DE1280324B

DE1280324B - Dynamic electro-acoustic converter

Info

Publication number: DE1280324B
Application number: DE1965M0064194
Authority: DE
Inventors: Paul Mauz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-02-17
Filing date: 1965-02-17
Publication date: 1968-10-17
Also published as: CH447284A; GB1131398A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4057WW PATENTAMT Int. Cl.: FEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN 4057WW PATENT OFFICE Int. Cl .:

H04rH04r

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Deutsche Kl.: 21 a2-2/01 German class: 21 a2- 2/01

Nummer: 1280 324Number: 1280 324

Aktenzeichen: P 12 80 324.6-31 (M 64194)File number: P 12 80 324.6-31 (M 64194)

Anmeldetag: 17. Februar 1965 Filing date: February 17, 1965

Auslegetag: 17. Oktober 1968Opening day: October 17, 1968

Die Erfindung betrifft einen dynamischen elektroakustischen Wandler mit einem Ringspaltmagneten, in dessen durch voneinander isolierte Blechlamellen gebildeten zylinderförmigem Ringspalt eine mit einer Membran verbundene Schwingspule zentriert ist.The invention relates to a dynamic electroacoustic transducer with an annular gap magnet, in its cylindrical annular gap formed by sheet metal lamellae isolated from one another one with a Diaphragm connected voice coil is centered.

Bei dynamischen Lautsprechern ist es bekannt, zur Vermeidung der auf Grund der Rückwirkung des sich ändernden Magnetfeldes der Schwingspule im Eisen auftretenden Wirbelstromverluste die Magnetpole mit Blechlamellen zu versehen, nämlich Lamellenpakete mit parallel zur Längsachse des Ringspaltes geschichteten Blechen auf den Schlußkörper aufzusetzen oder in derselben Richtung geschichtete, evolventenförmig gebogene Bleche beiderseits des Ringspaltes anzuordnen. Diese Bestrebungen nach Erhöhung des Wirkungsgrades durch Verringerung von Wirbelströmen werden nach dem gegenwärtigen Entwicklungsstand dynamischer Wandler als überholt angesehen, weil die aus Wirbelströmen resultierenden relativ geringen Verluste durch einfachere Maßnahmen kompensiert werden können. Man geht davon aus, daß es zur Erzeugung einer brillanten Tonwiedergabe durch Lautsprecher hauptsächlich darauf ankommt, die Masse der Schwingspule und der daran befestigten Membran klein zu halten und das statische Feld im Luftspalt des Magneten möglichst stark zu machen, wobei die letztere Forderung durch die zur Verfügung stehenden Permanentmagneten mit sehr hoher Feldstärke leicht erfüllbar ist. Darüber hinaus macht es die vervollkommnete Verstärkertechnik möglich, der Schwingspule stets tonfrequente Ströme ausreichender Stärke zuzuführen. Für den Bau hochwertiger Lautsprecher ist der bekannte Vorschlag unbrauchbar, weil die Länge und insbesondere die radiale Breite der Blechlamellierung einen zu hohen magnetischen Widerstand bildet. Die zur Verringerung von Wirbelströmen vorhandene Legierung des Blechmaterials erniedrigt zwangläufig dessen magnetische Sättigungsgrenze so weit, daß unter Berücksichtigung der Blechpaketabmessungen eine ausreichende Feldstärke im Luftspalt des Magneten nicht mehr gewährleistet ist.With dynamic loudspeakers it is known to avoid the effects of the reaction changing magnetic field of the voice coil in the iron, eddy current losses occur with the magnetic poles To provide sheet metal lamellas, namely lamella stacks with layered parallel to the longitudinal axis of the annular gap Place metal sheets on the closing body or in the same direction layered, involute-shaped to arrange curved sheets on both sides of the annular gap. These efforts to increase efficiency by reducing eddy currents are according to the current state of development dynamic transducer is considered obsolete because the eddy currents are relatively small Losses can be compensated by simpler measures. It is assumed that it is for Generating a brilliant sound reproduction through loudspeakers mainly depends on the To keep the mass of the voice coil and the attached membrane small and the static field in the Make the air gap of the magnet as strong as possible, the latter requirement being available through the standing permanent magnets with a very high field strength can be easily met. In addition, it does the perfected amplifier technology is possible, the voice coil always audio-frequency currents are sufficient To add starch. The well-known suggestion is useless for the construction of high-quality loudspeakers, because the length and especially the radial width of the sheet metal lamination is too high a magnetic Resistance forms. The alloy of the sheet metal used to reduce eddy currents inevitably lowers its magnetic saturation limit so far that taking into account Due to the dimensions of the laminated core, a sufficient field strength in the air gap of the magnet is no longer guaranteed is.

