Üblicherweise
weist ein dynamischer Lautsprecher einen Magneten auf beziehungsweise
einen Antrieb in Form einer Magnetanordnung, bei der zwischen zwei
Polenden ein Luftspalt angeordnet ist, in den eine Spule hineinragt,
die von einem zeitlich veränderlichen
Strom durchflossen ist. Dieser veränderliche Strom repräsentiert
akustische Signale. Durch die Wechselwirkung des Magnetfeldes der Spule
mit dem in dem Luftspalt durch den Magnetantrieb erzeugten Magnetfeld
entstehen Kräfte,
die die Spule beziehungsweise einen diese tragenden Antriebskörper und
mit diesem einen Schallabstrahlkörper
bewegen. Der Schallabstrahlkörper
ist üblicherweise
als dünnwandiger
Körper,
beispielsweise als Konus aus einer Folie ausgebildet. Durch den
Schallabstrahlkörper
wird dann der so erzeugte Schall an die Umgebung abgegeben.
Die Magnetfeldlinien durchsetzen
im Normalfall den Luftspalt im wesentlichen auf dem kürzesten
möglichen
Wege zwischen dem ersten und dem zweiten Polende. In der ersten
Richtung senkrecht zu dem den Luftspalt durchsetzenden Magnetfeld
ist der Antriebskörper,
insbesondere die Spule verschiebbar angeordnet.
Die Polenden bestehen üblicherweise
aus einem magnetisch permeablen Material, beispielsweise Eisen,
um den magnetischen Fluss möglichst gut
zu leiten. Der Magnet der Antriebsanordnung kann entweder als Dauermagnet,
beispielsweise aus einem Ferritmaterial/Neodymmaterial oder auch
als ein permanent erregter Elektromagnet ausgebildet sein.
Derartige Antriebsanordnungen für Lautsprecher
sind seit langem bekannt.
Beispielsweise ist aus der US Patentschrift 3763334
eine Antriebsanordnung bekannt, bei der ein ringförmiger Magnet,
dessen einer Pol radial innen angeordnet ist, während der andere Pol radial außen angeordnet
ist, zwischen zwei weiteren Ringen aus einem permeablen Material
angeordnet ist. Alle drei Ringe umgeben einen zentrischen Polkern, wobei
der äußere Ring
mit dem Polkern über
eine Basisplatte verbunden ist. Der magnetische Luftspalt ist zwischen
den inneren Ringen und dem einen Ende des Polkerns gebildet. Der
Magnet ist als Dauermagnet ausgebildet.
Die europäische Patentanmeldung
EP 1137320 A2 zeigt
(vergleiche dort
2)
eine Antriebsanordnung, bei der ein Dauermagnet als Teil des zentrischen
Polkerns ausgebildet ist. Eine Polplatte ist dort am Polkern angeordnet
und begrenzt mit ihrer äußeren Mantelfläche den
Luftspalt. Die andere Seite des Luftspaltes ist durch einen Außenring begrenzt.
Aus der US Patentschrift 6067365
ist – dort als
Stand der Technik bezeichnet, eine Antriebsanordnung bekannt mit
einem Magneten (vergleiche dort 1),
der einen zentrischen Polkern konzentrisch umgibt und mit diesem über eine
Basisplatte verbunden ist.
Auf dem Magneten aufgesetzt ist eine
ringförmige
ebene Polplatte, die einen Innendurchmesser aufweist, der gegenüber dem
Innendurchmesser des Magneten verringert ist, so dass zwischen der Polplatte
und dem zentrischen Polkern ein relativ enger Luftspalt entsteht,
der jedenfalls enger ist, als der Abstand zwischen dem Magneten
und dem Polkern.
