DE4234069A1 - Konuslautsprecher in Leichtbauweise - Google Patents
Konuslautsprecher in LeichtbauweiseInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung von
Konuslautsprechern, insbesondere auf die
Gewichtsreduzierung von langhubigen Konuslautsprechern.
Konuslautsprecher sind nach Aufbau und Wirkungsweise im
Stand der Technik weitgehend bekannt, so daß an dieser
Stelle auf eine weitergehende Erörterung verzichtet werden
kann.
Das Magnetsystem derartiger Konuslautsprecher wird
herkömmlich von einem ringförmigen Dauermagneten, einer
oberen und einer unteren Polplatte und einem Polkern
gebildet. Der Polkern ist zentrisch auf die untere
Polplatte aufgesetzt und wird von dem ringförmigen
Dauermagneten, dessen eine Kreisringfläche ebenfalls mit
der unteren Polplatte verbunden ist, mit Abstand umrandet.
Auf die andere Kreisringfläche des Dauermagneten ist die
obere, ebenfalls kreisringförmig ausgebildete Polplatte
aufgesetzt. Die Baulänge des Polkerns ist so bemessen, daß
das freie, nicht mit der unteren Polplatte verbundene Ende
des Polkerns mit der oberen Polplatte abschließt, wenn das
Magnetsystem montiert ist, wobei der innere Rand der
oberen Polplatte den Polkern mit Abstand umrandet. In
diesem Abstand, der geläufigerweise Luftspalt genannt
wird, taucht die mit der Lautsprechermembran verbundene
Schwingspule ein. Mit Ausnahme der aus Ferritmaterial
gebildeten Dauermagneten, die bereits während der
Herstellung im Sinter-Prozeß die erforderliche Formgebung
erhalten, sind alle anderen Bauteile des Magnetsystems
entweder gestanzt oder fließgepreßt.
Als nachteilig wird aber bei derartig ausgebildeten
Magnetsystemen empfunden, daß solche Lautsprecher ein
hohes Gewicht aufweisen. Dies ist darauf zurückzuführen,
daß zur Bereitstellung einer ausreichend großen Induktion
im Luftspalt große und daher schwere Dauermagnete
erforderlich sind. Dies gilt insbesondere dann, wenn
mittels solcher Magnetsysteme Lautsprecher angetrieben
werden sollen, deren Schwingspulen große Hübe ausführen
sollen. In diesem Fall ist es nämlich erforderlich, die
Wickelbreite der Schwingspule und die Höhe der oberen
Polplatte größer zu wählen als in den Fällen, in denen das
Magnetsystem zur Kurzhubwiedergabe ausgelegt ist. Die
Folge ist, daß bei diesen langhubigen Magnetsystemen wegen
der größeren Dicke der oberen Polplatte bzw. der größeren
Wickelbreite die erforderliche Induktion im Luftspalt nur
durch eine im Vergleich zu Kurzhubsystemen
überproportionale Vergrößerung des Dauermagneten
erreichbar ist.
Neben dieser Ausbildung vom Magnetsystem sind im Hoch- und
Mitteltonbereich Magnetsysteme bekannt, die sich im Aufbau
von den vorbenannten Magnetsystemen unterscheiden.
Derartige Magnetsysteme weisen einen Magnettopf auf, auf
dessen Boden zentrisch zur Lautsprecherachse der Polkern
aufgesetzt ist. Der Polkern ist bei dieser Anordnung aus
einem magnetisch hochenergetischen Material gebildet,
welches unter der Bezeichnung Neodym bekannt ist. Das
nicht mit dem Topfboden verbundene Ende des Polkerns ist
mit einer oberen Polplatte versehen, welche einen den
Durchmesser des Polkerns übersteigenden Durchmesser
aufweist. Die Höhe des Topfrandes ist auf die Höhe des
Polkerns und der Polplatte abgestimmt. Gewöhnlich haben
der Topfrand und die im Topf angeordneten Bauteile
(Polkern und Polplatte) gleiches Höhenniveau. Zwischen dem
oberen Topfrand und der Polplatte wird, da beide Bauteile
zueinander einen Abstand einhalten, der Luftspalt des
Magnetsystems gebildet. Auch kann der obere Teil des
Topfrandes, also der Teil, der der Polplatte gegenüber
steht, polförmig ausgebildet sein, in dem dieser Bereich
des Topfrandes ins Innere des Topfes hineinragt. Solche
Magnetsysteme haben den Vorteil, daß sie gegenüber
vergleichbaren Lautsprechern mit Dauermagneten in
ausschließlicher Ferritausbildung, deutlich leichter
ausgebildet werden können. Letzteres gilt allerdings nur
für solche Magnetsysteme, die im Kurzhubbereich arbeiten.
