DE610880C - Elektromagnetischer Schallaufzeichner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Schallauf zeichner mit einer als Anker dienenden, fest eingespannten schwingenden Zunge.

Die Zungen derartiger Geräte sind im allgemeinen flach rechteckförmig, etwa in der Form einer Bandfeder. Die Formel für die Zeit einer Eigenschwingung einer solchen Zunge lautet ι

Hierin sind

γ = spez. Gewicht des für die Zunge verwendeten Werkstoffs,

F = b · h = Querschnitt,
E = Elastizitätsmodul,

J=L ragheitsmoment =
ao g = Erdbeschleunigung

981 cm/sec²,
I == Zungenlänge,
c = Konstante, die den Wert 1,787 besitzt (vgl. Technische Schwingungslehre von Dr. L. Zipperer, Band I Sammlung as Göschen),

T = Zeit einer Schwingung.

Die Zeit einer Schwingung ist konstant,, da praktisch alle Größen in der angegebenen Formel für die in Frage kommenden Materialien konstant sind.

Die Fig. 1 zeigt die Form der freischwingenden Zunge. In der Zeichnung sind die Abmessungen der Zunge mit /, b und h (Länge, Breite und Höhe) bezeichnet. Aus b · Ir

P =

Zf-E

wobei / die Auslenkung der Zunge darstellt (Fig. 2). Da lediglich der Einfluß von h untersucht wenden soll, werden alle anderen Größen der Gleichung als konstant angesehen, d. h. P = C- h³. Um eine bestimmte Auslenkung zu erzielen, ist bei Änderung der Dicke der Feder demnach eine Kraft erforderlich, die proportional mit der dritten Potenz der Dicke geht. Die Kraft P wird hervorgerufen durch magnetische Einflüsse.

Es ist also zu ersehen, daß ζ. Β. bei Verdoppelung der Dicke und somit auch Verdoppelung der Eigenschwingungszahl die zu einer Auslenkung gleicher Größe erforderliche Kraft auf den achtfachen Wert steigt. Es ist einleuchtend, daß auf diese Weise die Eigenschwingungszahl nur wenig gesteigert werden kann, wenn die Kraftliniendichte, die durch

der vorerwähnten Formel ist zu ersehen, daß, abgesehen von sekundären Erscheinungen, wie Querschwingungen der Zunge, die Zungenbreite b in die Eigenschwingungszeit nicht eingeht.

Man könnte nun, um die Frequenz der Eigenschwingung der Zunge zu erhöhen, bei konstantem / die Dicke h der Zunge erhöhen. Wenn man in dieser Weise vorgeht, ergibt sich' folgendes:

Die Kraft, die erforderlich ist, um die Zunge um einen bestimmten Betrag auszulenken, ist

die Sättigungsgrenze begrenzt ist, konstant bleiben soll. Der magnetisch wirksame Querschnitt steigt nämlich nur linear, in gleicher Weise also auch der Kraftfluß und damit die wirksame Kraft.

Die Naturkonstanten E, γ und die Permeabilität μ liegen bei den bisher verwendeten Materialien nun so, daß die wünschenswerte Amplitude von 60 μ, die im allgemeinen für ο den Wachsplattenschneider in Betracht kommt, nicht ereicht wird, wenn man nicht die Nachteile mit in Kauf nehmen will, die Eigenschwingungszahl tief, etwa in die Gegend von 3000 Hz, zu legen. Die große Amplitude von 60 μ ist wünschenswert, um das Verhältnis von Nutzamplitude zu Störamplitude möglichst groß .zu gestalten, um bei Abtastung mit einem akustischen Sprechapparat genügend große Lautstärke zu erhalten.
Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die Zunge aus Kobalteisen hergestellt ist, das in seinen magnetischen (Sättigungsgrenze) und elastischen Eigenschaften durch eine Wärmebehandlung vergütet wurde. Dieser Werkstoff weist dann neben günstigen elastischen Eigenschaften eine besonders hohe Sättigungsgrenze auf. Bei gleichen Abmessungen liegt bei einer Kobalteisenzunge gegenüber einer Eisenzunge 3«· die Eigenschwingungszahl höher, und außerdem ist entsprechend der höheren Sättigungsgrenze eine größere Amplitude erreichbar. Zur Vermeidung nichtlinearer Verzerrungen darf nur der geradlinige Teil der Magneti-³*> sierungskurven benutzt werden, so daß bei Beibehaltung der bisher für die Zunge verwendeten Materialien dieser Erfolg nicht erzielt werden kann. Als besonders geeignet hat sich geglühtes Kobalteisen erwiesen, das ♦° zu 5o°/₀ aus möglichst reinem Eisen und zu 5o°/₀ aus Kobalt besteht. Die Vergrößerung der Amplitude gegenüber den bisher üblichen Materialien beträgt beinahe 75%, und man kann Amplituden bis zu 60 μ schneiden, ohne daß die Eigenschwingungszahl unter 6000 Hz sinkt. Es ist mit diesem Schreiber möglich, ohne durch die magnetische Übersättigung der Schreiberzunge verursachte nichtlineare Verzerrungen Wachsplatten voll auszusteuern, wobei die Eigenschwingungszahl der Zunge höher liegt als bei den bisher bekannten Schreibern. Die mit Zungen aus Kobalteisen ausgerüsteten Schreibgeräte eignen sich sowohl zur Beschriftunig von Wachsplatten als auch von anderen metallischen oder nichtmetallischen Tonschriftträgern.

Infolge der Ausnutzung der obenerwähnten mechanischen und magnetischen Eigenschaften, die sich gegenseitig ergänzen, ist es möglich geworden, ein Schallaufzeichnungsgerät zu schaffen, das wesentlich besser ist als die bisher bekannten, dieser Art. Hinzu kommt, daß eine Kompensation der infolge des unteren Knickes der Magnetisierungskurve auftretenden Verzerrungen durch die f>s umgekehrt wie die Magnetisierungskurve verlaufende Abhängigkeit der Durchbiegung von der Belastung eintritt.

Claims (2)

1. Patentansprüche: _yo

   ι .Elektromagnetischer Schallauf zeichner mit einer als Anker dienenden, fest eingespannten schwingenden Zunge, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge aus Kobalteisen hergestellt ist, das in seinen magnetischen (Sättigungsgrenze) und elastischen Eigenschaften durch eine Wärmebehandlung vergütet wurde.
2. 2. Schallauf zeichner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kobalteisen aus 5θ^Ό/₀ möglichst reinem Eisen und 5o°/„ Kobalt besteht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen