DE1272374C2 - Lautsprecher-Magnet und Verfahren zu seiner Magnetisierung - Google Patents

Description

45 nentmagneten, dicht neben dessen Stirnflächen, rota-

tionssymmetrisch aus dessen Mantelfläche austreten.

Dadurch wird nicht nur der magnetische Wirkungsgrad des Lautsprecher-Magnetsystems günstiger, sondern es kann auch der gesamte magnetische

Die Erfindung bezieht sich auf ein rotationssym- jo Kreis wesentlich vereinfacht werden. Man benötigt metrisch ausgebildetes Magnetsystem für elektrody- nämlich für die Stirnflächen des Permanentmagneten namische Lautsprecher (Lautsprecher-Magnetsy- keine Polstücke mehr, um den magnetischen Kreis zu stern) mit einem kreiszylindrischen, ausgeprägt ma- schließen, und außerdem ist es möglich, diejenigen gnetisch orientierten Permanentmagneten sowie auf Teile, die zum Schließen des magnetischen Kreises ein Verfahren zur magnetischen Orientierung des 55 noch erforderlich sind, einfacher und kompakter aufverwendeten Permanentmagneten. zubauen.

Unter einem »ausgeprägt magnetisch orientierten Bei dem Verfahren zur ausgeprägt magnetischen

Permanentmagneten« wird ein Permanentmagnet Orientierung von Permanentmagneten zur Verwen-

verstanden, der während des Magnetisierungsprozes- dung in Lautsprecher-Magnetsystemen der in Rede

ses Temperaturen ausgesetzt worden ist, die oberhalb 6c stehenden Art sind erfindungsgemäß die Permanesit-

der Curie-Temperaturen der verwendeten Materia- magnete koaxial hintereinanderliegend und mit den

Hen liegen. Ein Verfahren zur Herstellung derartiger, Stirnflächen aneinanderstoßend während des Abküh-

magnetisch anisotroper Permanentmagnete für unter lens einem Magnetisierungsfeld ausgesetzt, das von

anderem Lautsprecher ist beispielsweise in der deut- mehreren Spulen hervorgerufen wird, von denen jede

sehen Patentschrift 823 630 beschrieben. Während 6j; einen Magneten konzentrisch umgibt, und einander

der Abkühlung der verwendeten Legierung von einer benachbarte Spulen sind jeweils gegensinnig erregt.

Temperatur oberhalb ihres Curie-Punktes bis hinrei- Im folgenden soll die Erfindung an Hand der

chend unterhalb desselben erfolgt dabei die Magneti- Zeichnung näher beschrieben werden.

Fig, 1 ist ein Schnitt durch einen kreiszylindri- des magnetischen Kreises die Flußdichten in den maschen Permanentmagneten für ein Lautsprecher-Ma- gnetischen Bauteilen zur Erzielung einer bestimmten gnetsystem und zeigt die erfindungsgemäße Orientie- Flußdichte im Luftspalt niedriger sein können. Ein rung der magnetischen Feldlinien; Joch zum Schließen des magnetischen Kreises in

F i g, 2 ist ein Schnitt durch ein Lautsprecher-Ma- 5 einem üblichen Lautsprecher-Magnetsystem muß gnetsystem, der den Permanentmagneten und das einen größeren Querschnitt aufweisen, damit die weichmagnetische Joch zum Schließen des magneti- Flußdichte an keiner Stelle des Jochs die magnetischen Kreises zeigt; ^ _scl_ie Sättigung im Metall überschreitet. Da somit die

F i g. 3 ist ein Schnitt durch einen Lautsprecher Größe des magnetischen Flusses pro Einheitsfläche mit einem Magnetsystem nach der Erfindung; io im Joch bei dem Lautsprecher-Magnetsystem nach

Fi g. 4 ist ein Schnitt durch eine Vorrichtung, mit der Erfindung niedriger ist, kommt man zum Schlieder Permanentmagnete erfindungsgemäß orientiert ßen des magnetischen Kreises mit einem Joch von werden können. geringerem Querschnitt aus. Dadurch ist es möglich,

