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RingspaltmagnetEystem, insbesondere
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für Tiefton-Lautsprecher Die Erfindung betrifft ein-Ringspaltmagnetsysteem
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, das insbesondere für Tiefton-Lautsprecher
bestimmt ist.
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Bei Tiefton-Lautsprechern ist die Membran extrem weich aufgehängt,
so daß die Schwingspule auch nach Verlassen des Hauptmagnetfeldes im Arbe.itsluftspalt
des Magnetsystems durch das innere Streufeld noch weiter nach innen gezogen wird
und daher insbesondere bei einer Ubersteuerung des Lautsprechers an der unteren
Polplatte aufschlagen würde, Um dies zu vermeiden, muß man bisher einen Kompromiß
eingehen, indem man die Membran und die Schwingspule doch härter aufhängt, als man
dies im Interesse der. Klangqualitäten des Lautsprechers tun möchte, um ein Anschlagen
der Schwingspule an der unteren Polplatte zu verhindern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ringspaltmagnetsystem
für Tiefton-Lautsprecher nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß
trotz einer extrem weichen Aufhängung der Membran und der Schwingspule auch bei
einer Übersteuerung des LauLsprecher ein Anschlagen der Schwingspule an der unteren
Polplatte ohne zusätzliche mechanische Maßnahmen mit Sicherheit vermieden wird.
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Diese Aufgabe findet ihre Lösung erfindungsgemäß im wesentlichen durch
den Kennzeichnungsteil des Anspruches 1, während in den Ansprüchen 2 bis 4 besonders
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet sind.
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Durch die Erfindung -entfällt -der oben beschriebene Kompromiß einer
härteren Aufhängung der Membran und der Schwingspule, da die Schwingspu]-e durch
den Magnet fluß im Bremsluftspalt, der umgekehrt zum Magnetfluß im Arbeitsluftspalt
und umgekehrt zum inneren Streufluß in der Umgebung des Arbeitsluftspaltes gerichtet
ist, auch bei extrem weicher Aufhängung am Aufschlagen auf die untere Polplatte
gehindert wird.
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In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind''der Magnetfluß
durch den Bremsluftspalt und der in Bremsrichtung verlaufende Streufluß über dem
Bremsl.uftspalt, die.beide umgekehrt zum Magnetfluß im Arbeitsluftspalt und auch
umgekehrt zum inneren Streufluß in der Umgebupg des Arbeitsluftspaltes gerichtet.
sind, in ihrer Summe gleich oder gröBer als der innere Streufluß unterhalb des Arbeitsluftspaltes.
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Wichtig ist dabei, daß die' untere Polplatte durch den tiefen Einschnitt
des Bremsluftspaltes auf dem Umfang der Schwingspule eine Querschnittsverminderung
für an Magnetfluß erfährt
und damit einen solchen höheren magnetischen
Widerstand aufweist, daß ein Teil des Magnetflusses nicht mehr durch den Weicheisenkörper,
sondern durch den Bremsluftspalt führt. um Extremfall kann der Magnetfluß im'Welcheisenkörper
von der unteren Polplatte zum Pol kern auch vollständig unterbrochen werden, z.
3. durch einen in den unteren Teil des Bremsluftspaltes eingesetzten Ring aus unmagnetischem
Matcrist, wie Messing oder eine Messinc3platte, die die untere Polplatte mit dem
Polkern mechanisch Verbindet. Hierdurch wird erreicht, daß der gesamte Magnetfluß
und nicht.nur ein Teil durch den Bremsluftspa].t führt. In diesem Falle ist dermagnetische
Widerstand in der unteren Polplatte dann identisch mit dem gesamten magnetischen
Widerstand des Bremsluftspaltes in der unteren Polplatte.
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Um den großen Hub'der Schwingspule zu ermöglichen und die Klangqualitäten
des Lautsprechersystems durch das Eintauchen der Schwingspule.nicht zu beeinträchtigen,
ist der Bremsluftspalt erst in einem axialen Abstand von der oberen Polplatte angeordnet,
der etwa gleich der Dicke der oberen Polplatte oder größer ist.
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Zur einfacheren und besseren Abstimmung des Systems auf bestimmte
gewünschte Klangqualitäten und aus Gründen der Wirtschaftlichkeit kann nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen sein, daß an der unteren Polplatte ein
den Bremsluftspalt über einen Teil seiner axialen Länge begrenzender Weicheisenring
angeordnet ist, der mit dem Innenumfang des Dauermagnetringes verbunden ist. Die
Tiefe und der Abstand des Bremsluftspaltes können dann durch Einsetzen unterschiedlich
hoher Weicheisenringe jeweils entsprechend angepaßt werden.
