DE578221C - Elektromagnetische Schwingvorrichtung, vorzugsweise fuer Lautsprecher - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf elektrisch betriebene Tonübertragungs-, -wiedergabe- oder -aufzeichnungsvorrichtungen derjenigen Art, bei welchen ein Glied in bezug auf ein anderes Glied unter dem Einfluß elektrisch erzeugter Kräfte schwingt, die zwischen benachbarten Flächen auf die in Betracht kommenden Glieder wirken, oder bei welchen elektrische Schwingungen durch Schwingen zweier Glieder gegeneinander erzeugt werden.

Es ist bekannt, daß bei Annäherung eines Ankers an ein Polstück die magnetische Kraft schneller wächst, wenn sich, der Anker dicht am Polstück befindet, als wenn er weiter davon absteht. Wird daher zum Ausgleich des magnetischen Zuges eine Rückstellkraft verwendet, welche dem Hookeschen Gesetz folgt, so tritt eine nicht lineare Beziehung zwischen dem Strom und der Verschiebung auf.

ao "Bei elektromagnetischen Telephonen und Lautsprechern beispielsweise ist es bekannt, eine Zunge zu verwenden, die an einem Ende auf einem Halter festgelegt ist, während ihr freies Ende vor zwei Magnetpolen zu schwingen vermag. Die wiederzugebenden Ströme akustischen Frequenzbereichs werden durch Spulen auf den Polstücken geleitet und setzen die Zunge in Schwingungen auf die Polstücke zu und davon weg. Zum Einstellen des normalen Luftspalts zwischen der Zunge und dem Pol-, stück sind dabei Einrichtungen zum Verschieben der Polstücke gegenüber dem Zungenhalter vorgesehen.

Bei diesen bekannten Anordnungen läßt sich die Ebene der die Zunge tragenden Fläche mittels einer Stellvorrichtung zum Zusammenfallen mit der Ebene der Polstückwirkfläche bringen, und die Stellvorrichtung dient dazu, die Polstücke gegenüber dem Ztmgenhalter aus dieser Lage entweder geradlinig zu entfernen oder doch' auf einer Kurve, deren Halbmesser größer als der Schwinghalbmesser des Ankers, d. h. des magnetisch aktiven Zungenteils, ist. In jedem FaEe geht die Wirkung dahin, daß der Anker, wenn er beim Schwingen die Stellung dichtester Annäherung an die Polstücke erreicht, mit dem von der Schwingachse fort gelegenen Ende der Polfläche näher ist als das auf die Schwingachse zu gelegene Ankerende.

Die Verteilung der magnetischen Kraft über den Luftspalt zwischen Anker und Polstücken hängt von dem Größenverhältnis der Luftspalte an den beiden Ankerenden ab. Liegt der Anker parallel zur Polfläche, so wird die Kraft gleichmäßig verteilt sein, und man kann sagen, daß die resultierende magnetische Kraft in der Mitte des Ankers angreift. Die resultierende magnetische Kraft läßt sich definieren als diejenige Einzelkraft, deren Größe gleich der Summe sämtlicher auftretender magnetischer Teilkräfte ist, und der Angriffspunkt innerhalb des Ankers, wo die resultierende Kraft angreifen muß,

um das gleiche Moment in bezug auf die Schwingachse zu erzeugen wie alle Teilkräfte zusammen, ist als Kraftmittelpunkt zu bezeichnen.

Steht also, wie eben angenommen, der Anker parallel zu der Polfläche, so liegt der Kraftmittelpunkt in der Mitte des Ankers. Bewegt sich nun bei den bekannten Ausführungen der Anker auf die Polstücke zu, so wird das der ίο Schwingachse abgewandte Ankerende den Polstücken näher als das ihr zugewandte Ende liegen, und das Verhältnis »Luftspalt an dem der Ankerschwingachse zugewandten Ankerende« : »Luftspalt an dem der Änkerschwingachse abgewandten Ankerende« wird über den Wert eins hinaussteigen, den es bei Parallelstellung besitzt, und zwar auf einen Höchstwert, sobald das der Ankerschwingachse abgewandte Ankerende die Polstücke berührt. Daher verdichtet sich die Kraft nach dem der Ankerschwingachse abgewandten Ankerende zu, und der Kraftmittelpunkt wandert von der Ankermitte nach dem der Ankerschwingachse abgewandten Ende. Bei der bekannten Anordnung wächst daher bei der Annäherung des Ankers an die Polstücke nicht nur die resultierende magnetische Kraft zu rasch, als daß Linearität gewahrt würde, sondern es wächst auch der Hebelarm, an dem die Kraft angreift. Das Moment der resultierenden magnetischen Kraft steigt daher noch weit rascher an, und die Vorrichtung ist bedenklich alinear.