In F i g. 1 ist im Schnitt ein kreiszylindrischer Per- Lautsprecher-Magnetsysteme aufzubauen, die ein manentmagnet 1 für ein erfindungsgemäßes Laut- 15 Joch aus dünnen Blechen verwenden.
sprecher-Magnetsystem dargestellt, dessen Stirnflä- Das eben Gesagte geht noch deutlicher aus dem

chen mit 2, 3 und dessen Mantelfläche mit 4 bezeich- bei dem Lautsprecher nach F i g. 3 benutzten erfinnet sind. Dieser Permanentmagnet ist derart magne- dungsgemäßen Magnetsystem hervor. Von der Mitte tisch orientiert, daß die magnetischen Feldlinien in des Lautsprecherkorbes 11 ragt ein rohrförmiges ihm jeweils entlang zur Magnetachse konvexer Bah- 20 weichmagnetisches Joch 12 herab, das mit dem Lautnen5 verlaufen. Die Bahnen 5 sind um die Achse sprecherkorb 11 zusamme, aus einem Stück herge- A-A des Permanentmagneten rotationssymmetrisch stellt ist. Die Verwendung dieses Teils des Lautangeordnet. Jede Ebene, die durch die Magnetachse Sprecherkorbes als Joch für den Lautsprechermagne- A-A hindurchgeht, zeigt somit die gleiche Orientie- ten ist möglich, weil — wie schon ausgeführt — bei rung der magnetischen Feldlinien wie die Fig. 1. 25 einem erfindungsgemäßen Magnetsystem das Joch Wie man der F i g. 1 entnimmt, treten die gekrümm- ioim Schließen des magnetischen Kreises aus dünnem ten Bahnen 5 oben und unten bei 6 und 7 aus der Blech bestehen kann. Der Teil des Lautsprecherkor-Mantelfläche 4 des Magneten aus. Der eine Magnet- bes, der als Joch verwendet wird, kann beim Stanzen pol bildet sich daher an der Mantelfläche 4 ganz des Lautsprecherkorbes mit ausgeschnitten werden, oben in dem Bereich bei 6, während der andere Ma- 30 Die restlichen Bestandteile des Lautsprechers sind gnetpol an der Mantelfläche ganz unten bei 7 gebil- eine konische Membran 13 und eine flexible Zendet ist. trierfeder 14. Die Lautsprecherspule 15 ist auf einem

Die Verwendung eines derart magnetisch orientier- Spulenkörper 16 angeordnet, welcher mit der Memten Permanentmagneten in einem Lautsprecher-Ma- bran 13 verbunden ist.

gnetsystem ist in der F i g. 2 dargestellt. Zum Schlie- 35 Ein weiterer Vorzug, den das Lautsprecher-Maßen des magnetischen Kreises ist lediglich ein weich- gnetsystem nach der Erfindung mit sich bringt, ist magnetisches Joch 8 erforderlich, das als Hohlzylin- ebenfalls der F i g. 2 entnehmbar: Der Querschnitt der ausgebildet ist. In dieses Joch 8 ist der Perma- des Luftspaltes 10 stimmt mit dem Querschnitt des nentmagnet 1 koaxial eingesetzt. Ganz unten ist das Ringraumes 17 überein, der von dem weichmagneti-Joch 8 rundum mit einem nach innen ragenden 4° sehen Joch 8 und dem Permanentmagneten 1 gebildet Flansch 9 versehen, der am Permanentmagneten 1 an ist. Ein solcher Aufbau wurde bei Lautsprecher-Madessen unterem Ende (bei 7 in Fig. 1) anliegt. Zwi- gnetsystemen bisher vermieden, da man zur Erzieschen der Mantelfläche des Permanentmagneten an lung eines möglichst hohen Wirkungsgrades bemüht dessen oberem Ende (bei 6 in Fig. 1) und dem war, dtn axial verlaufenden magnetischen Fluß im Joch 3 ist ein ringförmiger Zwischenraum belassen 45 Permanentmagneten und den axial verlaufenden worden, welcher den Luftspalt 10 für die Laut- Fluß im Joch in Querrichtung möglichst weit zu trensprecherspule bildet. nen. Dadurch sollte erreicht werden, daß der magne-

