 and the inner periphery of the peripheral wall 22 is located. When energized, the coil generates a magnetic field which interacts with the magnetic field generated by the permanent magnet 26 is generated occurs. When the coil is excited with an AC voltage, the coil becomes 6 relative to the magnet assembly 4 set in oscillation in the direction of the longitudinal axis X. The support plate 10 resonates with the coil assembly accordingly 2 , what about the bolt 14 can be transmitted to an external component.

Zudem ist um die Umfangswandung 22 eine Außenwand 57 angebracht, an der die Federn 32 befestigt sind. Die Außenwand 57 kann aus nicht magnetischem Material bestehen. Durch diese im Vergleich zur DE 10 2008 049 560 B3 geänderte Anordnung bzw. Vorrichtung ergibt sich ein höherer Magnetfluss in der Magnetvorrichtung 4, da der Magnetfluss geschlossener und enger ist. Die mehreren Federn 32, von denen in diesem Fall zwei in 1 dargestellt sind, sind als Druckfedern ausgebildet und sind vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang der Außenwand 57 verteilt angeordnet. Diese Federn setzen der von der Spule 6 in Wechselwirkung mit dem Permanentmagneten 26 erzeugten Magnetkraft eine Gegenkraft entgegen, die zum einen bei Schwingung als Rückstellkraft fungiert und zum anderen für eine gewisse Steifigkeit des Systems sorgt, die unbeabsichtigte Schwingungen der Tragplatte 10 relativ zu dem Magnettopf 18, die nicht durch die Bestromung der Spule 6 erzeugt werden, verhindern sollen.In addition, around the peripheral wall 22 an outer wall 57 attached to the the springs 32 are attached. The outer wall 57 can be made of non-magnetic material. By this compared to DE 10 2008 049 560 B3 changed arrangement or device results in a higher magnetic flux in the magnetic device 4 because the magnetic flux is closed and narrower. The several springs 32 of which in this case two in 1 are shown, are formed as compression springs and are preferably uniform over the circumference of the outer wall 57 arranged distributed. These springs set that of the coil 6 in interaction with the permanent magnet 26 Magnetic force generated counteracting a counter force, which acts as a restoring force on the one hand in vibration and on the other ensures a certain rigidity of the system, the unintended vibrations of the support plate 10 relative to the magnet pot 18 that is not due to the energization of the coil 6 be generated.

Der ringförmige Spalt zwischen der Außenwand 57 und der Tragplatte 10, in der die Federn 32 angeordnet sind, ist am Außenumfang durch eine Dichtung 34 luftdicht verschlossen, wobei nur auf der rechten Seite der 1 die Dichtung 34 dargestellt ist. Die Dichtung 34 ist elastisch ausgebildet. Durch die Abdichtung dieses Spaltes mittels der Dichtung 34 wird zwischen der Tragplatte 10 und der Außenwand 57 ein abgeschlossenes Volumen 36 geschaffen. Dieses Volumen 36 ist mit Luft gefüllt und kann als Luftfeder die Wirkung der Federn 32 unterstützten. Zudem kann die Dichtung 34 selber Federwirkung haben. Es ist denkbar, die Dichtung 34 eine derartige Federwirkung ausüben zu lassen, dass auf zusätzliche Federn 32 verzichtet werden kann.The annular gap between the outer wall 57 and the support plate 10 in which the feathers 32 are arranged on the outer circumference by a seal 34 hermetically sealed, leaving only on the right side of the 1 the seal 34 is shown. The seal 34 is elastic. By sealing this gap by means of the seal 34 is between the support plate 10 and the outer wall 57 a closed volume 36 created. This volume 36 is filled with air and can act as an air spring the effect of the springs 32 supported. In addition, the seal 34 have spring action yourself. It is conceivable the seal 34 to exert such a spring action that on additional springs 32 can be waived.