Einem anderen bekannten Vorschlag liegt die Überlegung zugrunde, daß die Kraftlinien des magnetischen Wechselfeldes der Schwingspule ihren Weg durch den gesamten Kern und äußeren Ring eines Ringspaltmagneten nehmen und auf diesem langen Weg durch Wirbelstrom- und Ummagnetisierungsverluste erheblich geschwächt werden, so daß Verzerrrungen der zu erzeugenden Schallwellen auftreten. Der Magnet des Lautsprechers ist im Bereich beider Enden des Kernes jeweils mit einem Ringspalt undAnother known proposal is based on the idea that the lines of force of the magnetic The alternating field of the voice coil makes its way through the entire core and outer ring of a Annular gap magnets take and on this long way through eddy current and magnetic reversal losses are considerably weakened, so that distortions of the sound waves to be generated occur. The magnet of the loudspeaker is in the area of both ends of the core each with an annular gap and

Dynamischer elektroakustischer WandlerDynamic electroacoustic transducer

Anmelder:Applicant:

Paul Mauz, 7240 Horb, Badstr. 1Paul Mauz, 7240 Horb, Badstr. 1

Als Erfinder benannt:
Paul Mauz, 7240 HorbNamed as inventor:
Paul Mauz, 7240 Horb

einer darin zentrierten Schwingspule versehen, von denen nur die eine mit der Lautsprechermembran in Verbindung steht. Die beiden mit entgegengesetztem Wicklungssinn gewickelten Schwingspulen werden mit den gleichen tonfrequenten Strömen gespeist, damit sich die im Eisen des Magneten ausbreitenden Kraftlinien der beiden Schwingspulen-Magnetfelder gegenseitig neutralisieren. Auf diese Weise sollen das magnetische Feld der mit der Membran verbundenen Schwingspule den Bereich des zugeordneten Ringspaltes konzentriert und die Wirbelstrom- und Hystereseverluste auf dem langen Weg durch das Magneteisen verringert werden. Die Pole beiderseits des Ringspaltes sind mit in Ausnehmungen untergebrachtem Material, z. B. Hochfrequenzeisen, versehen, das dem Mgnetfeld der Schwingspule nur geringen Widerstand entgegensetzen soll. Abgesehen von dem für praktische Verhältnisse undurchführbaren Aufwand des mit zwei Ringspalten versehenen Magneten und der doppelten Schwingspulen sowie der erforderlich hohen Verstärkerleistung zur Speisung beider sich in ihrer Wirkung gegenseitig schwächenden Schwingspulen ist diese Anordnung auch insofern nachteilig, als das statische Magnetfeld im Ringspalt durch das in den Ausnehmungen der Pole eingebettete Material unzulässig stark geschwächt wird.a voice coil centered in it, only one of which with the loudspeaker membrane in Connection. The two voice coils wound in opposite directions will be fed with the same audio-frequency currents, so that those spreading in the iron of the magnet Lines of force of the two voice coil magnetic fields mutually neutralize. This is supposed to be the way magnetic field of the voice coil connected to the membrane covers the area of the associated annular gap focused and the eddy current and hysteresis losses on the long way through the magnet iron be reduced. The poles on both sides of the annular gap are housed in recesses Material, e.g. B. high-frequency iron, provided that the magnetic field of the voice coil only low resistance should oppose. Apart from the effort that is impracticable for practical conditions the magnet with two annular gaps and the double voice coils as well as the required high amplifier power for feeding both voice coils, which weaken each other in their effect This arrangement is also disadvantageous in that the static magnetic field in the annular gap is caused by the Material embedded in the recesses of the poles is weakened to an inadmissible extent.

Eine weitere bekannte Lautsprecherausführung besteht aus einem dreischenkligen bzw. E-förmigen fremderregten Magneten, der aus Blechlamellen entsprechender Form zusammengesetzt ist. Eine auf den äußeren Magnetschenkeln aufgesetzte Polplatte enthält eine Kreisöffnung, durch die der mittlere zylinderförmige Magnetschenkel hindurchragt, um mit der Öffnung einen Ringspalt zu bilden, in dem die Schwingspule zentriert ist.Another known loudspeaker design consists of a three-legged or E-shaped one separately excited magnet, which is composed of sheet metal lamellas of the appropriate shape. One on the Pole plate attached to the outer magnetic legs contains a circular opening through which the central cylindrical Magnet leg protrudes to form an annular gap with the opening in which the Voice coil is centered.

