<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zur Umwandlung elektrischer Schwingungen in mechanische (akustische) oder umgekehrt.
Die nachstehend beschriebene Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Umwandlung zeitlich veränderlicher elektrischer Vorgänge (insbesondere von Schwingungen in mechanische Bewegungen oder umgekehrt). In erster Linie kommt diese Energieumwandlungseinrichtung für akustische Frequenzen in Betracht, also insbesondere als Antriebsystem für Lautsprecher oder als Mikrophon. Diese Vorrichtung besitzt in bekannter Weise eine wechselstromdurehflossene Schwingspule od. dgl., die sich in einem
Magnetfelde bewegt.
Gemäss der Erfindung ist diese Schwingspule in sich kurzgeschlossen und bildet das eine Element (z. B. Sekundärwicklung) eines Transformators, dessen anderes, feststehendes Element mit dem beweg- lichen induktiv gekoppelt ist. (Hiebei bildet dieses z. B. die primäre Transformatorwieklung.) Beide
Transformatorelemente sind bezüglich des konstanten Erregerfeldes und gegeneinander so angeordnet, dass das (normalerweise konstante) Erregermagnetfeld im Falle einer Änderung desselben in keinem der beiden Transformatorelemente Induktionsspannungen hervorrufen kann bzw.
auftretende Induktions- spannungen sich aufheben und dass der durch die in den Transformorelementen fliessenden Wechselströme hervorgerufene, beiden Elementen gemeinsame magnetische Weehselkraftfluss auch durch einen festen, spaltlosen paramagnetischen Kern geschlossen werden kann. (Grenzfall reiner Luftkern.)
Bei den folgenden Ausführungsbeispielen wird, in erster Linie aus Gründen der einfacheren Herstellung, zweckmässig ein Blechkern aus Transformatorbleehen angewendet. Es ist jedoch, insbesondere bei dem durch die später besprochen Fig. 2 angegebenen Schema ohne weiteres möglich, auch einen axialsymmetrischen Kern anzuwenden, der am besten ein Massekern ist (z. B. ein Permalloypulverkern).
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung ; sie veranschaulicht die neuartige Anordnung des magnetischen Gleich-und Weehselfeldes. V, und Vs sind die beiden im Gegentakt geschalteten Endröhren gleicher Type eines Verstärkers. AB ist die beiden Endrohren gemeinsame Anodenspannungsquelle (z. B. Anodenbatterie).
Da das vorliegende Lautsprecherantriebsystem gleichzeitig als Transformator wirkt, entfällt ein zwischen Endröhren und Antriebsystem geschalteter Gegentaktausgangstransformator. Die beiden Spulen Spi und vertreten die beiden Hälften der Primärwicklung des Ausgangstransformators ; die mit der Membran M verbundene Sehwingspule Sw die Sekundärwicklung desselben. Der Blechkern K besteht aus ferromagnetisehem Material. Der Pluspol der Anodenbatterie ist mit der Verbindungsleitung der beiden Spulen Sp, und Zu verbunden.
Die Spulen Spl und Spi, dite im selben Sinn auf den gemeinsamen Kern gewickelt sind, werden daher in Parallelschaltung in entgegengesetzter Richtung vom Anodengleichstrom durchflossen, wodurch der durch denselben erzeugte magnetische Kraftfluss genötigt wird, sich über den Luftspalt, innerhalb welchen sich Sw befindet, zu den äusseren Polschuhen
EMI1.1
Gleichfeld durchsetzt also radial die Schwingspule Sw. Da nun bei jeder Gegentaktendstufe der Anodenwechselstrom von der Anode der einen Endröhre zur Anode der andern Endröhre fliesst, so werden daher in Fig. 1 Spl und < Sim gleichen Sinne in Serienschaltung durchflossen. Das vom Anodenwechselstrom hervorgerufene magnetische Wechselkraftfeld hat daher einen Verlauf, wie er in Fig. 2 durch die strichliert gezeichneten Kraftlinien angedeutet ist.
Der magnetische Wechselkraftfluss durchsetzt also
EMI1.2
<Desc/Clms Page number 2>
Die dadurch bewirkten Induktionsströme haben an jeder Stelle der Sehwingspule denselben Umlaufsinn.
