EP1336321A2 - Elektrodynamischer biegemomententreiber - Google Patents

Elektrodynamischer biegemomententreiber

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EP1336321A2
EP1336321A2 EP01983506A EP01983506A EP1336321A2 EP 1336321 A2 EP1336321 A2 EP 1336321A2 EP 01983506 A EP01983506 A EP 01983506A EP 01983506 A EP01983506 A EP 01983506A EP 1336321 A2 EP1336321 A2 EP 1336321A2
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EP
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plate
bending moment
permanent magnet
sound plate
voice coil
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Gerhard Krump
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Harman Becker Automotive Systems GmbH
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Harman Becker Automotive Systems GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R11/00Transducers of moving-armature or moving-core type
    • H04R11/02Loudspeakers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/04Plane diaphragms
    • H04R7/045Plane diaphragms using the distributed mode principle, i.e. whereby the acoustic radiation is emanated from uniformly distributed free bending wave vibration induced in a stiff panel and not from pistonic motion

Definitions

  • Plate loudspeakers are known, for example, from US Pat. No. 5,693,917, which operate approximately according to the “piston principle”, the plate of the plate loudspeaker ideally not executing any bending vibrations, but rather acting as if it were completely rigid.
  • FIG. 2 shows an embodiment in which the boundary surface 2 is excited in accordance with the principle of operation shown in FIG.
  • FIG. 2a first shows the sound plate 1 (for example with a rectangular border). One of the two radiation surfaces 4 and two of the cut surfaces 2 can be seen.
  • V is the volume of the permanent magnet 12 and ⁇ is the permeability.
  • the field energy is angle-dependent due to the angle dependence of the total induction B.
  • the field energy of the outer field (Bg) remains the same

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  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)
  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)

Abstract

Zur Randanregung von Plattenlautsprechern geeigneter Biegemomententreiber mit einer entlang der Berandungsfläche um die Klangplatte herumgewickelten Schwingspule und einem in geringem Abstand von der Berandungsfläche der Klangplatte angeordneten Permanentmagnetsystem aufweist. Bei einer Alternative weist der Treiber einen Polkern auf mit einer darum herum gewickelten feststehenden Spule und einem momentenaufnehmende, in die Platte eingelassenen und mit der Klangplatte fest verbundenen Permanentmagneten, wobei der Polkern zangenartig den Rand der Klangplatte umfasst. Dabei wird ein gegensinniges Kräftepaar parallel zur Plattennormalen erzeugt, das über einen der Länge des Permanentmagneten entsprechenden Hebelarm ein Biegemoment auf die Klangplatte einprägt.

Description

Beschreibung
Elektrodynamischer Biegemomententreiber
Die Erfindung betrifft einen Biegemomententreiber für einen eine Klangplatte aufweisenden Plattenlautsprecher.
Es sind beispielsweise aus der US 5,693,917 Plattenlautsprecher bekannt, die in etwa nach dem „Kolbenprinzip" arbeiten, wobei die Platte des Plattenlautsprechers im Idealfall keine Biegeschwingungen ausführt, sondern sich so verhält, als ob sie völlig starr wäre.
Mit dem gegenüber geringerem Aufwand lassen sich Plattenlaut - Sprecher herstellen, die Biegeschwingungen der elastischen Platte zulassen und auch Biegeschwingungsresonanzen als klangprägende Eigenschaft ausnutzen. Solche „Multiresonanz- plattenlautsprecher" , manchmal auch „Biegewellenlautsprecher" oder „Distributed Mode Speaker" genannt, sind beispielsweise aus der US 3,247,925, DE-GM 199 81 34, WO 99/52324 oder EP 0 924 959 bekannt.
Multiresonanzplattenlautsprecher werden üblicherweise durch elektrodynamische Treiber angeregt, die - wie beispielsweise in der WO 97/09842 oder der DE 198 25 866 dargelegt - an bestimmten bevorzugten Positionen angreifen. Der Rand und das Zentrum der Platte gelten dabei als kaum geeignet für eine Anregungsposition. Zur Unterscheidung vom Erfindungsgegenstand werden diese Treiber im weiteren als „Einzelkrafttrei- ber" bezeichnet.
