DE7322737U

DE7322737U - Elektroakustischer wandler

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Publication number: DE7322737U
Application number: DE7322737U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-06-20
Filing date: 1973-06-19
Publication date: 1978-05-18
Also published as: NO132745C; NO132745B; SE363956B; DE2331037B2; JPS4986016A; JPS609398B2; US3919498A; DE2331037A1; JPS5723394A; GB1418360A

Description

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DITL.-ING. H. MARSCH -. '· DIPL.-ING. K. SPARING ««π>μ«αιιιμ*ιια·μ

POSTPACH 140368

PATENTANWÄLTE tblbfon <oa«> β7334β

G 73 22 737.9
Palle-Finn-Beer 10/10

Beschreibung

Die Neuerung bezieht sich auf einen elektroakustischen Wandler üer im Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 angegebenen Bauart. Wandler dieser Bauart sind dargestellt und beschrieben in der DT-AS 1 167 896.

Ein Vorteil bei Wandlern dieser Bauart besteht darin, daß eie ohne weiteres so konstruiert werden können, daß die Membran iia wesentlichen gleichphasig über ihre gesamte bewegliche Oberfläche schwingt. Die bekannten Wandler dieser Bauart haben jedoch eine solche Konstruktion, daß sie relativ teuer in der Herstellung sind, und darüberhinaus ist es schwierig, ein ausreichend starkes Magnetfeld im Luftspalt zu erzielen, ohne die Magnete übermäßig schwer zu machen. Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, einen elektrodynamischen elektroakustischen Wandler zu schaffen, bei dem diese und weitere Nachteile vermieden sind.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Schutzanspruchs 1. Gemäß der Neuerung wird also ein elektrodynamischer elektroakustischer Wandler geschaffen mit Permanentmagneten in Form einer flachen Platte, wobei dank der Art und Weise der Magnetisierung der Magnetplatten auf das bei den bekannten Wandlern übliche Weicheisenjoch verzichtet werden kann und eine gute Ausnutzung des magnetischen Materials erzielbar wird, d.h. es kann bei geringem Gewicht der ICagnetplatten ein starkes Magnetfeld im Luftspalt erzielt werden.

Zweckmäßige Weiterbildungen des Erf indung sgegen Standes sind in den Unteransprüchen definiert und ergeben sich deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erfolgt.

Figur 1 ist ein Axialschnitt durch einen Wandler

gemäß der Erfindung zur Verwendung in einem Kopfhörer;

Figur 2 ist eine Ansicht nach Linie II-II der Figur t;

Figur 3 ist eine Ansicht des Axialschnitts durch die Magnete des Wandlers nach Figur 1;

Figur 4 ist eine Ansicht nach Linie IV-IV der Figur 3 ?

Figur 5 ist ein AxialschniL.1 uurch eine abgewandelte Ausführungsform;

Figur 6 ist eine Darstellung entsprechend Figur 2 für

fir Membran der Ausführungsform nach Figur 5 und

Figur 7 zeigt in Draufsicht entsprechend Figur 4 die

magnetisierte Fläche eines der Magnete aus der Ausführungsform nach Figur 5.

In der Zeichnung sind die Abmessungen und Abstände der Elemente teilweise dispuportional gegenüber den tatsächlichen Abmessungen und Abständen. Beispiele für diese zutreffendei Abmessungen und Abstände werden nachfolgend genannt, damit keine Mißverständnisse auftreten.

Die Figuren 1-4 zeigen einen elektroaktustischen Wandler zur Verwendung in einem Kopfhörer. Das schallerzeugende Element

ist eine im wesentlichen flache, runde Membran T1_f die rings um ihre Peripherie zwischen zwei Ringen 12 einge*- Jclej!25.t ist:_f clie ihrer?*?Hf? fffsfccreleijt sind in einem runden Gehäuse 13 durch eine Halteklammer 14. Die Memb^ran 11 ist aus ainem Polyesterfilm mit einer Dicke von etwa 0,01 mm gefertigt und besitzt runde Wellungen 15 konzentrisch zu dem Ümfangsabschnitt, so dfi die Membran sehr flexibel ist. Auf einer Seite dieser Folie ist eine Aluminiumfolie mit einer Dicke von etwa 0,01 mm auflaminiert« Aus dieser Folie ist ein durchlaufender Leiter 1.5 gebildet, der eine Vielzahl spiraliger Windungen besitzt und einen Strompfad bildet zwischen dem ümfangsabschnitt 17 und dem Mittelabschnitt 18 der Folie, wie nachstehend noch näher zu erläutern sein wird.

