-
Elektromagnet Das gebräuchliche elektromagnetische Prinzip, bei dem
vom stromerregten Magneten ein Anker aus seiner Ruhestellung heraus zu den Polen
gezogen wird, entspricht vollauf den Anforderungen eines elektrischen Relais oder
einer andern automatischen Schaltapparatur. Denn der Anker soll in der neuen Lage
für eine kräftige Kontaktgebung eines weiteren Stromkreises festgehalten bleiben,
ähnlich wie es bei Bremsvorrichtungen gefordert wird.
-
Anders liegen die Dinge aber, wenn der Anker aus seiner Ruhelage heraus
nur unter größerem Kraftaufwand gehoben werden kann, er aber nach solcher Auslösung
dann geringerer Spannung untersteht, wie zum Beispiel bei einer Entriegelungsvorrichtung
und besonders bei Öffnung eines Luftventils, das bekanntlich in Schließlage unter
besonderer Spannung liegt, die vom Elektromagneten zu überwinden ist, wie etwa bei
der Luftzufuhr einer Orgelanlage.
-
Die gleichen Anforderungen an die Bewegung eines elektromagnetischen
Ankers liegen bei elektromagnetischen Schwingsystemen, wie Lautsprecher, Summer,
elektrischen Trompeten mit großen Membranen, Massageapparat usw., vor. Wenn man:
in diesen Fällen das bisherige System anwendet, wo der Anker pendeln sollte, ist
die maximale Wirkung des. Magnetpoles dann vorhanden, wenn der Anker schon zur Umkehr
dem Stillhalten sich nähern sollte, was nach den, Pendelgesetzen aber nicht vorteilhaft,
solange das Pendel schwere Eigenmasse besitzt. Das muß die Amplituden der Schwingkurven
verzerren. Das Pendel sollte ja am Ort seiner Ruhelage, wo es
am
schnellsten schwingt, am kräftigsten Antrieb erfahren. Wenn auch beim Freischwingersystem
des magnetischen Lautsprechers schon in Ruhe des Ankers eine äußerste Annäherung
desselben an die Polschuhe erreicht ist (Fig. 6) und bei solch geringem Widerstand
für den magnetischen Fluß. vor -allein nun auch die hohen Töne zur Wirkung gelangen,
so verblieb doch auch hier der obige Mangel, wenn auch gemildert. Aber gerade in
Ruhelage des Freischwingers ist der wirksamste Kraftvektor nun sehr klein. Gewünscht
wird also beim magnetischen Lautsprecher die engste Fühlung der Pole mit dem in
Ausgangsstellung inmitten des Kraftfeldes noch ruhenden oder raschest durchschwingenden,
Anker; dabei sollte aber ferner der transversal zum Anker wirkende, also für die
Membranarbeitr fruchtbare Vektor möglichst groß sein.
-
Diesen beiden Forderungen vermag die folgende Lösung in hohem Maße
zu entsprechen.. Man erfasse mit einem starken Magneten mit dessen, Polstirnen von
der Größe des gesamten Magnetquerschnittes eine eiserne Lamelle (Anker), Fig. za
(gestrichelt), die mit ihrer Breitseite satt an den eben geschliffenen Polen haftet.
Man reiße den Anker nun gleichmäßig lösend, d. h. im Zug genau inmitten Polpaar
und parallel zu den Magnetschenkeln bleibend ab, um des Magneten Köerzitivkraft
zu prüfen.. Danach wird die Lamelle auf die Polstirnen des Magneten hochkant gestellt
(Fis. rb). Man wird sehr überrascht sein, daß auf der Schmalkante, d. h. Schmalseite,
der Anker noch kräftiger als auf der Breitseite festgehalten wird, allenfalls unter
den obigen Bedingungen des Versuchs etwa ao bis 5o % intensiver. Diese jederzeit
leicht zu prüfende Tatsache ist sehr augenfällig, also auch subjektiv mit großer
Verläßlichkeit zu erkennen. Ferner wird in Fig. a die bekannte Erscheinung gezeigt,
daß an den Kanten des: Magneten die Kraftlinien sich zusammendrängen, natürlich
aus demselben Grund wie in Fig. ib.
-
Vereinigt man im neuen Prinzip nun die Vorteile dieser beiden verwandten
magnetischen Wirkungen der Fig. r und z und läßt den hochkant gestellten Anker im
Pol in eine Nut einlaufen (Fis. 3a), so daß in Ruhelage des Ankers sich immer nur
Kanten recht nahe gegenüberstehen., so kommt jene kräftigende Sammeltendenz dort
voll zur Geltung. Aus der Fig. q., wo ein, Elektromagnet des neuen Prinzips ein
unter Druck stehendes: Ventil öffnen soll, wird aus Grundriß: Eig. q.b klär, da.:
nunmehr fünf und mehr dünne und hochkamt gestellte Lamellen über die Polstirne weg
Platz haben, um mit überraschend hohem Effekt dem Ventil den er:sten Arbeitisruck
zu geben und es dem Luftstrom .entgegen diesem zu öffnen. Hernach .ist das. Ventil
dann. leicht weiter zu heben, was der beim Ei.ntritb in die Nuten infolge Ki'aftvektorverlegung
schwächer werdende Zug der Pole ebenifalls noch zu leisten vermag.