Die Erfindung ermöglicht demgegenüber, dem Kraftmittelpunkt eine solche Lage zu geben, daß der Hebelarm der resultierenden magnetischen Kraft bei der Annäherung des Ankers an die Pole etwa gleichbleibt oder aber kleiner wird. Dadurch gelingt es, die zu rasche Steigerung der magnetischen Kraft ganz oder doch teilweise auszugleichen. Dies wird durch eine solche Lage der Ankerschwingachse zu den Magnetpolfiächen erreicht, daß das der Ankerschwingachse zugewandte Ankerende, wenn sich der Anker beim Schwingen in der Stellung dichtester Annäherung an die Polfläche befindet, sich der Polfläche näher als das der Schwingachse abgewandte Ankerende befindet oder doch nicht weiter ab.

Zur Ausnutzung der Verschiebung des Kraftmittelpunkts wird die Polbreite, in Richtung senkrecht zur Schwingachse, nicht wesentlich geringer gestaltet als der Abstand zwischen den Polstücken und der Schwingachse. Auf diese Weise erzeugt eine bestimmte Verschiebung des Kraftmittelpunkts eine Änderung des Momentarms von genügend hohem Hundertsatz,

Der Erfolg der gekennzeichneten Achslage

geht dahin, daß schon dann, wenn die Lage dem Anker ein flaches Anliegen an den Polstücken gestattet, das Verhältnis der Luftspaltlängen an beiden Ankerenden bei der Schwingbewegung des Ankers im wesentlichen konstant bleibt und daher der Kraftmittelpunkt eine bestimmte Stelle des Ankers nicht wesentlich verläßt. Es läßt sich also mit dieser Anordnung eine beträchtliche Verbesserung der Linearität erreichen, im Vergleich mit solchen Anordnungen, wo das der Ankerschwingachse abgewandte Ankerende den Polstücken näher als das ihr zugewandte Ankerende kommt.

Ist aber die Achslage so gewählt, daß das der Ankerschwingachse zugewandte Ankerende näher an die Magnetpole herangelangen kann als das ihr abgewandte Ende, so nimmt das Verhältnis Luftspalt an dem der Ankerschwingachse zugewandten Ankerende : Luftspalt an dem der Ankerschwingachse abgewandten Ankerende bei der Annäherung des Ankers an die Polstücke ab, und daher wandert der Kraftmittelpunkt auf die Achse zu. Vorzugsweise sind die Polstücke zur Verstellung gegenüber dem Ankerhalter um eine Achse schwenkbar, die auf derselben Seite der Polstücke liegt wie die Ankerschwingachse, und die eine Schwenkung der der Achse benachbarten Polstückkante mit einem Halbmesser gestattet welcher den Schwinghalbmesser des der Ankerschwingachse zugewandten Ankerendes nicht übersteigt.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht; es sind: Abb. ι Aufsicht und

Abb. 2 Schnitt nach der Linie A-A der Abb. 1 eines Lautsprecherantriebselementes bei entfernter Zunge.

Ein an der Grundfläche b sitzender Träger a ist mit einer ebenen Oberfläche c ausgerüstet, die als Zungenhalter dient. Schraubenlöcher d dienen zur Aufnahme der Zungenbefestigungsschrauben. An den Armen des Trägers α befinden sich Arme e. Das Magnetsystem enthält einen U-förmigen Dauermagneten f, der mit lameliierten Polstücken g ausgerüstet ist, auf denen sich Spulen h befinden. Die Polenden sind durch einen Luftspalt k getrennt. An den Seiten des Magneten befinden sich Arme i, die an ihren Enden Stiftschrauben j tragen, die in Löcher der Arme e treten. Eine Einstellschraube I ist in den Träger α geschraubt und drückt gegen den Magneten f, der durch Federn m gegen die Spitze der Einstellschraube gedrückt wird, Die Federn m und die Einstellschraube I lassen nur eine solche Verstellung der Polschuhe zu, bei welcher für sämtliche Magnetpollagen über den ganzen Stellbereich weg Anker und Polschuhe an dem der Ankerschwingachse zugewandten Ankerende mindestens nicht weiter voneinander entfernt liegen als an dem ihr abgewandten Ankerende.

