DE1489798A1

DE1489798A1 - Permanent magnet system with central iron core

Info

Publication number: DE1489798A1
Application number: DE19651489798
Authority: DE
Inventors: Heinz-Guenter Meese
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1965-03-10
Filing date: 1965-03-10
Publication date: 1969-08-14

Description

Dauermagnetsystem mit zentralem Eisenkern Die Erfindung bezieht sich auf ein Dauermagnetsystem mit einem zentralen, zylindrischen Weicheisenkern, wie sie vorzugsweise für die Herstellung vonIautsprechern und Tauchspul-mikrophonen werden. Derartige Dauermagnet -systeme, welche aus ring- oder plattenförmigen Dauermagnet -körpern bestehen und die unter Verwendung von aus Weicheisen bestehenden Ringen oder Platten zusammengesetzt werden, sind an sich bekannt. Es ist gleichfalls bekannt, axial magnetisierte Dauermagnetkörper aus oxydischem Ifferkstoff zu verwenden.Permanent magnet system with a central iron core The invention relates to a permanent magnet system with a central, cylindrical soft iron core, as is preferably used for the production of loudspeakers and moving coil microphones will. Such permanent magnet systems, which consist of ring-shaped or plate-shaped permanent magnet bodies and which are assembled using rings or plates made of soft iron, are known per se. It is also known to use axially magnetized permanent magnet bodies made of oxidic Ifferkstoff.

Die bekannten Dauermagnetsysteme für den genannten Zweck sind in der Regel an dem gleichen prinzipiellen Aufbau zu erkennen. Sie bestehen aus einem zentralen, zylindrischen 71eicheisenkern, der magnetisch leitend auf einer kreisförmigen Polplatte aus dem gleichen Werkstoff angeordnet und mit dieser verbunden ist. Auf die Polplatte ist dann ein ringförmiger axial-magnetisier-" ter Dauermagnetkörper axial-symmetrisch zum 'Neicheisenkern aufgesetzt. Auf diese Anordnung wird abschließend eine weitere ringförmige Weicheisenplatte aufgeset.-t, deren Innendurchmesser etwas größer ist- als der Außendurchmesser des zylindrischen Weicheisenkernes, so daß sich ein magnetischer Kreis mit einem ringförmigen Luftspalt ergibt.The known permanent magnet systems for the purpose mentioned are in the Usually recognizable by the same basic structure. They consist of a central, cylindrical iron core, which is magnetically conductive on a circular pole plate is arranged from the same material and connected to this. On the pole plate is then an annular axially magnetized permanent magnet body axially symmetrical attached to the 'niche iron core. Finally, this arrangement is followed by a further ring-shaped soft iron plate attached -t, the inner diameter of which is slightly larger- than the outer diameter of the cylindrical soft iron core, so that a magnetic Circle with an annular air gap results.

