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Elektromagnetischer Vibrator
Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Vibrator, der die magnetischen Eigenschaften der ferromagnetischen Werkstoffe ausnützt.
Es besteht eine Reihe von Vibratoren, die zu den verschiedensten Zwecken benützt werden. Am meisten werden diejenigen elektromagnetischen Vibratoren benützt, bei denen die Vibrationswirkung da- durch erzielt ist, dass eine Spule durch den Wechselstrom einer bestimmten Frequenz zumeist im Magnet- feld eines permanenten oder erregten Magnetes bewegt wird. Diese Spule pflegt mit einer Einrichtung verbunden zu sein, die eine Bewegungskraft erzeugt, und die Schwingung der Spule einer Einrichtung übergibt, die diese Schwingung auf die verlangte Wirkung verarbeitet. So ist z. B. bei Lautsprechern die
Spule mit einer Membrane verbunden, die die Schwingung der Spule in akustische Schwingungen umwan- delt.
Bei Waschmaschinen wird die Bewegung der Spule (oder des Elektromagnetkernes) auf die Wasch- maschinenglocke überführt, welche dann das Wasser in Wellenbewegungen bringt.
Alle diese Einrichtungen, selbst wenn sie verhältnismässig einfach sind, weisen viele Nachteile auf, insbesondere was die Verarbeitung der Schwingungen von höheren Frequenzen betrifft. Auch der Wirkungs- grad dieser Einrichtungen scheint verhältnismässig sehr niedrig zu sein.
Ferner bestehen Vibratoren, die die magnetostriktiven Eigenschaften der ferromagnetischen Werkstoffe ausnützen. Diese Vibratoren bestehen zumeist aus einem stabförmigen Torsionskörper, der einerseits direkt durch den Gleichstrom und anderseits durch den Wechselstrom mittels einer diesen Körper gleichachsig umringten Spule erregt wird. Durch die Wirkung dieser beiden Ströme wird der Körper in Torsionsschwingung gebracht, deren Frequenz mit der Frequenz des Wechselstromes, mit welchem die Spule gespeist wird, übereinstimmend ist. Diese Vibratoren haben den Nachteil, dass der Erregungsgleichstrom, welcher dem Torsionskörper zugeführt wird, ziemlich gross sein muss, was bei der Konstruktionlösung der ganzen Einrichtung Schwierigkeiten bereitet. Auch die Zuführungsleiter dieses Stromes verursachen die Strömungsmagnetfelder.
Das Wesen des elektromagnetischen Vibrators gemäss der Erfindung bildet ein Körper aus ferromagnetischem Werkstoff, der mit einer durch Gleichstrom erregten torroidalen Wicklung versehen ist, die mit einer Spule umgeben ist, in die Wechselstrom eingeführt wird.
Der Hauptvorteil dieser Anordnung ist, dass sie den Erregungsgleichstrom bedeutend zu vermindern er- möglicht und dadurch alle Nachteile der bestehenden ähnlichen Einrichtungen beseitigt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des elektromagnetischen Vibrators in der schrägen Projektion dargestellt.
Dieser Vibrator besteht aus einem rohrförmigen Torsionskörper 1 aus ferromagnetischem Werkstoff, der mit einer Spule 2 umgeben ist. Das eine Ende des Körpers 1 ist fest angeordnet, das andere Ende ist mittels eines Armes 3 mit einem Vibrator 4 verbunden. Die Spule 2 ist durch den Stromkreis 5 mit der Quelle des elektrischen Wechselstromes verbunden. Die torroidale Erregungswicklung 7, die aus einer Gleichstromquelle durch den Stromkreis 6 erregt wird, durchquert den Körper 1. Die Stromkreise 5 und 6 können untereinander vertauscht werden, d. h. dass der Stromkreis 5 mit Gleichstrom und der Stromkreis 6 mit Wechselstrom beschickt werden kann.
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den Stromkreis 5 eingeführt wird, tritt eine Deformation des ursprünglichen Magnetfeldes des Körpers 1 ein.
Diese Deformation des Magnetfeldes verursacht wieder eine mechanische Deformation des Körpers l, dessen freies Ende durch Torsionsschwingungen in Bewegung gesetzt wird. Die Frequenz der Schwingungen des Körpers l stimmt mit der Frequenz des durch den Stromkreis 5 in die Spule 2 geführten Wechselstromes überein. Die Torsionsschwingungen des Körpers 1 werden dann mittels eines Armes 3 auf den Vibrator 4 übertragen. Als solcher kann z. B. die Membrane eines Lautsprechers oder die Glocke einer akustischen Waschmaschine u. dgl. vorgesehen sein.
Den elektromagnetischen Vibrator gemäss der Erfindung kann man überall dort benützen, wo es sich um die Umwandlung des Wechselstromes in mechanische Schwingungen handelt. Die Herstellung dieses Vibrators ist sehr einfach und billig. Der Wirkungsgrad des Vibrators ist auch bei der Übertragung der höchsten Frequenzen gut. Vorzugsweise kann man ihn besonders bei der Konstruktion von Lautsprechern und akustischen Waschmaschinen benützen. In gleichem Masse kann sich die Konstruktion eines Vibrators auch zum Betonstampfen, zur Beförderung der Schüttwerkstoffe in Rinnen und zu ähnlichen Zwecken als sehr vorteilhaft erweisen. Der Anwendungsbereich desselben ist jedoch durch diese Beispiele bei weitem nicht erschöpft.