DE864269C - Elektrodynamische Schwingspule mit Selbstkuehlung - Google Patents

Description

• Elektrodynamische Schwingspule mit Selbstkühlung Es ist bekannt, die Wirksamkeit eines Lautsprechers dadurch zu steigern, daß die Tauchspule desselben durch einen Luftstrom gekühlt wird, der von einer besonderen Kühlmediumquelle, z. B. einem Gebläse, in den Luftspalt des Lautsprechers hineingeblasen wird.
• Es ist ferner bekannt, die Tauchspule eines dynamischen, Lautsprechers durch das Aufkleben einer Kalotte gegen, Staubeinflüsse und das Eindringen sonstiger Fremdkörper zu verschließen bzw. einen Lautsprecher mit einer Membran zu versehen, die in der Mitte an der Spitze ihres Kegels keinen Lochausschnitt hat, sondern völlig abgeschlossen ist. Wenn nun die Tauchspule von einem Wechselstrom durchflossen ist und sich das schwingende System bewegt, wird durch den abgeschlossenen Hohlraum oberhalb des Magnetkerns in diesem Fall ein Luftstrom erzeugt, der an der Tauchspule vorbei ständig hin und her strömt, und zwar im Rhythmus :des der Tauchspule zugeführten Wechselstroms. Für eine gute Kühlung der Tauchspule reicht dieser Luftstrom jedoch nicht aus, weil immer wieder dieselbe Luft nur hin und her bewegt wird und sich durch die von dem elektrischen Strom in der Tauchspule erzeugte Wärme alsbald ebenfalls erwärmt, so daß selbst durch den Luftstrom keine Wärmeableitung möglich ist.
• Gegenstand der Erfindung ist nunmehr, diesen hin und her gehenden Luftstrom durch das Einbauen eines geeigneten Ventils so wenigstens teilweise ineinegerichteteLuftstrÖmung zu verwandeln, daß der Wärmestau abgeleitet wird. Ein solches Ventil kann in verschiedenster Art ausgeführt sein und durch die Bewegung der Tauchspule selbst gesteuert werden. Die Erfindung macht nun im speziellen von einem Molekulareffekt Gebrauch, der beim Helmholtz-Resonator beobachtet worden, ist. Wenn die Luft im Hohlkörper a nach Abb. r durch Resonanz in kräftiges Schwingen gerät, wird die Flamme einer Kerze vor der Spitze b des Resonators zur Seite geblasen. Die Schwingungen der Luft werden an dieser konischen Düse teilweise in einengleichgerichtetenLuftstromverwandelt, dessen Entstehung man= sich dadurch erklären kann, daß die einzelnen Luftmoäleküle leichter den Weg aus dem Resonator durch die Düse, b nach außen heraus finden. als umgekehrt. Hiervon macht die Erfindung Gebrauch.
• Abb. z zeigt im Schnitt einen: kräftigen. Stahlmagneten c, in dessen Ringspalt d :eine Tauchspule e beweglich angeordnet ist. Sie wird: durch die elastischen Federn f so im Luftspalt zentriert gehalten, daß sie leicht Schwingungen in der Vertikalen ausführen kann. Der Tauchspulenkörper ist oben mit einem Konus g abgeschlossen., der seinerseits an der Spitze mit einer kleinen Öffnung la versehen ist. Hierdurch ist ein im wesentlichen abgeschlossenes Luftvolumen durch den Tauchspulenkörper und den Konus gebildet. Wird nun die Tauchspule durch einen, elektrischen Wechselstrom in schwingende Bewegung versetzt, so wird auch die Luft im nahezu abgeschlossenen Luftraum im gleichen Rhythmus Überdruck und Unterdruck aufweisen. Hierbei zeigt sich der gleiche Effekt wie beim Helmholtzschen Resonator, die Luftmoleküle finden eher den. Weg zu der kleinen Öffnung an der Spitze des Konus: heraus als wieder hinein, und ein kräftiger Luftstrom wird :durch diese Molekularluftpumpe in Richtung des Pfeils bei h abgeblasen.
• In einer Nutzanwendung dieser Molekularluftpumpe wird nach Abb.3 ein solcher konischer Körper g mit kleiner Öffnung an der Spitze in den normalen Schwingkörper eines dynamischen Konuslautsprechers eingebaut. Hierdurch entsteht der na'he'zu abgeschlosseneLuftraum i, undbeim Arbeiten des Lautsprechers mit größerer Leistung wird ein Luftstrom in Richtung des: Pfeils zur Düse herausgeblasen. Diese Luft muß den Luftspalt, d :des dynamischen Lautsprechers durchstreichen und kühlt hierbei sowohl: die Tauchspule als auch den Kern des Magnetsystems; falls dieses elektrodynamisch ist und durch eine eigene Felderregerspule auch seinerseits erwärmt wird.
• Es hat sieh als vorteilhaft erwiesen, die Fläche der Austrittsöffnung der Luft an der Spitze des Konus so zu bemessen, daß sie etwa gleich groß ist wie die Querschnittsfläche der Ritze zwischen Tauchspulenkörper und Kern im Luftspalt des Magnetsystems.
• Das mit einer kleinen Öffnung versehene abgeschlosseneLuftvolumen ist seinerseits ein elastischer schwingungsfähiger Körper. Seine- Resonanz wird .durch das Verhältnis vom Öffnungsloch zum abgeschlossenen- Luftvolumen bestimmt. Bekannt ist hierfür die Formel i f bedeutet die Resonanzfrequenz, Tl das abgeschlossene Luftvolumen in. Liter und R den Lochradius in Zentimeter. Zur Anwendung der Formel ist es erforderlich, die Summe aller Öffnungsflächen durch : eine kreisrunde Ersatzfläche zu erfassen, die dann ihrerseits den Radius R hat. Man kann nun das Verhältnis: von,Öffnungsloch zu abgeschlossenem Luftvolumen bei einem durch die Molekularluftpumpe gekühlten Lautsprecher so bemessen, daß die Resonanz des Luftraums einen bestimmten Platz in der Kurve des Frequenzganges des Lautsprechers zugeordnet bekommt. Main wird f sehr klein machen, wenn der Lautsprecher für die Wiedergabe von Bässen gut geeignet sein soll. Man wird f etwa =yoo bis 3oo Hz bemessen, wenn der Lautsprecher nur für Kommandos und Sprache benötigt wird und keine-, Musik wiedergegeben werden soll.
• Um die elektrodynamische Schwingspule in erhöhtem Maße der Kühlwirkung des Luftstroms auszusetzen, soll. diese nach der Erfindung von einem guten Wärmeleiter umgeben sein. Hierzu soll die Tauchspule nach ihrer Fertigstellung auf galvanischem Wege mit einem metallischen Überzug versehen werden bzw. auf galvanoplastischem Wege eine leere Hülle hergestellt werden, in die: die Tauchspule nach ihrer Fertigstellung eingebettet werden kann,.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Elektrodynamischer, von. einer zusätzlich gekühlten Tauchspule angetriebener Schwingkörper, vornehmlich eines Lautsprechers, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft, in der sich die Tauchspule bewegt, durch eine von dieser Tauchspule angetriebene Vorrichtung neben einer hin und her schwingenden auch teilweise in eine gleichförmig gerichtete Bewegung versetzt wird. a. Schwingkörper nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, .daß die gleichförmig gerichtete Bewegung der Luft dadurch entsteht, daß ihre schwingende Bewegung teilweise durch ein Ventil gleichgerichtet wird. 3. Schwingkörper nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, däß zur Gleichrichtung des Luftstroms die Düsenwirkung eines mit der'Tauchspule verbundenen Konus benutzt wird, der an seiner Spitze mit einer Öffnung versehen ist. q.. Schwingkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittfläche der Öffnung des Konus etwa gleich groß ist wie die Querschnittfläche der Ritze zwischen Tauchspulenkörper und Kern. im Luftspalt des Magnetsystems. 5. Schwingkörper nach Anspruch 3, :dadurch gekennzeichnet, daß das abgeschlossene Luftvolumen und diese Öffnungen, die zusammen einen Resonator ergeben, so bemessen sind, :daß .die Resonanz des Luftvolumens unterhalb der tiefsten wiederzugebenden Frequenzen liegt. 6. Schwingkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, -daß vornehmlich bei Lautsprechern, :die nur zur Wiedergabe von Sprache dienen, die Resonanz dieses abgeschlossenen Luftvolumens etwa bei Zoo bis 3oo Hz vorgesehen ist. 7. Schwingkörper nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom gleichzeitig zu deren Kühlung auch an der Feldspule vorbeigeführt wird, die zur elektrischen Erregung des Magnetsystems benutzt wird. B. Schwingkörper nach. Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchspule. des Schwingkörpers zur besseren: Wärmeableitung mit einer metallischen Hülle umgeben ist. 9. Schwingkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet; daß diese metallische Hülle auf galvanischem Wege auf die- Tauchspule aufgebracht wurde. io. Schwingkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese Hülle 'auf galvanopl,astischem Wege hergestellt und die Tauchspule nachträglich in diese eingebracht wird.