Lautsprecher-Magnetsysteme der in F i g. 2 darge- tische Fluß vom Magneten zum Joch nur durch den stellten Art weisen eine Anzahl bemerkenswerter Luftspalt hindurch verläuft. Bei den bisher üblichen Vorzüge auf. Messungen haben gezeigt, daß im Luft- 50 Lautsprecher-Magnetsystemen verläuft der magnetispalt 10 90°/o der gesamten magnetomotorischen sehe Fluß in axialer Richtung geradlinig durch den Kraft verfügbar sind, während bei Lautsprecher-Ma- Permanentmagneten hindurch. Ein magnetischer gnetsystemen bisheriger Bauart nur 65 bis 75 %> der Fluß in radialer Richtung ist rur im Bereich der Polmagnetomotorischen Kraft im Luftspalt vorhanden stücke zugelassen und soll an allen anderen Stellen sind. Auch gehen praktisch 100 ⁰Zo des magnetischen 55 unterbunden sein. Bei dem Permanentmagneten des Flusses durch den Luftspalt und damit das Gebiet, in Lautsprecher-Magnetsystems nach der Erfindung ist dem die Lautsprecherspule angeordnet ist. Bei Laut- dagegen — bis auf den kleinen Bereich un< die Mitte spreeher-Magnetsystemen der bisherigen Bauart ge- des Magneten — immer eine radiale magnetische hen dagegen etwa 20% des Magnetflusses durch Flußkomponente vorhanden. Es ist daher möglich, Streufluß verloren, durchsetzen also auch nicht die 60 den Querschnitt des Ringraumes. 17 bei einem erfin-Lautsprecherspule. Wenn man also ein Lautspre- dungsgemäßen Lautsprecher-Magnetsystem kleiner cher-Magnetsystem nach F i g. 2 verwendet, kann der zu machpn, so daß man den ganzen Lautsprecher magnetische Fluß des Permanentmagneten in einem kleiner herstellen kann. Es ist andererseits nicht erbedeutend höheren Maße ausgenutzt werden. forderlich, daß der Luftspalt und der sich daran an-

Die Erfindung macht es weiterhin möglich, das 65 schließende Ringraum den gleichen Querschnitt beweichmagnetische Joch zum Schließen des magneti- sitzen. Aber selbst dann ist es bei Verwendung eines sehen Kreises au^ dünnem Blech zu machen. Das ist erfindungsgemäß orientierten Permanentmagneten möelich. da auf Grund des besseren Wirkungsgrades möglich, diesen Ringraum kleiner als bei Verwen-

dung eines üblichen Lautsprechermagneten zu ma- tieren. Die Permanentmagnete werden dazu zunächst

chen. auf eine Temperatur gebracht, die oberhalb ihrer Cu-

Die Erfindung beinhaltet weiter ein Verfahren, um rie-Temperatur liegt, vorzugsweise auf eine Tempe-Permanentmagnete erfindungsgemäß zu orientieren, ratur, die etwa 300° C über der Curie-Temperatur also so, wie es in der Fi g. 1 dargestellt ist. Eine Vor- 5 liegt. Daraufhin werden die Magnete unter dem Einrichtung, die zur erfindungsgemäßen magnetischen fluß des orientierenden Magnetisierungsfeldes in der Orientierung der Permanentmagnete geeignet ist, ist eben beschriebenen Vorrichtung unter Durchlaufen in der Fig. 4 dargestellt. Die Vorrichtung weist ein der Curie-Temperatur bis auf Zimmertemperatur abkeramisches Rohr 19 auf, in das die Permancntma- gekühlt. Die Orientierung in den abgekühlten Magnete 20, 21, 22 und 23 eingeschoben sind. An den io gneten entspricht dann der gekrümmten Bahn, die Stellen, an denen sie sich berühren, sind Scheiben 24, oben beschrieben wurde.

