DE19643308A1 - Electrodynamic convertor esp. for active noise control - Google Patents
Electrodynamic convertor esp. for active noise controlInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen elektrodynamischen Wandler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Der Elektrodynamische Wandler ist vorgesehen für die Schallwandlung, insbesondere in Anwendungen zur aktiven Lärmabwehr (ANC: active noise control).The invention relates to an electrodynamic converter according to the preamble of Claim 1. The electrodynamic transducer is intended for sound conversion, especially in applications for active noise control (ANC: active noise control).
Bei Wandlern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfolgt üblicherweise die Zentrierung der Membran durch die äußere Membraneinspannung (Scharnier) und die der Schwingspule durch eine Zentriermembran (Spinne), die direkt mit der Schwingspule verbunden ist.In converters according to the preamble of claim 1, this is usually done Centering of the membrane by the outer membrane clamping (hinge) and that of Voice coil through a centering membrane (spider) that connects directly to the voice coil connected is.
Aus Anwendungen der aktiven Lärmabwehr (ANC) ergeben sich hinsichtlich des Einsatzbereiches neue Anforderungen an die Schallwandler. Diese liegen einerseits im Tieffrequenzbereich (<100 Hz), andererseits in der begrenzten Strahlerfläche. Zum erzeugen der benötigten großen Schalldrücke bzw. Volumenflüsse ist eine große Auslenkung der Membran von Nöten (bei begrenzter Membranfläche). D.h. will man dieses Problem mit elektrodynamischen Antrieben lösen, erfordert das ausgesprochen langhubige und trotzdem lineare Konstruktionen. Bei herkömmlichen Konstruktionen begrenzt die Spinne die mögliche Auslenkung durch ein stark nichtlineares Steifeverhalten, das mit der Auslenkung zunimmt. Typisch sind wenige mm Auslenkung. Ein weiteres Problem ist die Temperaturableitung aus der Schwingspule, da bei den erforderlichen Ausschlägen große Spulenströme erforderlich sind.Applications from active noise control (ANC) result in New requirements for the transducers. These are on the one hand in Low frequency range (<100 Hz), on the other hand in the limited radiator area. To generate of the large sound pressures or volume flows required is a large deflection of the Membrane required (with limited membrane area). I.e. do you want this problem with Solving electrodynamic drives requires an extremely long stroke and still linear constructions. In conventional designs, the spider limits the possible deflection due to a strongly non-linear stiffness behavior, that with the deflection increases. A typical deflection is a few mm. Another problem is that Dissipation of temperature from the voice coil, since the required deflections are large Coil currents are required.
Aus der DE 32 45 417 A1 ist beispielsweise ein elektromagnetischer Wandler bekannt, bei dem zur exakten axialen Führung der beweglichen Schwingspule eine Zentriernadel vorgesehen ist, die in einer Bohrung durch den Polkern in Bewegungsrichtung geführt wird. Durch diese Maßnahme sollen Taumelbewegungen der Schwingspule vermieden werden.From DE 32 45 417 A1, for example, an electromagnetic transducer is known from a centering needle for the exact axial guidance of the moving voice coil is provided, which is guided in a bore through the pole core in the direction of movement. This measure is intended to avoid wobble movements of the voice coil.
Nachteilig an dieser Lösung ist, daß zu einer exakten radialen Führung offensichtlich eine magnetische Flüssigkeit zwischen Zentriernadel und Polkern notwendig ist. Zusätzlich begrenzt die Bohrung durch die verringerte Fläche den magnetischen Fluß durch den Kern. Diese Lösung ist für die zu erwartenden hohen Belastungen hinsichtlich Beschleunigung bzw. mechanischer Kraft in Anwendungen der aktiven Lärmabwehr nur bedingt geeignet.The disadvantage of this solution is that obviously an exact radial guidance magnetic liquid between the centering needle and the pole core is necessary. In addition the bore limits the magnetic flux through the core due to the reduced area. This solution is for the expected high loads with regard to acceleration or mechanical force in applications for active noise control.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrodynamischen Wandler zu finden, dessen Führung und Zentrierung des Schwingsystems große Hübe (einige cm) unter linearen Bedingungen gewährleistet. Das bei großen Hüben auftretende Temperaturproblem soll durch eine bessere Temperaturableitung, als bei Systemen bei denen die Schwingspule nur vom gasförmigen Medium (Luft) umgeben ist, gleichfalls gelöst werden.The object of the invention is to find an electrodynamic converter, the leadership and centering the oscillation system large strokes (a few cm) under linear conditions guaranteed. The temperature problem that occurs with large strokes is said to be caused by a better temperature dissipation than in systems in which the voice coil only from gaseous medium (air) is surrounded, can also be solved.
Die genannte Aufgabe wird bei einem elektrodynamischen Wandler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im Kennzeichen wiedergegebenen Merkmale gelöst. Vorzugsweise Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The above task is in an electrodynamic converter according to the preamble of claim 1 solved by the features shown in the license plate. Refinements preferably result from the subclaims.
