CH124880A - Vorrichtung zur Umwandlung elektrischer Schwingungen in mechanische. - Google Patents

Description

  Vorrichtung zur     Umwandlung    elektrischer     Schwingungen    in mechanische.    Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung  zur Umwandlung elektrischer Schwingun  gen in mechanische Schwingungen, wie zum  Beispiel     Schallschwingungen.     



  Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art  lässt man die     ;Stärke    eines magnetischen  Feldes, innerhalb dessen ein Anker (zum  Beispiel eine nachgiebige Membran) beweg  lich ist, von ,den elektrischen Schwingungen  beeinflussen.     Dieser    Anker muss dabei stets  unter dem Einfluss einer mechanischen     Kraft     in seine Nullstellung zurückbewegt werden,  nachdem er vom Magnet aus dieser Null  stellung gebracht worden ist. Diese     Kraft,     häufig als Richtkraft bezeichnet, muss ge  wöhnlich ziemlich gross sein, da die an  ziehende Wirkung des Magnetes auf den An  ker bei Annäherung des Ankers stark zu  nimmt und die Lage also labil wird, es sei  denn, dass man ziemlich starke Federn auf  den Anker wirken lässt.

   Dies     bringt    jedoch  den Nachteil mit sich, dass     die    tiefen Töne  schwächer als die höheren Töne wiederge  geben werden, und dieser Nachteil haftet    denn auch den meisten Lautsprechern dieser  Art an.  



  Die Erfindung besteht darin, dass man  die elektrischen Schwingungen auf ein     fer-          romagnetisches    Element wirken lässt, das in  einem magnetischen Felde um eine Gleichge  wichtslage beweglich ist, zu der es unter  dem Einfluss dieses Feldes selbst     stets-zu-          rückzukehren    sucht.  



  Man kann das     ferromagnetische    Element  zwischen den einander paarweise gegenüber  angeordneten ungleichnamigen Polen zweier  Magnete legen.  



  Dabei kann man das Element längs seiner  Längsachse     beweglich    anordnen und durch  die Schwingungen in einer Richtung magne  tisieren lassen, die senkrecht zu dieser Längs  achse steht und zu     J'br    durch die Pole der  Magnete gehenden Ebene parallel läuft.  



  Man kann auch das     ferromagnetische    Ele  ment um eine senkrechte, zu seiner Längs  achse stehende Achse drehbar machen und  das Element mit jedem seiner Enden nahe      an den Polen zweier Magnete anordnen, deren  gleichnamige Pole einander gegenüber liegen.  



  In der Zeichnung sind Ausführungsbei  spiele des Erfindungsgegenstandes veran  schaulicht.  



       Fig.    1 ist eine schematische Draufsicht  auf eine Vorrichtung nach der Erfindung  bei welcher der Anker geradlinig geführt  wird;       Fig.    2, 3 und 4 zeigen schematisch den  Verlauf der Kraftlinien in drei verschie  denen Stellungen des Ankers;       Fig.    5 ist eine schematische Draufsicht  auf ein zweites Beispiel, bei welchem der  Anker drehbar angeordnet ist;       Fig.6,    7 und 8 zeigen schematisch den  Verlauf der Kraftlinien, bei drei verschie  denen Stellungen des Ankers bei der Aus  führungsform nach     Fig.    5.  



  In     Fig.    1 bezeichnen 1 und 2 zwei Mag  nete, die sowohl Elektromagnete, als auch  permanente Magnete sein können, und die  mit den ungleichnamigen Polen einander ge  genüber angeordnet sind. Die Mitten dieser  Magnete sind durch ein magnetisches Joch 3  verbunden. Zwischen den Polschuhen der  Magnete ist ein     H-förmiger    Anker beweglich,  dessen Schenkel 4 und 5 vor den Polschuhen  der     illagnete    1     bezw.    2 liegen. Die Mitten der       Ankerschenkel    sind durch ein magnetisches  Joch 6 miteinander verbunden, das von einer  Spule 7 mit soviel Raum umgeben ist, -dass  der Anker frei ist, Schwingungen beträcht  licher     Amplitüde    (z.

