Donnerstag, 4. Februar 2016

Grigsby-Grunow Majestic G-5 Dynamic Speaker

 Neulich fand ich dieses Gerät im Schrott.
Recently I found this device on the scrapyard.

Sieht aus wie ein gewöhnlicher Lautsprecher mit 31cm Korbdurchmeser. 
Ist es aber nicht.
Er hat vier Anschlüsse und nicht nur zwei wie heutige Lautsprecher.
It looks like an ordinary 12 Inch loudspeaker.
But it isn't.
It has four leads and not only two like modern speakers.
Die Demontage förderte eine ungefähr 1kg schwere Feldspule zu Tage.
Es ist also ein sogenannter elektrodynamischer Lautsprecher, bei dem das Magnetfeld nicht durch einen Dauermagneten sondern durch einen  Elektromagneten mit eben dieser Feldspule erzeugt wurde.
Dismantling brought out a field coil with a weight of app. 1 kg.
So it is a so called electrodynamic speaker where the magnetic field is not produced by a permanent magnet but by an electromagnet which contains this field coil. 

Dieses Magnetfeld geht radial durch den ringförmigen Luftspalt, den man im folgenden Bild gut sieht. Die kleine Schwingspule, die hinten auf dem Lautsprecherkonus sitzt, taucht in diesen Luftspalt ein. Wenn jetzt durch die Schwingspule ein Strom fliesst, wird sie - je nach Stromrichtung - in den Luftspalt hinein- oder herausgezogen. Damit bewegt sie die Membran und so entsteht der Schall.
This magnetic field is radial in the toroidal airgap which can be well seen in tho following picture. The Little voice coil sitting on the backside of the Speaker cone is immersed in this gap. If now there is a current flowing through the voice coil, it will be - depending on the direction of the current - pulled or pushed into or out of the airgap. Thus it pulls or pushes the Speaker cone so producing sound.



Diese elektrodynamischen Lautsprechersysteme waren Anfang des 20sten Jahrhunderts üblich, weil man noch nicht in der Lage war, starke und grosse Dauermagnete herzustellen.
These electrodynamic speakers were common at the beginning of the 20th century because at that time it was not yet possible toproduce strong and big permanent magnets.

Solche Lautsprecher werden schon lange nicht mehr hergestellt und sind daher entsprechend selten.
Eine Instandsetzung - wenn sie denn mit vertretbarem Aufwand möglich ist - lohnt sich also. 
Speakers of that kind are no longer produced and therefore they are rare. Restoration - if it can be done with reasonable effort - is therefore worthwile.

Das Typenschild gibt Hinweise auf Typ und Herkunft dieses Lautsprechers.
The type plate give us hints to type and origin of this Speaker.

Er wurde von der Firma Grigsby-Grunow in Chicago hergestellt und war z.B. um 1930 in deren Radio-Modellen 130A und 230A eingebaut.
It has been produced by the Grigsby-Grunow Company in Chicago and it was e.g. built in their radio models 130A and 230A in 1930.