Zur exakten axialen Führung ist ein Gleitlager vorgesehen, welches fest mit dem Schwingspulenträger verbunden ist und auf dem Polkern des Magnetsystems in Bewegungsrichtung geführt wird. Durch diese Anordnung wird die Schwingspule im Luftspalt exakt zentriert, wodurch auf weitere Maßnahmen zur Zentrierung (üblicherweise eine Zentriermembran oder -spinne) verzichtet werden kann und der Luftspalt zum erreichen hoher Flußdichten optimal eng ausgelegt werden kann. Weiterhin werden Taumelbewegungen des Schwingsystems verhindert (niedriger Klirrfaktor). Die Aufhängung der Membran erfolgt wesentlich reibungsärmer (Wirkungsgrad!) und weicher (niedrigere Resonanzfrequenz möglich) als bei herkömmlichen Systemen mit Zentriermembran. Durch den formschlüssigen Kontakt zwischen Lagerbuchse und Polkern erfolgt eine wesentlich bessere Temperaturableitung aus der Schwingspule, wodurch ein höherer Spulenstrom möglich wird (Wirkungsgrad!). So werden wirklich langhubige und weitgehend lineare Konstruktionen (einige cm Auslenkung) möglich, die deutlich über das bisher machbare hinausgehen.For exact axial guidance, a plain bearing is provided, which is fixed to the Voice coil former is connected and in on the pole core of the magnet system Direction of movement is performed. With this arrangement, the voice coil in the Air gap exactly centered, which means further measures for centering (usually a centering membrane or spider) can be omitted and the air gap to achieve high flux densities can be optimally narrow. Continue to be Swinging of the vibrating system is prevented (low distortion factor). The The membrane is suspended with less friction (efficiency!) And softer (lower resonance frequency possible) than with conventional systems with Centering membrane. Due to the positive contact between the bearing bush and the pole core there is a much better dissipation of temperature from the voice coil, resulting in a higher coil current is possible (efficiency!). So be really long stroke and largely linear constructions (a few cm deflection) possible, which are clearly above the go out so far feasible.
Die Erfindung wird nachfolgend an Rand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. In the Drawings show:
Fig. 1 eine erste Variante eines erfindungsgemäßen elektrodynamischen Wandlers (mit Spulenträger und mit zwei Gleitlagerringen und einer am oberen Gleitlagerring befestigten Konusmembran) Fig. 1 shows a first variant of an electrodynamic transducer according to the invention (with the coil carrier and with two bearings rings and a fixed to the upper slide bearing ring cone diaphragm)
Fig. 2 eine zweite Variante mit nur einem (nicht durchgehenden) Gleitlagerring und einer am Spulenträger befestigten Flachmembran Fig. 2 shows a second variant with only one (non-continuous) plain bearing ring and a flat membrane attached to the coil carrier
Fig. 3 eine dritte Variante mit einem durchgehenden Gleitlager, welches gleichzeitig als Spulenträger fungiert. Fig. 3 shows a third variant with a continuous slide bearing, which also acts as a coil carrier.
In der Fig. 1 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrodynamischen Wandlers dargestellt. In einen ringförmigen Luftspalt 4, der zwischen einer Polplatte 2 und einem Polkern 8 gebildet wird, ragt eine Schwingspule 6. Die Schwingspule 6 ist auf einem Schwingspulenträger 5 aufgewickelt, der seinerseits auf zwei Gleitlagerringen 7a, 7b befestigt ist. Die beiden Gleitlagerringe 7a, 7b, bilden mit dem Polkern 10 ein trockenlaufendes Gleitlager, so daß die Schwingspule 6 mit dem Schwingspulenträger 5 auf dem Polkern 10 leicht verschiebbar ist. Um die Reibung der Gleitlagerpaarung zu minimieren ist der Polkern auf seiner Umfangsfläche mit einer Gleitschicht versehen. Eine weitere Minimierung der Reibung ergibt sich bei Einlagerung von Festschmierstoffen an der Oberfläche der Gleitlagerringe 7a, 7b.In Fig. 1 shows an embodiment of an electrodynamic transducer of the invention. A voice coil 6 projects into an annular air gap 4 , which is formed between a pole plate 2 and a pole core 8 . The voice coil 6 is wound on a voice coil former 5 , which in turn is attached to two plain bearing rings 7 a, 7 b. The two plain bearing rings 7 a, 7 b, form a dry-running plain bearing with the pole core 10 , so that the voice coil 6 with the voice coil former 5 is easily displaceable on the pole core 10 . In order to minimize the friction of the pair of plain bearings, the pole core is provided with a sliding layer on its circumferential surface. The friction is further minimized when solid lubricants are stored on the surface of the plain bearing rings 7 a, 7 b.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde der Polkern 10 mit einer 2 µm starken DLC-Schicht (als Schutz gegen tribologische Beanspruchung) versehen. Das Gegenlager bilden zwei thermoplastische Kunststoffgleitringe, in die ein Gemisch aus Festschmierstoffen (u. a. Graphit) eingelagert ist, und welches durch eine Fasermatrix verstärkt wird.In this exemplary embodiment, the pole core 10 was provided with a 2 μm thick DLC layer (as protection against tribological stress). The counter bearing is formed by two thermoplastic plastic sliding rings, in which a mixture of solid lubricants (including graphite) is embedded, and which is reinforced by a fiber matrix.