Auch aus der
US 3679844 ist eine Antriebsanordnung
bekannt, bei der der Magnet einen zentrischen Polkern umgibt und
bei der der Magnet eine Polplatte trägt, deren Innendurchmesser
geringer ist als der des Magneten. Auch dort wird durch diese Maßnahme ein
enger Luftspalt erzeugt, der eine hohe Flussdichte im Luftspalt
sowie relativ geringe Streuverluste des magnetischen Feldes zur
Folge hat:
Der vorliegenden Erfindung liegt
gegenüber dem
bekannten Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Polplatte
der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen möglichst
langen mit einem Magnetfeld durchsetzten Luftspalt und eine gleichmäßige Verteilung
des magnetischen Flusses über
die Länge des
Luftspaltes ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
die Ringplatte an ihrer inneren Mantelfläche wenigstens bereichsweise
eine größere Dicke aufweist
als in ihren radial weiter außen
gelegenen Bereichen.
Die Ringplatte ist durch diese Maßnahme im Bereich
ihrer inneren Mantelfläche,
wo sie den Luftspalt begrenzt, wenigstens stellenweise dicker, als
in den übrigen
Bereichen, so dass sich zumindest in den verdickten Bereichen eine
Verlängerung
des Luftspaltes ergibt. Dabei kann die Ringplatte in den radial
außen
liegenden Bereichen dünn
ausgebildet sein, so dass dort, wo die Ringplatte zur Übertragung des
Magnetfeldes auf einem hoch-permeablen Bauteil, oder einem Magneten
aufliegt, keine Vergrößerung der
Bauhöhe
des Magnetantriebs erforderlich ist.
Die größere Dicke im Bereich der Mantelfläche kann
beispielsweise dadurch erreicht sein, dass auf die Ringplatte ein- oder beidseitig
Ringe oder Ringsegmente mit demselben Innendurchmesser, den die
Ringplatte aufweist, angeordnet sind, wobei die zusätzlichen
Ringe einen geringeren Außendurchmesser
als die Ringplatte aufweisen.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein,
dass die Ringplatte im wesentlichen als ebene Ringplatte mit einem
im Bereich der inneren Mantelfläche
an wenigstens einer Stirnseite angeformten Verdickung ausgebildet
ist.
In diesem Fall ist eine Verdickung
direkt an die Ringplatte angeformt, wobei die Verdickung die Form
eines Ringes oder wenigstens eines Ringsegmentes aufweisen kann.
Besonders vorteilhaft ist dabei vorgesehen, dass
die Verdickung entlang der inneren Mantelfläche ringförmig ausgebildet ist und denselben
Innendurchmesser aufweist, wie die Ringplatte.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung
der Erfindung sieht vor, dass die ringförmige Verdickung konisch zulaufend
ausgebildet ist.
Durch diese Gestaltung ergibt sich
eine besonders große
Höhe der
Polplatte, die zu einer großen
Verlängerung
des Luftspaltes führt,
wobei im Außenbereich
die Dicke der Polplatte nicht vergrößert ist. Die Dicke ist dort
deutlich geringer als im Bereich der inneren Mantelfläche die
Gesamtdicke der Polplatte, die sich aus der Dicke der Ringplatte
und der Höhe
des Konus zusammensetzt. Im Querschnitt ergibt sich eine Gestalt
mit einer besonders guten Führung
der Magnetfeldlinien von dem radial äußeren Bereich der Polplatte
zum inneren Bereich der Polplatte beziehungsweise in den Konus.
Dadurch wird eine sehr gleichmäßig lineare
Verteilung der Magnetfeldlinien über
die gesamte axiale Länge
des Luftspaltes erreicht.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht
vor, dass die Ringplatte im Bereich ihrer inneren Mantelfläche auf
beiden Stirnseiten ringförmige
Verdickungen aufweist.
Hierdurch lässt sich eine besonders große Verlängerung
des Luftspaltes ohne eine Verlängerung
der Baulänge
des Magnetantriebes erreichen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung
der Erfindung sieht vor, dass die Ringplatte im wesentlichen eben
mit im Bereich der inneren Mantelfläche ringsegmentartig umlaufend
angeordneten Verdickungen ausgebildet ist.
Wenn die Verdickungen im Bereich
der Mantelfläche
nicht voll ringförmig
umlaufen, sondern nur ringsegmentartig an der inneren Mantelfläche umlaufend
angeordnet sind, ergibt sich eine Verlängerung des Luftspaltes für einen
gewissen Anteil der inneren Mantelfläche. Hierdurch ergibt sich
bereits eine Verlängerung
des Luftspaltes und eine damit einhergehende Verlängerung
des Bereiches, in dem eine Lautsprecherspule linear antreibbar ist.