Dies sind vor allem Hoch- und Mitteltonlautsprecher.
Zurückzuführen ist dies darauf, daß trotz der überragenden
Eigenschaften von Neodym die erforderliche Induktion im
Luftspalt nur für schmale Wickelbreiten der Schwingspule
geeignet ist. Ferner wird beim Neodymmagnetsystem als
nachteilig erachtet, daß der Magnettopf als Drehteil
gefertigt werden muß und daher im Vergleich zu den oben
beschriebenen reinen Ferritsystemen in der Herstellung
teuerer ist. Aber selbst dann, wenn man den letztbenannten
Nachteil außer Acht läßt und anstrebt, auch langhubige
Magnetsysteme in der oben angedeuteten Weise zu bilden,
ist eine Übertragung der im Kurzhubbereich verwendeten
Neodymmagnetsysteme auf langhubige Magnetsysteme nicht
möglich. Ursache hierfür ist, daß diese Art von
Lautsprechern wegen ihres großen Hubes gegenüber Hoch- und
Mitteltonlautsprechern eine größere Bautiefe und eine
größere Induktion im Luftspalt erfordern. Letzteres kann
durch Vergrößerung des aus Neodym gebildeten Polkerns
nicht in befriedigender Weise erreicht werden.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen
Konuslautsprecher, insbesondere ein Magnetsystem für
Konuslautsprecher im Langhubbereich anzugeben, welches
gegenüber den bekannten Magnetsystemen, deren
Dauermagneten ausschließlich aus Ferritmaterial gebildet
sind, ein deutlich vermindertes Gewicht aufweist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Polkern
zumindest teilweise aus Neodym gebildet ist, daß gleiche
Pole von Polkern und Dauermagnet bezogen auf die
Lautsprecherachse in entgegengesetzte Richtung weisen und
daß die obere Polplatte zweiteilig aufgebaut ist, wobei
der eine Teil kreisringförmig ausgebildet und mit dem
Dauermagneten verbunden ist und der andere Teil der
Polplatte scheibenförmig ausgebildet und mit dem Polkern
verbunden ist.
Diese Art der Ausbildung von Magnetsystemen erlaubt es
langhubig ausgelegte Magnetsysteme für Konuslautsprecher
auszubilden, die gegenüber Magnetsystemen mit aus
Ferritmaterial gebildeten Dauermagneten eine
Gewichtsersparnis von über 50% aufweisen. Unter langhubig
ausgelegten Magnetsystemen werden solche Magnetsysteme
verstanden, deren Schwingspule einen Hub von größer 3 mm
ausführt.
Wird gemäß Anspruch 2 der Polkern von einer Neodymscheibe
gebildet, die auf einem an der unteren Polplatte
angeformten Sockel ruht, hat dies den Vorteil, daß damit
der Einsatz von Neodymmaterial minimiert werden kann. Wäre
nämlich der gesamte Polkern aus Neodymmaterial gebildet,
ist wegen der bei langhubigen Magnetsystemen großen
Polkernhöhe die Induktion im Luftspalt nur unwesentlich
größer als in dem Fall, daß im Polkern nur eine
vergleichsweise dünne Neodymscheibe angeordnet ist.
Eine wesentliche Induktionssteigerung im Luftspalt wird
dann erreicht, wenn gemäß Anspruch 3 eine weitere
Neodymscheibe an der Seite des scheibenförmigen Teils der
oberen Polplatte angeordnet ist, die der unteren Polplatte
abgewandt ist, und gleiche Pole der weiteren Neodymscheibe
und des Polkerns einander zugewandt sind.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein Magnetsystem gemäß der
Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt durch ein Magnetsystem gemäß dem
Stand der Technik und
Fig. 3 einen Schnitt durch ein weiteres Magnetsystem
gemäß der Erfindung.
Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher erläutert
werden.