Ein Paar von flachen, runden Permanentmagnetplatten 20 ist in dem Gehäuse 13 beidseits und im gleichen Abstand von der Membran 11 befestigt. Die einander zugekehrten Seiter. 21 der Platten sind konzentrisch zueinander und parallel zueinander angeordnet und ebenso bezüglich der Membran und definieren dazwischen einen Luftspalt 22, in dem die Membran schwingen kann. Der Mittelabschnitt der Membran und der Mittelabschnitt der Platten sind miteinander verklammert mittels eines E"^lzens 23 und Muttern 24* Distanzstücke 25 und 26 und Flansche auf den Rirgen T2 sichern die richtige Abstandslage von Membran und Magnetplatten,

Jede Platte 20 ist mit einer Mehrzahl von Perforationen 27 versehen. Die Wandungen jeder Perforation bilden ein Exponentialhorn, das von der Seite 21 weggerichtet ist und mit asiner Achse parallel zur Plattenachse liegt.

Die Platten 20 siri derart magnetisiert, daß die einander zugekehrten Seiten 21 jeweils drei Pole aufweisen, nämlich einen ringförmigen Nordpol im Zentrum, einen runden Südpol zwischen dem Umfang und dem Zentrum und einen runden Nordpol

längs der Peripherie, Demgemäß erzeugt, jede Platte zwei ringförmige konzentrische Permanentmagnetfelder mit eir.em gemeinsamen Südpol. Die Magnetisierung ist diagrammartig in den Figuren 3 und 4 angedeutet, wo die Perforationen 27 jedoch aus Sünden der deutlichen Darstellung weggelassen sind. Aus diesen Figuren entnimmt man, daß der Verlauf des Magnetfeldes im wesentlichen radial ist und daß diese Felder vorwiegend an der Seite 2T vorliegen und nur minimal auf der gegenüberliegenden Außenseite ihrer platten. Dies wird im einzelnen noch zu erläutern sein.

In Figur 4 sind die Magnetpole angedeutet durch konzentrische Ringfelder, die mit N bzw. S beschriftet sind und voneinander durch Ringfelder 28 getrennt sind, die nachfolgend als Übergangsoberflächenbereiche bezeichnet werden sollen. Es versteht sich, daß diese Darstellung nur der Illustration dient und daß in Wirklichkeit die Pole und die Übergangsflächenbereiche nicht scharf definiert sind wie in Figur 4, sondern graduell ineinander übergehen« Demgemäß zeigen die Ringfelder N bzw. S nur die Zentren der Pole und die Ringfelder 28 zeigen Bereiche, in denen das Magnetfeld stark ist. Da beide Platten in exakt derselben Weise magnetisiert sind, sind die Pole und die Übergangsflächenbereiche beider Platten kongruent.

Die Platten 20 können aus irgendeinem geeigneten Permanentmagnetmaterial gebildet sein, bestehen je loch vorzugsweise aus hochkoerzitivem magntisch anisotropen Material, etwa kunststoffgebundenem Bariumferrit oder einer Legierung aus Kobalt und einem seltenen Erdmetall (ein solches Material ist bekannt unter der Bezeichnung Gekor). In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Platten aus dem ersterwähnten, unter dem Namen Ferroxdur handelsüblichen Material, und vor derMagnetisierung der Platten ist das Material orientiert worden derart, daß die Platten eine bevorzugte Magnetisierungsrichtung in Radialrichtung und innerhalb der Plattenbereiche _t

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die gegenüber den Übergangsflächenbereichen liegen, im
wesentlichen parallel zu den einander gegenüberliegenden
Flächen 21 aufweisen. Infolgedessen liegt das Magnetfeld
überwiegend an der Seite 2T und nur minimal auf der gegenüberliegenden Seite vor undÄrüberhinaus können die Felder
sehr stark ausgebildet sein.