In der Magnetanordnung 4, d. h. in dem Kern 24 und dem Boden 20 des Magnettopfes 18 ist ein Durchgangsloch 38 ausgebildet, welches sich in axialer Richtung X zentral durch die Magnetanordnung 4 erstreckt. Durch dieses Durchgangsloch 38 erstreckt sich der Bolzen 14 so weit hindurch, dass er an der der Tragplatte 10 und damit der Spulenanordnung 2 abgewandten Seite des Magnettopfes 18 aus dem Boden 20 hervorsteht. Dort ist der Bolzen 14 mit einer luftdichten Zentriermembran 40 fest verbunden. Die Zentriermembran 40 kann beispielsweise aus einem luftdichten Gewebe oder aus Metall ausgebildet sein. Die Zentriermembran 40 bewirkt durch ihre feste Verbindung mit dem axialen Ende des Bolzens 14, dass dieser bezüglich der Längsachse X zentriert gehalten und in axialer Richtung X von der Membran 40 geführt wird. Das heißt, die Membran 40 ermöglicht eine Axialbewegung des Bolzens 14 gemeinsam mit der Tragplatte 10 und der an dieser befestigten Spulenanordnung 2. Radial wird er jedoch durch die Membran 40 an dem ersten Ende und am entgegengesetzten Längsende über die Tragplatte 10 und die Federn 32 zentriert, so dass eine radiale Bewegung der Tragplatte 10 und der Spulenanordnung 2 relativ zu der Magnetanordnung 4 im Wesentlichen unterbunden wird. Somit wird verhindert, dass die Spule 6 und der Spulenträger 8 mit den Seitenwandungen des Spaltes 30 bei der Bewegung in Kontakt kommen. So kann ein Verkanten der beweglichen Teile zueinander verhindert werden.In the magnet arrangement 4 ie in the core 24 and the floor 20 of the magnet pot 18 is a through hole 38 formed, which in the axial direction X centrally through the magnet assembly 4 extends. Through this through hole 38 the bolt extends 14 so far through that he is at the support plate 10 and thus the coil arrangement 2 opposite side of the magnet pot 18 from the soil 20 protrudes. There is the bolt 14 with an airtight centering membrane 40 firmly connected. The centering membrane 40 may be formed for example of an airtight tissue or metal. The centering membrane 40 caused by their firm connection with the axial end of the bolt 14 in that it is kept centered with respect to the longitudinal axis X and in the axial direction X by the membrane 40 to be led. That is, the membrane 40 allows axial movement of the bolt 14 together with the support plate 10 and attached to this coil assembly 2 , Radial, however, it is through the membrane 40 at the first end and at the opposite longitudinal end via the support plate 10 and the feathers 32 centered, allowing a radial movement of the support plate 10 and the coil assembly 2 relative to the magnet assembly 4 is essentially prevented. This will prevent the coil 6 and the coil carrier 8th with the side walls of the gap 30 come in contact with the movement. Thus, tilting of the movable parts to each other can be prevented.

Die Zentriermembran 40 ist an ihrem Außenumfang mit der Außenwand 57 fest und dichtend verbunden. Damit wird auch ein Volumen 42 geschaffen, das nach außen abgedichtet und mit Luft gefüllt ist. Die Zentriermembran 40 ist am axialen Ende über eine Schraube 56 an dem Bolzen 14 befestigt.The centering membrane 40 is on its outer circumference with the outer wall 57 firmly and tightly connected. This is also a volume 42 created, which is sealed to the outside and filled with air. The centering membrane 40 is at the axial end via a screw 56 on the bolt 14 attached.

Am Stirnende des Bolzens 40 kann wie bei der DE 10 2008 049 560 B3 eine Bohrung, d. h. ein Kanal, ausgebildet sein, der sich in das Innere des Bolzens hinein und rückseitig der Zentriermembran 40 zur Umfangsfläche des Bolzens 14 hin erstreckt und so einen Strömungsdurchgang vom Stirnende des Bolzens 14 in das Volumen 42 hinein herstellt. Die Bohrung kann auch mit einem mikroporösen Dichtstoff gefüllt sein, der eine Drosselwirkung hervorruft. Diese Bohrung dient allerdings nur zum Expansionsausgleich bei Erwärmung oder Abkühlung des Volumens 42 und/oder 36. Diese Bohrung kann nicht zu einer Kühlung von Bauelementen der Steuerelektronik beitragen, da der Austausch des Luftvolumens fehlt bzw. viel zu gering ist.At the front end of the bolt 40 can like the DE 10 2008 049 560 B3 a bore, ie a channel, may be formed which extends into the interior of the bolt and at the back of the centering diaphragm 40 to the peripheral surface of the bolt 14 extends and so a flow passage from the front end of the bolt 14 in the volume 42 into it. The bore may also be filled with a microporous sealant which causes a throttling action. However, this hole is only used to compensate for expansion when heating or cooling the volume 42 and or 36 , This hole can not contribute to a cooling of components of the control electronics, since the replacement of the air volume is missing or far too low.