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Durch die Erfindung wird ein impulsfester Tiefton-Lautsprecher geschaffen,
bei dem eine Eigenbegrenzung der Amplitude der Schwingspule gewährleistet ist durch
das Gegenfeld, das im Bremsluftspalt in umgekehrter Richtung zum Magnetfeld im Arbeitsluftspalt
-und zum inneren Streufluß erzeugt -wird. Da keine mechanischen Anschläge für die
Schwingspule vorhanden sind, sondern nur der, im Bremsluftspalt erzeugte Mägnetfluß,
ergibt sich hierdurch ein besonders wirksamer Uberlastungsschutz bei extrem weicher
Aufhängung der Schwingspule mit der Lautsprechermembran.
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Aus der DE-AS 12 81 600 ist es zwar bereits bekannt, bei einem Ringspaltmagnetsystem
hoher Feldstärke, bei dem sich im Arbeits- oder AntriebsSuftspalt eine Schwingspule
bewegt, unmittelbar unterhalb des ArbeitsluftspaTtes einen den Polkern umgebenden
weichmagnetischen Polring anzuordnen, der jedoch für die Aufnahme des inneren seitlichen
magnetischen Streuflusses mit dem Fuß des Polkerns so verbunden ist, daß einerseits
zwischen Polkern und Polring ein, freier Raum für die Bewegung der Schwingspule
vorhanden ist, dem.andererseits ein freier Raum zwischen Polring und Dauermagnetring
gegenüberliegt. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um einen Bremsluftspalt im
Sinne der vorliegenden Erfindung. Die Zielsetzung derartiger bekannter Ringspaltmagnetsysteme
ist vielmehr speziell darauf gerichtet, im Arbeitsluftspalt eine möglichst hohe
Induktion zu erreichen. Zu diesem'Zweck erfolgt die Umlenkung des Magnetflusses
daher unmittelbar unterhalb des.Arbeitsluftspaltes, um die Belastung des Polkernes
durch einen Nebenschluß zu verringern und eine hohe Induktion im Arbeitsluftspalt
zu erreichen. Diese Zielsetzung, Induktionen von etwa 15 000 Gauß und zum Teil auch
darüber zu erhalten, wird mit den bekannten Anordnungen zwar auch tatsächlich-erreicht,
ohne jedoch im Sinne der vorliegenden Erfindung zu wirken.
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Im Unterschied zu diesen bekannten Ringspaltmagnetsystemen liegt die
Zielsetzung der vorliegenden Erfindung nicht darin, die Belastung des Polkernes
durch den inneren Streufluß zu verringern oder eine extrem hohe Induktion im Arbeitsluftspalt
zu erreichen, sondern es geht darum, einen zusätzlichen Bremsluftspait im Bereich
der unteren Polplatte vorzusehen, in welchem die Schwingspule des Lautsprechersystems
bei einer übersteuerung eine Eigenbegrenzung der Schwingungsamplitude durch das
im Bremsluftspålt erzeugte Gegenfeid erfährt.
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Auch beginnt die Umkehrung der Magnetflußrichtung bei der Erfindung
im Gegensatz zum vorbekannten Stande der Technik nicht ganz dicht unter der oberen
Polplatte, sondern erst in einem Abstand von dieser, der etwa gle.ich oder größer
ist als die Dicke der oberen Polplatte. Dies steht der Erreichung einer möglichst
hohen Induktion im Arbeitsluftspalt voll entgegen.
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Wesentlich ist allerdings bei der Erfindung, daß der in Gegenrichtung
verlaufende Magnetfluß im Bremsluftspalt und dessen Umgebung etwa gleich oder größer
sein muß als der in Hauptrichtung unterhalb der oberen Polplatte verlaufende Streufluß,
jeweils abhängig von de verwendeten -Schwingspule, so daß für diese Schwingspule
ein Bremsluftspalt in der unteren Polplatte geschaffen wird, der verhindert, daß
die Schwingspule auf der unteren Polplatte aufschlägt, weil eine totale Umkehrung
der Richtung der Antriebskraft für die Schwingspule eintritt.
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Weitere EinzelheiLen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten bevorzugten'Ausführungsbeispielen.
