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Dauermagnetsystem mit zentralem Eisenkern 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.
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Diese bekannten Anordnungen weisen aber erhebliche Nachteile auf.
Infolge der hohen Koerzitivfeldstärke der Oxydmagneten 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 Dauermagnetring 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.
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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.
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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 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.
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Ein weiterer bekannter Vorschlag geht dahin, den gesamten Innenraum
des Weicheisengehäuses völlig mit Dauermagnetwerkstoff auszufüllen. Hierbei ergeben
sich ebenfalls Schwierigkeiten, insbesondere bei der Herstellung aber auch bei der
Magnetisierung.
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Bei dem gemäß der Erfindung aufgebauten Magnetsystem, das ebenfalls
praktisch keine Außenstreuung aufweist, werden diese Schwierigkeiten weitgehend
vermieden.
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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 Magneten,
die mit je der halben Polfläche
parallel arbeiten und ihre Kraftlinien
über Weicheisenplatten an die entsprechenden Teile des Dauermagnetsystems abgeben,
verbunden mit der erfindungsgemäßen Bemessung derart, daß die Dauermagneten 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.
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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.
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In den Abbildungen sind drei bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgedankens
dargestellt, und zwar jeweils in senkrechten Axialschnitten.
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In A b b. 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 Dauermagneten 6 und
7 angeordnet, von denen der Magnet 6 ringförmig und der Magnet 7 plattenförmig ausgebildet
ist. Die Magneten sind in entgegengesetzter Richtung axial magnetisiert und liegen
unter Zwischenschaltung einer Weicheisenplatte 8 übereinander. Die Magneten bestehen
aus Werkstoffen mit hoher Koerzitivfeldstärke, beispielsweise isotropem oder anisotropem
Bariumferrit. Der ringförmige Magnet 6 und der plattenförmige Magnef7 weisen einen
größeren Außendurchmesser auf als die zwischengefügte Weicheisenplatte B. Diese
von gleichen Polen der beiden Magneten 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 Weicheisenplatte 3 und den Zylinder 1 erregt
wird. Der gegenüber den bekannten Systemen erheblich geringere Durchmesser wird
dadurch erreicht, daß die beiden Magneten 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 Zwischenplatte
8 vom gesamten Kraftlinienfluß der beiden Magneten polarisiert, während durch den
äußeren Weicheisenrückschluß nur ein Teil des Kraftflusses verläuft.
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Die einwandfreie Abschirmung des Systems wird zusätzlich durch die
genügend starke Weicheisenplatte 3 in Verbindung mit dem Weicheisenzylinder 1 bewirkt,
wobei die Unterplatte 3 gleichzeitig als magnetischer Schluß für den Teilfluß des
Magnets 7 arbeitet.
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Die Unterplatte 3 und der Zylinder 1 können gemäß A b b. 2 auch durch
einen Weicheisentopf 9 ersetzt sein, wodurch eine noch bessere Abschirmung i 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 A b b. 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 welchen gegeneinandergepreßt die Dauermagneten
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 Verschraubung oder durch Anbringung von Schweißpunkten
erfolgen.
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In A b b. 3 sind an Stelle von zwei Magneten vier Magneten vorgesehen,
die zwecks weiterer Verringerung des Systemdurchmessers erfindungsgemäß miteinander
kombiniert sind. Die Magneten 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 Luftspaltes 5 befindet. Der Außenumfang
des Weicheisenringes 13 steht zu diesem Zweck mit der Innenwand des Gehäuses oder
Rückschlußtopfes 9 in Berührung.
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Es ist ferner möglich, wie in A b b. 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 Fall muß auch der untere Dauermagnet 7' als
Ringmagnet ausgebildet sein.
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In allen Fällen ist eine gerade Anzahl axial magnetisierter Dauermagnetkörper
vorgesehen.
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An Stelle von Bariumferriten können auch andere Dauermagnetwerkstoffe
mit hoher Koerzitivfeldstärke, beispielsweise solche aus Eisen-Nickel-Aluminium-Legierungen,
verwendet werden.