Wenn Vorder- und Rückseite der Platte beispielsweise zur Bildprojektion oder Durchsicht vorgesehen sind, würde ein im sichtbaren Bereich der Platte plazierter Treiber als äußerst störend empfunden werden. In diesen Anwendungsfällen ist es also erforderlich, dass der Antrieb im Randbereich angreift. Aus der WO 00/13464 ist ein sogenannter „Momententreiber" bekannt, bei dem BiegeSchwingungen durch Biegemomente angeregt werden. Im Gegensatz zu den punktuell angreifenden „Einzel- krafttreibern" können die „Momententreiber" an jedem beliebi- gen Ort auf der Platte plaziert werden, also auch im Randbereich.
Die bekannten Momententreiber setzen allerdings voraus, dass die Platte durch Aussparungen am Antriebsort geschwächt wird, dass sperrige Hebelmechanikenkräfte in Kräfte umwandeln oder dass großflächige übliche „Einzelkrafttreiber" zu Paaren kombiniert randnah plaziert werden. Ein umlaufender Halterahmen, der bei für Anzeigezwecke vorgesehenen Platten das Antriebssystem abdecken soll, würde dabei entweder zu weit in die Plattenfläche hineinragen oder zu hoch aus der Plattenebene hervorstehen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Biegemomententrei- ber für Klangplatten aufweisende Plattenlautsprecher, insbe- sondere Multiresonanzplattenlautsprecher , anzugeben, bei dem diese Nachteile nicht auftreten.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Biegemomententreiber gemäß Patentanspruch 1 bzw. einem Biegemomententreiber nach Pa- tentanspruch 9. Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Vorteil der Erfindung ist es, dass die Festigkeit der Platte in keiner Weise beeinträchtigt wird und nur eine schmale, flache Rahmenabdeckung für die Biegemomententreiber erforderlich ist.
Erzielt wird dies in einer ersten Alternative durch einen e- lektrodynamischen Biegemomententreiber mit einer Schwingspu- le, die entlang der Berandungsflache so um die Klangplatte herumgewickelt ist, dass die Schwingspulenachse parallel zur Plattennormalen ist und mit einem Permanentmagnetsystem, das in geringem Abstand von der Berandungsflache der Klangplatte angeordnet ist und ein die Schwingspule durchsetzendes Magnetfeld erzeugt, welche in Abhängigkeit vom Ort längs des Um- fangs der Schwingspule unterschiedliche Stärke und/oder Rich- tungen hat derart, dass durch einen in der Schwingspule fließenden Signalstrom in den polnahen Bereichen der Schwingspule ein gegensinniges Kräftepaar parallel zur Plattennormalen entsteht, dass über einen dem Abstand zugehöriger Magnetpole des PermanentmagnetSystems entsprechenden Hebelarm ein Biege- moment auf die Klangplatte einprägt.
Der erfindungsgemäße Biegemomententreiber greift am Rand der Klangplatte an derart, dass die Biegemomente nur in der Berandungsflache (Schnittfläche) und/oder einer engen Randzone angreifen. Der Anregungsmechanismus kommt dabei ohne Einkerbungen, Einschnitte, Aussparungen usw. aus, so dass die Festigkeit der Klangplatte nicht beeinträchtigt wird. Weiterhin kann die Geometrie des Randes derart optimiert werden, dass die Biegemomententreiber gemäß der Erfindung überhaupt nicht mehr auf die zur optischen Nutzung vorgesehenen Flächen der Klangplatte eingreifen.
Bevorzugt wird daher das PermanentmagnetSystem so ausgebildet und angeordnet, dass es die zur optischen Nutzung vorgesehe- nen Abstrahlflächen der Klangplatte geometrisch in keinem Teil der Abstrahlfläche abdeckt.
Bevorzugt ist der Biegemomententreiber dabei derart ausgebildet, dass die durch ihn erzeugten Biegemomente nur an den Be- randungsflächen und/oder an dem Randbereich der Abstrahlflächen der Klangplatte angreifen. Bei einem derartigen Antriebssystem ist das Magnetfeld an jeder Pol-Austrittsfläche im wesentlichen senkrecht zur Plattenkante und senkrecht zur Plattennormalen gerichtet.
Weiterhin kann ein PermanentmagnetSystem vorgesehen werden, dass mindestens ein Paar Pole von gegensätzlicher Polarität aufweist, welche beide jeweils mit im wesentlichen gleichen Betrag magnetischer Feldstärke auf die Schwingspule wirken.
