-
Lautsorecher und Magnet hierfür
-
Die Erfindung betrifft zunächst einen Lautsprecher mit einer Membran
mit Schwingspule, wobei radial innerhalb der Membran eine weitere Membran mit Schwingspule
angeordnet ist. Bei einer bekannten derartigen Lautsprecherkomblnatlon ist innerhalb
des durch die etwa trichterförmige Membran eines Tieftonlautsprechers begrenzten
konusförmigen Raums mittels einer am Korb der Tieftonmembran angreifenden Tragkonstruktion
ein Hochtonlautsprecher aufgehängt. Dessen Membran befindet sich somit auf der dem
Magnet des Tieftzonlautsprechers abgewandten Seite der Membran in einem Abstand
vor der Stelle des engsten QuerschnLtts der Membran
des Tleftonlautsprechers.
Es können in Abhängigkeit von der jeweiligen Stelle, an der der Hochtonlautsprecher
innerhalb der Tieftonlautsprechermembran montiert ist, unterschiedliche störende
Interferenzen und Richtungsabweichungen bei der Schallabstrahlung auftreten.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lautsprecher der eingangs
geschilderten Art zu schaffen, bei dem diese Nachteile vermieden sind. Diese Aufgabe
wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der der jeweiligen Schwingspule am
nächsten liegende Ort der Schallerzeugung für die Membranen etwa in der gleichen
senkrecht zur Achse der Schwingspulen verlaufenden Ebene liegt.
-
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Schallerzeugung bei
den vorzugsweise zwei schallerzeugenden Systemenetwa in der gleichen Ebene beginnt
und dadurch die Abstrahicharakteristiken gleichmäßiger gestaltet werden können.
Vorzugsweise befinden sich die Schwingspulen der Systeme auf der gleichen Seite
der soeben genannten Ebene der Schallerzeugung. Dadurch werden Störungen in der
Schallabstrahlung der Tiftonmembran verhindert, die bei dem bekannten Lautsprecher
durch den vor der Tieftonmembran aufgehängten Hochtonlautsprecher, der ein Hindernis
für die von der Tieftonmembran abgestrahlten Schallwellen bildet, verursacht werden.
-
Bei einer Ausfuhrungsforin der Erfindung, bei der der Magnet des Lautsprechers
in an sich bekannter Weise als Topfmagnet ausgebildet ist und einen Luftspalt für
eine Schwingspule aufweist, ist vorgesehen, daß an der gleichen Seite des Magneten,
an der der genannte Luftspalt sich befindet, ein weiterer Luftspalt mit gegenüber
dem erstgenannten Luftspalt größerem Durchmesser, der den erstgenannten Luftspalt
umgibt, angeordnet ist. Es sei angenommen, daß es sich hierbei lediglich um zwei
Luftspalte handelt, die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anzahl beschränkt.
Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, daß für die beiden Schwtngspulen und
somit für die beiden in der gleichen Richtung den Schall abstrahlenden Membranen
nur ein einziger Magnet erforderlich ist. Diese Ausfkrungsform der Erfindung ISt
auch unabhängig von den Merkmalen der eingangs geschilderten Erfindung anwendbar.
In der vorliegenden Anmeldung wird auch für den beim erfindungsgemäßen Lautsprecher
vorgesehen nen, neuartig ausgebildeten Magneten allein, also unabhSngig vom Vorhandensein
beispielsweise der Schwingspulen oder Membranen, Schutz beansprucht.
-
Bevorzugt sind die im Querschnitt üblicherweise kreisfc>rmigen
Luftspalte koaxial und liegen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in der gleichen
Ebene. Hierdurch wird die Fertigung des Magneten und Lautsprechers vereinfacht und
es ergeben sich für die Schallabstrahlung genau definierte Verhältnisse.
-
Es versteht sich, daß der kreisförmige Luftspalt mit dem größeren
Durchmesser zweckmäßigerweise der Membran für die tieferen Frequenzen zugeordnet
wird, wogegen der Luftspalt mit dem kleineren Durchmesser der Membran für die höheren
Frequenzen zugeordnet wird, beispielsweise einer Mitteltonmembran oder Hochtonmembran.