Die Fläche c und die Oberflächen der Polstücke g können gemeinsam bearbeitet werden,

während die Einstellung später durch die Schraube I erzielt wird.

Es versteht sich, daß der Anker, d. h. der magnetisch wirksame Teil der Zunge, um eine virtuelle Achse schwingt, die den Polstücken näher liegt als die Fläche c, auf welcher die Zunge befestigt ist; diese virtuelle Achse liegt natürlich auf derselben Seite der Polstücke wie die Fläche c. Damit nun der Anker bei jeder ίο Einstellung derart liegt, daß beim Anziehen infolge Stromflusses durch die Wicklungen bis zum Anliegen an den Polstücken der der Schwingachse zugewandte Teil des Ankers nicht weiter von den Polstücken absteht als der ihr abgewandte Teil, ist es erforderlich, die Polstücke um eine Achse verstellbar zu machen, die ungefähr den gleichen Abstand — gemessen in der Ebene der Polflächen — von dem der Ankerschwingachse zugekehrten Polfläche besitzt wie

ao die virtuelle Schwingachse des Ankers. Die Stellachse braucht nicht notwendig in der Ebene der Polfläche zu liegen; vorzugsweise' ordnet man sie etwas tiefer an.

Eine Anordnung dieser Art ermöglicht einen

Ausgleich für jede Änderung in der Vorrichtung selbst oder in der Größe des durch die Spulen fließenden zu- und abnehmenden Stromes, wie sie in der Praxis auftreten könnte. Ist jedoch die Zunge verbogen, so daß sie in der Ruhelage nicht gerade ist, so würde die Anordnung keinen richtigen Ausgleich zulassen.

Die Zunge muß entweder gerichtet werden oder man muß eine neue Zunge einsetzen, oder die Oberfläche der Polenden muß gegen die Fläche des Zungenhalters bis zur Parallellage gehoben (oder gesenkt) werden. Bei einer geraden Zunge liegen diese Flächen dann natürlich in einer Ebene. Schließlich kann noch zusätzlich eine Hoch- und Tief-Stelleinrichtung entweder für den Zungenhalter oder für den Magneten vorgesehen sein, obwohl dies meist nicht nötig sein wird, da es gewöhnlich ein leichtes ist, die Zunge auszuwechseln.

Selbstverständlich ist die an einem Laut-

♦5 Sprecher mit Zunge beschriebene Erfindung nicht darauf beschränkt. Insbesondere ist sie in gleicher Weise für Einrichtungen zum Umwandeln mechanischer in entsprechende elektrische Schwingungen anwendbar.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetische Schwingvorrichtung, vorzugsweise für Lautsprecher, bei welcher der Anker wenigstens teilweise um eine wirkliche oder gedachte Achse schwingt und die Polbreite nicht wesentlich geringer ist als der Abstand zwischen Pol und Achse, gekennzeichnet durch eine solche Lage der Ankerschwingachse zu der Magnetpolfläche, daß Anker und Polflächen bei der größten gegenseitigen Annäherung, d. h. in der einen Endlage des Ankers, an dem der Schwingachse zugewandten Ankerende einander näher oder doch nicht entfernter voneinander als an dem ihr abgewandten Ankerende liegen, so daß der Hebelarm der resultierenden magnetischen Kraft bei der Annäherung des Ankers an die Pole kleiner oder mindestens nicht größer wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in an sich bekannter Weise schwenkbar ausgebildeten Magnetpole um eine auf derselben Seite der Pole wie die Ankerschwingachse gelegene Schwenkachse derart verstellbar sind, daß für sämtliche Magnetpollagen über den ganzen Stellbereich weg Anker und Polflächen an dem der Ankerschwingachse zugewandten Ankerende einander näher oder doch nicht entfernter voneinander als an dem ihr abgewandten Ankerende liegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpoldrehachse unterhalb der Ebene der Polfläche und innerhalb einer zur Polfläche senkrechten Ebene liegt, die davon keinen größeren Abstand besitzt als die Ankerdrehachse.

4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker von go einer einseitig eingespannten Zunge getragen ist oder einen Teil davon bildet.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen