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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 26. April 1951 Bekanntgemacht am 9. Februar 1956Registration date: April 26, 1951. Advertised on February 9, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Lautsprecher und bezweckt vor allem, 4en elektroakustischen Wirkungsgrad eines solchen Lautsprechers in einem breiten Frequenzbereich weitgehend zu steigern, um dadurch z. B. die Weiterentwicklung von Rundfunkapparaten in bezug auf Energieeinsparung zu fördern. Die Forderung nach geringen Verlusten und verzerrungsfreiem Verhalten sowie möglichst kleiner schwingender Masse führte bereits zu einer, mit möglichst großem Wickelquerschnitt ausgestatteten, rotationssymmetrischen Ankermembrankonstruktion, die zwei symmetrische, topfartig ausgebildete und axial einander gegenüberliegende magnetische Kreise enthält, zwischen denen eine kreisförmige Ankermembran angeordnet ist, die Schwingungen ausführen kann.The invention relates to an electromagnetic loudspeaker and is primarily intended 4en electroacoustic efficiency of such a loudspeaker in a wide frequency range to increase largely in order to thereby z. B. related to the further development of radio equipment to promote energy saving. The requirement for low loss and distortion-free Behavior as well as the smallest possible oscillating mass already led to one, with as much as possible large winding cross-section equipped, rotationally symmetrical anchor membrane construction, the two symmetrical, pot-shaped and axially opposite magnetic ones Contains circles, between which a circular anchor membrane is arranged, the vibrations can perform.

Bei den bekannten Konstruktionen der oben angegebenen Art ist die rotationssymmetrische Ankermembran an ihrem ganzen Umfang eingespannt, so daß sie in der Mitte frei schwingt. Diese Anordnung war nur für Telefone und Rufapparate bestimmt und besitzt Magnete, welche — unter Wahrung eines erheblichen Zwischenraumes — von konzentrischen Buchsen umgeben sind. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Membran nurIn the known constructions of the type specified above, the rotationally symmetrical anchor membrane is clamped around its entire circumference, so that it swings freely in the middle. This arrangement was only intended for telephones and pagers and has magnets, which - under preservation a considerable gap - are surrounded by concentric sockets. This arrangement has the disadvantage that the membrane only

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Schwingungen mit verhältnismäßig kleinen Amplituden ausführen kann. Die Schalleistung ist daher gering und für große Entfernungen und Rundfunkübertragung nicht ausreichend. Diese Nachteile jverd.en erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß der Rand der in der Mitte befestigten Ankermembran frei schwingt und der Innenrand der Konusmetnbran mit dem schwingenden Rand der Ankermembran verbunden ist.Can perform vibrations with relatively small amplitudes. The sound power is therefore small and for long distances and broadcast transmission unsatisfactory. These disadvantages are eliminated according to the invention in that the Edge of the anchor membrane fastened in the middle swings freely and the inner edge of the conical membrane is connected to the vibrating edge of the anchor membrane.

ίο Für die Magnetisierung der Ankermembran gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten, die zwei verschiedene magnetische Prinzipien bedingen, je nachdem, ob die Ankermembran in der Ruhelage nur axial oder nur radial vom Erregerkraftfluß durchsetzt wird. Beide Möglichkeiten sind an sich nicht neu, jedoch ist die erstere nur für die unsymmetrische Konstruktion bekannt. Bei der zweiten Möglichkeit lassen sich zwei Betriebszustände unterscheiden, je nachdem, ob die größte radiale Induktion in der Ankermembran auf den steilen oder auf den flachen Teil der Magnetisierungskurve des magnetischen Kreises eingestellt ist. Diese Induktion liegt somit je nach der Größe des Luftspaltes des Kreises etwa unterhalb 10 000 oder oberhalb 14000 Gauß. Der zweite Betriebszustand, bei dem der Arbeitspunkt des magnetischen Kreises sich oberhalb des Knickes der Magnetisierungskurve befindet, ist bei den bekannten für Telefone bestirnten Konstruktionen bisher nicht bekannt. Solange sich die Erregerinduktion im kritischen Querschnitt der Ankermembran unterhalb des Knickes der Magnetisierungskurve befindet, sind die nichtlinearen Verzerrungen und damit das quadratische Glied in der bekannten Formel für die Antriebskraft der Ankermembran nur von der Luftspaltdifferenz und damit von der Membranamplitude abhängig. Sobald sich aber der Arbeitspunkt oberhalb des Knickes befindet, spielt das bekannte quadratische Glied in der genannten Formel nur noch eine untergeordnete Rolle, weil die Kraftfluß änderung vom Sättigungseffekt im Punkt größter Induktion in der Membran bestimmt wird, vorausgesetzt, daß der magnetische Widerstand des Kreises.genügend groß im Membrangebiet des kritischen Querschnit-■ tes liegt. Trotz großer Membranamplitudenänderungen sind dann die Kraftfluß änderungen in der Membran klein. Sobald der kritische Querschnitt gesättigt wird, bildet sich an dieser Stelle an den Seiten der Membran ein Streufeld aus. Der magnetische Widerstand dieses Feldes ist jedoch gegenüber dem. magnetischen Widerstand des kritischen Querschnittes groß, so daß die Kraftfluß änderung in den Spulen nur unwesentlich erhöht wird.ίο For the magnetization of the anchor membrane there there are basically two possibilities that require two different magnetic principles, depending on whether the armature membrane in the rest position is only penetrated axially or only radially by the flow of excitation force will. Both possibilities are not new in themselves, but the former is only for the asymmetrical one Construction known. The second option allows two operating states differ depending on whether the greatest radial induction in the anchor membrane is on the steep or is set to the flat part of the magnetization curve of the magnetic circuit. This induction is thus approximately below 10,000 or above, depending on the size of the air gap in the circle 14,000 gauss. The second operating state in which the operating point of the magnetic circuit is is located above the bend of the magnetization curve is known for telephones Constructions not known so far. As long as the excitation induction is in the critical cross-section of the anchor membrane is below the bend of the magnetization curve, the non-linear ones Distortion and thus the square term in the well-known formula for the driving force of the anchor membrane only depends on the air gap difference and thus on the membrane amplitude. But as soon as the working point is above the kink, the familiar square one plays Link in the formula mentioned only plays a subordinate role because the change in force flow is determined by the saturation effect at the point of greatest induction in the membrane, provided that The magnetic resistance of the circuit. Sufficiently large in the membrane area of the critical cross-section ■ tes lies. In spite of large changes in the membrane amplitude, the force flow changes in the Membrane small. As soon as the critical cross-section is saturated, the Sides of the membrane from a stray field. The magnetic resistance of this field is however opposite to the. magnetic resistance of the critical cross-section large, so that the flux of force change is only marginally increased in the coils.

Gegenüber den bekannten Lautsprecherkonstrüktionen ist die Ankermembran erfindungsgemäß mit einer sie konzentrisch umgebenden Konusmembrän verbunden und in ihrer Mitte zwischen den Mittelpolen der Topfmagnete eingespannt, so daß an dieser Stelle praktisch kein Luftspalt entsteht und der Rand der Ankermembran zwischen den. Mantelpolen frei schwingen kann. Bei gleichem Durchmesser der Ankermembrän sind bei der Ausführung nach der Erfindung daher wesentlich größere Lüftspaltquerschnitte¹ möglich wie bei der bekannten Konstruktion. Stellt man gleichzeitig noch die wei- 6g tere Bedingung, daß für die bekannte Bauart und die erfindungsgemäße Ausführung der magnetische Widerstand im Luftspalt glfeicn.. ^eIn soll, so ergeben sich für den erfindungsgStfläßen Lautsprecher wesentlich größere Luftspaltlängen, wodurch größere Membranamplituden möglich sind. Zusammenfassend lassen also die größeren Luftspaltquerschnitte und -längen bei gleichzeitigem Tieferlegen der tiefsten erreichbaren Frequenz größere Sprechkraftfmsse und damit Schalleistungen zu. Dazu kommen noch die mechanischen Vorteile, wie z. B. der der direkten Befestigung der schallabstrahlenden Koriusmembran an der Ankermembran und die Möglichkeit der Anpassung der mechanischen Rückstellkraft der Ankermembran an die wirksamen magnetischen Kräfte sowie die Unterteilung der Ankermembran in mehrere voneinander isolierte Blech folien.Compared to the known loudspeaker constructions, the anchor membrane is connected according to the invention with a concentrically surrounding conical membrane and clamped in its center between the central poles of the pot magnets, so that there is practically no air gap at this point and the edge of the anchor membrane between the. Sheath poles can swing freely. With the same diameter of the anchor membrane, significantly larger ventilation gap cross-sections ^{1 are} therefore possible in the embodiment according to the invention than in the known construction. If at the same time the further condition is set that the magnetic resistance in the air gap should equalize for the known design and the inventive design, the result for the loudspeaker according to the invention is significantly larger air gap lengths, whereby larger membrane amplitudes are possible. In summary, the larger air gap cross-sections and lengths, while simultaneously lowering the lowest achievable frequency, allow greater speech force levels and thus greater sound power. In addition, there are the mechanical advantages, such as B. the direct attachment of the sound-radiating Korius membrane to the anchor membrane and the possibility of adapting the mechanical restoring force of the anchor membrane to the effective magnetic forces and the subdivision of the anchor membrane into several insulated sheet metal foils.

Eine weitere besonders vorteilhafte Möglichkeit nach der Erfindung besteht darin, daß die symmetrisch ausgebildete Ankermembran radial mit Erregerkraftfluß gesättigt wird. Dadurch läßt sich bis zu den größten Membranamplituden ein verzerrungsarmes Arbeiten und damit gleichzeitig ein besonders hoher Wirkungsgrad erzielen.Another particularly advantageous possibility according to the invention is that the symmetrical trained anchor membrane is saturated radially with excitation force flow. This allows Low-distortion work up to the largest membrane amplitudes and thus at the same time achieve particularly high efficiency.

Weitere Ausführungsformen nach der Erfindung sowie Vorteile derselben sind in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen angegeben. Es zeigtFurther embodiments according to the invention and advantages thereof are shown below Description given on the basis of the drawings. It shows

Abb. ι die Hälfte des Lautsprechers im Schnitt,Fig. Ι half of the loudspeaker in section,

Abb. ι a eine besonders gedrungene Bauart des Lautsprechers, jedoch mit einer etwas kleineren Membranamplitude als nach Abb. 1,Fig. Ι a a particularly compact design of the loudspeaker, but with a slightly smaller one Membrane amplitude as shown in Fig. 1,

Abb. 2 bis 9 acht mögliche magnetische Prinzipien, wie sie sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Bauart für den polarisierten Zustand erreichen lassen,Fig. 2 to 9 eight possible magnetic principles, as they are with the help of the invention Make construction for the polarized state,

Abb. 10 die vollständige Wiedergabe des Prinzips nach Abb. 4 einschließlich zugehöriger Schaltungsanordnung, und zwar unter Berücksichtigung des Wicklungssinnes einzelner Wicklungen,Fig. 10 the complete reproduction of the principle according to Fig. 4 including the associated circuit arrangement, taking into account the winding direction of individual windings,

Abb. 11 und 11 a symmetrische Parallelschaltungen von Wicklungen,Fig. 11 and 11 a symmetrical parallel connections of windings,

Abb. 12 eine Gegentaktschaltung unter Anwendung des Gegentaktprinzips nach Abb. 7,Fig. 12 a push-pull circuit using the push-pull principle according to Fig. 7,

Abb. 13 und 13 a eine Abart der Gegentaktschaltung, bei der jede Wicklung stets mit einem gleich großen Erregerstrom belastet ist,Fig. 13 and 13 a a variant of the push-pull circuit, in which each winding is always loaded with an equally large excitation current,

Abb. 14 eine Schaltung mit einem Gegentaktausgangsüberträger, bei der der Lautsprecher im Eintakt arbeitet.Fig. 14 a circuit with a push-pull output transformer, in which the loudspeaker works in single beat.

In Abb. ι Und i ä ist mit AB die Rotationssymmetrieachse des Lautsprechers bezeichnet. Der Lautsprecher besteht itti wesentlichen aus zwei auf die Wickelkörper 3 und 4 gewickelten Spulen 1, 2, den Mittelpolen 5, 6, den Kernen 7, 8, den Platten 9, 10, den Mantelpölen 11, 12 und der Ankermembrän 15. Die Teile 5 bis 12 und 15 bestehen aus feriOmagrtetischem Werkstoff.In Fig. Ι and i ä, AB denotes the rotational symmetry axis of the loudspeaker. The loudspeaker essentially consists of two coils 1, 2, the center poles 5, 6, the cores 7, 8, the plates 9, 10, the mantle poles 11, 12 and the anchor membrane 15 wound on the bobbins 3 and 4 up to 12 and 15 are made of feriOmagnetic material.

Zwecks Zentrierung und mechanischer Ab-Stützung zwischen den Polen 5 und ί ι bzw. 6 und 12For the purpose of centering and mechanical support between the poles 5 and ί ι or 6 and 12

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sind noch Ringe 13 und 14 vorgesehen, die aus einem nicht ferromagnetische!! Material bestehen, das gleichzeitig ein elektrischer Nichtleiter sein muß. Die beiden so gebildeten Topfmagnete jedes Antriebssystems werden durch ein mit Gewinde versehenes Rohr 16 aus nicht ferromagnetische!]! Werkstoff mittels Muttern 17 und 18 und einer Scheibe 19 zusammengehalten. Die Ankermembran 15 ist dadurch zwischen den Mittelpolen 5 und 6rings 13 and 14 are also provided, which are made of a non ferromagnetic !! Material that can also be an electrical non-conductor got to. The two pot magnets of each drive system formed in this way are threaded through a provided tube 16 made of non-ferromagnetic!]! Material by means of nuts 17 and 18 and one Disk 19 held together. The anchor membrane 15 is thereby between the central poles 5 and 6

ίο eingeklemmt, so daß praktisch kein Luftspalt entsteht. Über die Mantelpole 11 und 12 sind noch — zwecks teilweiser Nutzbarmachung des Streufeldes zwischen diesen beiden Teilen — Kurzschlußringe 20 und 21 mit Isolierstreifen 22 und 23 übergeschoben. Das so gebildete Antriebssystem ist mittels Schrauben 24 in dem Membrankorb 25 befestigt. Der Membrankorb 25, der das hintere Antriebssystem umgibt, besteht aus Isoliermaterial, z. B. Preßstoff, in welchem mehrere Anschlußbuchsen gleich miteingepreßt sind. Mit 27 ist ein Drahtende der Spule 1 bzw. 2 bezeichnet, das mit einer Buchse 26 verlötet ist. Die nicht dargestellte Verlegung der Drahtenden der Spule2 geschieht durch das Rohr 16. Der Membrankorb 25 kann auch aus Metall bestehen, falls dafür gesorgt wird, daß das Feld der Kurzschlußringe den Korb möglichst wenig schneidet, was zwar zu einer guten Abschirmung, jedoch nicht zu einer raumsparenden Konstruktion führt. Die mit 28 bezeichnete Konusmembran ist mit ihrem Außenrand zwischen dem Membrankorb 25 und dem Filzring 29 eingeklemmt. Auf eine.besondere Einleimung kann dabei verzichtet werden, da . hier — im Gegensatz zu dynamischen Lautsprechern ■— keine Präzision in radialer Richtung erforderlich ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß man das gesamte System leicht auseinander nehmen kann, ohne . die Konusmembran zu zerstören. Der Filzring 29 ist mit dem radial nach außen drückenden Pappring 30 verleimt. Der Pappring soll verhindern, daß die Luftdruckschwankungen vor der Konusmembran am Außenring vom Filz gedämpft werden. Die Konusmembran 28 ist mit ihrem Innenrand an der Ankermembran 15 befestigt. Dies kann z. B. durch beiderseitiges Ankleben über einen schmalen Rand des Ümfanges der Planseiten der Ankermembran geschehen, so daß bei Ausnutzung beider Seiten noch ein schmaler Ring des Konusmembranmaterials mit ein- oder aufgeklebt wird. Im Hinblick darauf, daß gegebe-ίο trapped so that there is practically no air gap. Short-circuit rings 20 and 21 with insulating strips 22 and 23 are pushed over the jacket poles 11 and 12 - for the purpose of making partial use of the stray field between these two parts. The drive system formed in this way is fastened in the membrane cage 25 by means of screws 24. The membrane basket 25, which surrounds the rear drive system, consists of insulating material, e.g. B. molding material, in which several sockets are pressed in at the same time. A wire end of the coil 1 or 2, which is soldered to a socket 26, is designated by 27. The routing of the wire ends of the coil 2, not shown, takes place through the tube 16. The membrane cage 25 can also be made of metal, if it is ensured that the field of short-circuit rings cuts the cage as little as possible, which leads to good shielding, but not to one space-saving construction leads. The outer edge of the conical membrane denoted by 28 is clamped between the membrane basket 25 and the felt ring 29. Special gluing can be dispensed with because. here - in contrast to dynamic loudspeakers ■ - no precision in the radial direction is required. This has the advantage that you can easily take the entire system apart without. destroy the cone membrane. The felt ring 29 is glued to the cardboard ring 30 which presses radially outward. The cardboard ring should prevent the air pressure fluctuations in front of the conical membrane on the outer ring from being dampened by the felt. The inner edge of the conical membrane 28 is attached to the anchor membrane 15. This can e.g. B. done by gluing on both sides over a narrow edge of the circumference of the flat sides of the anchor membrane, so that when both sides are used, a narrow ring of the conical membrane material is also glued in or on. With a view to the fact that

