DE2302385A1

DE2302385A1 - Dauermagnetanordnung fuer einen lautsprecher

Info

Publication number: DE2302385A1
Application number: DE2302385A
Authority: DE
Inventors: Rollin James Parker
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1972-01-21
Filing date: 1973-01-18
Publication date: 1973-07-26
Also published as: GB1409789A; JPS4883817A; NL7217774A; US3763334A; FR2168575A1; ES410589A1; BE794025A; FR2168575B1; IT978181B

Description

Die Erfindung betrifft eine Dauermagnetanordnung für einen Lautsprecher, insbesondere eine Anordnung mit einem geringe Flussdichte aufweisenden Dauermagneten.

Bei mit einem Dauermagneten mit geringer Flussdichte bestückten
Lautsprechern ist üblicherweise ein Magnetkreis vorgesehen, der aus einem axial orientierten und/oder magnetisierten ringförmigen Dauermagneten mit separaten, zwischen unterem und oberem axialem Bereich verlaufenden Rücklei tu ngselementen und einem zentral angeordneten Polkern aus Eisen oder Stahl aufgebaut ist. Bei einer derartigen

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Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

Dauermagnetanordnung kontaktiert das Rückleitungselement eine verhältnismässig grosse Fläche des einen Magnetpols, stellt jedoch eine kleine Oberfläche am Luftspalt dar. Diese Anordnung ermöglicht eine hohe Konzentration der verhältnismässig geringen Magnetflussdichte am Luftspalt. Da jedoch beträchtliche Flussverluste aus der Seite des Dauermagneten auftreten, weist die Dauermagnetanordnung einen verhältnismässig geringen Wirkungsgrad auf und es werden im Luftspalt ungefähr nur 50 % des Magnetflusses ausgenutzt. Der auftretende Streufluss kann die Arbeitsweise von anderen in der Nähe angeordneten Bauteilen oder Geräten nachteilig beeinflussen, wenn die Magnetanordnung beispielsweise in einem Fernsehgerät oder in einem Kraftfahrzeug installiert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine unter Verwendung eines Dauermagneten mit einem verhältnismässig geringen Fluss aufgebaute Dauermagnetanordnung für einen Lautsprecher zu schaffen, die im Vergleich zu den bisher bekannten Anordnungen einen wesentlich höheren Wirkungsgrad und wesentlich geringere Streuverluste aufweist. Die Dauermagnetanordnung soll weiterhin so ausgestaltet werden, dass für den Dauermagneten keine allzu hohen Genauigkeitstoleranzen hinsichtlich seiner physikalischen Abmessungen erforderlich sind. Ferner soll die Dauermagnetanordnung den Bau von kleineren Lautsprechern unter Verwendung von kleineren Magneten ermöglichen, die jedoch eine den bisherigen Lautsprechern äquivalente Leistung aufweisen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch eine Dauermagnetanordnung, die einen radial magnetisierten ringförmigen Dauermagneten und ein aus einem Stück bestehendes Rückleitungs-

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element umfasst, das zwei konzentrische ringförmige Segmente aufweist, die am axial oben liegenden Bereich offen sind und am axial unten liegenden Bereich durch ein Überbrückungsgiied miteinander verbunden sind, das in Umfangsrichtung mit Ausnahme eines kleinen Bereiches unterbrochen ist. Der Dauermagnet passt zwischen die zwei konzentrischen Segmente des Rückleitungselennentes und bildet mit diesen einen Magnetkreis. Das radial innen Hegende ringförmige Segment des Rückleitungselennentes weist einen axialen Oberteil auf, dessen Dicke grosser ist als die des verbleibenden Teils des Segmentes, wodurch eine Konzentrierung des Magnetflusses am Luftspalt erreicht wird. Zur Vervollständigung des Magnetkreises ist konzentrisch innerhalb des inneren ringförmigen Segmentes des Rückleitungselennentes ein Polkern angeordnet. Mit dem Ausdruck "ringförmig" sind hiermit Magnete oder Rückleitungselemente bezeichnet, bei denen ein in sich geschlossener Magnet- oder Rückleitung steil eine zentrale Aussparung oder ein zentrales Loch umschliesst.

Die Erfindung wird nun näher anhand von Zeichnungen erläutert, in denen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Lautsprecher mit einer Dauermagnetanordnung gemäss einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 die Dauermagnetanordnung nach Fig. 1 im grösseren Maßstab, Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 und Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 2.

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Der in den Zeichnungen dargestellte Lautsprecher weist einen Korb 1 auf, an dessen Aussenrand eine trichterförmige Membran 2 abgestützt ist. Eine biegsame Zentriermembran 3 ist mit ihrer äusseren Umfangsfläche am Korb 1 abgestützt. An die Membran 2 ist eine auf einen Spulenkörper 5 gewickelte Schwingspule 4 angekoppelt. Lautsprecher der vorstehend beschriebenen Art sind bekannt.

Die erfindungsgemäss ausgebildete Dauermagnetanordnung ist in den Zeichnungen mit der Bezugszahl 6 bezeichnet und umfasst ein einstückiges Rückleitungselement 7 und einen radial magnetisierten ringförmigen Dauermagneten 8, der in das Rückleitungselement 7 eingesetzt ist und dieses unter Bildung eines Magnetkreises kontaktiert. Das Rückleitungselement 7 weist zwei konzentrische ringförmige Segmente auf, nämlich ein radial aussen liegendes Segment 9 und ein radial innen liegendes Segment 10. Beide Segmente erstrecken sich über die axiale Länge des Dauermagneten und haben Kontakt mit einem der Dauermagnetpole. Die konzentrischen Segmente sind an ihrem unteren Ende durch ein Überbrückungsstück 12 miteinander verbunden, das sich zwischen den unteren äussersten Bereichen der Rückleitungskontaktflächen erstreckt. Das Überbrückungsstück 12 verläuft im Abstand von der unteren axialen Stirnfläche des Dauermagneten 8, wodurch ein Luftraum 13 zur Verhinderung \όπ örtlichen Kantenstörungen in der Magnetanordnung entsteht. Das Überbrückungsstück 12 ist mit Ausnahme eines kleinen Teiles unterbrochen, indem ein rund um den Umfang verlaufender Bereich bis auf mehrere kleine Verbindungsstege entfernt ist. In Fig. 3 sind drei ausgesparte und untereinander identische Umfangsbereiche 14, 15 und 16 sowie drei untereinander identische metallische Verbindungsstege 17, 18 und 19 dargestellt.

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Die Verbindungsstege 17, 18 und 19 sind in gleichem Abstand voneinander rund um den Umfang des Verbindungsstückes in der Nähe der Rückleitungskontaktfläche vorgesehen und gewährleisten den einstückigen Aufbau des Rückleitungselementes. Die Verbindungsstege sind jedoch so schmal bemessen, dass sie den Magnetfluss durch den Magnetkreis der Magnetanordnung nicht kurzschliessen. Ein geringer .Anteil des Magnetflusses geht bei der Sättigung dieser metallischen Verbindungsstreifen verloren, jedoch ist dieser Anteil nicht gross.

Das innere Segment 10 ist nach innen unter Bildung eines Kopfteiles 20 umgebogen, der damit breiter ist als der restliche Teil des Segmentes und eine Konzentration des Magnetflusses auf den Luftspalt bewirkt. Die axiale Höhe des Dauermagneten sollte normalerweise mehrere Male so gross sein wie die Höhe des Luftspaltes, beispielsweise im Falle eines Bariumferritdauermagneten dreimal so gross sein wie die Höhe des Luftspaltes. Dieses Verhältnis ermöglicht eine Konzentration der Magnetflussdichte im Luftspalt auf einen Wert in der Grössenordnung von 10 000 Kilogauss. Zur Vervollständigung des Magnetkreises und zur Bildung eines Luftspaltes 22 für die Schwingspulen 4 des Lautsprechers ist ein massiver Polkern 21 aus Stahl vorgesehen, der mit Presspassung in der Rückleitungs- bzw. Rückflussanordnung sitzt.

Die bei der Dauermagnetanordnung nach der Erfindung vorgesehenen ringförmigen Dauermagneten können aus irgendeinem Dauermagnetwerkstoff hergestellt sein, beispielsweise aus Barium- oder Strontiumferriten, Werkstoffen aus Kobalt und seltenen Erden des Typs Co Sm, Alnicolegierungen oder Dauermagnetwerkstoffen aus langgestreckten Einbereichsteilchen aus Eisen oder Eisen-Kobalt-Legie-

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rungen. Da die Ferrite die Dauermagnetwerkstoffe mit der geringsten Flussdichte sind, verwendet man bei der Dauermagnetanordnung nach der Erfindung insbesondere Ferritmagnete. Es können jedoch auch andere Dauermagnete mit geringer Flussdichte zur Anwendung gelangen. Vorzugsweise verwendet man anisotrope Magnete mit einer in der radialen Ebene verlaufenden Magnetisierungsvorzugsrichtung, d.h. Ringmagnete, die ausgehend von der Ringmitte in Richtung nach aussen magnetisiert sind. Ein derart magnetisierter anisotroper Magnet ist in der US-PS 3 250 831 beschrieben, in der auch ein Herstellungsverfahren angegeben wird, bei dem langgestreckte Einbereichsteilchen in radialer Richtung ausgerichtet und verdichtet werden.

Die Dauermagnetanordnung nach der Erfindung weist eine Reihe von Vorteilen auf. Da die bei der Dauermagnetanordnung nach der Erfindung auftretende magnetische Streustrahlung sehr gering ist, kann die Dauermagnetanordnung nach der Erfindung auch dort angewendet werden, so dies bisher nicht für zweckdienlich gehalten wurde, beispielsweise in Farbfernsehgeräten und in Fahrzeugen. Bei der Dauermagnetanordnung nach der Erfindung steht im wesentlichen der gesamte Magnetfluss im Luftspalt zur Verfügung. Eine Dauermagnetanordnung mit einem Magneten mit einem Gewicht von 170 g ergibt die gleiche Leistung wie eine bekannte Anordnung mit einem Magneten mit einem Gewicht von 280 g bei Verwendung einer 2,5 cm-Schwingspule. Die radiale Dicke des Magneten braucht nur etwas grosser zu sein als die der bisher verwendeten keramischen Magnete und beträgt ungefähr 0,6 cm. Die Abmessungstoleranzen hinsichtlich des äusseren und des inneren Durchmessers des Magneten können gross sein, da diese Toleranzen durch entsprechende Bemessung der konzentrischen Segmente des einstückigen Rückleitungselementes ausgeglichen werden können. Die

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Herstellung genauer Abnnessungen ist beim Rückleitungselement wirtschaftlicher als beim Magneten, da das Magnetmaterial nur sehr schwer zu bearbeiten und zu schleifen ist. Der Dauermagnet kann auch leicht in den Magnetkreis eingebaut werden. Er braucht lediglich in die zwischen den beiden konzentrischen Segmenten vorhandene Tasche eingefügt zu werden.

Ein weiterer Vorteil der Dauermagnetanordnung nach der Erfindung ist darin zu sehen, dass ir. ?ei oder drei Leistungsniveaus mit einer vorgegebenen Schwingspulgrösse einfach durch Veränderung der axialen Länge des ringförmigen Dauermagneten realisiert werden können. Dies ist bei den bisher bekannten Dauermagnetanordnungen nicht der Fall, bei denen die Flussdichte von der Breite des Dauermagneten abhängt und daher keineswegs einfach eingestellt werden kann. Man kann also Kosten einsparen, indem man einfach die Abmessungen des Magneten und der Stahlteile entsprechend verändert.

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Claims

PATENTANSPR UCH E:

1 J Dauermagnetanordnung für einen Lautsprecher, gekennzeichnet durch einen radial magnetisierten ringförmigen Dauermagneten und durch ein Rückleitungselement, das zwei konzentrische ringförmige Segmente aufweist, die im oberen axialen Bereich offen sind und im unteren axialen Bereich durch ein Verbindungsstück miteinander in Verbindung stehen, das rund um den Umfang bis auf einen schmalen Bereich unterbrochen ist, und weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass das radial innen liegende ringförmige Segment einen axialen oberen Teil mit grösserer Dicke aufweist und der Dauermagnet zwischen die beiden konzentrischen Segmente des Rückleitungselementes eingepasst ist und mit diesen magnetischen Kontakt hat.
2. Dauermagnetanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass konzentrisch innerhalb des radial innen liegenden ringförmigen Segmentes des Rückleitungselementes ein Polstück angeordnet ist, das mit dem unteren axialen Bereich des radial innen liegenden ringförmigen Segmentes in Berührung steht und im Abstand vom oberen axialen Bereich des innen liegenden ringförmigen Segmentes unter Bildung eines Luftspaltes angeordnet ist.
3. Dauermagnetanordnung nach Anspruch 1,, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückleitungselement aus einem Stück besteht und die konzentrisch angeordneten ringförmigen Segmente des Rücklei tu ngsele-

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mentes im unteren axialen Bereich des Rücklei tu ngselementes durch ein Verbindungsstück miteinander verbunden sind, das rund um den Umfang bis auf eine Reihe von dünnen Verbindungsstegen unterbrochen ist.
4. Dauermagnetanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet ein Ferritmagnet ist.

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