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Elektromechanische bzw. elektroakustische Vorrichtung.
Die nachstehend beschriebene Vorrichtung dient zur Umwandlung von elektrischer Energie von Tonfrequenz in mechanische Bewegungsimpulse und umgekehrt. Werden die mechanischen Bewegungen der Vorrichtung mittels eines Schallstrahlers auf die Luft übertragen, so dient diese Vorrichtung als Telephon bzw. Lautsprecher und bei umgekehrtem Energielauf als Mikrophon. Die mechanischen BeI wegungsimpulse können auch zur Betätigung eines Registrierorganes dienen, etwa eines Schreibgriffels einer Grammophonaufnahmseinrichtung, welche die den elektrischen Schwingungen entsprechende Kurve aufzeichnet bzw. im umgekehrten Energielauf zur elektrischen Wiedergabe von Grammophonplatten. Endlich kann die Einrichtung auch für andere elektromechanische Zwecke, etwa als Oszillograph, verwendet werden, wie später beschrieben ist.
Die beschriebene Vorrichtung beruht auf dem bekannten Prinzip, dass ein stromdurchflossener
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in einem innerhalb eines Magnetfeldes bewegten Leiter Spannungen induziert werden. Da diese Wirkungen vollkommen umkehrbar sind, soll im folgenden stets nur der Energieumsatz in einer Richtung, u. zw. von elektrischer zur Schallenergie besprochen werden. Es sind Konstruktionen bekannt, bei denen eine Spule, welche von Sprechströmen durchflossen wird und sich in einem konstanten Magnetfelde befindet, einen schallstrahlenden Körper, etwa eine Grossflächenmembran, bewegt. Diesen Konstruktionen haftet der Nachteil an, dass die Herstellung einer Spule mit hoher Windungszahl und dabei möglichst geringem
Gewicht sowie die genaue Zentrierung dieser Spule in dem Magnetfelde konstruktive Schwierigkeiten bietet.
Es sind auch Konstruktionen bekannt, bei denen die Sprechströme durch einen entsprechenden Transformator auf niedere Spannungen und hohe Stromstärken gebracht werden, so dass ein einziger
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struktion taucht eine andere Schwierigkeit in erhöhtem Masse auf, u. zw. die Stromzuführung zu dem bewegten Leiter, die einerseits keine hohen elektrischen Widerstände besitzen darf, anderseits aber die mechanische Beweglichkeit des bewegten Leiters nicht behindern darf, da sonst die Wiedergabe speziell der niederen Frequenzen empfindlich leidet. Es sind weiters Konstruktionen bekannt (etwa D. R. P.
Nr. 289427), bei denen ein in sich geschlossener beweglicher Leiter sich in seiner ganzen Ausdehnung in einem kombinierten, aus einer konstanten und einer wechselnden Komponente zusammengesetzten
Magnetfelde befindet.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Konstruktion, bei der die Spreehstrome durch einen Trans- formator in ihrer Spannung herab-und in der Stromstärke hinaufgesetzt werden und einem einzigen
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die Anordnung derart getroffen, dass ein einziger in sich selbst möglichst starrer Leiter vorhanden ist, der mit einem Teile seiner Länge von den Kraftlinien des Transformators umschlungen wird, während ein anderer Teil in dem konstanten Magnetfelde liegt. Die Anordnung kann etwa nach Fig. 1 getroffen werden : Die Schleife 1 aus gut leitendem Material, etwa Kupfer oder einer Kupfer-Silberlegierung od. dgl., die zur Verringerung des Hauteffektes an der Oberfläche vorteilhaft versilbert ist, ist einerseits
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nur schematisch angedeutet ist. Die Sprechströme werden der Wicklung 7 des Transformators 8 zugeführt.
Fliessen Wechselströme durch die Wicklung 7, so werden im Übersetzungsverhältnis des Transformators erhöhte Wechselströme in der Schleife 1 induziert, so dass Bewegungen in der angegebenen Pfeilriehtung stattfinden, wodurch der Schallstrahler entsprechend den Wechselströmen in Bewegung gesetzt wird.
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Die Aufhängungen 2 müssen selbstverständlich derart ausgeführt sein, dass die zweckdienlichen
Bewegungen der Leiterschleife nicht behindert werden.
Die Anordnung kann auch nach Fig. 2 ausgeführt werden, wobei das Grundprinzip dasselbe ist und nur eine konstruktive Änderung dahin eintritt, dass die Leiterschleife nicht Bewegungen zu sich i selbst parallel ausführt, sondern um eine durch die Stützpunkte gehende Achse schwingt. Diese An- ordnung hat gegenüber der erstbeschriebenen den Vorteil, dass die effektiv zur Wirkung kommende schwingende Masse kleiner ist.