Schließlich sind ältere Bauarten dynamischer Laut-Sprecher bekannt, bei denen die tonfrequenten Ströme einer ortsfest auf einem lameliierten Transformatorkern angeordneten Primärwicklung zugeführt werdenFinally, older types of dynamic loudspeaker are known in which the audio-frequency currents a primary winding arranged in a stationary manner on a laminated transformer core

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und die Schwingspule durch einen flachen Leiter mit geringem elektrischen Widerstand ersetzt ist, der im Luftspalt eines Permanentmagneten angeordnet ist und selbst als Sekundärwicklung des Transformators oder als ein Teil dieser wirkt.and the voice coil is replaced by a flat, low electrical resistance conductor made in the Air gap of a permanent magnet is arranged and itself as the secondary winding of the transformer or acts as part of it.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dynamische Wandler, insbesondere Lautsprecher, mit einfachen Mitteln dahingehend zu verbessern, daß eine möglichst unverzerrte naturgetreue Wiedergabe erreicht wird. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß neben einer hohen Feldstärke im Luftspalt des Magneten dafür zu sorgen ist, daß die zu den von menschlichen Stimmen oder Musikinstrumenten erzeugten Grundtönen gehörenden Obertonschwingungen genauso wenig bzw. im gleichen Maß gedämpft werden wie die Schwingungen der Grundtöne selbst, um nichtlineare Verzerrungen innerhalb des zu einem Klang gehörenden Tongemisches zu vermeiden und dadurch eine verbesserte naturgetreue Reproduktion zu gewährleisten. Zur Lösung dieser Aufgabe wird für einen dynamischen Wandler der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Pole beiderseits des Ringspaltes im Bewegungsbereich der Schwingspule aus konzentrischen ringförmigen Dynamoblechen bestehen, die in Richtung der Spaltlänge aufeinandergeschichtet sind.The invention is based on the object of using dynamic converters, in particular loudspeakers to improve simple means in such a way that a reproduction that is as undistorted as possible is true to nature is achieved. The invention is based on the knowledge that in addition to a high field strength in the air gap of the magnet is to ensure that the one generated by human voices or musical instruments Overtone oscillations belonging to fundamental tones are just as little or attenuated to the same extent are like the vibrations of the fundamental tones themselves, around nonlinear distortions within the to one To avoid sound-related tone mixture and thereby an improved lifelike reproduction to ensure. To solve this problem, for a dynamic converter, the above specified type proposed according to the invention that the poles on both sides of the annular gap in the range of motion of the voice coil from concentric annular Dynamo sheets exist, which are stacked in the direction of the gap length.

Dieser Vorschlag führt zu wesentlichen Vorteilen. Die Ringform der Bleche gestattet eine einfache Herstellung und vor allem eine besonders einfache Halterung in entsprechenden Absätzen des Polkernes bzw. des äußeren Polringes. Die Ringform der Blechlamellen und die sich daraus ergebende einfache Halterung bietet ferner den Vorteil, daß die radiale Breite der Blechringe klein gehalten werden kann, ohne Befestigungsschwierigkeiten aufzuwerfen. Eine geringe radiale Breite der Blechringe ist erwünscht, um den durch das legierte Material der Blechringe vorhandenen magnetischen Widerstand klein zu halten und im Luftspalt eine hohe Feldstärke zur Verfügung zu haben. Die auf Grund der Rückwirkung des magnetischen Schwingspulenfeldes im Bereich der Magnetpole hervorgerufenen Wirbelströme bzw. Verluste werden mit Hilfe der Lamellierung klein gehalten. Dies gilt vor allem mit Bezug auf die neben den Grundschwingungen vorhandenen, in der Stärke geringeren Schwingungen der Obertöne, so daß nichtlineare Verzerrungen vermieden und die zu übertragenden Frequenzen weitgehend naturgetreu umgewandelt wiedergegeben werden.This proposal leads to significant advantages. The ring shape of the sheets allows easy production and above all a particularly simple mounting in corresponding sections of the pole core or of the outer pole ring. The ring shape of the sheet metal lamellas and the resulting simple Bracket also offers the advantage that the radial width of the sheet metal rings can be kept small, without raising fastening difficulties. A small radial width of the sheet metal rings is desirable, in order to keep the magnetic resistance caused by the alloyed material of the sheet metal rings low and to have a high field strength available in the air gap. The due to the reaction of the magnetic Eddy currents or losses caused by the voice coil field in the area of the magnetic poles are kept small with the help of the lamination. This is especially true with regard to the addition to the Fundamental vibrations present, the strength of the overtones vibrations, so that non-linear distortions are avoided and those to be transmitted Frequencies can be reproduced in a largely lifelike manner.