Bevorzugt können dabei ein Paar Pole jeweils einen Permanent- magneten und zwei magnetisch leitende Polkernschenkel aufweisen. Alternativ dazu können ein Paar Pole jeweils zwei separate gleichartige einzelne Permanentmagnete aufweisen, deren jeweilige Feldvektoren bezüglich der Schwingspule entgegengesetzt gerichtet sind. Dabei können zudem die beiden Perma- nentmagnete mit einem weichmagnetischen Joch miteinander verbunden sein.
Schließlich können bei beiden Alternativen ein weichmagnetisches Joch mit einer auf den Abstand der einzelnen Permanent- magneten abgestimmten Länge auf der den Permanentmagneten abgewandten Seite der Schwingspule in die Klangplatte eingelassen sein, so dass der magnetische Fluß des außerhalb der Schwingspule befindlichen Permanentmagnetsystems über das innerhalb der Schwingspule liegende Joch geschlossen wird. Die Permanentmagneten können vorzugsweise vom Seltenerdentyp sein.
Eine zweite Alternative eines erfindungsgemäßen Biegemomen- tentreibers umfasst ein Elektromagnetsystem, das einen Pol- kern, eine von einem Signalstrom durchflossene, um den Pol- kern gewickelte, feststehende Spule und einen momentenaufnehmenden, in die Platte eingelassenen und mit der Klangplatte fest verbundenen, Permanentmagneten aufweist, wobei der Pol- kern zangenartig den Rand der Klangplatte umfasst derart, dass die Normalen der Polaustrittsflächen parallel zur Plattennormalen stehen und zwischen den Polaustrittsflächen ein im wesentlichen homogenes magnetisches Feld besteht. Der Feldvektor des eingelassenen Permanentmagneten in der Ebene der Klangplatte, also senkrecht zur Plattennormalen liegen.
Der eingelassene Permanentmagnet kann dabei platten- oder stabförmig ausgebildet und vollständig in die Platte einge- lassen sein. Der eingelassene Permanentmagnet ist dabei bevorzugt so dimensioniert, dass es an keiner Stelle aus der Platte herausragt . Bei schlanker Gestaltung des eingelassenen Permanentmagneten (d. h. die Ausdehnung normal zur Platten- kante ist von der Größenordnung der Plattendicke) wird eine enge Randzone erzielt und damit eine optimale Nutzung der Abstrahlfläche der Klangplatte für optische Zwecke erreicht.
Weiterhin kann vorgesehen werden, dass die Ausdehnung des des eingelassenen Permanentmagneten in zentraler Richtung, also senkrecht zum Rand der Klangplatte in der Größenordnung der Plattendicke ist. Des Weiteren kann die in der Ebene der Klangplatte liegende Richtung des magnetischen Feldes im Joch parallel oder senkrecht zum Rand der Klangplatte ausgerichtet sein.
Darüber hinaus kann bei sämtlichen erfindungsgemäßen Plattenlautsprechern ein Halterahmen vorgesehen werden, an dem die Klangplatte in dem Bereich der Biegemomentübertragung durch flexible Haltepolster gelagert ist. Es können aber auch mehrere, zum Beispiel drei Biegemomentwandler vorgesehen werden, deren gedachte Verbindungslinien ein Dreieck aufspannen und die die Klangplatte lagern.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt :
Figur 1 das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Funk- tionsprinzip,
Figur 2 eine erste bevorzugte Ausführungsform eines Biegemo- mententreibers in einer Anwendung bei einem Plattenlautsprechers , Figur 3 eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines Biegemo- mententreibers in einer Anwendung bei einem Plattenlautsprechers und
Figur 4 eine Alternative zu der Ausführungsform nach Figur 3.
Zur Darlegung des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips ist gemäß Figur 1 eine Klangplatte 1 eines Multiresonanzplat- tenlautsprechers 6 vorgesehen, die beim Ausführungsbeispiel rechteckig berandet ist und eine Länge L, eine Breite W und eine Dicke H aufweist. Die Klangplatte 1 wird dabei im Randbereich mit einem oder mehreren Momenten M-_ , M2 angeregt.
Derartige Momente M_ , M2 werden beim Ausführungsbeispiel durch je ein Kräftepaar f+_ , f ~ χ bzw. f+2 , f~2 mit einem als Hebel wirksamen Abstand d_ , d2 erzeugt. Die Momente M^ , M2 greifen entweder in einer Berandungsflache 2 entsprechend den Schnittflächen der Klangplatte 1 (vgl. Figur la) oder in einem engen Randbereich 3 mit einer Breite e, die in der Größenordnung der Plattendicke H liegt (vgl. Figur lb) .