Die in sich kurzgeschlossene Sehwingspule hat eine oder besser mehrere in Serien geschaltete Windungen.
Das Wechselkraftfeld übt auf die Schwingspule Kräfte aus, unter deren Einwirkung sie Bewegungen in ihrer Achsenrichtung ausführt. Es kann nun beispielsweise eine Lautsprechermembran 111 oder irgend- , eine andere Vorrichtung mit der SchwingsplI1e mechanisch verbunden und durch sie angetrieben werden.
In Fig. 2 sind Wechselstrom (Zeichen) und Gleichstrom (Zeichen =) der grösseren Deutlichkeit halber auf verschiedenen Spulen gezeichnet. Im Falle eine getrennte Gleichstromerregung oder eine zusätzliche Erregung angewendet werden soll, kann die Anordnung am besten nach Fig. 2 ausgeführt werden, wobei es jedoch zweckmässiger ist, wenn die Achse der Gleichstromspulen die Achse der Weehselstromspulen senkrecht schneidet. Die mit 1 bis 8 bezeichneten Rechtecke sind Schnitte durch Wicklungen
EMI2.1
bezeichneten Felder bedeutet, dass der Strom senkrecht zur Zeichenebene nach vorne fliesst, während ein Kreuz (x) die umgekehrte Stromrichtung andeutet. Beim Wechselstrom und Wechselfeld ist die Richtung des als Beispiel angenommenen Momentanwertes zu verstehen.
Wie man aus den Zeichnungen erkennt, hat diese neue elektromechanische Apparatur den Vorteil der vollständigen Symmetrie, sowohl in elektromagnetischer als auch in mechanischer Beziehung. Nichtlineare Kurvenverzerrungen sind daher bei der Energieumwandlung ausgeschlossen. Es ist beispielsweise unmöglich, dass zu einer rein sinusförmigen Schwingung die höhere Oktave als Verzerrung hinzutritt.
Was die praktische Ausführung als Lautsprecherantriebsystem betrifft, so kann beispielsweise wie in Fig. 1 eine Konusmembran M durch Stossstangen St mit dem Schwingspulenkörper verbunden werden. Es ist aber auch möglich, den mittleren Kern in vier gleiche Teile zu teilen, wie dies schematisch Fig. 3 andeutet, und die Schwingspule auf ein Speichenkreuz zu montieren, in dessen Mittelpunkt sieh eine Stossstange St befindet, welche dann noch in irgendeiner der üblichen Arten elastisch axial geführt ist.
Bei Ausführungen, bei denen mehrere Stossstangen od. dgl. mehr oder weniger gleichmässig verteilt auf eine Membran wirken, kann eine mehrpolige Anordnung nach dem Schema Fig. 4 angewendet werden, wobei statt mehrerer getrennter Spulen die einzelnen Spulen auch durch mäanderförmige Wicklungsarten ähnlich wie bei dem bekannten Blatthaller ersetzt werden können. In diesem Schema ist die Erreger- gleiehstromwicklung durch Kreise, die feststehende Weehselstromwicklung durch liegende Rechtecke und die Schwingspulenwielzlung Sw dureh stehende Rechtecke dargestellt.
In dem zum Aufriss, Fig. 4, zugehörigen Grundriss ist nur eine Wicklung gezeichnet, welche mäanderförmig ist.
EMI2.2
dass der Weehselkraftfluss über einen geschlossenen luftspaltlosen Kern geht, wodurch die Wiedergabe wesentlich verzerrungsfreier wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Umwandlung elektrischer Schwingungen in mechanische (akustische) oder
EMI2.3
zeichnet, dass diese Spule in sich kurzgeschlossen ist, das eine Element eines Transformators bildet, dessen anderes feststehendes Element mit dem beweglichen induktiv gekoppelt ist, und beide Transformatorelemente so angeordnet sind, dass das (Erreger-) Magnetfeld im Falle einer Änderung desselben in keinem der beiden Transformatorelemente Induktionsspannungen hervorrufen kann bzw. auftretende Induktionsspannungen sich aufheben und dass der durch die in den Transformatorelementen fliessenden Wechselströme hervorgerufene, beiden Elementen gemeinsame magnetische Wechselkraftfluss durch einen spaltlosen paramagnetischen Kern geschlossen werden kann.