Die beiden Schwingspulen werden im allgemeinen, wie bekannt, titer eine Frequenzweiche
mit einem Tonfrequenzverstärker verbunden.
-
Die Luftspalte können bei einer Ausführungsform der Erfindung magnetisch
seriell angeordnet sein. Bei einer anderen Ausfshrungsform der Erfindung sind die
Luftspalte magnetisch parallel angeordnet. Diese Ausführungsform dürfte häufig wegen
des geringeren wirksamen magnetischen Widerstands im magnetischen Kreis bevorzugt
werden.
-
Das von zwei Luftspalten begrenzte ringförmige plattenförmige Teil,
das bei Ausführungsformen der Erfindung selbst in einen radial inneren und einen
radial äußeren Teil, zwischen denen ein relativ hoher magnetischer Widerstand besteht,
unterteilt sein kann, ist zweckmäßigerweise am Boden des Topfmagneten abgestützt.
Diese Abstützung kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit nichtmagnetishem
Material, beispielsweise Kunststoff oder Keramik vorgenommen sein. Diese Ausführungsform
eignet sich besonders für eine magnetisch serielle Anordnung der Luftspalte.
-
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist zum Abstützen
der ringförmigen Platte weichmagnetisches Material verwendet. Diese Ausführungsform
wird zweckmäßig dann
verwendet, wenn gemäß einer weiteren Ausfhrungsform
der Erfindung sowohl in der Achse des im wesentlichen rot.ationssymetrischen Magneten
ein permanenter Stabmagnet angeordnet ist, als auch zwischen der den äusseren LuCtspalt
außen begrenzenden Pol platte und dem Boden des Magneten ein permanenter Ringmagnet
angeordnet ist. Durch geeignete Auswahl der zuletzt genannten Permanentmagnete kann
die induktion in den beiden Luftspalten passend eingestellt werden Bekanntlich verändert
auch eine Änderung der Breite des Luftspaltes die Induktion im Luftspalt.
-
Bei einer anderen Ausführungsforin der Erfindung ist die ringförmige
Platte durch einen permanenten RXngmagneten abgestützt. Bevorzugt ist dieser Ringmagnet
der einzie Permanentmagnet des Lautsprechermagneten. Wenn jedoch gemäß der oben
geschilderten Ausführungsform die ringförmige Platte in zwei Ringe unterteilt ist,
wodurch im Zusammenhang mit der Abstützung auf einem permanenten Ring ebcnfalls
die Feldstärke in den beiden Luftspalten den Erfordernissen gemäß eingestellt werden
kann, kann es zweckrnhßig sein, auch den permanenten Ringmagnet in konzentrische
Teile zu unterteilen, von denen jeder zum AbstUtzen genau eines der genannten Teile
der ringförmigen Platte dient.
-
Der Permanentmagnet ist an seiner den Luftspalten zuge Rand ten Seite
in seiner Breite begrenzt. Bei einer Ausfilhrangsform der Erfindung nimmt seine
Breite in Richtung auf die Bodenplatte zu. Dadurch ist es möglich, das von dem Permanentmagneten
eingenommene Volumen zu vergrößern und
dadurch wegen der größeren
magnetomotorischen Kraft des Permanentmagneten die Induktion in den Luftspalten
zu vergrößern. Im allgemeinen wird eine möglichst große Induktion in den Luftspalten
angestrebt.