Eine solche Verteilung von Verdickungen an der Ringplatte umfangsweise
wird beispielsweise dadurch erzielt, dass die Ringplatte durch Drücken beziehungsweise durch
Fließpressen
aus der ebenen Form geschaffen wird.
Vorteilhaft wird die Erfindung dadurch
ausgestaltet, dass die Verdickung oder die Verdickungen mit der
im wesentlichen ebenen Ringplatte einstückig zusammenhängen.
Eine solche Konstruktion ergibt sich
bei Herstellung der Ringplatte in Guss-, Sinter- oder Fließpressverfahren.
Die Erfindung bezieht sich weiter
auf einen Magnetantrieb für
einen Lautsprecher mit einer Polplatte gemäß einem der Ansprüche 1 bis
8, bei dem die Polplatte auf einem Bauteil lagert, durch das ein magnetischer
Fluss in die Polplatte eingeleitet wird.
Als besonders vorteilhaft ergibt
sich auch bei einem Magnetantrieb für einen Lautsprecher mit einer
Polplatte, dass die Polplatte auf einem ringförmigen Magneten lagert, dessen
Fluss axial in bezug auf die Ringachse verläuft.
Im folgenden wird die Erfindung anhand
eines Ausführungsbeispiels
in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben.
Dabei zeigt
1 in
einem ersten Halbschnitt auf der linken Seite der Darstellung im
Querschnitt einen Magnetantrieb für einen Lautsprecher, bei dem
die Polplatte einen zusätzlichen
Konus trägt,
im rechten Halbschnitt eine Konstruktion gemäß dem Stand der Technik,
2 in
Schnitt und Draufsicht eine Variante der Polplatte, die am Umfang
der Ringplatte verteilte Verstärkungsstege
aufweist.
Die 1 zeigt
im linken Halbschnitt einen ringförmigen Magneten 1,
auf dem eine erfindungsgemäße Ringplatte 2 angeordnet
ist. Der Magnet 1 weist einen rechteckigen Querschnitt
auf, während die
Ringplatte 2 an ihrer inneren Mantelfläche 3 einen Konus 4 aufweist,
der sich in Richtung des Magneten 1 erstreckt. Die innere
Mantelfläche 3 der
Ringplatte ist somit in axialer Richtung verlängert und überdeckt die innere Mantelfläche 5 des
Magneten 1.
Der magnetische Kreis des Magneten 1 ist über die
als Ringplatte gestaltete Polplatte einerseits, über eine im Querschnitt abgeschrägte Basisplatte 6, einen
Polkern 7 und den zwischen Polkern 7 und der Ringplatte 2 gebildeten
Luftspalt 8 geschlossen. In dem Luftspalt 8 ist
beweglich eine nicht näher
dargestellte Spule auf einem Ring 9 angeordnet, wobei die Spule
durch einen Signalstrom durchflossen ist und durch die Kraftwirkung
des Magnetfeldes beziehungsweise dessen Wechselwirkung mit dem sich ändernden
Strom in Axialrichtung der Ringplatte angetrieben wird. Hierdurch
wird ein Schallabstrahlkörper 10,
der mit dem Ring 9 verbunden ist, und der beispielsweise
durch einen Abstrahlkonus gebildet ist, angetrieben, um Signale
in Form von Schall an die Umgebung abzugeben.
Die magnetischen Feldlinien, die
den Magneten 1 in Axialrichtung der Ringplatte 2 durchsetzen, treten
in die Ringplatte 2 ein und erstrecken sich durch die Ringplatte
in radial nach innen gekrümmter Form
zu deren innerer Mantelfläche 3,
um dort durch den Luftspalt 8 hindurch und in den Polkern 7 einzutreten.
Die Magnetfeldlinien erstrecken sich
durch die Ringplatte 2 in der Form, dass sie auch den Konus 4 und
somit den Luftspalt in dem durch den Konus verlängerten Bereich der gesamten
inneren Mantelfläche 3 der
Ringplatte durchsetzen.
