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Elektromagnetische Schwingvorrichtung.
Die Erfindung bezieht sich auf elektrisch betriebene Schwingvorrichtungen, beispielsweise für das Aufzeichnen oder Wiedergeben von Tönen, insbesondere auf eine Schwingvorrichtung derjenigen Gattung, bei welcher die Schwingbewegung wenigstens teilweise eine Drehbewegung um eine wirkliche oder gedachte Achse ist und bei welcher die Länge der zusammenwirkenden Oberflächen an dem schwingenden Anker und am Magnetpol in der Richtung senkrecht zu der Achse wenigstens so gross ist wie der Abstand des der Achse nähergelegenen Endes der zusammenwirkenden Oberflächen von der Achse.
Das Wort Anker" soU denjenigen Teil des schwingenden Gliedes bezeichnen, welcher nach der Magnetpolfläche weist und mit ihr zusammenwirkt. wobei das der Drehachse nähergelegene Ankerende die" Wurzel" des Ankers. das gegenüberliegende Ende die, Spitze" genannt werden soll.
Hat das schwingende Glied die Form einer einfachen Zunge, wie man sie bisher gewöhnlich verwendet hat, so ergeben sich jedoch Schwierigkeiten, eine hinreichend steife Zunge zu schaffen, die auch dann nicht überbeansprucht wird, wenn die Schwingung mit verhältnismässig grossen Schwingungsweiten erfolgt, bei dennoch hinreichender Biegsamkeit des Ankers.
Es wurde bereits vorgeschlagen, den Anker auf einem Quersteg zu befestigen, welcher an beiden Enden festgeklemmt und so ausgebildet ist, dass er sich dreht, wenn der Anker schwingt, und auf diese Weise die notwendige Rückstellkraft liefert. Hiebei ist der Anker vom Quersteg bis zu seiner Spitze keilförmig ausgebildet, wobei der Querschnitt dieses Teiles gegen die Spitze zu gleichmässig abnimmt. Durch diese Ausbildung wird eine weitgehende Versteifung der Schwingvorrichtung vom Quersteg bis zur Spitze des Ankers herbeigeführt, und sämtliche Vorteile eines biegsamen Ankers sind natürlich dadurch nicht erzielbar. Wenn ferner an dem Anker eine Kraft ausgeübt wird, so kann die Deformation, die der vom Quersteg abzweigende Teil erleidet, auf keine Weise stets auf den Ankerteil beschränkt werden.
Gemäss der Erfindung besteht das schwingende Glied der Schwingvorrichtung aus einem federnden Anker von magnetischem Stoff und aus einem sich zwischen der Ankerwurzel und der Drehachse erstreckenden steifen Stück für den Anker, derart, dass die Formänderung jenes Teiles der Schwingvorrichtung, der zwischen der Drehachse und der Spitze des Ankers liegt, im wesentlichen auf den Anker selbst beschränkt ist und die durch Torsion einer Querstange oder auf andere Weise gewonnene Rückstellkraft so wirkt, als griffe sie an der Ankerwurzel unmittelbar an.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise in Verbindung mit dem Treibteil eines Lautsprechers veranschaulicht ; es sind :
Fig. 1 und 2 schaubildliche Ansicht und Draufsicht einer Ausführungsform ;
Fig. 3 und 4 schaubildliche Ansichten weiterer Ausführungsformen.
Nach Fig. 1 und 2 besteht das schwingende Glied aus einer Querstange b, die sich an ihren beiden Enden durch Schrauben d an Säulen e festklemmen lässt. Die Säulen e sind an der Grundplatte des nicht dargestellten Instrumentes festgeschraubt. Rechtwinkelig von der Querstange b und vorzugsweise aus einem Stück damit springt ein Anker a von rechtwinkeligem
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Querschnitt vor, wobei zwischen der Querstange b und dem Anker a ein Stücke liegt, welches zum Unterschiede von dem Anker selbst steif ist. Die Querstange b vermag sich zu verdrehen, wenn der Anker schwingt, und liefert dadurch die erforderliche Rückstellkraft. Der Anker lässt sich als um eine mit der Mittellinie der Querstange b zusammenfallende Achse i schwingend ansehen.
Die Versteifung kann durch Streifen erfolgen, oder, da eine zusätzliche Masse dicht an der Schwingungsachse oft ziemlich belanglos ist, kann man die zusätzliche Steifigkeit auch, wie dargestellt, einfach durch Verwendung einer grösseren Metalldicke erreichen.
Das beschriebene schwingende Glied lässt sich für eine elektromagnetische Schwingvorrichtung, etwa den Antriebsteil von Lautsprechern, benutzen, bei denen der Anker gegenüber zwei beiderseits von ihm gelegenen Magnetpolen auf-und abschwingt. Der Ankerteil der Schwingvorrichtung erstreckt sich von der Spitze f bis zur Wurzel, und dieser Teil ist es, der über den Magnetpolen liegt und damit zusammenwirkt. Die Richtung des ständigen Magnetzuges ist durch den Pfeil A angedeutet.
Gewöhnlich ist es wünschenswert, dass die Querstange b keiner grossen Biegung unterliegt ; ihre Ausdehnung ist daher vorzugsweise in senkrechter Richtung vergrössert, wie dargestellt, also in der Richtung des magnetischen Zuges. Zur leichteren Herstellung sind die Unterfläche der Querstange und die Unterfläche, d. h. die Arbeitsfläche, des Ankers vorzugsweise in derselben Ebene gelegen, wie gezeichnet.
Die Wirkung des versteiften Teiles an dem oben im Detail beschriebenen schwingenden Gliede liegt darin, dass die Rückstellkraft infolge der Torsion der Querstange im wesentlichen so wirkt, als griffe sie an der Wurzel des Ankers an.