Im Radiomuseum.org findet man diese Modelle.
Das waren noch Radios!
Gross wie ein Schrank und wunderschöne Holzarbeiten.
Besonders in USA war diese Bauform verbreitet.
Allerdings nur Mittelwellenempfang (ca 800-2000m)!
 Etwas Anderes gab es damals nicht, aber die Menschen waren froh, wenigstens das zu haben. 
On radiomuseum.org you can find these models.
That really were radios!
Big like cupboards and beautiful woodworking.
This form of Radio was especially popular in USA.
However it only received Medium Waves (ca 800-2000m)
There was nothing else available at that time, but people were glad to have it.
Die Inspektion ergab, dass der Lautsprecher drei heikle Defekte aufwies:
Inspection showed two critical defects:
1. Ein Anschluss der Schwingspule war abgerissen.
2. Die Feldspule hatte keinen Durchgang mehr.
3. Der Mittelteil, der die Schwingspule im Luftspalt zentriert, war gerissen und morsch.
1. One lead of the voice coil was torn off
2. The fieldcoil had no passage
3. The middle part of thevoice coil, which Centers it in the air gap, was torn and brittle.
Wenn eine dieser Teilreparaturen fehlschlägt oder zu teuer wird, ist er wirklich für den Schrottplatz.
If one of these partial repairs would fail or become too expensive,it would really go to the scrapyard.
Zuerst habe ich mir den Anschluss der Schwingspule vorgenommen.
Mit einem kleinen Fräser konnte ich das abgerissene Drahtende in der Papprolle freilegen und einen dünnen Kupferdraht anlöten.
At first, I went for the broken lead of the voice coil. With a little milling tool I could excavate the end of the torn wire in the cardboard body of the coil and solder a thin copper wire to it.
Im nächsten Schritt wurde die noch vorhandene Lötöse mit Epoxidkleber wieder eingeklebt.
In a next step the soldering eyelet was glued to the coil body.
Zu guter Letzt wurde dann der Draht an die Lötöse angelötet.
Finally the new wire was soldered to the soldering eyelet.
Als nächstes habe ich mir die Feldspule vorgenommen.
Sie besteht aus Kupferlackdraht mit einem Durchmesser von 0,15mm.
Sie hatte keinen Durchgang mehr.
Ihr elektrischer Widerstand sollte bei einigen 1000 Ohm liegen.
Wahrscheinlich war sie einmal zu heiss geworden. Dann brennt irgendwo im Innern ein Stückchen Draht durch und der heiss gewordene Lack verklebt die Drähte in diesem Bereich. Meine Hoffnung war, dass sie nur an einer Stelle verbrannt war und ich den Rest widerverwenden konnte.
Next I went for the field coil. It consists of enameled copper wire with a Diameter of 0.15mm.
It had no passage anymore.
It's resistance should be some thousands of Ohms.
Probably it once had become too hot. In this case somewhere inside a piece of wire melts and this melts also the enamel in this area thus glueing the wires together. My hope was that it would be burnt only in one place and that I could reuse the rest of it.

Also Draht von der Spule abwickeln, Stücke zusammenflicken und anschliessend wieder draufwickeln. Ich ahnte schon, dass das ein mühsames Geschäft mit ungewissem Ausgang werden würde.
So unwinding the coil, patching the pieces together and rewinding it was the idea. I had the apprehension that this would a cumbersome work with uncertain result.

Da ich auch in anderen Projekten Spulen neu zu wickeln hatte, nahm ich dies zum Anlass, mir endlich eine Hilfsvorrichtung zum Spulenwickeln auf meiner Drehbank zu bauen.
Since I had other copper wire coils waiting to be wound in some other projects too, I took this as an occasion to finally build myself an auxiliary device for winding coils on my lathe
.
Sie besteht im Wesentlichen aus einer Spannvorrichtung für die Spulen - eine Gewindestange mit V-förmigen Bohrungen an den Enden, auf die Konen aus Holz aufgeschraubt und mit Muttern fixiert werden können und einer Halterung für die Vorratsspule.
Eine Drahtführung von links anch rechts und zurück wie bei professionellen Maschinen habe ich der Einfachheit halber erstmal weggelassen. 

It basically consists of a fixture for the coil bodies - a threaded bar with V-grooves at the ends on which wooden cones are screwed and fixed with nuts - and a support for the Reservoir coil.



Das funktioniert so auch recht gut. 2000 Windungen pro Minute sind damit kein Problem.
Hier beim Abwickeln der Feldspule.
This works quite well. 2000 turn per Minute is no Problem.
Here it is while unwinding the field coil.