25, 26 und 27 aus weichem Eisen angeordnet, die als Es soll noch kurz ein Beispiel für das erfindungs-Magnetpole wirken. Die gesamte Vorrichtung ist von gemäße Verfahren angegeben werden:
einem äußeren zylindrischen Rohr 28 umgeben, das In das keramische Rohr 19 (Fig.4) wird eine Anaus einem weichmagnetischen Material, wie bei- 15 zahl — beispielsweise 100 — kreiszylindrische Perspielsweise aus weichem Eisen, hergestellt ist und manentmagnetc eingesetzt, die aus Alnico 5 im Sandden magnetischen Fluß zurückführt. Auf das kerami- gußverfahren hergestellt und auf die richtigen Absehe Rohr 19 sind periodisch Spulen 29, 30, 31 und messungen geschliffen worden sind. Solche Perma-32 aufgesetzt, die dazu dienen, an den Enden der nentmagnete besitzen folgende Zusammensetzung (in Permanentmagnete jeweils Magnetpole entgegenge- 20 Gewichtsprozent): 8% Aluminium, 14ⁿ,o Nickel, setzter Polarität und an den Berührungsstellen be- 24° 0 Kobalt, 3% Kupfer, Rest Eisen. Dann wird das nachbarter Permanentmagnete Magnetpole gleicher bestückte Rohr 19 in einen Induktionsofen eingelegt Polarität hervorzurufen. Die Spulenwindungen sind und auf eine Temperatur von HOO⁰C erhitzt. Die deshalb um den Magneten 20 im einen Wicklungs- Curie-Temperatur der Alnico-5-Legierung liegt zwisinn herumgelegt, um den Magneten 21 im entgegen- as sehen 800 und 850 C. Nach dieser Erhitzung wird gesetzten Wicklungssinn, um den Magneten 22 das Rohr 19 mit den Permanentmagneten aus dem herum wieder im erstgenannten Wicklungs^r.inn usw., Induktionsofen herausgenommen und zur magnctiso daß an den aneinanderstoßenden Enden der Per sehen Orientierung in die Vorrichtung nach F i g. 4 manentmagnete abwechselnd Nord- und Südpole eingesetzt. Jeder Magnet ist dabei so ausgerichtet, entstehen. Wie man am besten der F i g. 4 entnimmt, 30 daß die Bcrührungsstelle tischen zwei hintereinanverläuft bei einer solchen Anordnung der orientie- derüegenden Magneten genau in der Mitte einer der rende magnetische Fluß von den Scheiben 24, 25, 26 Scheiben 24, 25. 26 und 27 liegt. Die periodisch an- und 27 aus auf einer zur Magnetachse konvexen geordneten Spulen werden unter Strom gesetzt, und Bahn durch die kreiszylindrischen Magnete hin- die Permanentmagnete verbleiben so lange in dem durch bis zur jeweils nächsten Scheibe und von dort 35 magnetischen Orientierungsfeld, bis sie sich unter zurück durch das Rohr 28, so daß der Kreis ge- Unterschreiten ihrer Curie-Temperatur auf etwa 60C schlossen wird. Dieser magnetische Kreis ist in der bis 700~ C abgekühlt haben. Hierzu wird bei übli-F ig. 4 nur für drei Magnete dargestellt. Er wiederholt chen Umgebungstemperaturen eine Zeit von etwa f sich jedoch innerhalb der gesamten Vorrichtung zur bis 10 Minuten benötigt,
magnetischen Orientierung der Permanentmagnete. 40 Alnico 5 ist dasjenige magnetische Material, da:

Wenn man eine beliebige Anzahl solcher periodi- für Lautsprechermagnete am häufigsten verwendet

scher Feldspulen um ein wärmeisolierendes, tempe- wird. Man kann aber auch andere magnetische Mate-

raturbeständiges Rohr, wie beispielsweise das Rohr rialien verwenden, sofern sie für die Herstellung vor

19, anordnet, kann man eine entsprechende Anzahl erfindungsgemäß orientierten Lautsprechermagneter

von Lautsprechermagneten erfindungsgemäß orien- 45 hoher Flußdichte geeignet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

sterung unter dem Einfluß eines Magnetisierungsfeldes das entsprechend der gewünschten bevorzugten Patentansprüche: Magnetisierungsrichtung verläuft. Typische Lautsprecher-Magnetsysteme weisen