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Es zeigen Fig. 1 eine erste Äusfuhrungsform eines Ringspaltmaghetsystems
mit Bremsluftspalt, Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 in matcrialsparender Weise abgewandelte
zweite Ausführungsform, Fig. 3a und Fig. 3b jeweils Teildarstellungen von Zwe-i
weiteren Ausführungsformen, die durch eine Verwendung von zusätzlichten Weicheisenringen
zur Begrenzung des Bremsluftspaltes gekennzeichnet sind, Fig. 4 noch eine abgewandelte
Ausführungsform, bei der.der Polkern und die untere -Polplatte' durch einen Zwischenring
aus unmagnetischem Material, wie Messing, unterhalb des Bremsluftspaltes miteinander
verbunden sind, -und Fig. 5 eine weitere abyewandelte Ausführungsform, bei der die
betreffenden Teile durch eine Platte oder Scheibe aus unmagnetischem Material, wie
Messing oder dergleichen, fest miteinander verbunden-sind.
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Bei den gezeigten Ausführungsformen von Ringspaltmagnetsystemen 1
für Tiefton-Lautsprecher mit konischer Membran 2.bewegt sich im Arbeitsluftspalt.3
des Magnetsystems eine mit ihrem Körper 4b an der Membran 2 befestigte Schwingsp.ule'
4a mit großem Hub. Däs, Ringspaltmagnetsystem 1 besteht aus einem' zylindrischen
Polkern 5 aus Weicheisen und einem ringförmigen Dauermagneten 6, der im Abstand
vom Polkern 5 zwischen einer den Arbeitsluftspalt 3 begrenzenden oberen Polplatte
7 und einer unteren.Polplatte 8 angeordnet ist.;
An der unteren
Polplatte 8 ist ein den Pokern 5 in axialer Verlängerung des Arbeits luftspaltes
3 umgebender Bremsluftspalt 9 für die Schwingspule 4a in Verbindung mit einem magnetischen
Widerstand 10e in der unteren Polplatte 8 derart ausgebildet, daß der Magnetfluß
10a durch den Bremsluftspalt 9 und der in Bremsrchtung-verlaufenden Streufluß 10d
über dem Bremsluftspalt 9 die beide umgekehrt zum Magnetfluß 1Ob im Arbeitsluftspalt
3und auch umgekehrt zum inneren Streufluß 10c in der Umgebung des Arbeitsluftspaltes
3 gerichtet sind, in ihrer Summe gleich oder größer als der innere Streufluß 10c
unterhalb des Arbeitsluftspaites 3 sind.
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Der Bremsluftspalt 9 ist bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen
in einem axialen Abstand 11 von der oberen Polplatte 7 angeordnet, der etwa gleich
der Dicke 7a der oberen Polplatte 7 oder größer ist. Bei der Ausführungsform von
Fig. 2 weist die untere Polplatte 8 eine stirnseitige Ausdrehung 8a zur Materialersparnis
auf.
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Während bei den in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen der Bremsluftspalt
9 volständig in die untere Polplatte 8 eingearbeitet ist, ist bei der Ausführungsform
von Fig. 3a an der Oberseite der unteren Polplatte 8 ein den Bremsluftspalt 9 über
einen Teil seiner axialen Länge begrenzender Weicheisenring 12 angeordnet, der mit
dem Innenumfang 6a des Dauermagnetringes 6 verbunden ist und an diesem eng anliegt.
Dies ist auch bei der Ausführungsform von Fig. 3b der Fall, wobei jedoch der Weicheisenring
12 bei gleichem axialem Abstand 11 von der oberen Polplatte eine etwas grössere
axiale Erstreckung hat und daher in eine Ringnut 13 an der-unteren Polplatte 8 eingelassen
ist, die zugleich den radial innenliegenden Teil des Bremsluftspaltes 9 bildet.
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Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen von Fig. 1 bis 3 sind
bei den in Fig. 4 und 5 gezeigten beiden abgewandelten Ausführungsformen der Polkern
5 und die untere Polplatte 8 im unteren Teil des Bremsluftspaltes 9 durch einen
Ring 14 bzw. durch eine Scheibe 15 aus unmagnetischem Material, wie Messing, Kunststoff
oder dergleichen, verbunden, so daß bei diesen beiden Ausführungsformen der gesamte
Innenquerschnitt der unteren Polplatte 8 vom Polkern 5 magnetisch getrennt ist und
das gesmate Magnetfeld an dieser Stelle durch den Bremsluftspalt 9 hindurchtreten
muß.
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