DE3517855C1 - Elektrodynamischer Lautsprecher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrodynamischen Lautsprecher mit einem scheibenförmigen, zwischen Polplatten angeordneten Magneten, in dessen ringförmigem Luftspalt eine aus einem dünnen zylindrischen

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Metallstreifen bestehende Membran angeordnet ist, staltung tritt eine Steigerung der magnetischen Fluß-

dessen durch einen Spalt getrennten Enden die Kontak- dichte dadurch ein, daß der Luftspalt zwischen den Po-

te für den Tonfrequenz-Wechselstrom tragen. len zweier Magnete gebildet ist.

Ein derartiger Lautsprecher ist aus der Zeitschrift Die magnetische Flußdichte läßt sich bei dieser Aus- »Funkschau«, 1971, Heft 12, Seite 372, bekannt. Gegen- 5 gestaltung weiter dadurch steigern, daß der Luftspalt

über üblichen elektrodynamischen Lautsprechern mit zwischen ringförmigen Polplatten gebildet ist, die an

einer an einer Schwingspule befestigten Konus- oder den äußeren zylindrischen Mänteln der Magnete befe-

Kalottenmembran, die wie ein Kolben arbeitet und gün- stigt sind.

stigstenfalls vorzugsweise in Richtung der Schwingbe- Nach einer besonderen Ausführungsform ist vorgesewegung abstrahlt, vermag dieser bekannte Lautspre- io hen, daß mittig zwischen den Magneten eine zu diesen eher eine Zylinderwelle zu erzeugen. Der Nachteil die- parallele dritte Polplatte mit zylindrischem Polkern verses bekannten Lautsprechers liegt jedoch, wie Versuche bunden ist, die den Raum zwischen den Magneten in gezeigt haben, darin, daß sein Schalldruckpegel bezo- zwei Luftspalte unterteilt, in denen jeweils ein Metallgen auf die elektrische Eingangsleistung nur gering ist. streifen mit gegensinnig gepolten Kontakten angeord-

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Lautspre- 15 net ist.

eher der eingangs angegebenen Art mit verbesserter Um eine gute Beweglichkeit der Membran zu errei-Schalleistung zu schaffen. chen, kann zwischen dem äußeren Mantel des im Luft-Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, spalt gehalterten Ringes und dem Metallstreifen eine daß der Magnet ringscheibenförmig ausgebildet ist und Schicht aus dämpfendem Material angeordnet sein, auf dessen ebenen Stirnseiten den Nord- und Südpol bilden, 20 der der Metallstreifen lose aufliegt. Die Schicht kann daß nur eine Polplatte an einer Stirnseite des Magnets aus Watte, Filz oder Schaumgummi bestehen,
anliegt und die andere Polplatte durch einen bolzenarti- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesegen Kern, der den zylindrischen Innenraum des Magne- hen, daß der Ring in seinem äußeren Mantel mit einer ten durchsetzt, mit dieser ersten Polplatte unter Bildung Ringnut versehen ist. Diese Ringnut kann zusätzlich mit eines Luftspalts zwischen der anderen Stirnseite des 25 Watte gefüllt sein. Diese Ausgestaltung ermöglicht es je Magneten und der anderen Polplatte verbunden ist und nach Größe des durch die Ringnut gebildeten Hohldaß der Metallstreifen auf der zylindrischen Mantelflä- raums, die Eigenresonanz in einen gewünschten Bereich ehe eines im Luftspalt gehalterten Ringes befestigt ist. zu verschieben, in dem diese durch die Watte oder der-

Mit dem erfindungsgemäßen Lautsprecher läßt sich gleichen gedämpft wird, so daß der Lautsprecher insge-

ein höherer Schalldruck erreichen, weil sich aufgrund 30 samt breitbandiger wird.

des zwischen einer Polplatte und dem Magneten gebil- Die Kontakte sind in weiterer Ausgestaltung der Erdeten Luftspalts eine höhere magnetische Flußdichte findung mit dem Ring, der aus Kunststoff bestehen bei gleicher magnetischer Feldstärke ergibt. kann, fest verbunden, wobei die Enden des Metallstrei-

Nach einer erfinderischen Weiterbildung ist vorgese- fens in zugehörige Kontaktelemente eingespannt sind, hen, daß mit der anderen Polplatte ein zweiter gleichar- 35 In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesetiger ringscheibenförmiger Magnet verbunden und der hen, daß der Metallstreifen mit zu seiner Krümmungs-Luftspalt zwischen den einander zugewandten Stirnflä- achse parallelen rändeiförmigen Nuten versehen ist. chen der Magnete gebildet ist. Zusätzlich zu der günsti- Diese Nuten verbessern nicht nur das Schwingungsvergen Anordnung des Luftspalts zwischen den Polen halten und die Beweglichkeit des Metallstreifens, sie zweier Magnete wird die Dichte des magnetischen Flus- 40 führen auch zu einer besseren mechanischen Stabilität, ses noch durch die Verwendung zweier Magnete gestei- Die Nuten können aneinandergrenzen und die Quergert, schnittsform gleichschenkeliger Dreiecke besitzen.

Die Flußdichte kann noch weiter dadurch vergrößert Weiterhin ist es möglich, die Nuten mit zahnradähnli-

werden, daß die Magnete im Bereich ihrer inneren ein- chem Querschnitt auszuführen.

ander zugewandten Ränder spiegelbildlich mit nach in- 45 Um theoretisch mögliche akustische Verluste zu ver-

nen geneigten kegelstumpfförmigen Abschrägungen meiden, können die Nuten auch aus im Abstand vonein-

versehen sind. Zwischen den äußeren, in ihrem Durch- ander angeordneten, nach innen oder außen gewölbten,

messer verkleinerten kreisringförmigen Polen ergibt im Querschnitt etwa halbkreisförmigen Sicken beste-

sich aufgrund des verringerten Querschnitts daher eine hen.

größere magnetische Flußdichte. 50 In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese-

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese- hen, daß statt der Metallstreifen Streifen aus nichtleitenhen, daß die einander zugewandten Stirnflächen der dem Material mit aufgebrachten wendeiförmigen Lei-Magnete gleiche Pole aufweisen und daß der Spalt zwi- terbahnen vorgesehen sind. Die Enden dieser Leiterschen diesen Polen durch eine zu den äußeren Polplat- bahnen sind mit den entsprechenden Kontakten verseten parallele und im Abstand von den Stirnflächen der 55 hen. Die Streifen können aus Kunststoff bestehen. Die Magnete angeordnete, mit dem Kern verbundene dritte Leiterbahnen lassen sich beispielsweise durch Aufkle-Polplate in zwei Luftspalte unterteilt ist, in denen je- ben von Metallfolien und nachfolgendes Wegätzen der weils ein Metallstreifen mit gegensinnig gepolten Kon- zwischen diesen befindlichen Zwischenräume bilden,
takten angeordnet ist. Der Schalldruckpegel läßt sich bei gleicher Eingangs-

Nach einem zweiten Vorschlag zur Lösung der ge- 60 leistung zusätzlich dadurch erhöhen, daß die Magnete

stellten Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß und/oder Polplatten beidseits des Streifens hornartig

zwei ringscheibenförmige Magnete, deren inneren und mit gewölbten oder konusartigen Ringen versehen sind,

äußeren zylindrischen Mäntel die Nord- und Südpole Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachste-

bilden, im Abstand voneinander unter Bildung eines hend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser

Luftspaltes zwischen diesen auf einem zylindrischen 65 zeigt

Polkern befestigt sind und daß der Metallstreifen auf F i g. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausfüh-

der zylindrischen Mantelfläche eines in dem Luftspalt rungsform des Lautsprechers in schematischer Darstel-

gehalterten Ringes befestigt ist. Auch bei dieser Ausge- lung,

F i g. 2 einen Querschnitt durch die Magnete und Polplatten des Lautsprechers nach F i g. 1,

F i g. 3 eine der F i g. 2 entsprechende Anordnung, bei der die inneren Randbereiche der Magnete nach innen hin abgeschrägt sind,

F i g. 4 bis 8 Querschnitte durch andere Ausführungsformen der Magnete mit zugehörigen Polplatten und -kernen,

F i g. 9 einen Querschnitt durch einen Haltering für den zylindrisch gekrümmten Metallstreifen,

Fig. 10 eine der Fig.9 entsprechende Darstellung eines Halteringes mit einem durch eine Ringnut geschaffenen Hohlraum,

F i g. 11 eine Draufsicht auf die Halteringe nach den Fig. 9 und 10,

F i g. 12 eine perspektivische Ansicht eines zylindrisch gekrümmten Metallstreifens,

F i g. 13 bis 16 Profile unterschiedlich gerändelter Metallstreifen und

Fig. 17 eine perspektivische Darstellung eines zylindrisch gekrümmten Kunststoffstreifens mit aufgebrachten wendeiförmigen Leiterbahnen.