nerifalls die Änkermembran aus mehreren Einzelmembranen zusammengesetzt ist, besteht eine andere Verbindungs- bzw. Befestigungsmöglichkeit darin, daß der innere Befestigungsrand der Konusmembran im Ankermembranpaket zwischengeklemmt wird. Die einzelnen Folien des Paketes haften über eine dünne Gummi- oder Ölschicht aufeinander, wobei bei Gummi die Haftfähigkeit durch Vulkanisation mit dem Membranmaterial und bei Öl durch Adhäsion erreicht wird.nerifalls the anchor membrane from several individual membranes is assembled, there is another connection or fastening option in that the inner fastening edge of the conical membrane is clamped between the anchor membrane package will. The individual foils in the package adhere to one another via a thin layer of rubber or oil, with rubber the adhesion through vulcanization with the membrane material and with Oil is achieved through adhesion.

Um die Darstellung der Bauart nach Abb. 1 zu vervollständigen, ist noch eine an sich nicht zum Lautsprecher gehörende Schallwand 31 mit eingezeichnet. Dies ist aber nur deswegen geschehen, um zu zeigen, daß das Antriebssystem zwecks weitgehender Raumaüsnützung in die Öffnung der Schallwand hineinragt.To the representation of the design according to Fig. 1 to complete, a baffle 31, which does not belong to the loudspeaker per se, is also shown. But this is only done to show that the drive system for the purpose of more extensive Usage of space protrudes into the opening of the baffle.

Bis auf die Ausbildung der Koriüsmemb'räii 28 stimmt die Bauart nach Abb. 1 a mit der nach Abb. ι überein. Die Konusrhembran in der Ausführung nach Abb. 1 a ist zweimal geknickt, so daß drei zusammenhängende und ineinandergeschachteite konische Flächen entstehen. Hierdurch ergibt sich eine besonders gedrungene Bauart des Lautsprechers. Except for the formation of the Koriüsmemb'räii 28 the design according to Fig. 1 a corresponds to that of Fig. ι. The conical membrane in execution according to Fig. 1 a is bent twice, so that three contiguous and nested sides conical surfaces arise. This results in a particularly compact design of the loudspeaker.

Bei der zweckmäßigen Ausbildung der Mittelpole 5, 6 und der Ringe 13, 14 sowie der Mantelpoie 11, 12 und der Membran 15 ist bei den Bauarten nach Abb. ι und 1 a von folgenden Überlegungen ausgegangen worden. Bekanntlich steigt die vom Gleichfeldkraftflußteil des Erregerfeldes auf die Änkermembran ausgeübte Kraft mit der Membranamplitude quadratisch an bzw. mit i/i , bis i/.ijj, wobei I₁ und I₂ die wirksamen Luftspalte darstellen. Um nun über den gesamten Amplitudenbereich eine nahezu konstante wirksame Federhärte der Ankermembran zu erzielen, muß die Rückstellkraft der Ankermembran ebenfalls mit der Amplitude quadratisch ansteigen, was sich dadurch erzielen läßt, daß die Ankermembran sich im Laufe ihrer Durchbiegung an ein immer größer werdendes kalottenförmiges Stück einer Kugel oberfläche anlegt. Die der Ankermembran zugekehrten Oberflächen der Mittelpole 5 und 6 und der Ringe 13 und 14 sind deshalb, wie Abb. 1 zeigt, kuge.lkalottenförmig ausgebildet. Die Bauart nach der Erfindung ist ferner so gewählt, daß zwischen der größten mechanisch möglichen Ankermembranamplitude und den Mantelpolen 11 und 12 hoch Zusätzluftspalte c und d verbleiben. Der magnetische Widerstand dieser Luftspalte muß eine ganz bestimmte Größe besitzen, denn nur dann kann erreicht werden, daß der quadratische Verlauf der magnetischen Kraft des Erregerflusses auf die Ankermembran dem quadratischen Verlauf der mechanischen Rückstellkraft angepaßt ist. Zweckmäßig verläuft bei maximaler Amplitude die Ankermembran parallel zu der Stirnfläche des benachbarten Mantelpoles.In the case of the appropriate design of the center poles 5, 6 and the rings 13, 14 as well as the jacket poie 11, 12 and the membrane 15, the following considerations have been assumed for the types according to Fig. 1 and 1 a. As is well known, the force exerted by the constant force flux part of the exciter field on the armature membrane increases quadratically with the membrane amplitude or with i / i, up to i / .ijj, where I ₁ and I _{2 represent} the effective air gaps. In order to achieve an almost constant effective spring stiffness of the anchor membrane over the entire amplitude range, the restoring force of the anchor membrane must also increase quadratically with the amplitude, which can be achieved in that the anchor membrane in the course of its deflection is attached to an increasingly larger dome-shaped piece of a Sphere surface applied. The surfaces of the central poles 5 and 6 and of the rings 13 and 14 facing the anchor membrane are therefore, as Fig. 1 shows, spherical. The design according to the invention is also chosen so that between the largest mechanically possible anchor membrane amplitude and the jacket poles 11 and 12, high additional air gaps c and d remain. The magnetic resistance of these air gaps must have a very specific size, because only then can the quadratic course of the magnetic force of the excitation flux on the armature membrane be matched to the quadratic course of the mechanical restoring force. At maximum amplitude, the anchor membrane expediently runs parallel to the end face of the adjacent jacket pole.