Falls es aus konstruktiven oder sonstigen elektrischen Gründen von Vorteil ist, ein anderes Über- setzungsverhältnis zwischen Eingangswieklung und Leiterschleife zu erzielen, kann die Anordnung auch etwa nach Fig. 3 ausgeführt werden, welche nach dem Vorhergesagten keiner weiteren Erläuterung bedarf.
Wie bereits erwähnt, ist diese Vorrichtung ohne weiteres zur Energieumwandlung in umgekehrter
Richtung verwendbar. Treffen Schallwellen auf den Schallstrahler, so wird die Leiterschleife hiedurch in Bewegungen versetzt, wodurch in dem innerhalb des permanenten Feldes befindlichen Teil des Leiters
Spannungen induziert werden, daher durch die Leitersehleife Wechselströme fliessen, die in der Spannung entsprechend hinaufgesetzte Weehselströme in der Wicklung 7 induzieren, die dann beliebig weiter verwendet werden können.
Bei Verwendung der Vorrichtung zur Aufzeichnung von Schallkurven für Grammophonzwecke wird statt des Schallstrahlers der Sehreibgriffel durch die Leiterschleife angetrieben, wobei beliebige mechanische Zwischenglieder in Verwendung kommen können. Soll die Vorrichtung zur elektrischen
Reproduktion von Grammophonplatten u. dgl. verwendet werden, so werden die Bewegungen der in der Plattenrille laufenden Nadel auf die Leiterschleife übertragen und die im Transformator induzierten tonfrequenten Wechselströme weiterverarbeitet.
Es ist auch möglich, die beschriebene Vorrichtung zur mechanischen Steuerung eines Lichtstrahles zu verwenden, der die Schwingungen auf photographischem Wege fixiert, beispielsweise kann durch die Bewegung der Leiterschleife eine Blende mehr oder weniger geschlossen werden, so dass ein durchtretender Lichtstrahl auf einem vorbeilaufenden lichtempfindlichen Bande stärkere oder schwächere Schwärzungen hervorruft.
Die Anordnung kann, wie bereits früher angedeutet, auch zu ändern Zwecken, etwa zur Bewegung
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durch den Spiegel reflektierter Lichtstrahl kann in bekannter Weise etwa auf einem laufenden licht- empfindlichen Papier zur Aufzeichnung der Wechselstromkurven benutzt werden.
Durch die Anordnung der in sich geschlossenen starren Leiterschleife sind Schädigungen durch bewegliche Verbindungen, Widerstandserhöhungen durch Kontaktstellen usw. vermieden und das Gewicht der Leiterschleife kann genügend gering gehalten werden. Die Zentrierung des innerhalb des permanenten Feldes befindlichen Teiles bietet keinerlei Schwierigkeiten, da es sich um einen massiven, nicht leicht deformierbaren Leiter handelt.
Zur Verringerung der bei höheren Frequenzen empfindlich werdenden Wirbelströme sowie des Hauteffektes kann der Leiter quer zur Stromrichtung unterteilt werden, u. zw. entweder derart, dass
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auch die Widerstandserhöhung durch Hauteffekt bedeutend verringert wird.
Es ist von besonderer Wichtigkeit, dass die Festigkeit des im permanenten Magnetfelde befind-
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als in den übrigen Teilen der Leiterschleife. Es kann daher die Konstruktion nach Fig. 7 derart ausgeführt werden, dass der Leiter innerhalb des Magnetfeldes massiv ist, in seinem übrigen Teil aber unterteilt, u. zw. kann dies entweder dadurch erreicht werden, dass der aus einem massiven Stücke bestehende Leiter stellenweise geschlitzt wird, oder aber es wird der Leiter aus zwei Teilen zusammengesetzt, wobei der eine massive Teil sich im Magnetfelde befindet, während der übrige Teil der Leitersehleife, der mit dem ersten durch Lötung, Verschraubung usw. verbunden wird, dem Zwecke entsprechend unterteilt ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektromeellanisehe bzw. elektroakustische Vorrichtung, bei welcher ein strom durchflossener Leiter sich innerhalb eines permanenten magnetischen Feldes bewegt und Wechselströme durch einen Eingangs-bzw. Ausgangstransformator induziert werden, dadurch gekennzeichnet, dass der im perma-
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ein einziges starres Gebilde darstellen.