-
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die den äußeren Luftspalt
außen begrenzende Polplatte mit der Bodenplatte des Topfmagneten durch weichmagnetisches
Material verbunden. Die Polplatte selbst und die Bodenplatte bestehen ebenfalls
aus weichmagnetischem Material. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin,
daß das Streufeld des Magneten auf seiner den Luftspalten abgewandten Seite sehr
stark verringert ist. Ein unter Verwendung dieses Magneten aufgebauter Lautsprecher
mit zwei Membranen, der somit beispielsweise einen Tieftonlautsprecher in Kombination
mit einem Hochtonlautsprecher bildet, eignet sich besonders gut zum Einbau in Fernsehgeräte,
bei denen eine magnetische Kopplung mit dem Zeilentransformator nach Möglichkeit
verhindert werden muß. Auch der geringe Platzbedarf dieser Lautsprecherkombination
macht sie für den Einbau in Fernsehgeräte besonders gut geeignet, in denen für den
Einbau eines Lautsprechers häufig nicht viel Platz zur Verfügung steht. Daher können
mit dem erfindungsgemäßen Lautsprecher auch Fernsehgeräte mit einer akustisch hochwertigen
Lautsprechekombination ausgerüstet werden.
-
Die dem inneren Luftspalt zugeordnete Membran, die vorzugsweise als
Kalottenmembran ausgebildet ist, ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auf
der oben beschriebenen,
zwischen den Luftspalten angeordneten ringfönnigen
Platte befestigt. Diese ringförmige Platte kann ftir diesen Zwecke Gewindebohrungen
zum Aufnehmen von Befestigungsschrauben aufweisen.
-
Zum Befestigen der mit dem radialäussersten Luftspalt zusammenwirkenden
Membran ist gemäß einer Ausfiihrungsform der Erfindung die diesen Luftspalt außen
begrenzende Polplatte vorgesehen, die ebenfalls hierzu mit Ctwindelöchern versehen
sein kann.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung er geben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung,
die erfind zngswesentliche Einzelheiten zeigt und aus den Ansprüchen. Die einzelnen
Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei
einer AusfUhrungsform der Erfindung verwirklicht sein. Es zeigen: Fig. 1 einen veranfachten
Radialschnitt durch einen erfLndungsgemäßen Lautsprecher mit zwei Membranen, fiir
den ein erfindungsgemäßer Magnet verwendet ist, Fig. 2 einen der Fig. 1 ähnlichen
Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfind ungsgemäßen Magneten,
Fig. 3 eine Aufsicht auf den Magneten gemäß Fig. 2 in Richtung des Pfeils III,
Fig.
4 einen Schnitt durch ein drittes Ausflihrungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Magneten,
teilweise abgebrochen, Fig. 5 einen Schnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Magneten.
-
Die Anordnung nach Fig. 1 weist eine hier einfach als Magnet 1 bezeichnete
Baugruppe auf, die weichmagnetische Teile und ein permanentmagnetisches Teil ent-hält.
Ein weichmagnetischer Topf weist eine Bodenplatte 3, einen in der Achse des rotationssymetrischen
Magneten 1 angeordneten Kern 4, eine Seitenwand 5 und eine mit dieser einstückig
ausgebildete in Fig. 1 nach oben weisende Polplatte 6 auf.
-
Koaxial zum Kern 4 und mit Abstand von diesem ist im inneren des Topfes
ein permanenter Ringmagnet 8 angeordnet und auf der Innenseite der Bodenplatte 3
festgekelbt. Der Ringmagnet 8 weist eine zylindrische zentrale Aussparung 10 auf,
an seiner radial nach außen weisenden Seite verbreitert er sich in Richtung auf
die Bodenplatte 3 zu, im Bereich der Bodenplatte 3 weist er also einen größeren
Querschnitt auf als im Bereich des der Bodenplatte 3 abgewandten Endes. Auf der
Oberseite 12 des Ringmagneten 8 ist eine rotationssymetrische ringförmige Polplatte
14 in Gestalt einer gleichmäßig dicken Kreisringscheibe aus weichmägnetischem Material
konzentrisch zum Kern 4 aufgeklebt. Die ringförmige Polplatte 14 überragt an ihrer
radial innen liegenden und radial außen liegenden Seite jeweils etwas die Oberseite
12 des Ringmagneten 8. Die
ringförmige Polpiatte 14 hat die gleiche
Dicke wie die zum MagNettopf gehörige Polplatte 6. Die Oberseiten der Polplatte
6, der ringförmigen Polplatte 14 und des Kerns 11 liegen in der gleichen Ebene 16.