Es ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, einen Teil bzw. Bauelemente einer Steuerelektronik 50 in den Schwingungserreger zu integrieren bzw. wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt in der Tragplatte 10 aufzunehmen. Hierzu ist eine Platine 60 vorgesehen, auf der verschiedene Bauelemente dargestellt sind, von denen als Beispiel eine Busschnittstelle 51, ein Leistungsverstärker 52 und eine Auswerteeinrichtung 53 in Form eines Chips, die vorzugsweise in SMD-Technik auf die Platine aufgebracht sind, genannt sein sollen. Die Platine erstreckt sich in diesem Fall über die gesamte Querschnittsfläche der Tragplatte 10.It is now provided according to the invention, a part or components of an electronic control system 50 to integrate into the vibration exciter or as shown in this embodiment in the support plate 10 take. This is a board 60 provided on the various components are shown, of which as an example a bus interface 51 , a power amplifier 52 and an evaluation device 53 in the form of a chip, which are preferably applied to the board in SMD technology, should be mentioned. The board extends in this case over the entire cross-sectional area of the support plate 10 ,

In diesem Ausführungsbeispiel ist, was besonders bevorzugt ist, die gesamte Ansteuerelektronik bzw. die Steuerelektronik des elektrischen Schwingungserregers auf der Platine 60 angebracht. Allgemein gesprochen sind sämtliche Bauelemente der Steuerelektronik 50 zur Erzeugung von Schwingungen des elektrischen Schwingerregers in den Schwingungserreger aufgenommen. Die Elektronik ist auf der Leiterplatte bzw. Platine 60, die beispielsweise auf glasfaserverstärktem Kunststoff bzw. Kunstharz oder vorzugsweise im Sinne guter Wärmeleitfähigkeit auf einer solchen mit metallischem Träger oder metallischen Trägern oder Metallkern oder Metallkernen angeordnet. Die Leiterplatte bzw. Platine 60 kann auch zumindest teilweise aus einem keramischen Material sein. Das keramische Material kann auch in bestimmten vorgebbaren Bereichen der Leiterplatte eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen.In this embodiment, what is particularly preferred, the entire control electronics or the control electronics of the electric vibration exciter on the board 60 appropriate. Generally speaking, all components of the control electronics 50 recorded for generating vibrations of the electric vibration exciter in the vibration exciter. The electronics are on the circuit board or board 60 , for example, on glass fiber reinforced plastic or synthetic resin or preferably in the sense of good thermal conductivity on such arranged with a metallic carrier or metallic carriers or metal core or metal cores. The circuit board or circuit board 60 may also be at least partially made of a ceramic material. The ceramic material may also have a high thermal conductivity in certain predeterminable areas of the printed circuit board.

Die Platine 60 ist als Teil der Tragplatte 10 bzw. des Schwingungserregerdeckels vorgesehen, was den Vorteil hat, dass für die Steuerelektronik ein eigenes Gehäuse mit Steckern eingespart wird. Zudem erhöht die Leiterplatte bei entsprechender Steifigkeit und entsprechender fester Auslegung die Steifigkeit des bisher meist aus Thermoplast spritztechnisch gefertigten Deckels bzw. Tragteils 10 erheblich, was zu einem verbesserten akustischen Übertragungsverhalten führt. Zudem ergibt sich eine verbesserte thermisch-elektrische Stabilität durch eine enge Kopplung von Verstärker und Lastwiderstand bzw. Schwingspulenantrieb sowie durch die sehr kurzen Leitungswege eine verringerte Empfindlichkeit auf hochfrequente elektromagnetische Störstrahlung.The board 60 is as part of the support plate 10 or the vibration exciter cover provided, which has the advantage that a separate housing with plugs is saved for the control electronics. In addition, the printed circuit board increases with appropriate rigidity and appropriate fixed design, the rigidity of the hitherto mostly made of thermoplastic injection molded lid or support member 10 considerably, which leads to an improved acoustic transmission behavior. In addition, improved thermal-electrical stability results from a close coupling of the amplifier and the load resistance or voice coil drive as well as the very short cable paths a reduced sensitivity to high-frequency electromagnetic interference.

