DE1076838B

DE1076838B - Permanent magnet system with central iron core

Info

Publication number: DE1076838B
Application number: DED23144A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Guenter Meese; Dipl-Phys Eberhard Schwabe
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1956-06-14
Filing date: 1956-06-14
Publication date: 1960-03-03

Description

Die Erfindung betrifft ein Dauermagnetsystem mit zentralem Weicheisenkern, das vor allem für Lautsprecher und Tauchspulmikrophone verwendet werden soll und bei welchem ring- oder plattenförmige Dauermagnetkörper, die jeweils über Eisenplatten mit dem zentralen Kern und dem Gehäuse in Verbindung stehen, zur Anwendung gelangen. Derartige Dauermagnetsysteme, und zwar auch solche, mit Dauermagneten aus oxydischem Werkstoff ausgerüstete, sind bereits bekannt.The invention relates to a permanent magnet system with a central soft iron core, which is used primarily for loudspeakers and moving coil microphones and in which ring or plate-shaped permanent magnet body, each connected to the central core and the housing via iron plates are available. Such permanent magnet systems, including those with permanent magnets made of oxidic material are already known.

Diese bekannten Anordnungen weisen aber erhebliche Nachteile auf. Infolge der hohen Koerzitivkraft der Oxydmagnete und ihrer geringen remanenten Induktion haben die mit ihnen hergestellten Dauermagnetsysteme einen unerwünscht großen Durchmesser bei geringer Bauhöhe; dies vor allem dann, wenn die Systeme unter dem Gesichtspunkt der günstigsten Energieausnutzung des eingesetzten Dauermagnetwerkstoffes aufgebaut werden. Weiterhin weisen die bekannten oxydischen Dauermagnetsysteme, die im allgemeinen aus einem Außenring aus Magnetwerkstoff und einem Kern aus Weicheisen bestehen, wobei der Dauerniagnetring von zwei Eisenplatten abgedeckt ist, ein außerordentlich starkes magnetisches Streufeld auf. Die Anwendung derartiger Magnetsysteme für Lautsprecher in Fernsehgeräten sowie in Rundfunkgeräten mit Ferritantennen ist infolge dieser magnetischen Streuung nur bedingt möglich. Die bekannten Anordnungen zur Verminderung der Streuung mit einem Abschirmtopf zu umgeben, ist zwar grundsätzlich möglich, jedoch würde ein derartiges System im Verhältnis zum Gesamtlautsprecher ein verhältnismäßig großes Ausmaß annehmen, wenn die Abschirmung so wirksam sein soll, daß die oben bezeichneten Teile eines Rundfunk- oder Fernsehempfängers nicht beeinflußt werden. Außerdem verringert ein derartiger Abschirmtopf den magnetischen Wirkungsgrad des Systems.However, these known arrangements have considerable disadvantages. Due to the high coercive force of oxide magnets and their low remanent induction have the permanent magnet systems manufactured with them an undesirably large diameter with a low overall height; especially when the Systems from the point of view of the most favorable energy utilization of the permanent magnet material used being constructed. Furthermore, the known oxide permanent magnet systems that are im generally consist of an outer ring made of magnetic material and a core made of soft iron, wherein the permanent magnet ring is covered by two iron plates, an extremely strong magnetic stray field on. The use of such magnet systems for loudspeakers in televisions and radios with ferrite antennas is only possible to a limited extent due to this magnetic scattering. The known Surrounding arrangements to reduce the scattering with a shielding pot is fundamental possible, but such a system would be proportionate to the overall loudspeaker assume great proportions if the shielding is to be so effective as that indicated above Parts of a radio or television receiver are not influenced. It also reduces such Shielding pot the magnetic efficiency of the system.