Durch das Gleitlager bzw. durch den formschlüssigen Kontakt zwischen Gleitlager 7 und Polkern 10 ergibt sich eine deutlich verbesserte Temperaturableitung aus der Schwingspule 6 als bei Schwingspulen, die von einem gasformigen Medium umgeben sind. Damit kann einem erhöhten Wärmeableitungsbedarf aufgrund der großen Hübe besser entsprochen werden.The plain bearing or the positive contact between the plain bearing 7 and the pole core 10 results in a significantly improved temperature dissipation from the voice coil 6 than with voice coils which are surrounded by a gaseous medium. An increased heat dissipation requirement due to the large strokes can thus be better met.
Für die Übertragung des Hubes auf die Lautsprechermembran 9 (in diesem Fall eine konusförmige Ausführung) ist diese direkt mit dem oberen Gleitlagerring 7b starr verbunden.For the transmission of the stroke to the loudspeaker membrane 9 (in this case a conical design), this is rigidly connected directly to the upper slide bearing ring 7b.
In der Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrodynamischen Wandlers dargestellt. Auf dem Polkern 10 ist hier nur ein Gleitlagerring 7a vorgesehen. Das eine Ende des Schwingspulenträgers 5 ist mit dem Gleitlagerring 7a und das andere Ende des Schwingspulenträgers 5 mit der Lautsprechermenbran 9 verbunden. Im Ausführungsbeispiel ist die Lautsprechermenbran 9 eine Flachmenbran, so daß der Schwingspulenträger 5 ohne Schwierigkeiten mit der Lautsprechermembran 9 verklebt werden kann. Bei dieser Variante ergibt sich als Vorteil gegenüber der ersten Variante, daß der Polkern 10 nur relativ kurz ausgeführt werden muß, um einen großen Hub zu gewährleisten.In FIG. 2, another embodiment is shown of an electrodynamic transducer of the invention. On the pole core 10 , only a plain bearing ring 7 a is provided here. One end of the voice coil former 5 is connected to the slide bearing ring 7 a and the other end of the voice coil former 5 is connected to the loudspeaker diaphragm 9 . In the embodiment the Lautsprechermenbran 9 is a Flachmenbran so that the voice coil support 5 can be bonded without difficulty with the loudspeaker diaphragm. 9 This variant has the advantage over the first variant that the pole core 10 only has to be made relatively short in order to ensure a large stroke.
Die Gleitlagerpaarung ist wie bei der ersten Variante ausgeführt.The pair of plain bearings is the same as for the first variant.
Eine dritte Variante ergibt sich aus der Darstellung gemäß der Fig. 3. Als Besonderheit dieser Lösung kann die Doppelfunktion des Gleitrings als gleichzeitiger Spulenträger angesehen werden.A third variant results from the illustration according to FIG. 3. As a special feature of this solution, the double function of the slide ring can be regarded as a simultaneous coil carrier.
11
Ringmagnet - Permanentmagnet (geht auch mit Elektromagnet)
Ring magnet - permanent magnet (also works with an electromagnet)
22nd
obere Polplatte
upper pole plate
33rd
untere Polplatte
lower pole plate
44th
Luftspalt
Air gap
55
Schwingspulenträger
Voice coil former
66
Schwingspule
Voice coil
77
Gleitlager
bearings
88th
reibarme Gleitschicht
low-friction sliding layer
99
Lautsprechermembran (Konus-, Flachmembran etc.)
Loudspeaker diaphragm (cone, flat diaphragm etc.)
1010th
Polkern.
Polkern.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996143308 DE19643308C2 (en) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | Electrodynamic converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996143308 DE19643308C2 (en) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | Electrodynamic converter |
Publications (2)
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DE19643308A1 true DE19643308A1 (en) | 1998-04-23 |
DE19643308C2 DE19643308C2 (en) | 1999-04-01 |
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ID=7809281
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996143308 Expired - Fee Related DE19643308C2 (en) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | Electrodynamic converter |
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Country | Link |
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DE (1) | DE19643308C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113447352A (en) * | 2021-06-28 | 2021-09-28 | 陕西大工旭航电磁科技有限公司 | Electromagnetic loading novel medium strain rate impact tensile test system and test method thereof |
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US4115667A (en) * | 1973-06-21 | 1978-09-19 | Babbco, Ltd. | Loudspeaker voice coil bearing |
DE3245417A1 (en) * | 1982-12-08 | 1984-07-19 | Telefunken Fernseh Und Rundfunk Gmbh, 3000 Hannover | Electromagnetic transducer |
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1996
- 1996-10-21 DE DE1996143308 patent/DE19643308C2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE19643308C2 (en) | 1999-04-01 |
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