Ferner wird auf Grund der Schichtung der Blechlamellen in Richtung der Spaltlänge die Standfestigkeit des statischen Magnetfeldes gegenüber der Wirkung des Nachgebens oder Verdrängtwerdens beim Abstoßen der Schwingspule verbessert, weil die statischen Feldlinien an der Isolation der Bleche (dünne Lackschicht oder Oxydschicht) einen gewissen Widerstand finden. Die Blechringe gewährleisten eine schnelle Anpassung der Magnetisierung an die wechselnden Ströme der Schwingspule als Voraussetzung für die Wiedergabequalität. Mit der quer zur Spaltlänge verlaufenden Schichtung wird zwar ein gewisser magnetischer Widerstand für das Schwingspulenfeld in Kauf genommen; jedoch bewirkt dieser Widerstand keine Verzerrung bzw. zeitliche Verschiebung der Oberschwingungen bezüglich der Grundschwingungen. Furthermore, due to the layering of the sheet metal lamellas in the direction of the gap length, the stability is increased of the static magnetic field versus the effect of giving in or being displaced during Repulsion of the voice coil is improved because the static field lines on the insulation of the metal sheets (thin Lacquer layer or oxide layer) find a certain resistance. The sheet metal rings ensure a Rapid adaptation of the magnetization to the changing currents of the voice coil as a prerequisite for playback quality. With the stratification running transversely to the length of the gap, a certain amount is created magnetic resistance for the voice coil field accepted; however, this causes resistance no distortion or time shift of the harmonics with respect to the fundamental frequencies.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels eines Lautsprechers näher erläutert.The invention is based on an embodiment shown in the drawing a loudspeaker explained in more detail.

Der magnetisch erregte Kreis besteht aus einer Eisenscheibe 1, z. B. einem aus Magnetsintereisen geformten Ring 2 und einem daraufgesetzten Polring 3, der einen mittels Gewinde oder Klebung an der Scheibe 1 befestigten Kernteil 4 umgibt. Der Luftspalt des Magneten, in dem die Schwingspule des Lautsprechers zentriert ist, wird aus zu zwei konzentrischen Zylinderpaketen 6 bzw. 7 gestapelten Dynamoblechringen gebildet, wobei der äußere Zylinder 6 in einer Ausnehmung im Polring 3 und der innere Zylinder 7 in einer Ausnehmung im Kernteil 4 befestigt ist. Die Befestigung der Blechringe kann z. B. durch Einpressen in die kreisförmigen Ausnehmungen von Polring 3 und Kernteil 4 erfolgen. Die Schwingspule 5 ist mittels üblicher Halterungen mit der Membran 8 des Lautsprechers verbunden.The magnetically excited circuit consists of an iron disc 1, e.g. B. one formed from magnetic sintering iron Ring 2 and a pole ring 3 placed thereon, which is attached to the Disk 1 attached core part 4 surrounds. The air gap of the magnet where the speaker's voice coil is located is centered, is made from two concentric cylinder stacks 6 or 7 stacked dynamo sheet metal rings formed, the outer cylinder 6 in a recess in the pole ring 3 and the inner The cylinder 7 is fastened in a recess in the core part 4. The attachment of the sheet metal rings can z. B. by pressing into the circular recesses of the pole ring 3 and core part 4. the Voice coil 5 is connected to the membrane 8 of the loudspeaker by means of conventional mountings.

Claims

Claim:

Dynamic electro-acoustic transducer with an annular gap magnet, in which through each other insulated sheet metal lamellas formed cylindrical annular gap one with a membrane connected voice coil is centered, d a characterized in that the poles on both sides of the gap in the range of motion of the voice coil made of concentric annular Dynamo sheets (6,7) are made, which are stacked in the direction of the gap length.

Documents considered: German Patent No. 844 165; U.S. Patent Nos. 1 976 874.1 866 361, 1,827 114.1 903 164.

1 sheet of drawings