-
Bekommen die beiden Pole eines Permanentmagneten auf die lamellierten;
Polschuhe Spulen so aufgebracht bzw. geschaltet, daß mit demselben Stromimpuls der
eine Pol etwa verstärkt, der andere gleichzeitig geschwächt wird, so ist damfit
das ursprüngliche magnetische Lautsprechersystem mit dem neuen Prinzip kombiniert,
wenn die Polschuhe durch abwechselnd kürzere Lamellen genutet und statt der einzigen
Lamelle in Hochkantstellung deren sechs bis zehn. nebeneinander zum lockeren Paket
vereint in die entsprechenden Polnuten sich hinein-und herausbewegen (Fig. 5). Da
diese Lamellen neben etwa 6 mm Breite sehr kurz sein dürfen., daß sie für ihre Vernietung
mit Leichtmetalldrahtstücken eben noch reichen"so kann der Anker bei dieser Ausführung
noch relativ leicht gehalten werden. Das Freischwingersystem (Fig.6) ist damit nach
den obigen Ausführungen wesentlich verbessert. Die Fig.3b und 6b sollen durch: die
Größe, der Pfeile ungefähr einen Vergleich der Kraftwirkungen geben. Es stellt der
im Solenoid frei bewegliche Anker (Fig. 6) eine unwirtschaftlich geringe Erfassung
des Wechselfeldes dar, im Vergleich zu den bespulten Polpaketen des ältesten Prinzips,
bei dem allerdings die Spulen selbst vom Stahlmagneten wesentlich distanziert bleiben
müssen. Fig.5 stellt dies nicht maßs.täblich dar. Bei Herstellung der Nutung kann
j a zwischen den kürzeren Lamellen bei Blechfehlern , nötigenfalls durch zusätzliche
Isoliereinlagen nachgeholfen werden. Was aber bei der jetzt intensiv geschlossenen
Kraftdeldbrücke über das Ankerlamellenpaket nicht unwesentlich mitspricht, ist die
noch relativ weite Entfernung der Pole unter sich, so daß nun beim, zweipoligen
System kaum ein magnetischer Kurzschluß den Anker umgeht.
-
Dasselbe gibt aber auch einen sehr vollkommenen Tonabnehmer für Schallplatten
und eine kräftig arbeitende Schneidedose für Plattenaufnahmen. Denen, die Nadel
wird hier mit großer Kraft geführt, der gegenüber Unvollkommenheiten des Plattenmaterials
geringe störende Wirkung haben.
-
Dieser Vorteil des kräftigen Ankerantriebs schon aus seiner Ruhelage
heraus wird hier besonders fruchtbar bei einem Kraftsystem für große Räume. Inn
diesem Fall arbeiten vier bespulte Polschuhe, wie in Fig. 7 schematisch dargestellt.
Hier stehen an jedem Ankerende sich gleichnamige Pole gegenüber, so daß. der Anker
selbst nicht umgepolt wird. Das hat zwei Vorteile. Aller Polaritätswechsel verwandelt
einiges vom magnetischen Feld zu Wärme, was ja hier an sich harmlos wäre; aber gerade
die hohen Frequenzen gehen dann auf dem langen Wege über den Anker zuerst verloren.
Ferner kann jetzt für die stabile Fassung des Ankerlamellenpakets für die äußersten-
Lamellen auch Stahl verwendet werden.
-
Bei dem gewiß sehr einfach gebauten dynamischen Lautsprecher ist die
Spaltbreite für die Schwingspule auf ein Minimum schon gebracht worden, wobei dann
aber zufällig wirksame äußere Einflüsse auf die,Spule einen Streifen an den Spaltwänden
hervorrufen und den Lautsprecher klirren machen. Es fehlt ferner bei diesem System
ein ausreichendes Durchgreifen der oberen Tonlagen. Die Obertöne, die der Musik
den Glanz erteilen, dringen wenig durch. Dem entgegen dominieren die Klänge der
tiefen Lage oft allzusehr.
-
Vorteile des Prinzips eines Elektromagneten nach der Erfindung sind:
i.
Die Hochkantstellung der Ankerlamellen (Fig. i, 3) usw. gewährt durch die Raumgewinnung
und mithin Vervielfachung derselben, bei weitgehender Luftisolierung des Lamellenpakets.,
höchste magnetische Auswertung; 2. durch die möglichste Näherung Anker-Pole wird
bei gleichzeitiger Verwendung beider Pole ein hoher Anfangseffekt erreicht; 3. der
Anker schlägt bei seiner magnetischen. Festlegung nie hart auf, vibriert bei leichten
Stromstörungen nur in leiser Schwebe; denn nach Einlauf in die Nuten kompensieren
sich die Kraftvektoren kleinerer Impulsschwächen; weil der Weg aus der Kraftfeldbindung
heraus ein relativ großer ist, wird der Anker wieder eher abgefangen.
-
q.. bei Verwendung im Gebiet der Vibrierkinetik, wie im besonderen.
Fall beim magnetischen Lautsprecher, gewährt dieser Elektromagnet den rationellsten
Angriff auf die Pendelbewegung.