Wie Figur 2 zeigt, bildet der leiter T6 einen durchgehenden
Strompfad zwischen dem ümfangsabschnitt 1.7 und dem Mittelabschnitt 18. insbesondere bildet der Leiter eine Mehrzahl
spiraliger Windungen 30 um den Mittelabschnitt 18. Der größeren Klarheit wegen sind nur relativ wenige Windungen dargestellt, während tatsächlich im Ausführungsbeispiel die Anzahl der Windungen mehrere Hundert betragen kann; demgemäß kann
die Breite des Leiters in der Größenordnung von 0,1 mm liegen und der Abstand der Windungen kann in der Größenordnung von
0,01 mm sein.

Die Richtung der Windungen kehrt etwa auf halbem Wege zwischen dem Ümfangsabschnitt und dem Zentralabschnitt um, so daß ein in dem Leiter fließender Strom seine Richtung an einem Punkt umkehrt, der gegenüber dem Südpol der Magnetp]atten liegt, d.h. gegenüber der Stelle, wo das Magnetfeld im Luftspalt 22 seine Richtung wechselt. Demgemäß bedecken die spiraligen Windungen 30 zwei konzentrische Ringzonen der Membran 11, nämlich eine äußere Zone gegenüber dem äußeren übergangsoberf J.ächenbereich 28 der Magnetplatten 20 und innere Zone gegenüber dem inneren Übergangsoberflächenbereich.

Der Leiter 16 ist elektrisch verbunden mit zwei Klemmenteilen, von denen das eine von einer Nase 31 gebildet wird, welcne an dem ümfangsabschnitt 17 befestigt ist, und das andere von dem Bolzen 23 und obm Distanzstück 25 gebildet wird, die in elektrischem Kontakt stehen mit dem mittleren Folienabschnitt 18.

Durch diese Klemmen kann der Wandler in den Ausgangsschaltkreis beispielsweise eines Audioverstärkers eingeschaltet werden.

j Die Arbeitsweise des Wandlers nach Figuren 1 bis4 ist generell

I ähnlich der bekannter Wandler des gleichen Typs. Esist jedoch

j festzuhalten, daß infolge der beschriebenen Anordnung des

I Leiters in einer Mehrzahl von spiraligen Windungen der Leiter

I sehr lang gemacht werden kann und deshalb eine hohe Impedenz

'; besitzen wird, was oft erwünscht ist. Darüberhinaus ist infolge

* der dreipoligen Magnetisierung der Magnetplatten und der Rich-

■ tungsumkehr der spiraligen Windungen der Einfluß störender

i äußerer Magnetfelder eliminiert, weil der Leiter ähnlich einer

] Bifilarwicklung wirkt.

In Figuren 5 bis 7 ist ein Wandler 10a dargestellt, bei dem die M_embran 11a den Leiter 16a auf beiden Seiten aufweist und stationär nur in dem ümfangsabschnitt 17a gehalten wird. Obwohl bei der Membran keine Wallungen dargestellt sind, kann j diese gleichwohl mit runden Wellungen versehen sein. Darüber-

] hinaus sind die beiden Permanentmagnetplatten 20a so magneti-

i siert, daß sich vier ringförmige runde Rie alternierender Polarität ergeben, wr-»u Figur 7 herangezogen werden mag. Zwar sind hier keine Perforationen dargestellt, doch versteht es sich, daß die MagnetjSatten vorzugsweise akustisch transparent ausgebildet sind.

Die Leiterkonfiguration auf einer Seite der Membran ist dieselbe wie auf der anderen Seite der Membran 11a und in Figur 6 dargestellt, wo der görßeren Klarheit wegen der Leiter als

f. einzige Spirallinie zwischen den ümfangsabschnitt 17 und mitt-

I leren Folienabschnitt 18 dargestellt ist. Da drei Ubergangs-

Iflächenbereiche 28a auf den einander gegenüberliegenden Seiten der Magnetplatten vorgesehen sind, kehren die spiraligen Win-

düngen 30a in ihre Richtung zweimal um. Die beiden Abschnitte des Leiters auf jeder Seite der Membran sind elektrisch mit-" einander verbunden im Zentrum der Membran, wie bei 32 in Figur 5 angedeutet. Die ümfangsfolienabschnitte 17a sind elektrisch verbunden mit einem Paar von Klemmenzungen 31a

Zwar sind in den dargestellten Ausführungsbeispielen die Membran und die Permanentmagnetple.tten rund, doch können diese Elemente auch quadratisch, rechteckig oder oval sein oder irgendeine andere geeignete Form aufweisen. Natürlich müssen die Form der spiraligen Windungen und die Form der Pole und der übergangsflächenbereiche einander entsprechen.