Es war trotzdem mühsam.
Der Draht war nämlich nicht nur an einer Einzigen sondern an ungefähr 30 Stellen durchgebrannt. Das eigentliche Abwickeln ging schnell. Zeitraubend und knifflig war es dann immer, das Drahtende wiederzufinden.
Und jedesmal dachte ich: "das war aber jetzt die letzte Fehlstelle".
Und wenn man 10 Bruchstellen erfolgreich überwunden hat, hört man dann auf? Natürlich nicht.
However it was cumbersome.
The wire was not only burnt in one place but in about 30 places. The unwinding itself went fast. However it was time consuming and tricky to each time find again the ends of the wire.
And everytime I though: "Well, this is now the last defect". And if you have successfully managed 10 defects, will you give up when you find the 11th? Of course not.
Wenn ich das vorher gewusst hätte...
Die Spule hatte 37600 Windungen !
 Ungefähr 8000m Kupferlackdraht mit 0,15mm Durchmesser.
If I had known that before...
The coil had 37600 windings.
About 8000m enameled copper wire of 0,15mm Diameter.
Jetzt sah man auch das ganze Ausmass der Erhitzung: Der Spulenkörper war deutlich angekohlt.
At the end one could see the whole extent of the overheating: The coil body was heavily charred
.
Aber das Schlimmste kam noch.
But the worst was yet to come.
Als ich die Spulen wieder vertauscht hatte (Feldspule auf Drehbank, Vorratsspule auf Spulenhalter) und die 30 Drahtstücke wieder aufwickeln und peu à peu zusammenlöten wollte, stellte ich fest, dass ich einen grossen Fehler gemacht hatte:
Wie man oben sieht, habe ich die Vorratsspule nicht gleichmässig bewickelt. In der Mitte hatte sich eine Kugel gebildet. Ich habe das wohl gesehen, dachte mir aber, das macht nichts, es wird ja sowieso wieder abgewickelt.
Weit gefehlt!
Beim Abwickeln rutschten ganze Ringe von Windungen von der Kugel herunter, lagen dann nicht mehr dicht aufeinander und verknoteten sich heillos.
Ganze 7000 Windungen konnte ich retten.
Der Rest war dann so verhuddelt, dass ich ihn wegwerfen musste.
Hier die magere Ausbeute: 7000 Windungen.
When I had swapped the coiles again (fieldcoil on lathe, reservoir coil on support) and wanted to by and by rewind the pieces of wire and solder them together, I realised that I had made a big mistake:
As you can see above, I did not wind the reservoir coil regularly and flat. In the middle a bowl has built up. I well saw that but I thought it wouldn't matter because it would be unwound again anyway. 
Far wrong!
During the unwinding process whole rings of windings slid down from the bowl and since they did'nt lie close together, they interlaced hopelessly. The rest then was so messed up that I had to throw it away.
Here ist the whole yield: 7000 windings.
Sehr ärgerlich!
Aber man kann nicht immer gewinnen.
Very annoying!
But sometimes you win, sometimes you lose.
Nun bin ich auf der Suche nach dem passenden Draht.
Habe auch schon eine ebay Auktion gefunden...
Das wird mich zwar etwas kosten, aber der Majestic Speaker ist es wert.
Immerhin weiss ich jetzt:
das Aufwickeln der restlichen 30000 Windungen ist eine Sache von 15-30 Minuten.
Now I am in search of a the right wire.
Found already a fitting ebay auction...
It will cost me something but the Majestic Speaker is worth it.
Bis dahin habe ich mich schon mal um die dritte Problemstelle gekümmert: die Risse im Mittelteil der Schwingspule.
Up to then I went for the third critical point: the cracks in the middle part of the voice coil.
Dieser Mittelteil wird auf den Kern des Elektromagneten geschraubt.
Ja wirklich! Offenbar wusste man damals nicht, wie man die Spule anders im Magnetspalt zentrieren sollte - heute macht man das mit einer flexiblen Spinne.

This middle part is screwed to the iron kernal of the electromagnet. Really! Obviosly at that time there was no other way to center the voice coil in the air gap of the magnet. Today this is done by a so called flexible spider.

 Damit die Schwingspule den Lautsprecherkonus also überhaupt bewegen kann, muss dieser Mittelteil flexibel sein. Er wird stark auf Biegung beansprucht und hatte deshalb und wegen seines Alters Risse bekommen. Damit dieser Teil nicht ganz zerbricht, habe ich die Bruchstücke zunächst einmal mit Epoxidkleber fixiert.
In order to make the voice coil able to drive the speaker cone, this middle part must be flexible. It was exposed to heavy flexing and had therefore and because of it's age developed cracks.
To prevent the pieces from falling completely apart, I fixed the cracks with epoxy.


von hinten                                               von vorn

Um dieses Schwingplättchen dann weiter zu stabilisieren, habe ich es von hinten und vorn dünn mit Epoxidkleber ausgegossen. Damit man die Risse nicht mehr sieht, habe ich das Epoxid für vorne dunkelbraun eingefärbt.
To further stabilize it I then cast a thin layer of epoxy on both sids. To make the cracks unvisible from the front, I tinted the epoxy on the front brown.

Den Rost am Korb belasse ich so, wie er ist.
Das ist eben das Alter. 
The rust on the chassis will be left as it is.
It's a sign for it's age.

1 Kommentar:

  1. wie lange hat das abwickeln der spule mit "endensuchen" schlussendlich gedauert?

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