Durch das Schwingen der Magnetanordnung 4 relativ zur Spulenanordnung 2 kann Luft im Inneren des Gehäuses bzw. des elektrischen Schwingungserregers von den Volumina 36 und 42 hin und her bewegt werden, was zur Konvektionskühlung beitragen kann, womit auch die entsprechend sich erwärmenden Bauteile der Steuerelektronik gekühlt werden können. Insbesondere können die Bauteile, die in das Volumen 36 hineinragen, gut gekühlt werden. Um eine entsprechende gute Kühlung zu ermöglichen, ist der Ringspalt 46 etwas vergrößert, wodurch der Strömungsdurchgang zur Verbindung der Volumina 36 und 42 vergrößert ist. Hierdurch wird allerdings die Federsteifigkeit der so gebildeten Luftfedern weniger. Um die Kühlleistung zu erhöhen, ist erfindungsgemäß noch eine Luftströmungsvorrichtung 61 vorgesehen, die eine Luftströmung 62 ermöglicht, die unmittelbar an dem sich erwärmenden Bauteil entlangstreicht, um eine Konvektionskühlung zu ermöglichen. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich beispielsweise um eine Luftströmung, die am Leistungsverstärker 52 entlangströmt.By the swinging of the magnet arrangement 4 relative to the coil assembly 2 can air inside the housing or the electric vibrator of the volumes 36 and 42 be moved back and forth, which can contribute to the convection cooling, which also the correspondingly warming components of the control electronics can be cooled. In particular, the components that are in the volume 36 protrude, be well cooled. In order to allow a corresponding good cooling, the annular gap 46 slightly enlarged, causing the flow passage to connect the volumes 36 and 42 is enlarged. As a result, however, the spring stiffness of the air springs thus formed is less. In order to increase the cooling capacity, according to the invention is still an air flow device 61 provided a flow of air 62 allows, which passes directly to the heating component along to allow convection cooling. In this embodiment, for example, it is an air flow, which at the power amplifier 52 flows along.

Hierzu ist bspw. eine Bohrung in queraxialer Richtung durch die Tragplatte 10 vorgesehen, die in eine axiale Bohrung übergeht und durch die Platine 60 reicht, um dann an eine Leitung 63 angeschlossen zu sein, deren Ende in der Nähe des Leistungsverstärkers 56 reicht. Um eine Luftströmung nur in eine Richtung zu ermöglichen, kann in oder an der Bohrung 64 ein in eine Richtung schließendes Ventil, beispielsweise ein Rückschlagventil, oder eine nur in eine Richtung sich öffnende Gummilippe vorgesehen sein.For this purpose, for example, is a bore in the transverse axial direction through the support plate 10 provided, which merges into an axial bore and through the circuit board 60 enough, then to a line 63 to be connected, whose end is near the power amplifier 56 enough. In order to allow air flow in one direction only, may be in or at the bore 64 a unidirectional valve, such as a check valve, or a single-directional rubber lip may be provided.

Ein weiterer erhöhter Integrationsgrad ergibt sich durch die erfindungsgemäß vorgesehene direkte Befestigung der Schwingspule 6 und des Spulenträgers 8 aus vorzugsweise lötbarem metallischen Werkstoff auf der Platine 60 beispielsweise durch Löten, wie durch die Lötstellen bzw. durch die Lötung 54 angedeutet ist. Dieses erhöht die Zuverlässigkeit auch bei Schwingungsbeanspruchung der Zuleitung und die thermische Stabilität, da die Leitungselektronik und die Last auf gleichem Temperaturniveau liegen. Zudem ergibt sich ein prozesstechnologischer Vorteil gegenüber konventionellen Befestigungsarten der Schwingspule durch Kleben.Another increased degree of integration results from the inventively provided direct attachment of the voice coil 6 and the bobbin 8th made of preferably solderable metallic material on the board 60 for example, by soldering, as by the solder joints or by the soldering 54 is indicated. This increases the reliability even with vibration stress of the supply line and the thermal stability, since the line electronics and the load are at the same temperature level. In addition, there is a process technology advantage over conventional types of attachment of the voice coil by gluing.

Ferner ist in 1 noch zu erkennen, dass die Spule 6 Spulenenden 65 und 66 aufweist, die zum einen unmittelbar an der Platine 60 und zum anderen an den Spulenträger 8 angelötet sind. Der Spulenträger 8 kann in diesem Fall mehrere metallische Lagen aufweisen, die in axialer Richtung nebeneinander liegen, um so eine Leitung vom in 1 unteren rechten Ende des Spulenträgers 8 zur Platine 60 zu ermöglichen und somit eine elektrische Durchkontaktierung. Bei Verwendung eines mehrteiligen metallischen Spulenkörpers 8 kann dieser somit als Befestigungs- und Kontaktierungsstützpunkt bzw. -vorrichtung für die Spulenenden dienen als auch die Wärmeabfuhr über die Platine 60 fördern. Hierzu wird auch wieder auf die Patentanmeldung der Anmelderin DE 10 2010 013 764 vom 31.03.2010 verwiesen.Furthermore, in 1 yet to realize that the coil 6 coil ends 65 and 66 which, on the one hand, directly on the circuit board 60 and on the other hand to the coil carrier 8th are soldered. The coil carrier 8th may in this case have a plurality of metallic layers, which are adjacent to each other in the axial direction, so as to conduct from the in 1 lower right end of the bobbin 8th to the board 60 to allow and thus an electrical feedthrough. When using a multi-part metallic bobbin 8th this can thus serve as a mounting and Kontaktierungsstützpunkt or device for the coil ends and the heat dissipation through the board 60 promote. This is again on the patent application of the applicant DE 10 2010 013 764 dated 31.03.2010.