Bei einer andern Ausführungsform der Erfindung geht der Umriss des versteiften Teiles, statt an der Ankerwurzel g zu enden und den Anker gleichmässig dick zu lassen, vielmehr in einer sanften Kurve in die obere Fläche des Ankers über, so dass sich die Dicke des Ankers gegen seine Spitze hin etwas verringert und sich sie gekrümmte Umrisslinie von der Oberseite der Querstange aus ein gewisses Stück längs des Ankers oder sogar bis zur Ankerspitze erstreckt.
Auf diese Weise'lässt sich die natürliche Resonanzschwingung des schwingenden Gliedes selbst weniger scharf gestalten, als sie bei einem unvermittelten Wechsel der Dicke sein würde.
Ein Verbindungsstift m oder eine sonstige geeignete Vorrichtung kann vorhanden sein, um den Anker mit dem anzutreibenden Teil oder einem seinerseits den Anker antreibenden Teil zu verbinden, z. B. mit einer Membran. Die Verbindungsstelle zwischen dem Stift od. dgl. und dem Anker liegt vorzugsweise zwischen der Mitte und der Basis des Ankers ; als geeigneter Ort dafür hat sich eine Lage zwischen einem Drittel und zwei Fünftel der Ankerlänge, gemessen von der Wurzel aus, ergeben.
Es leuchtet ein, dass man in vielen Fällen gleichwertige Ergebnisse erzielen kann, wenn man den Anker in einem Gelenk lagert und die erforderliche Rückstellkraft auf beliebige Weise gewinnt.
Eine solche Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt. Der Anker a ist in entsprechenden nicht gezeichneten Gelenken gelagert und schwingt um die Achse i, wobei der Teilj zwischen der Ankerwurzel g und der Achse i wie in dem obigen Ausführungsbeispiel versteift ist. Ein bieg-
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Schraube l an. Das durch die magnetische Kraft in Spannung versetzte Stück & liefert die Rückstellkraft, und man kann, indem man die Schraube l dreht, den Luftspalt zwischen dem Anker a und den nicht dargestellten Polstücken darunter einstellen.
Es ist also klar, dass sich das biegsame Stück k in jeder beliebigen Richtung erstrecken kann, beispielsweise auch entgegengesetzt zur Richtung des Ankers a,
In gewissen Fällen haben sich bei der Anordnung nach Fig. 3 daraus Schwierigkeiten ergeben, dass das biegsame Stück k an der Stellschraube I klappert. Dies lässt sich durch eine Anordnung gemäss Fig. 4 überwinden, woraus sich auch noch gewisse weitere Vorteile ergeben.
Bei dieser Anordnung sind die beiden Tragsäulen e durch ein Joch mit einem Vorsprung n vereinigt. Das Schwingglied besitzt die Form gemäss Fig. f. und 2, nur dass jetzt der versteifte Teil j mit gradliniger Begrenzung ausgebildet ist. Am oberen Ende des Teiles j ist eine dünne Schraube p befestigt, die den Vorsprung n durchsetzt und mit einem aufgeschraubten Stellknopf q versehen ist. Das Loch im Vorsprung n liegt etwas unterhalb der oberen Begrenzungs-
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die wirksame Schwingungsachse des Ankers etwas höher liegt, als wenn die Schraube nicht vorhanden wäre. Durch Anziehen des Knopfes q verdreht man die Querstange b und stellt dadurch den Luftspalt zwischen dem Anker a und den Magnetpolen ein.
Da eine gewisse Biegungsbeanspruchung in der Schraube p stets aufrechterhalten bleibt, auch wenn man die Mutter q entfernt, kann die Schraube in den Seitenwänden des Loches, das sie durchsetzt, nicht klappern.
In gewissen Fällen mag es vorkommen, dass man die Ankerdicke, um einen genügend biegsamen Anker zu erzielen, stärker vermindern muss, als es aus andern Gründen wünschenswert
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ist. Beispielsweise ist eine gewisse Dicke erforderlich, um eine Sättigung des Ankers zu verhindern. In solchen Fällen kann der Anker Nuten, Sägezähne oder Wellen erhalten, u. zw. wesentlich parallel zur Richtung des magnetischen Flusses im Anker. Bei den dargestellten Anordnungen würden die Nuten auch parallel zur Drehachse des Ankers laufen. Der Erfolg solcher Nuten oder Wellen besteht darin, dass die Biegsamkeit des Ankers wächst, ohne dass der Querschnitt für den Weg des magnetischen Flusses durch den Anker wesentlich beeinflusst wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektromagnetische Schwingvorrichtung mit einem schwingenden Gliede, das um eine Achse drehbar gelagert ist und mit einem Magnetpol zusammenwirkt, wobei die Länge der zusammenwirkenden Oberflächen an dem schwingenden Gliede und am Magnetpol in der Richtung senkrecht zur Achse mindestens so gross ist wie der Abstand des der Achse nähergelegenen Endes der zusammenwirkenden Oberflächen von der Achse, dadurch gekennzeichnet, dass das schwingende Glied der Schwingvorrichtung aus einem federnden Anker (a) von magnetischem Stoff und aus einem sich zwischen der Ankerwurzel (g) und der Drehachse (i) erstreckenden steifen Stück (i) für den Anker besteht, derart, dass die Formänderung jenes Teiles der Schwingvorrichtung, der zwischen der Achse (i) und der Spitze (f) des Ankers liegt,
im wesentlichen auf den Anker selbst beschränkt ist und die durch Torsion einer Querstange (b) oder auf andere Weise gewonnene Rückstellkraft für den Anker so wirkt, als griffe sie an der Ankerwurzel (g) unmittelbar an, wobei mit dem federnden Teile (a) des schwingenden Gliedes eine akustische Membram verbunden ist.