Die Ankermembran ist ähnlich wie beim dynamischen Lautsprecher die Schwingspule optimal dimensioniert. Damit liegen nicht nur der Durchmesser und die AVandstärke, sondern auch in engen Grenzen der kritische Querschnitt und bei radialer Magnetisierung der durch diesen zwangläufig durchführbare wirksame Erregerkraftfluß fest. Bei axialer Magnetisierung muß in der Mittellage nur J10 der Sprechfluß, dagegen in den Endlagen die Summe des anteiligen Sprech- und Erregerflusses hindurchgehen. Da der Erregerfluß aber die Größe der auf die Ankermembran ausgeübten Erregerkraft bestimmt, muß die rückwirkende Federkraft ihm, und zwar unter Aufrechterhaltung der Forderung nach Erreichung einer bestimmten wirksamen Federhärte, angepaßt werden. Die. entsprechend dieser Forderung durchgeführte Berechnung ergibt, daß unter Zugrundelegung üblicher Bemessungen diese Federung viel zu hart und daß die MembranThe anchor membrane is similar to the voice coil in a dynamic loudspeaker dimensioned. This means that not only the diameter and the A-wall thickness are within narrow limits Limits of the critical cross-section and, in the case of radial magnetization, that which can inevitably be carried out by this effective excitation force flow. With axial magnetization, only J10 the speech flow, on the other hand the sum of the proportionate speech and excitation flow in the end positions. However, since the excitation flow determines the magnitude of the excitation force exerted on the anchor membrane, must the retroactive spring force him, while maintaining the demand Achievement of a certain effective spring stiffness to be adjusted. The. according to this The calculation carried out according to the requirement shows that these Suspension much too hard and that the membrane

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mechanisch überbeansprucht wird. Um eine weichere Federung sowohl bei radialem als auch bei axialem Erregerfluß zu erreichen, empfiehlt es sich, die Wandstärke der Anker membran zu unterteilen, indem man diese aus einer Anzahl Einzelmembranen zusammensetzt. Die Herstellung des polarisierten Zustandes des entlasteten Systems geschieht bei Telefonen und Lautsprechern bekanntlich auf permanentmagnetischem Wege. Auch bei der vorliegenden Erfindung kann die permanentmagnetische Erregung in dieser Weise gewählt werden, wenn auf einen guten Wirkungsgrad verzichtet, wird. Zwecks Erreichung kleinster Streuung der permanenten Magnete und kleinster Wirbelstrom- und Ummagnetisierungsverluste empfiehlt es sich, alle ferromagnetischen Teile der Antriebssysteme mit Ausnahme der Ankermembran in einer mit der Rotationsachse der Systeme zusammenfallenden Ebene zu schlitzen.is mechanically overstressed. To have a softer suspension in both radial and axial To achieve excitation flow, it is recommended to subdivide the wall thickness of the anchor membrane by this is composed of a number of individual membranes. The manufacture of the polarized In the case of telephones and loudspeakers, the state of the relieved system happens, as is well known, on permanent magnets Ways. In the present invention, too, the permanent magnetic Excitation can be chosen in this way if good efficiency is waived. In order to achieve the smallest dispersion of the permanent magnets and the smallest eddy current and It is advisable to use all ferromagnetic parts of the drive systems with magnetic reversal losses Except for the anchor membrane in one that coincides with the axis of rotation of the systems Slit level.

Ferner sind vorteilhaft sämtliche ferromagnetischen Teile der Antriebssysteme untereinander gegen Wirbelströme isoliert. Bei den in Abb. 2 bis 9 gezeigten Prinzipanordnungen für den polarisierten Zustand, der auf elektromagnetischem oder permanentmagnetischem Wege erreicht werden kann, sind der Einfachheit halber nur drei Pole a, b und c eingezeichnet; der mittlere Pol c kann zwischen den beiden äußeren Polen α und b Schwingungen ausführen, wobei sich die Luftspalte ändern.Furthermore, all ferromagnetic parts of the drive systems are advantageously isolated from one another against eddy currents. In the basic arrangements shown in Fig. 2 to 9 for the polarized state, which can be achieved in an electromagnetic or permanent magnetic way, only three poles a, b and c are shown for the sake of simplicity; the middle pole c can oscillate between the two outer poles α and b , whereby the air gaps change.

Die eingezeichneten Pfeile d bis i stellen die Richtungen der Kraftflüsse dar, wobei die ausgezogenen Pfeillinien d bis g die Erreger- und die gestrichelten h und i die Sprechkraftflüsse darstellen. Der mittlere Pol c, der dem Anker im Luftspalt entspricht, ist in der Endlage dargestellt. Bei Richtungsumkehr aller Erreger- oder Sprechkraftflüsse nimmt der Anker die entgegengesetzte Endlage ein. Das Prinzip wird dadurch nicht geändert. Da die Pole α und b der in Abb. 2 bis 9 gezeigten Prinzipanordnungen Mantelpole darstellen, besteht der Unterschied gegenüber den bekannten rotationssymmetrischen Ankermembrankonstruktionen darin, . daß die Richtung aller Kraftflüsse im Luftspalt bei der Anwendung der Prinzipien nach Abb. 2 bis 9 auf die erfindungsgemäße Bauart nach Abb. 1 umgekehrt verläuft als bei der bekannten Konstruktion, vorausgesetzt, daß die Richtung aller Kraftlinien im Kern für beide Konstruktionen die gleiche ist. Zur näheren Erklärung der Unterschiede der einzelnen Prinzipien nach Abb. 2 bis 9 untereinander ist zunächst zu beachten, daß zu jedem Antriebssystem mindestens eine Erreger- und eine Sprechspule gehört, wobei jedem Kraftfluß dieser Spulen zwei magnetische Wege zur Verfügung stehen, und zwar einmal axial und einmal radial durch die Membran. Man kann somit die vier Kraftflüsse auch als acht Teilkraftflüsse auffassen. In Abb. 2 bis 9 ist jedem Teilkraftfluß eine Kraftlinie zugeordnet, wobei Kraftflüsse, welche den gleichen Weg zurücklegen und welche gleiche Stärke, aber entgegengesetzte Richtungen haben, nicht dargestellt sind, da sie sich gegenseitig aufheben. Bei der Prinzipanordnung nach Abb. 2 kompensieren sich somit zwei Sprech- und bei den Prinzipanordnungen nach Abb. 3 und 4 zwei Erregerkraftflüsse. - In Abb. 5 bis 9 sind polarisierte Gegentaktprinzipanordnungen nach der Erfindung gezeigt. Sie müssen, wenn keine Kompensation auftritt, mindestens sechs Kraftlinien aufweisen.The arrows d to i shown represent the directions of the force flows, the solid arrow lines d to g representing the excitation and the dashed h and i the speaking force flows. The middle pole c, which corresponds to the armature in the air gap, is shown in the end position. If the direction of all excitation or speaking force flows is reversed, the armature assumes the opposite end position. This does not change the principle. Since the poles α and b of the principle arrangements shown in Fig. 2 to 9 represent jacket poles, the difference compared to the known rotationally symmetrical armature membrane constructions is that. that the direction of all force flows in the air gap when applying the principles according to Fig. 2 to 9 to the inventive design according to Fig. 1 is reversed than in the known construction, provided that the direction of all lines of force in the core is the same for both constructions. For a more detailed explanation of the differences between the individual principles according to Fig. 2 to 9, it should first be noted that each drive system has at least one excitation coil and one speech coil once radially through the membrane. The four force flows can thus also be understood as eight partial force flows. In Fig. 2 to 9, a line of force is assigned to each partial force flow, with force flows which cover the same path and which have the same strength but opposite directions are not shown, since they cancel each other out. With the principle arrangement according to Fig. 2 two speech and with the principle arrangement according to Fig. 3 and 4 two excitation force flows compensate each other. - In Fig. 5 to 9 polarized push-pull principle arrangements according to the invention are shown. If no compensation occurs, they must have at least six lines of force.

Das ist nur bei Abb. 5 und 8 der Fall. Bei den Prinzipanordnungen nach Abb. 6, 7 und 9 heben sich je zwei Erregerkraftflüsse auf. Abb. 2, 3 und 4 geben die eingangs beschriebenen Prinzipien wieder, wobei in der Ruhe- und damit in der Mittelstellung die Ankermembran bei der Ausführungsform nach Abb. 2 nur axial und bei der Ausführungsform nach Abb. 3 nur radial magnetisiert wird. Bei der Ausführungsform nach Abb. 4 ist die Ankermembran radial mit Erregerkraftfluß gesättigt. Trotz großer Amplituden kann der Sprechkraftfluß nicht weiter radial eindringen, weil beide Kraftflüsse sich addieren würden und man den kritischen Querschnitt nicht mehr als sättigen kann.This is only the case with Figs. 5 and 8. Lift with the principle arrangements according to Fig. 6, 7 and 9 two excitation force flows arise. Fig. 2, 3 and 4 show the principles described at the beginning, the anchor membrane in the embodiment in the rest position and thus in the central position magnetized only axially according to Fig. 2 and only radially in the embodiment according to Fig. 3 will. In the embodiment according to Fig. 4, the anchor membrane is saturated radially with the flow of excitation force. Despite large amplitudes, the flow of speaking force cannot penetrate further radially because both Force flows would add up and one cannot more than saturate the critical cross section.