Der in F i g. 1 dargestellte Lautsprecher besteht aus zwei ringscheibenförmigen Magneten 1, 2 mit inneren und äußeren zylindrischen Wandungen und zueinander parallelen ebenen Stirnflächen, die die Nord- und Südpole bilden. Mit den jeweils außenliegenden ebenen Stirnflächen 3,4 der Magnete 1,2 sind die Polplatten 5,6 verbunden, die eben auf den Stirnflächen 3,4 aufliegen. Die Polplatten 5,6 bestehen aus kreisscheibenförmigen Blechen und weisen einen geringeren Durchmesser auf als die Magnete 1, 2. Die Polplatten 5,6 sind mittig mit einem Polschuhkern 7 aus Eisen verbunden, der die inneren Ringöffnungen der Magnete 1,2 im Abstand von deren inneren zylindrischen Wandungen durchsetzt.

Zwischen den Süd- und Nordpole bildenden einander zugewandten Stirnflächen 9,10 der Magnete 1,2 ist ein Luftspalt gebildet, in dem Haltering 11 aus Kunststoff angeordnet ist, dessen ebenen Stirnflächen mit den Stirnflächen 9, 10 der Magnete 1, 2 verklebt sein können. Der Haltering 11 ist konzentrisch zu dem Polschuhkern 7 angeordnet. Er weist auf seinem äußeren zylindrischen Mantel eine Dämpfungsschicht 12 auf, die aus Watte, Filz oder Schaumgummi bestehen kann. Auf diese Dämpfungsschicht 12 ist lose ein Metallstreifen 13 aus Aluminium aufgelegt, dessen Breite im wesentlichen der Breite des Luftspalts zwischen den Magneten 1, 2 entspricht. Die Enden des zylindrisch gekrümmten Metallstreifens 13 bilden einen Spalt. Mit den Enden sind Kontakte versehen, die jeweils mit den Anschlußlitzen 14 verbunden sind. Die Anschlußlitzen 14 sind durch eine Radialbohrung 15 des Halterings 11 und eine Bohrung 16 der Polplatte 6 nach außen geführt.

Mit dem äußeren Mantel der Magnete 1,2 ist ein den Luftspalt überbrückendes Band 17 verklebt, das als Berührungsschutz dient und zugleich auch als Diffusor ausgelegt sein könnte.

Angrenzend an den Luftspalt sind mit den Magneten 1,2 bogenartig gekrümmte Ringe 18,19 aus Blech oder Kunststoff verbunden, die einen hornartigen Trichter bilden. Dieser Trichter kann zusätzlich auch mit einer Abdeckhaube 20 versehen sein.

Die Anordnung der Magnete 1, 2 sowie der Polplatten 5, 6 und des Polkerns 7 ist zur Verdeutlichung des magnetischen Flusses nochmals in F i g. 2 dargestellt. In dem Luftspalt 21, dessen Breite beispielsweise 15 mm betragen kann, stellt sich ein magnetischer Fluß mit erheblicher Flußdichte ein. Die Flußdichte kann gemäß der Ausgestaltung der Magnete 22, 23 nach Fig.3 zusätzlich noch dadurch gesteigert werden, daß diese an ihren innenliegenden Bereichen mit nach außen laufenden Abschrägungen 24, 25 versehen sind, die durch kegelstumpfförmige Aussparungen gebildet sind.

Der seinem grundsätzlichen Aufbau nach aus F i g. 1 ersichtliche Lautsprecher kann auch mit Magneten und Polplatten der aus den Fig.4 bis 8 ersichtlichen Art versehen sein.

Bei der Anordnung nach F i g. 4 ist nur ein ringscheibenförmiger Magnet 26 vorgesehen, dessen außenliegende Stirnfläche, die einen Magnetpol bildet, an der Polplatte 27 anliegt und mit dieser verbunden ist. Die Polplatte 27 ist durch den Polkern 28, der den Magneten 26 im Abstand von seiner inneren zylindrischen Wand durchsetzt, mit der zu dieser parallelen Polplatte 29 verbunden. Zwischen der Polplatte 29 und der anderen Stirnfläche 30 des Magneten 26 ist der Luftspalt gebildet, in dem der zylindrisch gekrümmte Metallstreifen angeordnet ist.