Das sich in dem Luftspalt zwischen Polplatte und Weicheisenkern ausbildende magnetische Feld wird bekanntlich in Wechselwirkung mit einem niederfrequenten magnetischen Wechselfeld zur Ausübung einer Kraftwirkung auf die Lautsprechermembran benutzt. Da die Leistung eines Lautsprechers wesentlich von der Größe des magnetischen Feldes im Luftspalt mitbestimmt wird, ist man stets darauf bedacht gewesen, eine möglichst große Luftspaltinduktion zu erreichen. Für die Größe der Luftspaltinduktion ist natürlich in erster Linie die Größe der magnetischen Induktion im Dauermagnetwerkstoff selbst ausschlaggebend. Es ist jedoch nicht möglich, die gesamte Indu]#tion des dauermagnetischen Vierkstoffes .auch in den Luftspalt zu übertragen, da im magnetischen Kreis unvermeidbare Verluste auftreten, die in erster Linie Folgen der Streuung und der Potentialverluste im Weicheisen sind. eis hat sich weiterhin gezeigt, daß die Luftspaltinduktion bei sonst unveränderten Abmessungen des Weicheisenkreises, nicht einfach dadurch erhöht werden kann, daß ein Dauermagnetwerkstoff mit höherer Induktion verwandt wird. Es erfolgt dann nämlich sehr schnell eine Sättigung des weichmagnetischen Werkstoffes, so daß eine Erhöhung der Luftspaltinduktion nicht erzielt wird. In Erkenntnis dieser physikalischen Zusammenhänge konnten bisher Magnetsysteme mit höherer Luftspaltinduktion nur aufgebaut werden, wenn mit einer entsprechenden Vergrößerung der Induktion in Dauermagnetwerkstoff eine erhebliche Vergrößerung des Weicheisenvolumens Hand in Hand ging. Diese Maßnahme ist jedoch nachteilig und daher unerwünscht, weil dadurch Magnetsysteme mit hoher Luftspaltinduktion für viele Zwecke aus rein räumlichen und wirtschaftlichen Gründen nicht verwirklicht werden können. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dauermagnetsystem für Lautsprecher und Tauchspulmikrophone anzugeben, welches die Nachteile der bisher bekannten Magnetsysteme v ermeidet. Sie betrifft ein Dauermagnetsystem mit zentralem zylindrischen Weicheisenkern, unter Verwendung von axial-magnetisierten ring-bzw. plattenförmigent vorzugsweise aus oxydischem Werkstoff bestehenden Dauermagnetkörpern und Polplatten aus Weicheisen. Erfindungsgemäß ist der Nutzluftspalt des Dauermagnetsysteme an einem Ort gegenüber dem Weicheisenkern angeordnet, der in axialer Richtung von beiden Enden desselben gleiche oder nahezu gleiche Entfernung aufweist. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind zwei ringförmige, ihre gleichnamigen Pole einander zukehrende Dauermagnetkörper symmetrisch zum Weicheisenkern und zwischen den gleichnamigen Polen zwei ringförmige Weicheisenplatten derart angeordnet, daß zwischen Weicheisenplatten und Weicheisenkern der Nutzluftspalt entsteht.That which forms in the air gap between the pole plate and the soft iron core magnetic field is known to interact with a low-frequency magnetic Alternating field for exercise a force acting on the speaker membrane used. Because the performance of a loudspeaker depends significantly on the size of the magnetic Field is also determined in the air gap, one has always been careful to create a to achieve the largest possible air gap induction. For the size of the air gap induction is of course primarily the size of the magnetic induction in the permanent magnet material itself decisive. However, it is not possible to use the entire indu] #tion of the permanent magnetic square material. also to be transferred into the air gap, since in the magnetic Circle unavoidable losses occur, which are primarily consequences of the dispersion and the potential losses are in the soft iron. ice has also shown that the air gap induction with otherwise unchanged dimensions of the soft iron circle, cannot simply be increased by using a permanent magnet material with a higher Induction is used. The saturation of the soft magnetic material, so that an increase in the air gap induction does not is achieved. By recognizing these physical relationships, magnet systems have been able to can only be built up with a higher air gap induction if with a corresponding one Enlargement of the induction in permanent magnet material is a considerable increase of the soft iron volume went hand in hand. However, this measure is disadvantageous and therefore undesirable, because it results in magnet systems with high air gap induction for many Purposes for purely spatial and economic reasons cannot be realized can. The invention is based on the object of a permanent magnet system for loudspeakers and moving coil microphones indicate which the disadvantages of the previously known magnet systems avoids. It concerns a permanent magnet system with a central cylindrical soft iron core, under Use of axially magnetized ring or. plate-shaped preferably from permanent magnetic bodies and pole plates made of soft iron. According to the invention, the useful air gap of the permanent magnet system is in one place opposite the soft iron core arranged in the axial direction of both ends of the same has the same or almost the same distance. According to another feature of the Invention are two ring-shaped permanent magnet bodies with their poles of the same name facing each other symmetrical to the soft iron core and two ring-shaped poles between the poles of the same name Soft iron plates arranged so that between soft iron plates and soft iron core the useful air gap is created.

Zum besseren Verständnis sind zwei verschiedene mögliche Ausführungsformen eines Dauermagnetsystems gemäß der Erfindung in den Abb. 1 bis 4 zeichnerisch dargestellt. Die Abb. 1 und 2 und die Abb. 3 und 4 zeigen jeweils eine andere Ausgestaltung des Erfindungsgedankens, wobei die Abb. 1 und 3 jeweils Längsschnitte und die Abb. 2 und 4 Draufsichten der Dauermagnetsysteme darstellen.For a better understanding two different possible embodiments of a permanent magnet system according to the invention in Figs. 1 to 4 shown in the drawing. FIGS. 1 and 2 and FIGS. 3 and 4 each show a different embodiment of the inventive concept, with FIGS. 1 and 3 each showing longitudinal sections and FIGS. 2 and 4 top views of the permanent magnet systems.

In Abb. 1 sind die beiden ringförmigen Dauermagnetkörper 1 und 2 zu erkennen, die in der eingezeichneten Weise axialmagnetisiert sein sollen. Der zentrale, zylindrische Weicheisen kern 3, der auch zum Zwecke einer leichteren Magnetisierbarkeit des Systems aus mehreren Teilen - wie in Abb. 3 gezeigt - bestehen kann, ist mit der Polplatte 4 magnetisch leitend verbunden. Zwei weitere ringförmige Polplatten 5 und 6, deren Innendurchmesser größer ist, als der Außendurchmesser des Weicheisenkernes, sind in der Mitte des Systems angeordnett während eine weitere Polplatte 7 das Magnetsystem vervollständigt. Der Nutzluftspalt 8 bildet sich zwischen den Polplatten 5, 6 und dem Weicheisenkern 3, während am oberen Ende des Systems ein kreisförmiger Hilfeluftspalt 9 - wie aus Abb. 2 ersichtlich - eingefügt werden muß, um die Schwingspule, die gegenüber den herkömmlichen einen etwas längeren Hals aufweisen muß, aus dem Magnetsystem herausführen zu können.In Fig. 1 , the two ring-shaped permanent magnet bodies 1 and 2 can be seen, which should be axially magnetized in the manner shown. The central, cylindrical soft iron core 3, which can also consist of several parts for the purpose of making the system easier to magnetize - as shown in Fig. 3 - is connected to the pole plate 4 in a magnetically conductive manner. Two further ring-shaped pole plates 5 and 6, the inner diameter of which is larger than the outer diameter of the soft iron core, are arranged in the middle of the system, while another pole plate 7 completes the magnet system. The Nutzluftspalt 8 is formed between the pole plates 5, 6 and the soft-iron core 3, while at the upper end of the system a circular aid of air gap 9 - as shown in Fig. 2 - is to be inserted to the voice coil which is opposite to the conventional a slightly longer neck must have to be able to lead out of the magnet system.