Die polarisierten Gegentaktprinzipien nach Abb. 5 bis 9 waren bis jetzt unbekannt und bilden einen Teil vorliegender Erfindung. Abb. 5, 6 und 7 entsprechen Abb. 2, 3 und 4, jedoch mit dem Unterschied, daß nach Abb. 5 die linke, nach Abb. 6 die rechte und nach Abb. 7 die linke oder die rechte Sprechspule momentan für eine Halbwelle stromlos bleibt.The polarized push-pull principles according to Fig. 5 to 9 were previously unknown and form part of the present invention. Fig. 5, 6 and 7 correspond to Fig. 2, 3 and 4, but with the difference that according to Fig. 5 the left, according to Fig. 6 the right and according to Fig. 7 the left or the right speech coil momentarily currentless for a half-wave remains.

Die Gegentaktprinzipanordnungen nach Abb. 8 und 9 entsprechen ebenfalls den Prinzipanordnungen nach Abb. 2 und 3, jedoch mit der Abweichung, daß gemäß Abb. 8 die rechte und gemäß Abb. 9 die gs linke Sprechspule momentan stromlos bleibt. Von den acht beschriebenen Prinzipien nach Abb. 2 bis 9 erweist sich das nach Abb. 2 und 4 am geeignetsten, da diese bis zu den größten Membranamplituden genügend verzerrungsfrei arbeiten und gleichzeitig damit die größten Wirkungsgrade erzielen lassen. Ähnliche Eigenschaften werden nach Abb. 7 und 8 erzielt, jedoch kann der damit erreichbare Wirkungsgrad nicht so groß wie nach Abb. 2 und 4 sein, da der Wickelraum der Sprechspulen zeitlich nur halb ausgenutzt wird. Dafür haben aber diese Prinzipien die Vorteile noch kleinerer nichtlinearer Verzerrungen und des Gegentaktbetriebes auch ohne Ausgangstransformator.The push-pull principle arrangements according to Fig. 8 and 9 also correspond to the principle arrangements according to Fig. 2 and 3, but with the difference that according to Fig. 8 the right and according to Fig. 9 the gs left speech coil is momentarily de-energized. Of the eight principles described in Fig. 2 up to 9, this proves to be most suitable according to Figs. 2 and 4, since these up to the largest membrane amplitudes work sufficiently without distortion and at the same time achieve the highest levels of efficiency leave. Similar properties are achieved according to Fig. 7 and 8, but the one that can be achieved with it Efficiency should not be as great as in Fig. 2 and 4, because of the winding space of the voice coils is only half used in terms of time. On the other hand, these principles have even smaller advantages non-linear distortion and push-pull operation even without an output transformer.

Der Lautsprecher nach der Erfindung soll nunmehr unter Anwendung des Prinzips nach Abb. 4 an Hand der Anordnung nach Abb. 10 näher erläutert werden, die das vollständige Prinzip von Abb. 4 unter Berücksichtigung des Wicklungssinnes der einzelnen Spulen zeigt. Dabei sind die Windungszahlen der Sprechwicklungen jedes der beiden Antriebssysteme entsprechend mit Index 1 bzw. 2 bezeichnet, während die zugeordneten Erregerwicklungen zusätzlich durch Index Null gekennzeichnet sind. Zur Erreichung von Symmetrie muß sein:The loudspeaker according to the invention will now be explained in more detail using the principle according to Fig. 4 with reference to the arrangement according to Fig. 10 , which shows the complete principle of Fig. 4, taking into account the winding direction of the individual coils. The number of turns of the speech windings of each of the two drive systems is correspondingly denoted by index 1 and 2, while the associated excitation windings are also denoted by index zero. To achieve symmetry it must be:

^01 = ^02 = ^Wo ^und ^Wi = ^w% = ^W- ^ 01 = ^ 02 = ^W o ^and ^W i = ^w % = ^W -

Bei Reihenschaltung der Spulen gilt für die entsprechend bezeichneten Ströme:When the coils are connected in series, the following applies to the correspondingly designated currents:

⁷Ol = ⁷02 = ⁷O ^{Und 7}I = ⁷2 = ⁷· ⁷ Ol = ⁷ 02 = ⁷ O ^{and 7} I = ⁷ 2 = ⁷

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L 8864 VIIIaJ21a² L 8864 VIIIaJ21a ²

Es wird angenommen, daß die Wicklungen W₂, W₁ und PF₀₁ rechtsherum und die Wicklung W₀₂ linksherum gewickelt sind, wenn man die Achsen der Wicklungen von rechts nach links betrachtet. Soll die Richtung der .Erregerkraftflüsse in dem eingezeichneten Sinne verlaufen, so muß nach der bekannten Korkenzieherregel der Erregerstrom /₀ ebenfalls in dem eingezeichneten. Sinne fließen. Wird nun die Ankermembran mit der Geschwindigkeit ν ζ. B. aus der Mittellage nach rechts bewegt, so wird der rechte Erregerkraftfluß infolge des immer kleiner werdenden Widerstandes im Luftspalt I₁ größer. Gleichzeitig nimmt der linke Erregerkraftfluß, der durch I₂ seiner Größe nach bestimmt wird, ab. Infolgedessen wird in der Erregerwicklung W₀₁ eine Spannung -Eg 01 induziert, die dem Strom /₀ bzw. der entsprechenden Spannung E₀ entgegenwirkt. In der Wicklung H^₀₂ wird dagegen eine Spannung E_G ₀₂ induziert, die im Sinne des Stromes /₀ gerichtet ist. Die Spannungsdifferenz Eq ₀₁-E_g ₀₂ beeinflußt den Strom I₀, indem sie bei der beschriebenen durchlaufenen Viertelperiode der Bewegung der Ankermembran dem Strom entgegenwirkt.It is assumed that the windings W ₂ , W ₁ and PF ₀₁ are wound to the right and the winding W ₀₂ to be wound to the left when the axes of the windings are viewed from right to left. If the direction of the excitation force flows is to run in the direction shown, then, according to the known corkscrew rule, the excitation current / _{0 must} also be in the direction shown. Senses flow. If the anchor membrane is now at the speed ν ζ. B. moved from the central position to the right, the right excitation force flow is greater as a result of the ever decreasing resistance in the air gap I _1. At the same time, the left excitation force flow, which is determined by its size by I ₂ , decreases. As a result, a voltage -Eg 01 is induced in the excitation winding W ₀₁ , which counteracts _{the current / 0} or the corresponding voltage E _0. In contrast, a voltage E _G _{02 is} induced in the winding H ^ ₀₂ , which is directed in the sense of the current / ₀ . The voltage difference Eq ₀₁ -E _g ₀₂ influences the current I ₀ by counteracting the current during the described quarter cycle of the movement of the armature membrane.