Die Anordnung nach F i g. 5 entspricht der nach den F i g. 1 und 2. In dem Luftspalt zwischen den beiden Magneten 1, 2 ist jedoch ein Eisenring 31 angeordnet, der den Nutzfluß vergrößert und den Luftspalt verkürzt. Die Anordnung nach F i g. 6 entspricht grundsätzlich ebenfalls der Anordnung der Magnete und Polplatten nach den F i g. 1 und 2. Sie unterscheidet sich jedoch von dieser dadurch, daß mittig in dem Luftspalt eine dritte Polplatte 32 angeordnet ist, die mit dem Polkern 7 verbunden ist. Die Polplatte 32 ist zwischen den Südpolen der Magnete 1,2 angeordnet, so daß sie sich als Nordpol auffassen läßt. Da von der Polplatte 32 einander entgegengesetzte magnetische Flüsse ausgehen, sind die in den beiden Luftspalten zwischen der Polplatte 32 und den Magneten gebildeten Luftspalte angeordneten zylindrischen gekrümmten Metallstreifen gegensinnig zu polen.

Bei der Anordnung nach F i g. 7 sind auf dem rohrförmig ausgebildeten Polkern 33 endseitig ringscheibenförmige Magnete 34, 35 aufgesetzt, deren inneren und äußeren Mantelflächen die Süd- und Nordpole bilden. Auf die äußeren zylindrischen Mantelflächen sind Polringe 36,37 aufgesetzt, zwischen denen der Luftspalt 38 gebildet ist, in dem der zylindrisch gekrümmte Metallstreifen angeordnet ist. Die Polung der Magnete 34,35 ist aus F i g. 7 ersichtlich.

Die Anordnung nach F i g. 8 unterscheidet sich von der nach Fig. 7 dadurch, daß mittig zwischen den Magneten 39, 40 eine Polplatte 41 angeordnet ist, die mit dem Polkern 42 verbunden ist. Bei der aus F i g. 8 ersichtlichen Polung der Magnete 39,40 läßt sich die Polplatte 41 als Südpol auffassen. Die zylindrisch gekrümmten Metallstreifen werden in den Luftspalten zwischen der Polplatte 41 und den Polringen 43,44 mit gegensinniger Polung angeordnet.

Aus F i g. 9 ist der aus Kunststoff bestehende Haltering 11 ersichtlich. Dieser kann in der aus Fig. 10 ersichtlichen Weise mit einer Ringnut 45 versehen sein, wobei die durch diese gebildete ringförmige Kammer 45 mit Watte 46 oder dergleichen gefüllt sein kann.

Wie aus Fig. 11 ersichtlich ist, ist der Haltering 11 fest mit Kontakten 47,48 versehen, in die die Enden des zylindrisch gekrümmten Metallstreifens 13 eingespannt sind.

Aus Fig. 12 ist der zylindrisch gekrümmte Metallstreifen 13 ersichtlich, der vorzugsweise aus einer dünn gewalzten Aluminiumfolie besteht. Da die Enden des Metallstreifens in den Kontakten 47,48 festgelegt sind,

erhält er seine Beweglichkeit nur dadurch, daß er lose auf der polsternden Schicht 12 aufliegt.

Die Beweglichkeit des Metallstreifens kann daher dadurch verbessert werden, wenn er mit einer axial über seinen Mantel verlaufenden Rändelung versehen wird.

Nach dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 besteht die Rändelung sägezahnförmig aus nach innen und nach außen gerichteten, aneinandergrenzenden gleichschenkeligen Dreiecken 49.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 14 ist die Rändelung 50 zahnradförmig ausgebildet. Die Rändelung nach den Fig. 15 und 16 besteht aus nach innen und nach außen gewölbten, im Abstand voneinander angeordneten, im Querschnitt halbkreisförmigen Sicken 50,51.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 17 ist als in dem Luftspalt angeordnete Membran ein zylindrisch gekrümmter Kunststoffstreifen 52 vorgesehen, auf den wendelförmig Leiterbahnen 53 aufgebracht sind. Zur Überbrückung des Spaltes 54 sind in der dargestellten Weise überbrückende Leiterbahnen vorzusehen. Die Enden der Leiterbahnen sind mit Kontakten für den Tonfrequenzwechselstrom versehen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Claims (22)

35 Yl Patentansprüche:

1. Elektrodynamischer Lautsprecher mit einem scheibenförmigen, zwischen Polplatten angeordneten Magneten, in dessen ringförmigem Luftspalt eine aus einem dünnen zylindrischen Metallstreifen bestehende Membran angeordnet ist, dessen durch einen Spalt getrennten Enden die Kontakte für den Tonfrequenz-Wechselstrom tragen, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (26) ringscheibenförmig ausgebildet ist und dessen ebenen Stirnseiten Nord- und Südpol bilden, daß nur eine Polplatte (27) an einer Stirnseite des Magneten (26) anliegt und die andere Polplatte (29) durch einen bolzenartigen Kern (28), der den zylindrischen Innenraum des Magneten durchsetzt, mit dieser Polplatte (27) unter Bildung eines Luftspalts zwischen der anderen Stirnseite (30) des Magneten (26) und der anderen Polplatte (29) verbunden ist und daß der Metallstreifen (13) auf der zylindrischen Mantelfläche eines in dem Luftspalt gehalterten Ringes (11) befestigt ist.

2. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der anderen Polplatte (5) ein zweiter gleichartiger ringscheibenförmiger Magnet (1) verbunden und der Luftspalt zwischen den einander zugewandten Stirnflächen (9, 10) der Magnete (1,2) gebildet ist.

3. Lautsprecher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (22, 23) im Bereich ihrer inneren einander zugewandten Seiten spiegelbildlich mit nach innen geneigten kegelstumpfförmigen Abschrägungen (24,25) versehen sind.

4. Lautsprecher nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Stirnflächen der Magnete (1,2) gleiche Pole aufweisen und daß der Spalt zwischen diesen Polen durch eine zu den äußeren Polplatten und im Abstand von den Stirnflächen der Magnete (1,2) angeordnete, mit dem Kern (7) verbundene dritte Polplatte (32) in zwei Luftspalte unterteilt ist, in denen jeweils ein Metallstreifen mit gegensinnig gepolten Kontakten angeordnet ist.

5. Lautsprecher nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei ringscheibenförmige Magnete (34, 35), deren inneren und äußeren zylindrischen Mäntel die Nord- und Südpole bilden, im Abstand voneinander unter Bildung eines Luftspalts zwischen diesen auf einem zylindrischen Polkern (33) befestigt sind und daß der Metallstreifen (13) auf der zylindrischen Mantelfläche eines in dem Luftspalt gehalterten Ringes (11) befestigt ist.

6. Lautsprecher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt zwischen Polringen (36,37) gebildet ist, die an den äußeren zylindrischen Mänteln der Magnete (34,35) befestigt sind.

7. Lautsprecher nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mittig zwischen den Magneten (39,40) eine zu diesen parallele dritte Polplatte (41) mit dem zylindrischen Polkern (42) verbunden ist, die den Raum zwischen den Magneten (39, 40) in zwei Luftspalte unterteilt, in denen jeweils ein Metallstreifen mit gegensinnig gepolten Kontakten angeordnet ist.

8. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem äußeren Mantel des im Luftspalt gehalterten Ringes (11) und dem Metallstreifen (13) eine Schicht (12) aus dämpfendem Material angeordnet ist.

9. Lautsprecher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (12) aus Watte, Filz oder Schaumgummi besteht.

10. Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (11) in seinem äußeren Mantel mit einer Ringnut (45) versehen ist.

11. Lautsprecher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (45) mit Watte (46) gefüllt ist.

12. Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (11) aus Kunststoff besteht.

13. Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (47, 48) an dem Ring (11) befestigt und die Enden des Metallstreifens (13) in zugehörigen Kontaktelementen eingespannt sind.

14. Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstreifen (13) mit zu seiner Krümmungsachse parallelen rändeiförmigen Nuten versehen ist.

15. Lautsprecher nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten aneinandergrenzen und die Querschnittsform gleichschenkliger Dreiecke (49) besitzen.

16. Lautsprecher nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten zahnradähnlich im Querschnitt (50) ausgeführt sind.

17. Lautsprecher nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten aus im Abstand voneinander angeordneten, nach innen oder außen gewölbten, im Querschnitt etwa halbkreisförmigen Sicken (51,51') bestehen.

18. Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß statt der Metallstreifen Streifen aus nichtleitendem Material (52) mit aufgebrachten wendeiförmigen Leiterbahnen (53) vorgesehen sind.

19. Lautsprecher nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (52) aus Kunststoff bestehen.

20. Lautsprecher nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (53) aufgedampft und die Zwischenräume zwischen diesen weggeätzt sind.

21. Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete oder Polplatten beidseits der streifenförmigen Membran (13,52) hornartig mit gewölbten oder konusartigen Ringen (18,19) versehen sind.

22. Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrisch gekrümmte Streifen an seinen oberen und unteren Rändern an den Magneten und/oder Polschuhen mit einem Kleber, vorzugsweise einem Silikonkleber, fixiert ist.