Zwischen den einander zugewandten zylindrischen Flachen des Kerns 4 und der ringförmigen
Polplatte 114 besteht ein erster ringförmiger Luftspalt 18, zwischen den einander
zugewandten zylindrische Begrenzungsflchen der Pol platte 6 und der ringfFrmigen
Polplatte 14 besteht ein zweiter Luftspalt 20. Die Luftspalte sind inden Figuren
mit einer stark Ubertriebenen Breite dargestellt. In den ersten Luftspalt taucht
der Spulenträger 22, dessen Schwingspule nicht dargestellt ist, einer Kalottenmembran
24, die mittels Schrauben 25, die in Gewindebohrungen 26 der ringförmigen Pol platte
14 eingrei Sen, an dieser Polplatte unter Zwischenlage eines Klemmt rings 27 befestigt
ist. Die Membran 24 weist in an sich bekannter Weise einen kalottenförmigen mittleren
Teil 29 auf, an dessen äusseren Rand sich der Spulenträger 22 anschließt, und radial
außerhalb vom Spulenträger 22 einen sickenförmigen Teil 32.
-
In den zweiten Luftspalt 20 taucht der Spulenträger 36 einer weiteren
Schwingspule 38, die mit einer konusförmigen Membran 40, die sich vom Magnet 1 weg
trichterförmig erweitert, verbunden ist. Zur Befestigung der Membran 40 am Magnet
1 ist an der Polplatte 6 ein Korb 42 aus unmagnetischem Metall, z.B. Aluminium,
durch Schrauben 44 befestigt.
-
Auf einem dem Magnet 1 zugewandten Absatz 46 des Korbs ist eine die
Schwingspule 38 zentrierende Zentriermembran 148
durch Kleben befestigt,
der äussere Rand 50 der Membran 40 ist ebenfalls am Korb 42 festgeklebt. Der Korb
42 weist Befestigungslöcher 52 zum Anschrauben des ganzen Lautsprechersystems an
einer Schallwand auf.
-
Die Membran 40 mit ihrer Schwingspule 38 und den mit dieser zusammenwirkenden
Teilen des Magneten 1 bildet einen Tieftonlautsprecher. Radial innerhalb von diesem,
und zwar etwa in der Ebene des engsten Querschnitts der konusförmigen Membran 40
befindet sich die Kalottenmembran 24, die den Teil eines Mitteltonlautsprechers
oder Hochtonlautsprechers bildet. Die Schwingspule dieser Kalottenmembran 24 liegt
radial innerhalb der Schwingspule 38. Beide Schwingspulen haben von der Bodenplatte
3 des Magneten 1 etwa den gleichen Abstand.
-
In einem konkreten Ausführungsbeispiel beträgt die Höhe des Rlngmagneten
8 etwa 15 mm. Die Dicke der Polplatte 6 und der ringförmigen Polplatte 14 beträgt
etwa 3 mm, der maximale Außendurchmesser des Magneten 1 beträgt etwa 65 mm, der
erste Ringspalt 18 hat eine Breite von etwa 0,6 mm und der zweite Ringspalt 20 hat
eine Breie von etwa 0,8 mm.
-
Die in Fig. 1 gezeigte Lautsprecherkombination weist zwei Lautsprecher
mit getrennten Membranen und getrennten Schwingspulen auf, bei denen lediglich der
Magnet für beide Lautsprecher gemeinsam ist. Die beiden Lautsprecher sind wegen
der getrennten Schwingspulen elektrisch voneinande unabhängig.
-
Die Fig. 1 ist in ihrem rechten Teil zur Platzersparnis abgebrochen.
Der fehlende Teil kann leicht ergänzt werden, weil die ganze Anordnung nur Symetrieachse
54 rotationssymmetrisch ist, Durch die Seitenwand 5 und die Bodenplatte 3 des weichmagnetischen
Topfes des Magneten 1 wird eine gute magnetische Abschirmung nach rückwärts, in
Fig. 1 nach unten, erzielt.