Dieser Vorgang soll nachstehend etwas näher betrachtet werden. In der Mittellage hat die Membran ihre größte Geschwindigkeit. Die induzierten Spannuhgen sind am größten, ihre Differenz ist aber gleich Null. In den Endlagen ist die Geschwindigkeit gleich Null, infolgedessen können in diesem Punkt auch keine Spannungen induziert werden. Das Maximum dieser Spannungsdifferenz muß somit bei einem Phasenwinkel der Ankerbewegung von etwa 45° liegen. Die Periodenzahl dieser Differenzspannung ist dann zwangläufig doppelt so- hoch, wie der der Membran. Betrachtet man den Vorgang in der I35°-Stellung, so liegen hier die Verhältnisse wie bei der Stellung von 45°, wobei jedoch zu berücksichtigen ist, daß in der zuerst genannten Stellung die Geschwindigkeit entgegengesetzt gerichtet ist. Die in Abb. 10 eingezeichneten Pfeilspitzen sind dann um i8o° gedreht zu denken. Die Differenz der Spannungen wirkt jetzt im Sinne des Stromes J₀. Es handelt sich somit um eine etwaThis process will be examined in more detail below. The membrane has its greatest speed in the middle position. The induced voltages are greatest, but their difference is zero. The speed is zero in the end positions, which means that no stresses can be induced at this point. The maximum of this voltage difference must therefore be at a phase angle of the armature movement of approximately 45 °. The number of periods of this differential voltage is then inevitably twice as high as that of the membrane. If you look at the process in the 135 ° position, the conditions here are the same as in the 45 ° position, although it must be taken into account that in the first-mentioned position the speed is in the opposite direction. The arrowheads shown in Fig. 10 are then to be thought rotated by 180 °. The difference between the voltages now acts in the sense of the current J ₀ . It is therefore about a

sinusförmig verlaufende Spannung doppelter Frequenz. Zwecks Konstanthaltung des Stromes I₀ muß diese Differenzspannung, die nach Abb. 10 zwischen den Punkten k und / wirkt, möglichst kompensiert werden, und zwar dadurch, daß man außerhalb des Antriebssystems in dem Erregerkreis eine entsprechende Gegen-EMK erzeugt. Hierzu kann z. B. ein für das zu übertragende Frequenzband trägheitsloser Stromstabilisator, z. B. ein einfacher Ohmscher Widerstand passender Größe, ein Sperrkreis oder, wie an sich bekannt, eine Drossel, in den Erregerstromkreis eingeschaltet werden. Im ersteren Falle wickelt man dann die Erregerwicklung über die Sprechstromwicklung und gibt ihr einen möglichst großen Ohmschen Wicklungswiderstand.sinusoidal voltage with double frequency. In order to keep the current I ₀ constant, this differential voltage, which acts between points k and / according to Fig. 10, must be compensated as far as possible by generating a corresponding back EMF in the exciter circuit outside the drive system. For this purpose, z. B. an inertia-free current stabilizer for the frequency band to be transmitted, e.g. B. a simple ohmic resistor of a suitable size, a blocking circuit or, as is known per se, a choke, can be switched into the excitation circuit. In the former case, the excitation winding is then wound over the voice current winding and given as large an ohmic winding resistance as possible.

Obwohl die Erregerleistung je nach Konstruktion nur etwa 0,5... 5 Watt beträgt, sind alle Leistung verbrauchenden Maßnahmen für den Lautsprecher nach der Erfindung nicht zu empfehlen. Eine besonders vorteilhafte Lösung in bezug auf kleinste Kupferverluste durch restlose Ausnutzung des gesamten zur Verfügung stehenden Wickelraumes sowohl für den Erregerstrom I₀ als auch für den Sprechstrom /, liefert die Anordnung nach Abb. 11 oder 11 a, welche eine symmetrische Parallelschaltung mit vier Wicklungen darstellt, die alle gleichzeitig und symmetrisch vom Sprech- und Erregerstrom durchflossen werden. Bei Vertauschung der Anschlüsse von I₀ und / bei den Anordnungen nach Abb. 11 und 11 a geht das Prinzip nach Abb. 4 oder 3 in das nach Abb. 2 über. Abb. 11 oder 11 a lassen sich nicht nur für die magnetischen Eintaktprinzipien nach Abb. 2 bis 4, sondern auch für die Gegentaktprinzipien Abb. 5 bis 9 verwenden, wenn an den Anschlußpunliten für den Strom / die Anoden oder entsprechende spannungsführende Punkte der elektrischen Gegentaktschaltung angeschlossen werden. Eine der ,Mittelanzapfungen zwischen zwei Sprechspulen liegt dann zweckmäßig über einen Kondensator auf Kathodenpotential. Die Ströme in den Sprechspulen sind dabei von solcher Größe und Richtung, daß die Sprechspulenamperewindungen eines der beiden Antriebssysteme den Augenblickswert Null haben. Es handelt sich somit um einen reinen magnetischen Gegentaktbetrieb. Wenn man dagegen die Mittelanzapfung der beiden anderen Sprechspülen mit der Mittelanzapfung der erstgenannten Sprechspulen durch einen Kondensator entsprechender Größe verbindet, dann arbeitet der Lautsprecher trotz elektrischer Gegentaktschaltung magnetisch praktisch im Eintakt je nach der Fre^ quenz und der Größe der Kapazität dieses Kondensators. Es soll nun die Arbeitsweise der Sprechspule erläutert werden. Hierbei wird wieder angenommen, daß die Membran in Abb. 10 sich aus der Mittellage nach rechts bewegt. Es wird genau so wie in der Spule H^₀₁ auch in der Wicklung W₁ eine Spannung induziert, welche dieselbe Richtung hat wie in der Wicklung !-F₀₁, weil der Wicklungssinn beider Wicklungen der gleiche ist. Die Sprechwicklung W₂ ist jedoch gegenüber der Erregerwicklung W₀₂ im entgegengesetzt gerichteten Sinne gewickelt (oder gleichsinnig gewickelt, aber umgepolt angeschlossen). Infolgedessen muß der Richtungspfeil der Generatorspannung E_G ₂ nach der Regel zur Bestimmung der Richtung der induzierten EMK umgekehrt verlaufen.Although the excitation power is only about 0.5 ... 5 watts, depending on the design, all power-consuming measures for the loudspeaker according to the invention are not recommended. The arrangement according to Fig. 11 or 11a, which represents a symmetrical parallel connection with four windings, provides a particularly advantageous solution with regard to the smallest copper losses through complete utilization of the entire available winding space for both the excitation current I _{0 and the speech current /} which are all flowed through simultaneously and symmetrically by the speech and excitation current. If the connections of I ₀ and / in the arrangements according to Fig. 11 and 11a are interchanged, the principle of Fig. 4 or 3 changes to that of Fig. 2. Fig. 11 or 11 a can be used not only for the magnetic single-ended principles according to Fig. 2 to 4, but also for the push-pull principles Fig. 5 to 9, if at the connection points for the current / the anodes or corresponding voltage-carrying points of the electrical push-pull circuit be connected. One of the center taps between two speech coils is then expediently at cathode potential via a capacitor. The currents in the voice coils are of such magnitude and direction that the voice coil ampere turns of one of the two drive systems have an instantaneous value of zero. It is therefore a purely magnetic push-pull operation. If, on the other hand, the center tap of the two other speaking sinks is connected to the center tap of the first-mentioned speaking coils by a capacitor of the appropriate size, then the loudspeaker works magnetically practically in single cycle, despite the electrical push-pull circuit, depending on the frequency and the size of the capacitance of this capacitor. The operation of the voice coil will now be explained. Here it is again assumed that the membrane in Fig. 10 moves from the central position to the right. Just as in the coil H ^ ₀₁ , a voltage is induced in the winding W ₁ , which has the same direction as in the winding! -F ₀₁ , because the direction of the winding of both windings is the same. The speech winding W ₂ is, however, wound in the opposite direction to the excitation winding W ₀₂ (or wound in the same direction, but connected with reversed polarity). As a result, according to the rule for determining the direction of the induced EMF, the direction arrow of the generator voltage E _G _{2 must run in reverse.}