1. Rotationssymmetrisch ausgebildetes Ma- 5 einen Permanentmagneten auf sowie ein Polstück gnetsystem für elektrodynamische Lautsprecher und ein oder mehrere weichmagnetische Jochteile, (Lautsprecher-Magnetsystem), bestehend aus die zum Schließen des magnetischen Kreises dienen, einem kreiszylindrischen, ausgeprägt magnetisch Der magnetische Fluß in einem solchen magneüorientierten Permanentmagneten und einem sehen Kreis bei den bisher üblichen Lautsprecherweichmagnetischen Joch zum Schließen des ma- 10 Magnetsystemen geht durch den Permanentmagneten gnetischen Kreises, dadurch gekenn- axial hindurch, biegt im Bereich des Luftspaltes um zeichnet, daß der Permanentmagnet (1) der- etwa 90° ab und fließt radial durch den Luftspalt, art magnetisch orientiert ist, daß die magneti- wo er mit der Lautsprecherspule in Wechselwirkung sehen Feldlinien im Innern des Permanentmagne- tritt. Um den Wirkungsgrad und das Verhalten solten zur Magnetachse konvexe Bahnen (5) be- ^ eher Lautsprecher zu verbessern, sind die Magnete schreiben und an den Enden des Fermanentma- axial magnetisch orientiert.

gneten, dicht neben dessen Stirnflächen (2,3), ro- Wie ein Permanentmagnet für ein Lautsprecher-

tationssymmetrisch aus dessen Mantelfläche (4) Magnetsystem aufgebaut ist, hängt wesentlich von

austreten. dem gewünschten Verlauf des magnetischen Flusses

2. Läutsprecher-Magnetsystem nach An- ²⁰ in ihm ab. Dieser Verlauf steht in einem engen Zuspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch sammenbang mit der magnetischen Orientierung des (8) derart hohlzylindrisch ausgebildet und so an- Permanentmagneten.

geordnet ist, daß es am einen Ende des Perma- Ziel der Erfindung ist ein Lautsprecher-Magnetsy-

nentmagneten (1) an dessen Mantelfläche (4) an- stern mit einer solchen ausgeprägt magnetischen

liegt und am anderen Ende des Permanentmagne- 25 Orientierung des Permanentmagneten, die wesent-

ten von dessen Mantelfläche einen solchen Ab- liehe Verbesserungen hinsicatlich des Aufbaus des

stand hat, daß in dem dadurch zwischen der magnetischen Kreises zuläßt. Darüber hinaus ist die

Mantelfläche des Permanentmagneten und dem Erfindung auf Lautsprecher-Magnetsysteme gerich-

Joch entstehenden ringförmigen Luftspalt (10) tet, die einfacher und aus weniger Einzelteilen als die

die Lautsr -echerspule (15) einsetzbar ist. ³° bisher bekannten Lautsprecher-Magnetsysteme auf-

3. Verfahren zur ausgeprägt magnetischen gebaut sind und die trotzdem einen höheren magneti-Orientierung von Permanentmagneten zur Ver- sehen Wirkungsgrad als die bisher bekannten Sywendung in Lautspivcher-Magnetsystemen nach sterne aufweisen.

einem der Ansprüche 1 unts 2, dadurch gekenn- Ausgehend von einem rotationssymmetrisch auszeichnet, daß die Permanentmagnete koaxial hin- 35 gebildeten Magnetsystem für elektrodynamische tereinanderliegend und mit den Stirnflächen an- Lautsprecher (Lautsprecher-Magnetsystem), besteeinanderstoßend während des Abkühlens einem hend aus einem kreiszylindrischen, ausgeprägt ma-Magnetisierungsfeld ausgesetzt sind, das von gnetisch orientierten Permapi atmagneten und einem mehreren Spulen hervorgerufen wird, von denen weichmagnetischen Joch zum Schließen des magnetijede einen Magneten konzentrisch umgibt, und 40 sehen Kreises, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, einander benachbarte Spulen jeweils gegensinnig daß der Permanentmagnet derart magnetisch orienerregt sind (F i g. 4). tiert ist, daß die magnetischen Feldlinien im Innern

des Permanentmagneten zur Magnetachse konvexe

Bahnen beschreiben und an den Enden des Perma-