Das in Abb. 3 gezeigte Dauermagnetsystem unterscheidet sich von dem in den Abb. 1 und 2 gezeigten zunächst durch die Unterteilung des Weicheisenkernes in die Kerne 3 und 3' welche durch einen Stift 12 miteinander verbunden und zueinander zentriert angeordnet sind. Es weist bei dieser Ausführungsform außerdem der Hilfsluftspalt 10 - wie aus Abb. 4 ersichtlich - eine andere Form auf. Um die Verluste im Hilfsluftspalt möglichst klein zu halten, besteht dieser nur aus den Teilringspalten 10 und 10' , während die Polplatte 7 an mindestens zwei Stellen mit dem Weicheisenkern magnetisch leitend verbunden ist. Als weitere Besonderheit sind in die Polplatten 5 und 6 mit diesen magnetisch leitend verbundene ringförmige Platten 11 und 12 eingefügt, die aus einer kobalthaltigen Eisenlegierung bestehen.The permanent magnet system shown in Fig. 3 differs from that shown in Figs. 1 and 2 first of all by the subdivision of the soft iron core into cores 3 and 3 ' which are connected to one another by a pin 12 and are arranged centered on one another. In this embodiment, the auxiliary air gap 10 - as can be seen from FIG. 4 - has a different shape. In order to keep the losses in the auxiliary air gap as small as possible, it consists only of the partial annular gaps 10 and 10 ', while the pole plate 7 is connected to the soft iron core in a magnetically conductive manner at at least two points. As a further special feature, ring-shaped plates 11 and 12, which are made of a cobalt-containing iron alloy, are inserted into the pole plates 5 and 6 in a magnetically conductive manner.

Die in den Abb. gezeigten Dauermagnetsysteme gemäß der Erfindung weisen gegenüber den bekannten den Vorteil auf, daß der obere und der untere Teil des Weicheisenkernes, beispielsweise 3 und 3' in Abb. 3 , jeweils nur noch die Hälfte des magnetischen Gesamtflußes aufzunehmen haben, als vergleichsweise die gleichen Weicheisenteile in einem herkömmlichen System mit gleicher Luftspaltinduktion. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß ober- und unterhalb des Nutzluftspaltes 8 das Streufeld die gleiche Größe aufwäist: Damit wird er:#eicht, daß die Schwingspule, beispielsweise eines Lautsprechers, bei Auslenkung stets von einem gleichgroßen magnetischen Fluß beaufschlagt wird und deren Auslenkung äußerst symmetrisch erfolgt. Bei den bisher bekannten Dauermagnetsystemen mit ringförmigen Dauermagnetkörpern war das Streufeld unterhalb der oberen Polplatte größer als oberhalb.The permanent magnet systems according to the invention shown in the Fig. Have the advantage over the known ones that the upper and lower parts of the soft iron core, for example 3 and 3 ' in Fig. 3, each have to absorb only half of the total magnetic flux than comparatively the same soft iron parts in a conventional system with the same air gap induction. Another advantage is that above and below the useful air gap 8 the stray field has the same size: This makes it: # easy that the voice coil, for example a loudspeaker, is always subjected to an equal magnetic flux when deflected and its deflection is extremely occurs symmetrically. In the previously known permanent magnet systems with ring-shaped permanent magnet bodies, the stray field below the upper pole plate was greater than above.

Claims

Claims 1. Permanent magnet system with a central, cylindrical soft iron core, using axially magnetized ring or. Plate-shaped permanent magnet bodies, preferably made of oxidic material, and pole plates made of soft iron, characterized in that the useful air gap of the permanent magnet system is arranged at a location opposite the soft iron core which is the same or almost the same distance in the axial direction from both ends of the same. 2. Permanent magnet system according to claim 1, characterized in that two annular permanent magnet bodies facing each other with their poles of the same name are arranged symmetrically to the soft iron core and between the poles of the same name two annular soft iron plates are arranged in such a way that the useful air gap is created between *, iVeicheisenplatten and Igeicheisenkern. 3. Permanent magnet system according to claims 1 and 2, characterized in that annular soft iron plates are arranged on the opposite poles of the permanent magnet body, one of which is magnetically conductively connected to the soft iron core, while the other is designed so that between it and the Soft iron core creates an auxiliary air gap. 4. Permanent magnet system according to claims 1-3, characterized in that the soft iron plate is shaped at the auxiliary air gap so that the auxiliary air gap consists of at least two partial rings. 5. permanent magnet system according to claims 1-4, characterized in that arranged on the Nutzluftspalt soft iron plates are made of at least a l (obalthaltigen iron alloy part.