Hierdurch wird über den axial verlängerten Bereich
eine Verlängerung
der homogenen Feldverteilung in dem Luftspalt 8 erreicht.
In Verbindung mit kleinen Wickelbreiten
der Schwingspule (Wb << Spalthöhe) ergibt
sich eine Linearisierung des Kraftverlaufs über die Auslenkung Bl(x). Dies führt zu einer Verringerung des
Klirrfaktors insbesondere bei k3.
Feldlinien, die üblicherweise aus der inneren Mantelfläche 27 des
Magnetringes 1 austreten und ein Streufeld im Raum 28 bilden,
bevor sie in den Polkern 7 eindringen, werden teilweise
vom Konus aufgefangen dem homogenen Feld zugeführt.
Im rechten Halbschnitt der Darstellung
der 1 ist eine aus dem
Stand der Technik an sich bekannte Anordnung dargestellt mit einer
Ringplatte 2a, die an einem Magneten 1a angeordnet
ist, wobei die Ringplatte 2a im Querschnitt im wesentlichen
rechteckig ausgeführt
ist. Hierdurch ergibt sich bei gleicher Länge des Luftspaltes 8a ein
wesentlich vergrößertes Volumen
der Ringplatte 2a gegenüber
der erfindungsgemäßen, mit
einem zusätzlichen
Konus 4 versehenen Ringplatte 2.
Die Ringplatten 2, 2a sind
jeweils durch eine Erhebung 11 formschlüssig mit einem Lautsprecherkorb 12 verbunden.
Bei der aus dem Stand der Technik
bekannten Darstellung ist die Basisplatte 6a im wesentlichen mit
rechteckigem Querschnitt ausgeführt,
wohingegen gemäß der Erfindung
die Basisplatte 6 an ihrem äußeren Rand abgeschrägt ist,
was gegenüber
dem Stand der Technik zu einer Verringerung des Platzbedarfs (Bauhöhe) führt.
Die 2 zeigt
eine besondere Ausgestaltung der Ringplatte 14, wobei im
unteren Teil der Figur ein Schnitt entlang der Linie A-A des oberen
Figurenteils dargestellt ist. Die Ringplatte 14 weist, ausgehend
von einem rechteckigen Querschnitt mit einer Abschrägung 15 im
Bereich ihrer äußeren Mantelfläche vier
ringsegmentförmige
Vertiefungen 16, 17, 18, 19 auf,
die vorwiegend der Materialersparnis dienen.
Im Bereich der inneren Mantelfläche 20 weist die
Ringplatte einen Konus 21 auf, der diese innere Mantelfläche 20 in
axialer Richtung verlängert.
An der ebenen Begrenzungsfläche 22 liegt
die Ringplatte bei einer Magnetantriebsanordnung eines Lautsprechers
an dem nicht dargestellten Magneten an. Da die Magnetfeldlinien,
ausgehend von dieser Begrenzungsfläche 22, die sie mehr
oder weniger rechtwinklig durchsetzen, in einer Krümmung auf
die innere Mantelfläche 20 zulaufen,
ist das im Bereich der Ausnehmungen 16, 17, 18, 19 fehlende
Material der Ringplatte zur Führung
des Magnetfeldes nicht notwendig. Wichtig ist lediglich, dass im
radial inneren Bereich der Ringplatte 14 der ringförmige Teil 23 mit dem
Konus 21 eine möglichst
lange innere Mantelfläche 20 ausbilden.
Die Ringplatte 14 kann aus
einer vorgefertigten und im Querschnitt im wesentlichen rechtwinkligen
Ringplatte durch ein- oder
mehrstufiges maschinelles Verformen (Fliesspressen) gebildet werden.
In diesem Zuge werden einerseits die Vertiefungen 16, 17, 18, 19 ausgeprägt, andererseits
Stege 24, 25 zur Stabilisierung und der Konus 21 geschaffen.
Somit ist die erfindungsgemäße Ringplatte materialsparend
und mit geringem Fertigungsaufwand kostengünstig herstellbar.