Insbesondere bei Vorsehen von Teilen der Platine 60 mit hoher Wärmeleitfähigkeit kann diese auch zur erhöhten Wärmeabfuhr dienen, zumal im Bereich des Spulenkörpers 8 eine erhöhte Wärmemenge erzeugt werden kann. Da die Spule 6 selbst eine sehr hohe Wärmeentwicklung verursachen kann, ist es sinnvoll, die Platine im Befestigungsbereich des Spulenkörpers 8 mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit zu versehen, um zu verhindern, dass die Wärme des Spulenkörpers auf Bauelemente der Platine übergeht. Hierzu können zudem Wärmeabfuhrleitungen vorgesehen sein, die insbesondere aus Metall sind und durch die Tragplatte reichen, so dass die Wärme nach außen abgeführt wird.In particular, when providing parts of the board 60 With high thermal conductivity, this can also be used for increased heat dissipation, especially in the area of the bobbin 8th an increased amount of heat can be generated. Because the coil 6 even a very high heat generation can cause, it makes sense, the board in the attachment area of the bobbin 8th be provided with a high thermal conductivity, to prevent the heat of the bobbin on components of the board goes over. For this purpose, heat removal lines can also be provided, which are in particular made of metal and extend through the support plate, so that the heat is dissipated to the outside.

Zusätzlich erlaubt die Integration der Bauteile der Steuerelektronik in den Schwingungserreger und hier vorzugsweise in die Tragplatte 10 einen vereinfachten Aufbau und eine vereinfachte Auswertung eines Sensors, der die relative Lage der Magnetanordnung 4 zur Spulenanordnung 2 ermöglicht, wie dieses in der DE 10 2009 021 466 A1 beschrieben ist. Außer diesem Sensor, der in der DE 10 2009 021 466 A1 beschrieben ist, kann auch noch ein Temperatursensor und ein Sensor im Hinblick auf das Messen der elektrischen Last durch die Schwingung vorgesehen werden, um das Schwingverhalten des elektrischen Schwingungserregers zu optimieren.In addition, the integration of the components allows the control electronics in the vibration exciter and here preferably in the support plate 10 a simplified structure and a simplified evaluation of a sensor, the relative position of the magnet assembly 4 to the coil arrangement 2 allows, like this in the DE 10 2009 021 466 A1 is described. Except this sensor, which in the DE 10 2009 021 466 A1 is described, a temperature sensor and a sensor with respect to the measurement of the electrical load can be provided by the vibration in order to optimize the vibration behavior of the electric vibrator.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22

Spulenanordnungcoil assembly

44

Magnetanordnungmagnet assembly

66

SpuleKitchen sink

88th

Spulenträgercoil carrier

1010

Tragplattesupport plate

1212

Anschlusssteckerconnector

1414

Bolzenbolt

1616

Ende des BolzensEnd of the bolt

1818

Magnettopfmagnet pot

2020

Bodenground

2222

Umfangswandungperipheral

2424

Kerncore

2626

Magnetmagnet

2828

Polplattepole plate

3030

Spaltgap

3232

Federnfeathers

3434

Dichtungpoetry

3636

Volumenvolume

3838

DurchgangslochThrough Hole

4040

Zentriermembrancentering diaphragm

4242

Volumenvolume

4646

Ringspaltannular gap

5050

Steuerelektronikcontrol electronics

5151

BusschnittschnelleBusschnittschnelle

5252

Leistungsverstärkerpower amplifier

5353

Auswertevorrichtungevaluation

5454

Lötungsoldering

5656

Schraubescrew

5757

Außenwandouter wall

6060

Platinecircuit board

6161

LuftströmungsführungsvorrichtungAir flow guide device

6262

Luftströmungairflow

6363

Leitungmanagement

6464

Bohrungdrilling

6565

Leitungsendecable end

6666

Leitungsendecable end

XX

Längsachselongitudinal axis

Claims (7)