Zwar lassen sich in den meisten Fällen die besten Ergebnisse darm erzielen, wenn die Permanentmagnetplatten eine relativ große Zahl an Polen besitzen, doch mögen zwei Pole manchmal befriedigende Funktionen ergeben. In diesem Falle ist nur eil einziger übergangsflächenbereich vorgesehen und alle Spiralwindungen laufen in einundderselben Richtung.

Claims

DIPJOING. H. MARSCH >'·" '· *·.* ·ί· ' 40od Düsseldorf ι. JMPL-ING. K. SPAItLNG wndbmannstrassb ai POSTFACH 140288 PAT E N TANWÄXT E TELEFON COS IV 67 22 46 G 73 22 737.9 Palle-Finn Beer TO/10 Schutzansprüche

1. Elektrodynamischer elektroakustischer Wandler mit zwei in Abstand voneinander zusammengehaltenen Permanentmagneten, die spiegelbildlich gleich ausgebildet sind und mit gleichnamigen Polen einander gegenüberstehen, und mit einer im Luftspalt zwischen den Permanentmagneten schwingfähig eingespannten isolierenden Membran, auf der ein Stromleiter befestigt ist, wobei jeder Permanentmagnet an seiner der Membran zugekehrten Seite einen mittlren ersten Pol, einen diesen umschließenden ringförmigen zväten Pol^u einen die Pole trennenden ringförmigen tibergangsbereich aufweist, und wobei der Stromleiter in dieai dem Übergangsbereich gegenüberstehenden M^embranabschnitt spiralig mit einer Mehrzahl von Spiralwindungen verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Permanentmagnet aus einer einstückigen flachen Platte (20) besteht, auf deren den Luftspalt (22) begrenzenden Fläche (21) die Pole vorgesehen sind, und daß die im Luftspalt verlaufenden, magnetischen Feldlinien überwiegend innerhalb der Platte geschlossen sind, derart, daß das Magnetfeld außerhalb der außen liegenden Plattenfläche nur minimal ist.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetplatten (20) rund sind und die Pole und der Übergangsbereich (28) jeder Platte ebenfalls rund und konzentrisch sind.

3. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (11) zu den Polen und Übergangsbereichen konzentrische Wellungen (15) aufweist.

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4. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt der Membran (11) stationär bezüglich der Magnetplatten (20) gehalten ist (Fig. t-4).

5. Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (Ί8) des Stromleiters (30) mit einer Klemme (23-25) im Zentrum der Magnetplatten (20) und das andere Ende mit einer Klemme (3t) an r7er Peripherie der Magnetplatten verbunden ist.

6. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter auf beiden Membranseiten angeordnet ist und eine Verbindung (32) der Leiterabschnitte auf den beiden Seiten im Zentrum der Membran vorgesehen ist (Fig. 5-7).

7. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetplatten (20) aus einem magnetisch anisotropen Material bestehen und magnetisch orientiert sind in einer Richtung bevorzugter Magnetisierung, die innerhalb des Plattenabschtttes, der gegenüber dem Übergangsbereich (28) liegt, allgemein parallel zu den Stirnflächen der Magnetplatten verläuft.

8. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetplatten (20) jeweils eine Mehrzahl von Perforationen (27) aufweisen, deren Wandungen Exponentialhörner bilden mit den Achsen senkrecht zu den Stirnflächen der Magnetplatten.

9. Wandler nach einem, der Ansprüche t bis 8, dadurch ge-..-kennzeichnet, daß jede Magnetplatte (20) eine Mehrzahl von einander umschließenden Polen, jeweils alternierender Polarität; voneinander durch jeweils eiren ringförmigen über-

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gangsbereich (28) getrennt, aufweist, und daß der Leiter (30A) eine Mehrzahl von spiraligen Windungen umfaßt, deren Winflyngssinn in den Membranabschnittzonen.- die jeweils aufeinanderfolgenden Übergangsbereichen (28) gegenüberliegen, abwechselt.