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Permanent-magnetisches System, insbesondere für einen elektrodynamischen Lautsprecher
Es sind bereits permanent-magnetische Systeme, insbesondere für elektrodynamische Lautsprecher, bekannt ; sie bestehen aus einem mittleren Stift als erstem Polstück, einer oberen Platte, die das eine Ende des Stiftes unter Bildung eines ring- förmigen Luftspaltes umgibt, als zweiten Polstück, aus einer am anderen Ende des Stiftes an ihn anschliessenden Bodenplatte und einem oder mehreren Seitenstücken, die, zwischen der oberen
Platte und der Bodenplatte angebracht, den magnetischen Kreis schliessen. Bei der am meisten verwendeten Ausführungsform bestehen die Seiten- stücke aus einem Magnetring, so dass sich ein Topf-oder Dosenaufbau ergibt.
Bei Magnetsystemen von anderer Bauart ist es bereits bekannt, entweder den ganzen magnetischen Kreis, oder den mittleren Stift, oder gegebenenfalls auch andere Teile des Kreises aus permanent-magnetischem Werkstoff anzufertigen. Dies hat den Vorteil, dass die Streuungsverluste geringer sind, so dass ein grösserer Prozentsatz der verfügbaren Kraftlinien im Luftspalt ausgenützt wird.
Es ist auch bekannt, dass zur Erzielung der höchsten Nutzleistung eines Magnetstahls die daraus gebildeten Gegenstände derart bemessen sein müssen, dass der Stahl in einem Punkt der Entmagnetisierungskurve wirkt, dessen Produkt von Induktion und Feldstärke maximal ist. Bei den zuletzt erwähnten Bauarten war es, unter Beibehaltung dieser Anforderung, bisher praktisch nicht möglich, eine Induktion im Luftspalt höher als etwa 6000 Gauss zu erzielen.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, unter Beibehaltung von geringen Streuungsverlusten und unter Berücksichtigung der Anforderung, den Magnetstahl möglichst auszunutzen, eine höhere als die erwähnte Feldstärke im Luftspalt zu erzielen, und ferner den dazu erforderlichen Magnetstahl möglichst günstig unterzubringen, in dem Sinne, dass die Bearbeitung sich auf ein Minimum beschränkt, so dass eine billige Herstellung möglich ist.
Bei einem permanent-magnetischen System mit einem Aufbau gemäss der erstgenannten, bekannten Art bestehen zu diesem Zweck nach der Erfindung der mittlere Stift und ein weiterer Teil des Magnetkreises, zur Erzielung einer Induktion im Luftspalt von wenigstens 7000 Gauss, aus anisotropem Magnetstahl mit einem (BH) max von wenigstens 3,000. 000, d. h. dass-abgesehen von dem in einer Kokille gegossenen Stift- wenigstens die Seitenstücke des Kreises aus diesem Werkstoff angefertigt sind und die Boden- platte aus einem isotropen, magnetisch weichen
Werkstoff besteht.
Durch die Verwendung eines anisotropen
Magnetstahls können bekanntlich bedeutend höhere Induktionen im Stahl erzielt werden, als bei Verwendung eines isotropen Stahles, so dass der anisotrope Stahl vorteilhaft für die ganze oder teilweise Begrenzung des Luftspaltes verwendbar ist. Es ist aber schwer, Werkstücke magnetisch anisotrop zu machen, deren Vorzugsrichtung, in
Abhängigkeit von der Form des Werkstückes, in demselben Einzelteil mehr als einmal von der geraden Linie abweicht, da die zur Erzielung der
Anisotropie übliche Abkühlung in einem Magnet- feld das Herbeiführen verwickelter Felder be- deutet. Dies trifft insbesondere zu, wenn beim erfindungsgemässen System die Bodenplatte aus anisotropem Stahl angefertigt wäre, da die geschilderten Schwierigkeiten gerade infolge dieses Einzelteiles auftreten würden.
Sie werden gemäss der Erfindung dadurch vermieden, dass die Bodenplatte aus einem isotropen, magnetisch weichen Werkstoff angefertigt wird. Auf diese Weise ist zum ersten Mal die Verwendung der modernsten Magnetstähle in Magnetkreisen der beschriebenen Art möglich, ohne dass Schwierigkeiten wirtschaftlicher und technischer Natur auftreten.
Die Verwendung eines anisotropen Stahls bei anderen Systemtypen als den nach der Erfindung, bei denen der mittlere Stift und andere Teile des Magnetkreises gleichfalls aus Stahl angefertigt sind, bei denen aber keine gesonderte Bodenplatte vorhanden ist, hat sich in der Praxis als nicht durchführbar erwiesen, da die angewendeten Bauformen ein Hindernis für die Anwendung eines praktisch verwendbaren Magnetisierungsverfahrens darstellen, auch wenn das System entsprechend der Verwendung des anisotropen Werkstoffs bemessen wäre. Ausserdem treten Schwierigkeiten auf, weil die zu verwendende Stahllänge bzw. der Stahldurchmesser von gleicher Grössenordnung werden, wodurch sich die Kraft-
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linienwege im Stahl stark in der Länge ändern, was zu unzulässigen Abweichungen des (BH) max Punktes führen würde.
Dadurch das der mittlere Stift in einer Kokille gegossen wird, wird wenigstens an der Stelle des am Luftspalt angrenzenden Teiles eine mit hinreichender Genauigkeit bemessene Oberfläche erhalten, um alle weiteren Bearbeitungen, z. R. das Abschleifen, unterlassen zu können. Dies ist von wesentlicher Bedeutung, da sich der obenerwähnte anisotrope Magnetstahl wegen seiner Sprödigkeit sehr schwer bearbeiten lässt.