   B. einige Millimeter)  um seine Gleichgewichtslage auszuführen.  



  Der Anker wird mit Hilfe zweier an  seinen Enden angreifender, gabelförmiger  Mangen 8 gerade geführt, die durch Füh  rungen 9 hindurchgehen. Eine dieser Stangen  trägt an ihren Enden einen Hohlkegel 10,  mit dessen Hilfe die     Schwingungen    des An  kers in     Schallschwingungen    umgewandelt  werden.  



  In     Fig.2    ist der Anker schematisch in  seiner in     bezug    auf die gleichfalls schema  tisch dargestellten Magnete 1 und 2 mitt  leren Lage dargestellt. Vorausgesetzt ist da  bei, dass die Spule 7 stromlos ist. Die Kraft-         linien    treten aus den zwei Nordpolen heraus,  folgen den beiden Schenkeln 4 und 5 in ent  gegengesetzten Richtungen und treten in     dit,     beiden Südpole wieder ein. Der Anker ist  dabei in stabilem Gleichgewicht, wobei die  Grösse der     Verschiebungen    des Ankers Wi  derstand entgegensetzenden Kraft bei ge  gebenen Abmessungen dieses Ankers von der  Stärke der beiden Magnete 1 und 2 und von  der Breite der Luftspalte abhängt.  



  Sobald ein Strom in einer gewissen Rich  tung in der Spule 7 zu fliessen anfängt, wird  das Joch 6 des Ankers magnetisiert, so dass  die Schenkel 4 und 5     entgegengesetzte    Pola  rität erhalten. In     Fig.    3 ist der Fall darge  stellt, bei dem der Sehenkel 4 Südpol und  der Schenkel 5 Kordpol wird. Der Lauf der  Kraftlinien ist dann dem in     Fig.    3 angege  benen gleich.

   Die den beiden Schenkeln 4  und 5 folgenden Kraftlinien suchen den An  ker wieder in die     CTleicbgewichtslage        ztt    be  wegen und der sich     nvischen    den beiden lin  ken Polen über das Joch 6 schliessende Kraft  strom zieht den Anker nach     links.    Letzterer  wird sich, falls derselbe Strom in der Spule  7 zu fliessen fortfährt und der dadurch be  wirkte     Flux    einen bestimmten Höchstwert  nicht     überschreitet,    in eine neue     Gleicbge-          wichtslage    einstellen, die in einiger Entfer  nung auf der linken Seite der Mittelstellung       zwischen    den     11,

  1a        ,netpolen    liegt.  



  Kehrt der Strom in der Spule 7     sein(,     Richtung um, so erhält man die in     rig.4     dargestellte Lage, für die     mutatis        mutandis.     das Gleichgewicht wie oben in bezug auf       Fig.    3 Gesagte gilt.  



  Wird die Spule 7 somit von elektrischen  Schwingungen durchlaufen, so wird der  Anker, wenn seine Trägheit nicht zu gross  ist, diesen     Schwingungen    folgen. Sorgt man  dafür, dass die     magnetische        Richtkraft    ge  rade eben     imstande    ist, den Anker aus den  äussern Stellungen, die er bei einer ge  wünschten     beträchtlichen        Amplitüde    ein  nimmt, wieder zu der Mittelstellung     zuriicl@-          zuführen,    so ist die vorteilhafteste Lage er  zielt.

       Augenscheinlich    hat man Mittel hierzu  unter anderem dadurch in der Hand, dass      man die magnetischen Widerstände der Ei  senwege längs der Schenkel 4 und 5 und jene  längs des Joches 6 in bezug aufeinander, zum  Beispiel in der Weise regelt, dass man den  Durchschnitt dieser Schenkel oder aber den  des     Joches    grösser oder kleiner gestaltet.       Macht    man das Joch schwerer, so nähert man  sich einer labilen Lage, macht man     cis    dagegen  Leichter, so wird die Lage wieder stabiler.  