Es ist ferner bekannt, den Dauermagnetteil eines solchen Systems aufzubauen aus einer Kombination von axial magnetisierten Zylindermagneten, axial magnetisierten Ringmagneten und radial magnetisierten Ringmagneten. Im Gehäuse muß nach diesem Vorschlag eine ungerade Anzahl von Dauermagnetkörpern vorgesehen werden, die außerdem verschiedenartig magnetisiert sind. Dies bedeutet nicht nur einen zusätzlichen Aufwand an Dauermagnetwerkstoff, sondern bringt auch besondere technische Schwierigkeiten mit sich. Der Dauermagnetring muß am Innen- und Außenumfang mit verhältnismäßig enger Toleranz geschliffen werden, wenn er überhaupt wirksam sein soll. Außerdem ist es schwierig, aus oxydischem Werkstoff einen solchen radial zu magnetisierenden Ring anisotrop herzustellen und zu magnetisieren. Es Dauermagnetsystem
mit zentralem EisenkernIt is also known to build the permanent magnet part of such a system from a combination of axially magnetized cylinder magnets, axially magnetized ring magnets and radially magnetized ring magnets. According to this proposal, an odd number of permanent magnet bodies must be provided in the housing, which are also magnetized in different ways. This not only means an additional expenditure on permanent magnet material, but also brings with it special technical difficulties. The permanent magnet ring must be ground on the inner and outer circumference with a relatively tight tolerance if it is to be effective at all. In addition, it is difficult to produce such a ring to be radially magnetized anisotropically from an oxidic material and to magnetize it. It permanent magnet system
with central iron core

Anmelder:Applicant:

Deutsche EdelstahlwerkeGerman stainless steel works

Aktienges ells chaft,
Krefeld, Oberschlesienstr. 16Corporation,
Krefeld, Oberschlesienstr. 16

Heinz-Günter Meese
und Dipl.-Phys. Eberhard Schwabe,Heinz-Günter Meese
and Dipl.-Phys. Eberhard Schwabe,

Dortmund-Aplerbeck,
sind als Erfinder genannt wordenDortmund-Aplerbeck,
have been named as inventors

muß aber, um die Gesamtabmessungen eines solchen Systems klein zu halten, die Verwendung von magnetisch anisotropem Werkstoff angestrebt werden. Es ist ferner zu berücksichtigen, daß der Ringmagnet zwischen Weicheisenplatte und Weicheisengehäuse eine sorgfältige Bearbeitung auch dieser Weicheisenteile erforderlich macht, womit erhebliche Kosten verbunden sind.but must, in order to keep the overall dimensions of such a system small, the use of magnetic anisotropic material are sought. It should also be taken into account that the ring magnet between the soft iron plate and the soft iron housing, careful processing of these soft iron parts as well makes necessary, which involves considerable costs.

Ein weiterer bekannter Vorschlag geht dahin, den gesamten Innenraum des Weicheisengehäuses völlig mit Dauermagnetwerkstoff auszufüllen. Hierbei ergeben sich ebenfalls Schwierigkeiten, insbesondere der Herstellung aber auch für die Magnetisierung.Another well-known proposal is to completely remove the entire interior of the soft iron housing to be filled in with permanent magnet material. This also gives rise to difficulties, in particular the Manufacturing but also for magnetization.

Bei dem gemäß der Erfindung aufgebauten Magnetsystem, das ebenfalls praktisch keine Außenstreuung aufweist, werden diese ' Schwierigkeiten weitgehend vermieden.With the magnet system constructed according to the invention, there is also practically no external scattering these 'difficulties are largely avoided.