Infolge der Reihenschaltung der Wicklungen W₁ und W₂ ergibt sich eine Summenspannung Eq₁ + Eq₂. Diese ändert ihre Richtung auch dann nicht, wenn die Membran sich von der linken Endlage nach der Mitte zu bewegt. Ihre Periodenzahl stimmt daher mit der Periodenzahl der Membran überein. Diese Generatorspannung kann nun nach außen frei arbeiten oder es wird ihr von außen eine Spannung entgegengeschaltet, so daß in den Wicklungen W₂ und W₁ der Strom / fließt, der wiederum ein magnetisches Feld aufbaut. Fließt nun der Strom in dem in Abb. 10 eingezeichneten Sinne, so ergibt sich nach der Korkenzieherregel der Richtungssinn der Sprechstromkraftlinien ebenfalls in dem eingezeichneten Sinne. Die. Kraftlinien addieren sichThe series connection of the windings W ₁ and W ₂ results in a total voltage Eq ₁ + Eq ₂ . This does not change its direction even if the membrane moves from the left end position towards the center. Their number of periods therefore corresponds to the number of periods of the membrane. This generator voltage can now work freely to the outside or a voltage is switched from the outside so that the current / flows in the windings W ₂ and W ₁ , which in turn builds up a magnetic field. If the current now flows in the sense shown in Fig. 10, the sense of direction of the speech flow force lines also results according to the corkscrew rule in the sense shown. The. Lines of force add up

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L 8864 VIII a/21a² L 8864 VIII a / 21a ²

nach Abb. ίο im rechten und subtrahieren sich im linken Luftspalt. Folglich wird jetzt eine motorische Kraft erzeugt, die im Sinne der angenommenen Richtung der Geschwindigkeit sich nach außen hin frei auswirken kann.according to Fig. ίο in the right and subtract in the left air gap. As a result, a motor force is now generated which is in the sense of the assumed Direction of speed can freely affect the outside.

Der in Abb. io bis 14 im Sprechstromkreis eingezeichnete Kondensator dient dazu, diesen Stromkreis frei von Gleichstrom zu halten.The one drawn in Fig. Io to 14 in the speech circuit Capacitor is used to keep this circuit free of direct current.

Die Gegentaktschaltung nach Abb. 12 enthält, unter Anwendung des Gegentaktprinzips nach Abb. 7 eine Gegentaktendstufe mit Röhren oder Transistoren. Die beiden Sprechspulen besitzen hier zweckmäßig einen gemeinsamen Kondensator C. Er wird jedoch bei B-Betrieb nur einseitig mit Stromstößen beaufschlagt. Die Entladung erfolgt über die momentan nichtbeaufschlagte Sprechspule. Das Erregerfeld wird aber dadurch nur wenig verstärkt oder geschwächt.The push-pull circuit according to Fig. 12 contains, using the push-pull principle according to Fig. 7 a push-pull output stage with tubes or transistors. The two speaking coils own here expediently a common capacitor C. He is only one-sided with B operation Electric surges applied. The discharge takes place via the speech coil, which is not acted upon at the moment. The excitation field is only slightly strengthened or weakened.

Der Schaltung nach Abb. 12 haftet ebenso wie der Schaltung nach Abb. 10 insofern ein gewisser Mangel an, als durch die getrennten Wicklungen der Erregerspulen den Wicklungen der Sprechspulen Wickelraum weggenommen wird. Dieser Mangel läßt sich z. B. bei einer Gegentaktschaltung ohne Ausgangstransformator dadurch beheben, daß die Schaltung 11 oder n_a je zweimal oder die Schaltungen 11 und ii_a gleichzeitig angewendet werden. Man gelangt dann z. B. zu den Schaltungen nach Abb. 13 und I3_ß. Jede Wicklung ist jetzt mit einem gleich großen Erregerstrom belastet. Dadurch lassen sich die Erregerverluste auf den kleinstmöglichen Wert wie bei der Eintaktschaltung nach Abb. 11 oder 11 a bringen. Abgesehen von einem gewissen Nachteil der vielen Drahtverbindüngen und der Notwendigkeit, vier Kondensatoren C₁ bis C₄ verwenden zu müssen, kann der Sprechstrom nur die Hälfte des gesamten Wickelraumes zeitlich ausnutzen. Eine zeitliche Vollausnutzung ist bei Gegentaktschaltungen nur dann . 40 möglich, wenn die Schaltung nach Abb. 11 oder 11 a mit einem Gegentaktausgängsübertrager Tr verbunden wird. Man erhält dann z. B. die Schaltung nach Abb. 14. In magnetischer Hinsicht arbeitet der Lautsprecher dann im Eintakt, und zwar unabhängig davon, ob an der Primärseite des Übertragers eine Gegentakt- oder Eintaktschaltung angeschlossen ist.The circuit according to Fig. 12, like the circuit according to Fig. 10, has a certain deficiency in that the separate windings of the excitation coils take away the winding space from the windings of the voice coils. This deficiency can be z. B. fix in a push-pull circuit without an output transformer that the circuit 11 or n _a twice or the circuits 11 and ii _a are used simultaneously. You then get z. B. to the circuits according to Fig. 13 and I3 _ß . Each winding is now loaded with an equally large excitation current. In this way, the excitation losses can be reduced to the lowest possible value, as in the single-ended circuit according to Fig. 11 or 11a. Apart from a certain disadvantage of the many wire connections and the need to use four capacitors C ₁ to C ₄ , the voice current can only use half of the entire changing space in terms of time. A temporal full utilization is only then with push-pull circuits. 40 possible if the circuit according to Fig. 11 or 11 a is connected to a push-pull output transformer Tr . One then receives z. B. the circuit according to Fig. 14. From a magnetic point of view, the loudspeaker then works in single-ended mode, regardless of whether a push-pull or single-ended circuit is connected to the primary side of the transformer.

Am Schluß sei noch die Beseitigung des Streufeldes besprochen. Infolge der großen Polschuhabstände bildet sich direkt von Pol zu Pol, ohne die Ankermembran zu durchsetzen, ein beträchtliches Streufeld. Seine Induktivität kann je nach Prinzip und Konstruktion des Lautsprechers bis zu etwa 50% von der Gesamtinduktivität ausmachen. Das Streufeld läßt sich jedoch leicht verkleinern, wenn man nur außen und möglichst in der Nähe der Polschuhspitzen isolierte Kurzschluß ringe mit geeignetem Querschnitt anordnet. Das Streufeld, und zwar > nur dieses, ist dann mit den beiden Ringen magnetisch verkettet. Beim Aufbau des Feldes entsteht sofort in den Ringen ein Kurzschlußstrom, der ebenfalls ein gleich großes, aber entgegengesetzt gerichtetes!Feld aufbaut. DieseVorkehrung führt im Endresultat zu einer Kompensation. Die Kurzschlußringe bauen aber noch ein zweites Feld auf, welches hauptsächlich als Nutzfeld wirkt. Die Richtung dieses Feldes ist mit der Richtung des Sprechkraftflusses im Luftspalt gleichgerichtet. Die Kurzschlußringe wirken auf die Sprechspule transformatisch ein, und zwar erhöhen sie den Ohmschen Widerstand und verkleinern die Induktivität.Finally, the elimination of the stray field is discussed. As a result of the large pole shoe distances a considerable amount is formed directly from pole to pole without penetrating the anchor membrane Stray field. Depending on the principle and construction of the loudspeaker, its inductance can be up to approximately Make up 50% of the total inductance. However, the stray field can be easily reduced if one only insulated short-circuit rings with suitable ones on the outside and as close as possible to the pole piece tips Arranges cross-section. The stray field, namely> only this, is then magnetic with the two rings chained. When the field is built up, a short-circuit current occurs immediately in the rings, the also builds up an equally large but oppositely directed field. This precaution results in the End result to a compensation. The short-circuit rings build up a second field, which mainly acts as a useful field. The direction of this field is with the direction of the flow of speaking power rectified in the air gap. The short-circuit rings have a transformative effect on the voice coil a, namely they increase the ohmic resistance and decrease the inductance.