Fig. 1 zeigt ein Magnetsystem 10 für Konuslautsprecher im
Schnitt. Der Schnitt verläuft bei dieser Figur, ebenso wie
bei den übrigen Figuren an der Stelle des Magnetsystems
10, an denen diese ihren größten Durchmesser haben. Das
Magnetsystem 10, welches in Fig. 1 dargestellt und zur
Wiedergabe von breitbandigen Tonsignalen ausgelegt ist,
wird im wesentlichen von der unteren Polplatte 11, dem
kreisringförmigen Dauermagneten 12, dem Polkern 13 und der
oberen Polplatte 14 gebildet. Alle diese Bauteile oder
Bauteilsgruppen sind entweder gestanzt oder fließgepreßt
oder haben ihre Form bereits im Sinter-Prozeß erhalten.
Letzteres macht die Ausbildung eines Magnetsystems 10
gemäß Fig. 1 besonders kostengünstig.
Die untere Polplatte 11 ist mit der unteren Seite der
Kreisringfläche des aus Ferrit gebildeten Dauermagneten 12
verbunden. Der Polkern 13, welcher zentrisch zur
Mittelachse des Magnetsystems 10 angeordnet ist, wird von
einem an der unteren Polplatte 11 ausgebildeten Sockel 15,
einer darauf angeordneten Neodymscheibe 16 und einer auf
der Neodymscheibe 16 angeordneten Scheibe 17 gebildet. In
dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel haben der
Sockel 15 und die Scheibe 17 gleichen Außendurchmesser.
Gegenüber dem Durchmesser der letztbenannten Teile ist der
Durchmesser der Neodymscheibe 16 etwas verkleinert. In
einem anderen - hier nicht dargestellten -
Ausführungsbeispiel kann die Neodymscheibe 16 auch einen
Durchmesser aufweisen, der dem Durchmesser des Sockels 15
bzw. der Scheibe 17 entspricht.
Zwischen der Innenwandung des Dauermagneten 12 und dem
Sockel 15 sowie der Neodymscheibe 16 besteht der Abstand
18. Die mit dem Sockel 15 verbundene Neodymscheibe 16
fluchtet mit der oberen Kreisringfläche des Dauermagneten
12. Auf der oberen Kreisringfläche des Dauermagneten 12
ist der kreisringförmig ausgebildete Teil 19 der oberen
Polplatte 14 aufgelegt und verbunden. Der kreisringförmige
Teil 19 der oberen Polplatte 14 und die Scheibe 17, welche
auf der Neodymscheibe 16 angeordnet ist, haben gleiche
Dicke. Zwischen dem kreisringförmigen Teil 19 und der
Scheibe 17, welche die obere Polplatte 14 bilden, besteht
ein Abstand 20. In diesem Abstand 20, welcher auch
Luftspalt genannt wird, taucht beim montierten
Lautsprecher die Schwingspule ein (nicht dargestellt).
Bezogen auf die Mittelachse des Magnetsystems 10 weisen
gleiche Pole von Dauermagnet 12 und Neodymscheibe 16 in
entgegengesetzte Richtungen. Das heißt, daß der Südpol (S)
der Neodymscheibe 16 der unteren Polplatte 11 zugewandt
ist und der Südpol (S) des Dauermagneten 12 der oberen
Polplatte 14 zugewandt ist.
In Fig. 2 ist ein Magnetsystem 10 dargestellt, welches
konventionell ausgebildet ist. Dieses Magnetsystem 10 wird
von einem kreisringförmigen und ebenfalls aus Ferrit
gebildeten Dauermagneten 12, der unteren Polplatte 11 und
dem einstückig mit der unteren Polplatte 11 verbundenen
Polkern 13 gebildet. Auch bei diesem Magnetsystem 10 haben
der Polkern 13 und die obere Polplatte gleiches
Höhenniveau, wenn das Magnetsystem 10 montiert ist. Genau
wie das in Fig. 1 dargestellte Magnetsystem 10 dient auch
das in Fig. 2 dargestellte Magnetsystem 10 zum Antrieb
eines Konuslautsprechers, welcher breitbandig ausgelegt
ist.
Aus dem Vergleich von Fig. 1 und Fig. 2, die maßstäblich
zueinander gezeichnet sind, wird deutlich, daß das
Magnetsystem 10 gemäß Fig. 1 gegenüber dem Magnetsystem
10 gemäß Fig. 2 deutlich kleiner und damit auch erheblich
leichter ausgebildet werden kann, wenn, wie
erfindungsgemäß angegeben, der Polkern 13 eine
Neodymscheibe 16 aufweist. Die durch die Verwendung der
Neodymscheibe 16 im Polkern 13 erzielbaren
Gewichtsvorteile seien anhand der nachfolgenden Tabelle
veranschaulicht, die ein konventionell ausgebildetes
Magnetsystem 10 gemäß Fig. 2 einem in seiner
Wirkungsweise und in seinen Eigenschaften identischen
Magnetsystem 10 gemäß Fig. 1 gegenüberstellt.