Dies wird dadurch erreicht, daß ausschließlich axial magnetisierte ring- bzw. plattenförmige Dauermagnetkörper in gerader Anzahl verwendet werden und diese einen größeren Außendurchmesser aufweisen als die zwischengefügten, mit dem zentralen Kern in magnetischer Verbindung stehenden Weicheisenplatten. Ein derartiges Dauermagnetsystem gestattet, insbesondere auch wenn oxydischer Dauermagnetwerkstoff verwendet wird, bei erheblich kleinerem Durchmesser als die bekannten Systeme eine wesentlich bessere Energieausnutzung des Dauermagnetwerkstoffes und weist dabei praktisch kein Außenstreufeld auf. Durch das Gegeneinanderanordnen je zweier Magnete, die mit je der halben Polfläche parallel arbeiten und ihre Kraftlinien über Weicheisenplatten an die entsprechenden Teile des Dauermagnetsystems abgeben,This is achieved in that only axially magnetized annular or plate-shaped permanent magnet bodies are used in an even number and these have a larger outer diameter than the interposed soft iron plates in magnetic connection with the central core. A Such a permanent magnet system is permitted, especially if oxidic permanent magnet material is used becomes, with a considerably smaller diameter than the known systems, a much better one Energy utilization of the permanent magnet material and has practically no external stray field. By the opposing arrangement of two magnets, each working in parallel with half the pole face, and theirs Apply lines of force via soft iron plates to the corresponding parts of the permanent magnet system,

909 758/413909 758/413

verbunden mit der erfindungsgemäß en Bemessung derart, daß die Dauermagnete größere Außendurchmesser als die zwischengefügten Eisenplatten aufweisen, ergibt sich nicht nur ein kleinerer Durchmesser des Systems, sondern auch eine Unterbindung der Außenstreuung. Insgesamt gesehen weist das erfindungsgemäße streufeldarme System kleine Ausmaße bei hoher Luftspaltinduktion und hohem Wirkungsgrad auf.connected with the dimensioning according to the invention in such a way that the permanent magnets have larger outer diameters than the iron plates inserted between them, not only does it have a smaller diameter of the system, but also to prevent external scattering. Viewed overall, the inventive Low-stray field system, small dimensions with high air gap induction and high efficiency on.

In zweckmäßiger Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird weiter vorgeschlagen, bei Verwendung von vier oder mehr Dauermagnetkörpern mindestens einen die magnetische Verbindung zwischen Dauermagnetkörpern und dem Gehäuse herstellenden Weicheisenring vorzusehen, dessen Außenumfang in Berührung steht mit der Innenwand des Gehäuses.In an expedient embodiment of the inventive concept, it is further proposed when using of four or more permanent magnet bodies, at least one is the magnetic connection between permanent magnet bodies and to provide the housing-producing soft iron ring, the outer periphery of which is in contact stands with the inner wall of the housing.

In den Abbildungen sind drei bevorzugte Ausführungsformen des Erfmdungsgedankens dargestellt, und zwar jeweils in senkrechten Axialschnitten.In the figures, three preferred embodiments of the inventive concept are shown, and in each case in vertical axial sections.