In Figur 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Anregung der Berandungsflache 2 entsprechend dem in Figur la dargestellten Wirkungsprinzip erfolgt.
Figur 2a zeigt zunächst die (beispielsweise rechteckig beran- dete) Klangplatte 1. Zu sehen ist eine der beiden Abstrahlflächen 4 und zwei der Schnittflächen 2.
Figur 2b zeigt die herausgelöste Schwingspule 5 eines elekt- rodynamischen Anregungssystems .
In Figur 2c sind nun die Schwingspule 5 und die Klangplatte 1 in Verbindung miteinander dargestellt, wobei der Plattenrand 2 der Klangplatte 1 als Spulenträger benutzt wird. Die Schwingspule 5 ist dabei fest mit dem Plattenrand verbunden. Die Länge des Schwingspulenträgers wird dabei durch die Höhe des Plattenrandes, also durch die Dicke H der Klangplatte 1 bestimmt .
Figur 2d zeigt einen (bis auf Rahmen/Halterung) vollständigen Multiresonanzplattenlautsprecher mit dem integrierten, erfindungsgemäßen elektrodynamischen Antriebssystem. Dabei ist der mit der Schwingspule 5 verbundene Plattenrand der Klangplatte 1 mit Paaren von Permanentmagneten 7 bestückt. Die Permanentmagnete 7 sind dabei derart an der Berandungsflache 2 ange- ordnet, dass deren Feldvektoren senkrecht zur Spulenachse der Schwingspule 5 liegen. Auf diese Weise werden die Kräfte f+χ, f ~ _ bzw. f+2, f"2' ;"-e i-n Figur 1 gezeigt, Biegemomente in den Plattenrand einprägen. Auf diese Weise wird ein elektrodynamischer, linearer Wandler nach einem neuartigen, „tangen- tial-variablen" Prinzip genutzt, in dem das die Schwingspule 5 durchsetzende Permanentmagnetfeld in Abhängigkeit vom Ort längs des Umfangs der Schwingspule 5 eine unterschiedliche Stärke und Richtung aufweist.
Figur 2e zeigt einen Schnitt durch die Klangplatte 1 ausgehend von einer Markierungslinie A-B aus Figur 2d. Ein in Figur 2d geschnittener Permanentmagnet 7 hat beim Ausführungsbeispiel den Südpol 8 nach außen weisend und den Nordpol 9 nach innen gerichtet. Wie auch bei konventionellen elektrody- namischen Antrieben üblich, ist ein Schwingspalt 11 der Weite h vorhanden, so dass die Permanentmagnete 7 die Schwingspule 5 nicht berühren.
Der Rand der Klangplatte 1 bietet Platz für mehrere Magnet- paare. Dadurch können am selben Plattenlautsprecher verschiedene Hebellängen d (d]_, d2 ) realisiert werden, mit dem verschiedene Biegewellenlängen bevorzugt angesprochen werden können. Die Magnetpaare werden bevorzugt in einem umlaufenden Halterahmen (nicht gezeigt) fixiert.
Figur 2f zeigt die Situation aus Figur 2e im Schnitt C-D mit Blickrichtung normal zur Plattenfläche 4. Zu sehen sind die beiden separaten Permanentmagnete 7, ein Stück Draht der Schwingspule 5 und ein Ausschnitt aus der Klangplatte 1.
Obwohl in Figur 2d die wirksamen Magnetpole durch je einen separaten Permanentmagneten realisiert werden, besteht auch die Möglichkeit der paarweisen Kombination zu Magnetsystemen deren Joch an Südpol und Nordpol einen Abstand (zum Beispiel -1» ^-2) aufweist.
Eine solche Alternative ist in Figur 2g dargestellt. Ein einziger Permanentmagnet 7 erbringt mit Hilfe eines zum Plattenrand hin gebogenen, weichmagnetischen Polkerns 17 im Schwingspalt der Spule 5 die gleichen Magnetfeldverhältnis- se, wie sie durch die zwei Magnete aus Fig. 2f erzeugt wor- den wären.