Das Antriebssystem nach der Erfindung läßt verschiedene Anwendungen als elektromechanischer Wandler zu. Es ist z. B. nicht unbedingt notwendig, daß das System eine Konusmembran antreibt. Es kann z. B. zur Erzeugung von Gleichkräften ausgebildet sein, indem die Ankermembran mit einem Zeiger oder. Spiegel oder mit irgendeinem anderen geeigneten mechanischen Gebilde belastet wird. Es lassen sich dann z. B. Universal-Volt-, -Ampere und -Wattmesser sowie Oszillographen mit geringstem Eigenverbrauch und höchster Empfindlichkeit ausführen. Umgekehrt läßt sich auch eine zTigeführte mechanische Leistung mit hohem Wirkungsgrad innerhalb des Tonfrequenzbereichs in eine elekirische Leistung umwandeln.The drive system according to the invention has various applications as an electromechanical Converter too. It is Z. B. not absolutely necessary that the system drives a cone diaphragm. It can e.g. B. be designed to generate equal forces by the anchor membrane with a Pointer or. Mirror or any other suitable mechanical structure is loaded. It can then z. B. Universal volts, amps and -Watt meter and oscilloscope run with the lowest possible consumption and highest sensitivity. Conversely, it is also possible to achieve mechanical performance with a high degree of efficiency within the audio frequency range into an electrical Convert performance.

In Verbindung mit weiteren Sprechstromwicklungen kann das erfindungsgemäße System auch als elektromechanische Mischstufe verwendet werden.In connection with further voice current windings, the system according to the invention can also be used as electromechanical mixer stage can be used.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Electromagnetic loudspeaker with two identical poles facing each other Pot magnets as drive systems, between which a rotationally symmetrical anchor membrane is arranged, characterized in that the anchor membrane (15) in its center between the central poles (5, 6) of the drive systems in this way. that is clamped on this one There is practically no air gap and the edge of the anchor membrane between the jacket poles (11, 12) of the drive systems can swing freely.

2. Electromagnetic loudspeaker according to claim 1, characterized in that for each drive system between the center pole (5 or 6) and the jacket pole (11 or .12) Ring (13 or 14) made of non-magnetic, electrically non-conductive material is arranged, such that the ring (13 or 14) has the jacket pole (11 or 12) opposite the center pole (5 or 6) centered and at the same time axially supported so that both drive systems through one axially arranged connection can be held together. '

3. Electromagnetic loudspeaker according to claims 1 and 2, characterized in that that the connection for both drive systems from a concentric to the symmetry axis of the Loudspeaker running pipe (16) with thread and nuts (17, 18) or from a Screw consists.

4. Electromagnetic loudspeaker according to claims 1 to 3, characterized in that that the anchor membrane (15) is increasingly attached to a spherical cap as it deflects

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L 8864 VIII al21a'L 8864 VIII al21a '

shaped or similarly designed surface, which is partially from the center pole (5 or 6) and partially of the one arranged between the center pole (5 or 6) and the jacket pole (11 or 12) Ring (13 or 14) is formed.

5. Electromagnetic loudspeaker according to Claims 1 to 4, characterized in that

■ the anchor membrane (15) made up of several individual membranes is composed, between ίο which 'is an oil or one with the membrane material firmly connected, thin rubber layer is located.

6. Electromagnetic loudspeaker according to claims 1 to 5, characterized in that with the edge of the anchor membrane (15) through the inner edge of a conical membrane (28) Gluing on the parallel outside or by clamping between the individual membranes a composite anchor membrane is connected.

7. Electromagnetic loudspeaker according to Claims 1 to 6, characterized in that Short-circuit rings over the jacket poles (11, 12) (20, 21), e.g. B. made of copper or aluminum, anas are arranged that come as close as possible to the pole piece tips.

8. Electromagnetic loudspeaker according to claims 1 to 7, characterized in that at the greatest possible membrane amplitude between the armature membrane (15) and the end face of the respective adjacent jacketed pole (11 or 12) there is still an air gap (c or d) , the is designed so that the end face of the adjacent jacketed pole (11, 12) runs parallel to the membrane surface opposite it.

9. Electromagnetic loudspeaker according to claims 1 to 8, characterized in that the cores (7, 8) of the drive systems are made of magnetic steel.

10. Electromagnetic loudspeaker according to claims 1 to 9, characterized in that all ferromagnetic parts of the drive systems with the exception of the anchor membrane (15) are slotted in a plane coinciding with the axis of rotation of the systems.

11. Electromagnetic loudspeaker according to claims 1 to 10, characterized in that that all ferromagnetic parts of the drive systems against each other against eddy currents are isolated.

12. Electromagnetic loudspeaker according to claims 1 to 11, characterized in that that the rear drive system is surrounded by the membrane basket (25) and that during manufacture of the membrane cage (25) made of molded material, the connecting pieces for the wires are pressed in at the same time are.

13. Electromagnetic loudspeaker according to claims 1 to 12, characterized in that that the pipe (16) holding the two drive systems together is partially to be passed through the coil ends is used.

14. Electromagnetic loudspeaker according to claims 1 to 13, characterized in that that the bobbins and the non-magnetic rings (13 and 14) are made of molded material.

15. Electromagnetic loudspeaker according to claims 1 to 14, characterized in that that for each drive system when using a speech and an excitation coil the latter is wound over the voice coil, on the other hand when using two windings, one of which each is simultaneous speech and excitation winding, the order is chosen so that the Interconnection of the drive systems, parallel branches are approximately the same Have ohmic resistances or when using four coils in push-pull circuit every speech circuit of the push-pull circuit has approximately the same ohmic resistance (Fig. 13 and 13 a).

16. Electromagnetic loudspeaker according to claims 1 and 15, characterized in that that to hold the DC component of the generator and separation of the speech circuit A capacitor (C) is connected from the excitation circuit to the speech circuit (Fig. 10 and 14).

17. An electromagnetic speaker according to g ₀ to claims 1 to 14, characterized in that the membrane anchor (15) is saturated radially approximated with Erregerkraftfluß.

18. Electromagnetic loudspeaker according to claim 1, characterized in that the Speech windings of the two polarized drive systems are connected in push-pull (Fig. 5 and 9).

19. Electromagnetic loudspeaker according to claim 1, characterized in that the Excitation windings of both drive systems are connected in series.

20. Electromagnetic loudspeaker according to claim 1, characterized in that in the excitation circuit in addition ohmic resistances, blocking circuits or any Combination of these resistors are switched on.

21. Electromagnetic loudspeaker according to claim 1, characterized in that the entire winding arrangement for speech and excitation current consists of four common individual windings, each of which is simultaneously partially traversed by the speech and excitation current, such that the Speech currents among each other and the excitation currents among each other in the individual windings are approximately the same (Fig. 11 and 11 a).

22. Electromagnetic loudspeaker according to claims 1, 16 and 21, characterized in that that in push-pull circuits without an output transformer, the circuit with four individual windings, their speech and excitation currents are equal to each other, is used twice, in that four windings are assigned to each drive system and the

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L 8864 VIII a/21 a² L 8864 VIII a / 21 a ²

excitation current all eight windings simultaneously and the speech current alternately four windings each flows through (Fig. 13 and 13 a).

23. Electromagnetic loudspeaker according to claim 1, characterized in that an output transformer (Tr) is switched on between the speech current winding and the single-ended or push-pull output stage of the generator (Fig. 14).

24. Electromagnetic loudspeaker according to claims 1 and 16 to 21, characterized in that that tubes or semiconductor generators as speech power generators, ζ. Β. Germanium transistors with three or more electrodes, in a single-ended or push-pull circuit, if necessary using an output or push-pull output transformer (Fig. 10 and 14).

25. Electromagnetic loudspeaker according to claims 1 to 14, characterized in that that its housing is sealed dust-tight.

26. Electromagnetic loudspeaker according to claims 1 to 14 and 25, characterized in that that its drive systems are designed as mechanical vibration generators and in place of the conical diaphragm another one vibratory mechanical structure is driven.

27. Electromagnetic loudspeaker according to claims 1 to 20, characterized by the Use in connection with other voice current windings as electromagnetic Mixing stage.

28. Electromagnetic loudspeaker according to claims 1 to 14 and 25, characterized in that that the drive systems are designed only to generate equal forces, for. B. for measuring purposes to drive a pointer or mirror.

Referred publications:
German Patent No. 2355.

1 sheet of drawings

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