In Abb. 1 steht der zylinderförmige Weicheisenmantel 1 mit den beiden Weicheisenplatten 2 und 3 in Verbindung. Die Weicheisenplatte 2 ist mit einer ringförmigen öffnung versehen, in die der weichmagnetische Kern 4 zur Bildung des Luftspaltes 5 hineinragt. Zwischen den beiden Platten 2 und 3 sind zwei Dauermagnete 6 und 7 angeordnet, von denen der Magnet 6 ringförmig und der Magnet 7 plattenförmig ausgebildet ist. Die Magnete sind in entgegengesetzter Richtung axial magnetisiert und liegen unter Zwischenschaltung einer Weicheisenplatte 8 übereinander. Die Magnete bestehen aus Werkstoffen mit hoher Koerzitivkraft, beispielsweise isotropem oder anisotropem Bariumferrit. Der ringförmige Magnet 6 und der plattenförmige Magnet 7 weisen einen größeren Außendurchmesser auf als die zwischengefügte Weicheisenplatte 8. Diese von gleichen Polen der beiden Magnete erregte Weicheisenplatte 8 steht mit dem Weicheisenkern 4 zur Bildung des einen Pols des Systems in magnetisch leitender Verbindung. Der andere Pol wird an der kreisförmigen Öffnung der weichmagnetischen Platte 2 gebildet, die einerseits vom ringförmigen Magnet 6 unmittelbar, andererseits vom plattenförmigen Magnet 7 über die Weieheisenplatte 3 und den Zylinder 1 erregt wird. Der gegenüber den bekannten Systemen erheblich geringere Durchmesser wird dadurch erreicht, daß die beiden Magnete 6 und 7 magnetisch parallel und in Richtung ihrer Magnetisierungsachsen gegeneinander arbeiten, wobei sie räumlich durch die Zwischenplatte 8 getrennt übereinander angeordnet sind. Dadurch wird die Zwisehenplatte 8 vom gesamten Kraftlinienfitiß der beiden Magnete polarisiert, während durch den äußeren Weicheisenrückschluß nur ein Teil des Kraftflusses verläuft.In Fig. 1, the cylindrical soft iron jacket 1 with the two soft iron plates 2 and 3 is in Link. The soft iron plate 2 is provided with an annular opening into which the soft magnetic Core 4 protrudes to form the air gap 5. Between the two plates 2 and 3 are two Permanent magnets 6 and 7 are arranged, of which the magnet 6 is ring-shaped and the magnet 7 is plate-shaped is trained. The magnets are axially magnetized in the opposite direction and are interposed a soft iron plate 8 one above the other. The magnets are made of materials with high Coercive force, for example isotropic or anisotropic barium ferrite. The annular magnet 6 and the plate-shaped magnet 7 have a larger outer diameter than the soft iron plate 8 inserted between them. These have the same poles of the two Magnets excited soft iron plate 8 stands with the soft iron core 4 to form one pole of the Systems in magnetically conductive connection. The other pole is formed at the circular opening of the soft magnetic plate 2, which is on the one hand from annular magnet 6 immediately, on the other hand from plate-shaped magnet 7 is excited via the soft iron plate 3 and the cylinder 1. The opposite of the known systems significantly smaller diameter is achieved in that the two magnets 6 and 7 work magnetically parallel and against each other in the direction of their magnetization axes, wherein they are spatially separated one above the other by the intermediate plate 8. This becomes the toe plate 8 polarized by the entire Kraftlinienfitiß of the two magnets, while by the outer Soft iron back flux is only part of the power flow runs.

Die einwandfreie Abschirmung des Systems wird zusätzlich durch die genügend starke Weieheisenplatte 3 in Verbindung mit dem Weicheisenzylinder 1 bewirkt, wobei die Unterplatte 3 gleichzeitig als magnetischer Schluß für den Teilfluß des Magnets 7 arbeitet.The proper shielding of the system is additionally ensured by the sufficiently strong cast iron plate 3 causes in connection with the soft iron cylinder 1, the lower plate 3 at the same time as magnetic circuit for the partial flux of the magnet 7 is working.

Die Unterplatte 3 und der Zylinder 1 können gemäß Abb. 2 auch durch einen Weicheisentopf 9 ersetzt sein, wodurch eine noch bessere Abschirmung des Systems erreicht wird, da weniger Stoßfugen vorhanden sind. In dieser Abbildung ist auch der Kraftlinienverlauf des Systems gestrichelt wiedergegeben. Im übrigen gelten die gleichen Bezugszeichen wie in Abb. 1. Es ist auch ohne weiteres möglich, die Oberplatte 2 mit dem Zylinder 1 zu einem Weicheisentopf zu vereinigen und in diesen Topf zum Schluß der Montage die Unterplatte 3 einzupressen. Weiterhin können zwei Topfhälften vorgesehen sein, in welchem gegeneinandergepreßt die Dauermagnete angeordnet sind. Der Zusammenhalt der Einzelteile und die Zentrierung des Systems kann dabei in an sich bekannter Weise durch Preßsitz unter Verspannung der einzelnen Teile untereinander, durch Verschrauben oderThe lower plate 3 and the cylinder 1 can also be replaced by a soft iron pot 9 as shown in FIG as a result of which an even better shielding of the system is achieved as there are fewer butt joints are. The line of force of the system is also shown in dashed lines in this figure. Otherwise, the same reference numerals apply as in Fig. 1. It is also easily possible to convert the top plate 2 with the cylinder 1 into a soft iron pot to unite and press the lower plate 3 into this pot at the end of the assembly. Farther two pot halves can be provided, in which the permanent magnets are arranged pressed against one another are. The cohesion of the individual parts and the centering of the system can be known per se Way by press fit with tensioning of the individual parts with each other, by screwing or

ίο durch Anbringen von Schweißpunkten erfolgen.ίο by attaching spot welds.