Figur 2h zeigt als weitere Alternative eine Weiterbildung der Ausgestaltung nach Fig. 2g. Das Magnetfeld der offenen Enden des Polkerns 17 wird geschlossen durch ein weichmagnetisches Joch 18, das in den Plattenrand eingelassen und dort fest verankert ist.
Ein wesentlicher Vorteil ist es, dass das Antriebssystem nach Figur 2 bei den vorstehend gezeigten Ausführungsformen kei- nerlei Anteil der Plattenfläche belegt und dass das zugehörige MagnetSystem nicht über die Plattenhöhe (Dicke H) hinausragt. Darüber hinaus wird die Klangplatte 1 nicht durch Einschnitte oder sonstige Maßnahmen geschwächt, sondern im Gegenteil durch die zusätzliche Schwingspule 5 eher verstärkt.
Auch bei der „ tangential-variablen" Variante des erfindungsgemäßen elektrodynamischen Antriebssystem eines Multireso- nanz-Plattenlautsprechers steht an jedem Magnetpol der Permanentmagnet-Induktionsvektor B senkrecht auf dem Spulenstrom- ektor I. Für die Kraft F auf eine im Polbereich wirksame zu- sammengefasste Leiterlänge Lg gilt lokal die Lorenz-Gleichung F = Lg ( IxB)
Der Kraftvektor steht dabei parallel zur Schwingspulenachse. Da der Induktionsvektor B und die Leiterlänge Lg zeitlich konstant sind, ist der Zusammenhang zwischen der Kraft F und dem Spulenstromvektor I und damit dem Signalstrom linear.
Eine andere, auf dem in Figur lb gezeigten Prinzip basierende Ausführungsform wird in Figur 3 gezeigt. Dieser elektromagne- tische, randständige Momententreiber besteht aus einer Kombination von Permanentmagnet und Elektromagnet. Beim Permanentmagneten handelt es sich um einen leichten, vorzugsweise stabför igen Permanentmagneten 12, 12' (z. B. Seltenerdenmagnet wie Neodym) , der in den Randbereich der Klangplatte 1 eingelassen ist. Der Elektromagnet bestehend aus einem Pol- kern 14 und einer feststehenden, vom Signalstrom durchflosse- nen Magnetspule 13 erzeugt ein Drehmoment im Permanentmagneten 12, 12 ' . Dieser Permanentmagnet 12, 12' überträgt dann das Drehmoment als Biegemoment auf den Rand der Klangplatte 1. Mit Polstern 25 kann die Klangplatte 1 in der richtigen Position zwischen den zangenförmigen Schenkeln des Polkerns 14 gehalten werden. Ein Luftspalt zwischen Klangplatte 1 und Polkern 14 kann dabei mit dem Polster 25 ausgefüllt werden.
Das Wechselfeld 16 des Elektromagneten im Luftspalt kann zunächst als homogen angesehen werden. Je nach Form und Größe des in diesem Wechselfeld 16 befindlichen Permanentmagneten 12, der ein Gleichfeld 15 erzeugt, kann folgende Betrachtungsweise die Erzeugung des Drehmoments erklären:
Im magnetisch schwach leitenden Inneren des Permanentmagneten 12 findet eine vektorielle Addition der Induktion Bp des Permanentmagneten 12 und die Induktion Bg des Signalstromes I statt. Somit ist die gesamte Induktion B gleich
B = Bp + Bg Der Betrag des daraus resultierenden Vektors der Gesamtinduktion B lautet daher in skalarer Schreibweise:
B = B2p + B2 S + 2 Bp Bs cos (α) ,
wobei mit α der Zwischenwinkel bezeichnet wird. Für die Feldenergie W im Inneren des Permanentmagneten 12 ergibt sich somit
W = V B2/μ,
wobei mit V das Volumen des Permanentmagneten 12 und mit μ die Permeabilität bezeichnet wird. Die Feldenergie ist winkelabhängig aufgrund der Winkelabhängigkeit der Gesamtinduk- tion B. Die Feldenergie des äußeren Feldes (Bg) bleibt bei
Änderungen des Zwischenwinkels α näherungsweise konstant. Somit ergibt sich das Drehmoment M zu
M = dW/dα = (V/μ) BP Bs sin (α) .
Das Drehmoment M ist dabei maximal, wenn - wie in Figur 3 gezeigt - der Vektor der Induktion Bg senkrecht zum Vektor der
Induktion Bp verläuft.