Aus dieser Tabelle ist deutlich entnehmbar, daß bei
gleicher Induktion im Luftspalt 20 und gleichen
Luftspaltabmessungen des erfindungsgemäßen Magnetsystems
10 (Fig. 1) nur ein Gewicht von 51% eines konventionell
ausgebildeten Magnetsystems 10 (Fig. 2) aufweist.
In Fig. 3 ist ein weiteres Magnetsystem 10 gezeigt,
welches gegenüber dem in Fig. 1 gezeigten Magnetsystem 10
eine weitere Neodymscheibe 21 aufweist. Diese weitere
Neodymscheibe 21 ist so auf der Scheibe 17 angeordnet, daß
gleiche Pole (im hier gezeigten Ausführungsbeispiel beide
Nordpole (N/N)) von Neodymscheibe 16 und weiterer
Neodymscheibe 21 einander zugewandt sind. Durch diese
Maßnahme wird die Induktion im Luftspalt 20 mehr
vergrößert, als wenn die Masse, die auf die weitere
Neodymscheibe 21 entfällt im Polkern 13 angeordnet wäre.
Obwohl in Fig. 3 die Abmessungen der weiteren
Neodymscheibe 21 den Abmessungen der im Polkern 13
angeordneten Neodymscheibe 16 entsprechen, ist die
Erfindung nicht auf diese Abmessungsgleichheit beschränkt.
Vielmehr kann in einem anderen - nicht dargestellten -
Ausführungsbeispiel die Abmessung beider Neodymscheiben
16, 21 voneinander verschieden gewählt sein. Insbesondere
kann die Höhe der beiden verwendeten Neodymscheiben 16, 21
voneinander unterschiedlich gewählt sein. Die Wahl der
Dicke der Neodymscheiben 16, 21 hängt davon ab, welche
Induktion im Luftspalt 20 eingestellt werden soll.
Bezugszeichenliste
10 Magnetsystem
11 untere Polplatte
12 Dauermagnet
13 Polkern
14 obere Polplatte
15 Sockel
16 Neodymscheibe
17 Scheibe
18 Abstand
19 Teil, kreisringförmig
20 Luftspalt
21 Neodymscheibe, weitere
11 untere Polplatte
12 Dauermagnet
13 Polkern
14 obere Polplatte
15 Sockel
16 Neodymscheibe
17 Scheibe
18 Abstand
19 Teil, kreisringförmig
20 Luftspalt
21 Neodymscheibe, weitere
Claims (3)
1. Magnetsystem (10) für Konuslautsprecher
- - mit einem kreisringförmigen Dauermagneten (12) aus Ferritmaterial,
- - mit einer unteren Polplatte (11), die mit der unteren Kreisringfläche des Dauermagneten (12) verbunden ist,
- - mit einem Polkern (15), der zentrisch zur Lautsprecherachse mit der unteren Polplatte (11) verbunden ist und
- - einer oberen Polplatte (14), die an der oberen Kreisringfläche des Dauermagneten (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Polkern (13) zumindest teilweise aus Neodymmaterial gebildet ist,
- - daß gleiche Pole von Polkern (13) und Dauermagnet (12) bezogen auf die Lautsprecherachse in entgegengesetzte Richtungen weisen und
- - daß die obere Polplatte (14) zweiteilig aufgebaut ist, wobei der eine Teil (19) kreisringförmig ausgebildet und mit dem Dauermagneten (12) verbunden ist und der andere Teil (17) der oberen Polplatte (14) scheibenförmig ausgebildet und mit dem Polkern (13) verbunden ist.
2. Magnetsystem (10) für Konuslautsprecher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Polkern (13) von einer Neodymscheibe (16)
gebildet, die auf einem an der unteren Polplatte (11)
angeformten Sockel (15) ruht.
3. Magnetsystem (10) für Konuslautsprecher nach Anspruch 1
oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Seite des scheibenförmigen Teils (17) der
oberen Polplatte (14), welche der unteren Polplatte
(11) abgewandt ist, eine weitere Neodymscheibe (21)
angeordnet ist, wobei gleiche Pole der weiteren
Neodymscheibe und des Polkerns (13) einander zugewandt
sind.
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