In Abb. 3 sind an Stelle von zwei Magneten vier Magnete vorgesehen, die zwecks weiterer Verringerung des Systemdurchmessers erfindungsgemäß miteinander kombiniert sind. Die Magnete 6_} 7, 10 und 11 erregen über die weichmagnetischen Platten 12 und 14; die geringeren Außendurchmesser aufweisen als die Magnetringe, den Kern und über den Weicheisenring 13 und den Eisenrückschlußtopf 9 die Platte 2, in der sich die Öffnung zur Bildung des Luft-Spaltes 5 befindet. Der Außenumfang des Weicheisenringes 13 steht zu diesem Zweck mit der Innenwand des Gehäuses oder Rückschlußtopfes 9 in Berührung. Es ist ferner möglich, wie in Abb. 4 dargestellt, auch die Unterplatte 3 mit einer Bohrung zu versehen, in die der Kern 4 zwecks Bildung eines zweiten Luftspaltes 5 hineinragt. In diesem Falle muß auch der untere Dauermagnet 7' als Ringmagnet ausgebildet sein.In Fig. 3, four magnets are provided instead of two magnets, which are combined with one another according to the invention for the purpose of further reducing the system diameter. The magnets 6 _} 7, 10 and 11 excite the soft magnetic plates 12 and 14; which have smaller outer diameters than the magnetic rings, the core and, via the soft iron ring 13 and the iron return pot 9, the plate 2, in which the opening for the formation of the air gap 5 is located. For this purpose, the outer circumference of the soft iron ring 13 is in contact with the inner wall of the housing or short circuit pot 9. It is also possible, as shown in FIG. 4, to also provide the lower plate 3 with a bore into which the core 4 protrudes in order to form a second air gap 5. In this case, the lower permanent magnet 7 'must also be designed as a ring magnet.

In allen Fällen ist eine gerade Anzahl axial magnetisierter Dauermagnetkörper vorgesehen.In all cases, an even number of axially magnetized permanent magnet bodies is provided.

An Stelle von Bariumferriten können auch andere Dauermagnetwerkstoffe mit hoher Koerzitivkraft, beispielsweise solche aus Eisen-Nickel-Aluminium-Legierungen, verwendet werden.Instead of barium ferrite, other permanent magnet materials with a high coercive force, for example those made of iron-nickel-aluminum alloys, be used.

Claims

Patent claims:

1. Permanent magnet system with a central iron core, which is used to form an air gap in a corresponding Opening of the pole plate of the iron back yoke housing protrudes, and several one above the other with same poles opposite one another concentric to the central iron core in each case between Iron plates or iron rings arranged, axially magnetized ring-shaped or plate-shaped, pre-. preferably made of oxidic material permanent magnet bodies, each over the iron plates with the central core and the housing are connected, characterized in that only axially magnetized ring or plate-shaped permanent magnet bodies are used in an even number and these have a larger one Have outer diameter than the interposed, with the central core in magnetic Connecting soft iron plates.

2. Permanent magnet system according to claim 1, characterized in that when using four or more permanent magnet bodies at least one the magnetic connection between permanent So Magnetic bodies and the housing producing soft iron ring is provided, the outer circumference is in contact with the inner wall of the housing.

^e 5 Publications considered:

German Patent No. 759 856;
German patent application S ch 9495 VIII c / 21 g (published on October 7, 1954).

1 sheet of drawings ".."