Somit ist im Rahmen der vereinfachenden Annahmen das Drehmoment M proportional der Induktion Bg des Signalstromes und damit proportional zum Signalstrom I selbst. Überlagert wird dieser durch eine (unterstellte) Sättigungsmagnetisierung des Permanentmagneten 12, 12' erreichte lineare Effekt von der Anziehungskraft auf ein ferromagnetisches, nicht gesättigtes
Joch, also einer Kraft die proportional zum Quadrat des Signalstromes I ist. Je nach Sättigungszustand des Permanentmagneten 12, 12' überwiegt die lineare oder die quadratische Kraftkomponente, was als Hinweis darauf zu verstehen ist, den Permanentmagneten 12, 12' möglichst ganz aus hartmagnetischen Werkstoff herzustellen. Das heißt aus einem Werkstoff mit hoher Sättigungsmagnetisierung und hohem Koerzitivfeld. Bei der Ausführungsform nach Figur 3a liegt dabei der Drehmomentvektor parallel zum Plattenrand, so dass das Biegemoment auch die tieffrequente erste Modalform der Biegeschwingung unterstützt.
Die Längsachse des Permanentmagneten 12' kann auch wie in Figur 3b angedeutet parallel zum Rand ausgerichtet werden. Dann wird der Drehmomentvektor zum Zentrum der Klangplatte 1 hinzeigen, wobei das Biegemoment die Tendenz haben wird, den Plattenrand zu krümmen. Diese Tendenz spricht vorzugsweise die hδherfrequenten Biegeschwingungsmoden an. Bei dieser Aus- führungsform braucht der Polkern 14 nicht soweit in die Abstrahlfläche der Klangplatte 1 hineinzuragen wie dies bei- spielsweise bei der Ausführungsform nach Figur 3a der Fall ist .
Durch Verjüngen des Querschnitts insbesondere senkrecht zur Klangplatte 1 der beiden Schenkel des Polkerns 14 und durch weitgehendes Weglassen der elastischen Polster (Federelemente 25) und durch extreme Abflachung der Magnetspule 13 und der zangenartigen Schenkel des Polkerns 14 kann wie in Figur 3c gezeigt eine betont flache Bauweise des elektromagnetischen Antriebssystem mit einem Rand parallel ausgerichteten Elekt- romagneten wie in Figur 3b gezeigt erzielt werden.
Die gezeigten Biegemomententreiber werden dabei bevorzugt in einem von einer Kante der Klangplatte 1 sich in Richtung der Mitte der Klangplatte 1 hin erstreckenden Randbereich plat- ziert, wobei der Randbereich in Richtung der Plattenmitte ungefähr gleich der Dicke der Klangplatte 1 ist. Bezugszeichenliste
1 Klangplatte
2 Berandungsflache
3 Randzone
4 Abstrahlflächen
5 Schwingspule
6 MultiresonanzplattenlautSprecher
7 Permanentmagnet
8 Südpol
9 Nordpol
11 Schwingspalt
12, 12' Permanentmagnet
13 Magnetspule
14 Polkern
15 Magnetischer Gleichfeldvektor
16 Magnetischer Wechselfeldvektor
17 Joch
18 eingelagertes Joch
25 Polster di, da Jochlänge

Claims

Patentansprüche
1. Elektrodynamischer Biegemomententreiber für einen eine Klangplatte (1) aufweisenden Plattenlautsprecher (6) , gekenn- zeichnet durch eine Schwingspule (5) , die entlang der Berandungsflache (2) um die Klangplatte (1) herumgewickelt ist, so dass die Schwingspulenachse parallel zur Plattennormalen ist und ein Permanentmagnetsystem (7) , das in geringem Abstand von der Berandungsflache (2) der Klangplatte (1) angeordnet ist und ein die Schwingspule (5) durchsetzendes Magnetfeld erzeugt, welche in Abhängigkeit vom Ort längs des Umfangs der Schwingspule (5) unterschiedliche Stärke und/oder Richtung hat derart, dass durch einen in der Schwingspule (5) fließenden Signalstrom in den polnahen Bereichen der Schwingspule (5) ein oder mehrere gegensinnige Kräftepaare entstehen, deren in der Plattenebene liegende Vektoren senkrecht zum Plattenrand stehen, wobei jeweils eine Kraft zum Platteninneren und eine aus der Klangplatte (1) heraus weist, so dass über einen dem Abstand zugehöriger Magnetpole des PermanentmagnetSystems (7) entsprechenden Hebelarm jeweils ein Biegemoment auf die Klangplatte (1) eingeprägt wird.
2. Biegemomententreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Permanentmagnetsystem (7) so ausgebildet und angeordnet ist, dass es von außerhalb der Klangplatte (1) her diese nicht zangenartig umschließend und berührungslos auf den Plattenrand einwirkt.
3. Biegemomententreiber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieser so ausgebildet und anordenbar ist, dass die durch ihn erzeugten Biegemomente nur an der Berandungsflache (2) und/oder an dem Randbereich der Abstrahlflächen (4) der Klangplatte (1) angreifen.
4. Biegemomententreiber nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das PermanentmagnetSystem (7) mindestens ein Paar Pole von gegensätzlicher Polarität aufweist, die beide jeweils mit im wesentlichen gleichem Betrag magnetischer Feldstärke auf die Schwingspule (5) wirken.
5. Biegemomententreiber nach Anspruch 4 , dadurch gekenn- zeichnet, dass ein Paar Pole jeweils einen Permanentmagneten (7) und zwei magnetisch leitende Polkernschenkel (17) aufweist.
6. Biegemomententreiber nach Anspruch 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein Paar Pole jeweils zwei separate gleichartige einzelne Permanentmagnete (7) aufweist, deren jeweilige Feldvektoren bezüglich der Schwingspule (5) entgegengesetzt gepolt sind.
7. Biegemomententreiber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Permanentmagnete (7) mit einem weichmagnetischen Joch (17) miteinander verbunden sind.
8. Biegemomententreiber nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein weichmagnetisches Joch (18) mit einer auf den Abstand der einzelnen Permanentmagneten (7) abgestimmten Länge auf der den Permanentmagneten (7) abgewandten Seite der Schwing- spule (5) in die Klangplatte (1) eingelassen ist, so dass der magnetische Fluss des außerhalb der Schwingspule (5) befindlichen Permanentmagnetsystems (7) über das innerhalb der Schwingspule (5) liegende Joch (18) geschlossen wird.
9. Biegemomententreiber für einen eine Klangplatte auf¬ weisenden Plattenlautsprecher, gekennzeichnet durch ein Elektromagnetsystem (13, 14), das einen Polkern (14), eine von einem Signalström durchflossene, um den Polkern (14) gewickelte, feststehende Spule (13) und einen momentenaufnehmenden, in die Klangplatte (1) einge- lassenen und mit der Klangplatte (1) fest verbundenen, separaten Permanentmagneten (12, 12') aufweist, wobei der Polkern (14) zangenartig den Rand der Klangplatte (1) umfasst derart, dass die Normalen der Polaustrittsflächen parallel zur Plattennormalen stehen und zwischen den Polaus- trittsflachen ein im wesentlichen homogenes magnetisches Feld auftritt .
10. Biegemomententreiber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldrichtung im Permanentmagneten (12, 12') in der
Ebene der Klangplatte (1) und damit senkrecht zur Plattennormalen liegt .
11. Biegemomententreiber nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (12, 12') platten- oder stabförmig ausgebildet und vollständig in die Klangplatte (1) eingelassen ist .
12. Biegemomententreiber nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung des Permanentmagneten (12, 12') normal zum Rand der Klangplatte (1) in der Größenordnung der Plattendicke ist .
13. Biegemomententreiber nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Ebene der Klangplatte (1) liegende Richtung des magnetischen Feldes (15) im Permanentmagneten (12, 12') parallel zum Rand der Klangplatte (1) ausgerichtet ist.
14. Biegemomententreiber nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Ebene der Klangplatte (1) liegende Richtung des magnetischen Feldvektors (15) im Permanentmagneten (12, 12') senkrecht zum Rand der Klangplatte (1) ausgerichtet ist.
15. Biegemomententreiber nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegemomententreiber in einem von einer Kante der Klangplatte (1) sich in Richtung der Mitte der Klangplatte (1) hin erstreckenden Randbereich platzierbar ist und der Randbereich in Richtung der Plattenmitte ungefähr gleich der Dicke der Klangplatte (1) ist.
EP01983506A 2000-11-23 2001-09-26 Elektrodynamischer biegemomententreiber Expired - Lifetime EP1336321B1 (de)

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DE2000158102 DE10058102C2 (de) 2000-11-23 2000-11-23 Elektrodynamischer Biegemomententreiber
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