Elektrischer Schwingungserreger mit einer ringförmigen Spulenanordnung (2), die in einem ringförmigen Spalt (30) einer Magnetanordnung (4) derart eingreift, dass die Spulenanordnung (2) und die Magnetanordnung (4) in axialer Richtung (X) relativ zueinander beweglich sind, wobei eine Tragvorrichtung (10) vorgesehen ist, an der die Spulenanordnung (2) und die Magnetanordnung (4) befestigt sind, wobei in oder an der Tragvorrichtung (10) wenigstens ein Bauelement (51, 52, 53) einer Steuerelektronik (50), die zur Erzeugung von Schwingungen des elektrischen Schwingungserregers vorgesehen ist, aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Bauelement (51–53) der Steuerelektronik (50) auf einer Platine (60) aufgebracht ist, wobei die Platine (60) einen Träger oder einen Kern aufweist, der eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, und/oder wobei die Spulenanordnung (2) einen Spulenträger (8) aufweist, der unmittelbar mit der Platine (60) verbunden ist, wobei der Spulenträger (8) eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist.Electric vibration generator with an annular coil arrangement ( 2 ), which are in an annular gap ( 30 ) a magnet arrangement ( 4 ) engages such that the coil arrangement ( 2 ) and the magnet arrangement ( 4 ) in the axial direction (X) are movable relative to each other, wherein a supporting device ( 10 ) is provided, on which the coil arrangement ( 2 ) and the magnet arrangement ( 4 ) are mounted, in or on the support device ( 10 ) at least one component ( 51 . 52 . 53 ) an electronic control system ( 50 ), which is provided for generating vibrations of the electric vibrator, is accommodated, characterized in that the at least one component ( 51 - 53 ) of the control electronics ( 50 ) on a board ( 60 ) is applied, wherein the board ( 60 ) has a support or a core, which has a high thermal conductivity, and / or wherein the coil arrangement ( 2 ) a coil carrier ( 8th ) directly connected to the board ( 60 ), wherein the coil carrier ( 8th ) has a high thermal conductivity. Elektrischer Schwingungserreger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenanordnung (2) unmittelbar an der Tragvorrichtung (10) befestigt ist und/oder die Magnetanordnung (4) mittelbar, insbesondere über eine Federvorrichtung (32), an der Tragvorrichtung (10) befestigt ist.Electric vibration generator according to claim 1, characterized in that the coil arrangement ( 2 ) directly on the carrying device ( 10 ) and / or the magnet arrangement ( 4 ) indirectly, in particular via a spring device ( 32 ), on the carrying device ( 10 ) is attached. Elektrischer Schwingungserreger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger oder der Kern der Platine metallisch ist.Electrical vibration generator according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier or the core of the board is metallic. Elektrischer Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass angrenzend an die Tragvorrichtung (10) ein Hohlraum (36) im elektrischen Schwingungserreger vorgesehen ist, wobei wenigstens ein Bauelement (52) der Steuerelektronik (50) im Hohlraum (36) angeordnet ist.Electrical vibration generator according to one of claims 1 to 3, characterized in that adjacent to the supporting device ( 10 ) a cavity ( 36 ) is provided in the electrical vibration exciter, wherein at least one component ( 52 ) of the control electronics ( 50 ) in the cavity ( 36 ) is arranged. Elektrischer Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Luftströmungsführungsvorrichtung (61) vorgesehen ist, mittels der eine Luftströmung (62) an wenigstens einem Bauelement (51–53) der Steuerelektronik (50) beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des elektrischen Schwingungserregers vorgesehen ist.An electric vibrator according to any one of claims 1 to 4, characterized in that an air flow guiding device ( 61 ) is provided, by means of an air flow ( 62 ) on at least one component ( 51 - 53 ) of the control electronics ( 50 ) is provided for the intended use of the electrical vibration exciter. Elektrischer Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenanordnung (2) eine Spule (6) mit Leitungsenden (65, 66) aufweist, wobei wenigstens ein Leitungsende (65, 66) unmittelbar mit der Platine (60) verbunden ist.Electric vibration generator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the coil arrangement ( 2 ) a coil ( 6 ) with cable ends ( 65 . 66 ), wherein at least one line end ( 65 . 66 ) directly with the board ( 60 ) connected is. Elektrischer Schwingungserreger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (8) Metall umfasst.Electric vibration generator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the coil carrier ( 8th ) Metal includes.

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