       Fig.    5 zeigt eine Bauart, bei welcher der  Anker aus einem     doppel-T-förmigen,    mag  netischen Körper, zum Beispiel aus Eisen mit  z<B>'</B>     Seginenten    4 und<B>5</B> besteht, wobei diese       wei        el     Segmente durch ein auf einer Spindel 11     be-          festigtes    Joch 6 miteinander verbunden  sind. Die Polschuhe der zwei Magnete 1  und 2, die auf einem magnetisch leitenden  Joch 3 mit den gleichnamigen Polen einander  gegenüber angeordnet sind, sind konzentrisch  zur Achse 11 derart ausgedreht, dass nur ein  sehr enger Luftspalt (0,1 mm oder weniger)  zwischen diesen Polen und den Segmenten 4  und 5 übrig bleibt.

   Das Joch 6 wird von  zwei festen Spulen 7 magnetisiert, die in  solcher Entfernung voneinander stehen, dass  sie der Spindel 11     Durchlass    gewähren und  die dem Joch 6     soviel    Bewegungsfreiheit las  sen, dass der Anker mit beträchtlicher Am  plitude um seine Mittelstellung     schwingen     kann.  



  In     Fig.    6, 7 und 8 ist der Verlauf der  Kraftlinien bei nicht erregten Spulen 7 be  ziehungsweise bei Erregung dieser Spulen  durch Ströme in den beiden Richtungen dar  gestellt. Die Wirkung     entspricht    völlig .der  in bezug ,auf     Fig.    1 bis 4 beschriebenen und  bedarf deshalb keiner weiteren Erklärung.  



       Vieh    bei der Bauart nach     Fig.    5 hat man  die grössere oder geringere Stabilität durch  Regelung des Eisenquerschnittes des     Joches     6 in bezug auf den der beiden Segmente 4  und 5 in der Hand. Macht man den Quer  schnitt des Joches kleiner, so nimmt die  Stabilität zu und umgekehrt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zur Umwandlung elektri scher Schwingungen in mechanische Schwin- gungen, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Schwingungen auf ein ferro- magnetisches Element induzierend wirken, das in einem magnetischen Feld um eine Gleichgewichtslage beweglich ist, zu der 'es unter dem Einfluss' dieses Feldes selbst stets zurückzukehren sucht. UNTERANSPRüCHE 1.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das ferromag- netische Element zwischen .den einander paarweise gegenüber angeordneten un gleichnamigen Polen zweier Magnete liegt. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass das ferromagnetische Element in Richtung seiner Längsachse beweg lich ist und durch die Schwingungen in einer Richtung senkrecht zu dieser Längsachse und parallel zu der durch die Pole der beiden Magnete gehenden Ebene magnetisiert wird. 3.

   Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass .das ferromagnetische Element .die Form eines H hat, dessen Schenkel parallel beziehungsweise in der durch die Pole .der Magnete gehenden Ebene geführt sind. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass die Spule für die elek trischen Schwingungen in ortsfester Lage in bezug auf .die Magnete um das Joch des H-förmigen ferromagnetischen Ele mentes angeordnet ist. 5.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das ferromag- netische Element um eine Achse senk recht zu seiner Längsachse<B>*</B>drehbar an geordnet ist und mit jedem seiner Enden nahe an den Polen zweier Magnete an geordnet sind, deren gleichnamige Pole auf derselben Seite des Elementes liegen. 6. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeich- net, dass die neutralen Punkte der beiden Magnete durch ein magnetisch leitendes .roch verbunden sind. 7.

   Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch, 5, dadurch gekennzeich net, dass das ferromagnetische Element ganz zwischen den einander zugewand ten Flächen der Polschuhe der beiden Magnete liegt. B. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unferansprüchen 5 und 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die einander zuge kehrten Flächen der Polschuhe eine Zy linderfläche begrenzen, welche die Dre hungsachse .des ferromagnetischen Ele mentes zur Achse hat. 9.

   Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 5, 7 und 8, dadurch ge kennzeichnet, dass das ferromagnetische Element die Form eines Doppel-T-An- kers hat. 10. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 5, 7, 8 und 9, dadurch gekennzeiehnet, dass die Drahtwindungen für die elektrischen Schwingungen auf eine ortsfeste Spule aufgewickelt sind, die mit soviel Raum um das Joch des Doppel-T-Ankers liegt, dass dieser mit beträchtlichen Amplitüde um seine Gleichgewiehtestellung schwingen kann.

   11. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gelzennzeiehnet, dass die festen Magnete permanente Magnete sind.