Nach einem weiteren Kennzeichen besteht auch die Oberplatte aus anisotropem Magnetstahl und ist aus wenigstens drei gegossenen Segmenten aufgebaut. Dadurch, dass auch für die Oberplatte Magnetstahl gewählt wird, wird die Streuung noch weiter herabgesetzt, was an sich bekannt ist, da in diesem Falle sämtliche an den Luftspalt angrenzenden Teile aus Magnetstahl bestehen. Der dieser Ausführungsform bisher anhaftende Nachteil, dass der rohe Gussrand der an den Luftspalt angrenzenden Oberplatte bearbeitet werden musste, um die Abmessungen des Luftspaltes innerhalb der geforderten Toleranzen zu halten, wird dadurch behoben, dass die Platte aus wenigstens drei Segmenten angefertigt wird, die um einen glatten Matallkem gegossen werden, so dass auch hier eine hinreichende glatte Oberfläche entsteht und sich eine weitere Bearbeitung erübrigt.
Hiedurch wird gleichzeitig die Schwierigkeit umgangen, dass die Platte während der Abkühlung auf dem Stift infolge des Schwundes des Gussstückes zerspringt, wenn sie aus einem oder aus zwei Stücken gegossen wäre.
Die Erfindung wird an Hand einiger schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In Fig. 1 ist ein permanent-magnetisches System für einen elektrodynamischen Lautsprecher dargestellt mit einem mittleren Stift 1 als erstem Polstück, einer runden Oberplatte 2 als zweitem Polstück, die den Stift unter Bildung eines Luftspaltes 3 umgibt, einer runden Bodenplatte 4, und einem zwischen der Oberplatte und der Bodenplatte angebrachten Seitenstück 5, das in diesem Falle aus einem Ring besteht.
Nach der Erfindung bestehen sowohl der Stift 1 als auch das ringförmige Seitenstück 5 aus anisotropem Magnetstahl mit einem (BH) max von wenigstens 3,000. 000. Der Stift wird in einer Kokille gegossen und hat folglich an der Stelle des Luftspaltes eine hinreichend glatte Oberfläche.
Der Ring 5, der gleichfalls aus anisotropem Magnetstahl besteht, kann an den Stirnflächen 6 leicht glatt geschliffen werden, so dass ein guter magnetischer Kontakt mit der Oberplatte einerseits und mit der Bodenplatte anderseits gewährleistet ist.
Die obere Platte 2 besteht in dieser Ausführungsform aus einem magnetisch weichen Werkstoff, kann aber, wie nachfolgend beschrieben, auch aus anisotropem Magnetstahl angefertigt werden.
Die Bodenplatte 3 besteht gemäss der Erfindung jedoch immer aus magnetisch weichem Werk- stoff. Würde dieser Teil gleichfalls aus dem erwähnten Magnetstahl angefertigt, so müsste dieser, zur Erhaltung der anisotropen Eigenschaften, während der Härtung bzw. der Abkühlung in einem Magnetfeld an zwei Stellen in einer Krümmung magnetisch gerichtet werden, nämlich wie mit den Pfeilen 7 und 8 bezeichnet.
Dieser Nachteil könnte vermieden werden durch Anwendung der nicht zu der Erfindung gehörigen Ausführung nach Fig. 2 ; zu diesem Zweck müssten aber die Bodenplatte 4 und das Stück 5 am Rand 9 bearbeitet werden, was wegen der mechanischen Sprödigkeit des anisotropen Magnetstahls und der Lage der zu bearbeitenden Stelle wieder schwer durchführbar und daher teuer ist. Das Abschleifen an der Stirnseite eines Ringes, der, wie in Fig. 1 dargestellt, zwischen zwei Platten 2 und 4 angeordnet ist, bereitet in dieser Hinsicht keine Schwierigkeiten.
Neben den Vorteilen, die mit einer Bodenplatte aus einem magnetisch weichen Werkstoff hinsichtlich des magnetischen Richtens erzielbar sind, besteht der Vorteil einer einfachen und billigen Massenherstellung dieses Einzelteiles.
Wie in Fig. 1 mit Pfeilen 10 angedeutet, muss der Werkstoff des mittleren Stiftes 1 an der Oberseitein einer Krümmung"gerichtet werden.
Dieses Richtungsmagnetisieren ist an dieser Stelle aber nicht schwer durchführbar. Es kann durch Verwendung einer einfachen Vorrichtung nach Fig. 3 erfolgen in der der Stift 1 mit Hilfe eines Hilfspoles 11 aus Weicheisen während der Abkühlung in der Pfeilrichtung magnetisiert wird.
Eine solche einfache Magnetisierungsvorrichtung wäre für die Richtungsmagnetisierung der Bodenplatte nicht möglich, wenn letztere aus anisotropem Stahl angefertigt wäre.
In Fig. 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der sowohl die Seitenstücke als auch die Bodenplatte aus anisotropem Magnetstahl bestehen und aus drei gegossenen Segmenten 12 zusammengesetzt sind. Die Segmente bilden in diesem Falle ein Stück mit den Seitenstücken 13, um wieder den Nachteil zu umgehen, dass die Segmente 12 an einem fiktiven Rand 14 (wie am Rand 6 in Fig. 1) bearbeitet werden müssten. In diesem Falle genügt auch eine möglichst geringe Zahl von Einzelteilen.
Die Segmente 12 mit den zugehörigen Seitenstücken 13 müssen auch hier wieder in einer Krümmung gerichtet werden, wie mit den Pfeilen 16 angedeutet ist. Dies kann auf ähnliche
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werden.
Die Befestigung der verschiedenen Einzelteile kann in bekannter Weise, z. B. durch Klemmen oder Löten erfolgen.
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