-
Der in Fig. 2 in einem der Fig. 1 entsprechenden Schnitt dargestellte
Magnet 60 kann bei einer Lautsprecheranordnung gemäß Fig. 1 anstatt des dort vorgesehen
Magneten 1 verwendet werden. Die Geometrie der Luftspalte 18 und 20 ist gegenüber
Fig. 1 unverändert. Die wesentlichste Änderung gegenüber Fig. 1 besteht darin, daß
der Ringmagnet 8 der Anordnung nach Fig. 1 durch einen weichmagnetischen Ring 62
ersetzt ist, und daß der weichmagnetische Kern 4 und die weichmagnetische Seitenwand
5 der Anordnung nach Fig. 1 durch einen permanentmagnetischen Kern 64 und einen
permanenten ringförmigen Magneten 66 ersetzt sind. Wie in Fig. 2 angedeutet, ist
die Polarität der beiden Permanentmagneten gleich, im Ausführungsbeispiel ist der
Nordpol der weichmagnetischen Bodenplatte 68 abgewandt. Bei diesem Ausfihrungsbeispiel
ist
auf dem Kern 64 noch eine weichmagnetische Kopfplatte 70 angeordnet, deren zylindrische
AußenflE-che die innere Begrenzung des ersten Luftspalts 18 bildet.
-
Bei der Anordnung nach Fig. 2 erzwingen die beiden Permanentmagneten
64 un 66 einen Magnetfluß durch die Luft spalte 18 und 20 und den weichmagnetischen
Ring 62, der auch mit der ringförmigen Kopfplatte 14 einstückig ausgebildet sein
könnte. Falls gewünscht, können auch bei dieser Ausf;Shrungsform der Permanentmagnet
64 und/oder der Permanentmagnet 66 einen nach unten zur Bodenplatte 68 hin zunehmenden
Querschnitt aufweisen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Induktion in
den Luftspalten 18 und 20 einerseits von deren Abmessungen abhängig, andererseits
beeinflußt die Stärke des Permanentmagneten 64 jedoch fast ausschließlich nur die
Induktion des ersten Luftspalts 18 und nicht die des zweiten Luftspalts 20; dies
gilt entsprechend auch für den Permanentmagnet 66.
-
Fig. 3 zeigt die Aufsicht auf den Magneten 60. Es versteht sich, daß
die in Fig. 1 vorgesehen Gewindebohrungen auch hier vorgesehen sein können. Die
Draufsicht der Fig. 3 ist im wesentlichen auch für den Magneten 1 in Fig. 1 gültig.
-
Die in Fig. 4 gezeigte weitere Ausführungsform eines Magneten 70 weist
im Unterschied zum Magneten 1 der Fig. 1 einen unterschiedliche Höhe der Luftspalte
71 und 72, und der der nicht dargestellten Bodenplatte abgewandte Rand der Luftspalte
befindet
sich bei dem radialinneren Luftspalt 71 in größerem Abstan von-der nicht dargestellten
Bodenplatte als bei dem radial äußeren Luftspalt 72. Die unterschiedliche Höhe der
Luftspalte wird durch eine unterschiedliche Höhe der zwischen den beiden Luftspalten
angeordneten ringförmi gen Polplatte 74 im Bereich ihrer beide zylindrischen Begrenzungsflächen
75 und 76. bewirkt, der unterschiedliche Abstand von der Bodenpiatte durch eine
im Querschnitt der Fig. 4 abgeknickte Form der ringförmigen Polplatte 74. Der unterschledlithe
Abstand könnte auch in anderer Weise bewirkt sein, beispielsweise dadurch, daß die
im wesentlichen eine gleiche Dicke aufweisende Pol platte 74 insgesamt trichterähnlich
verformt ist Durch die unterschiedliche Höhe der Luftspalte kann die Induktion in
diesen Luftspalt ten zusätzlich zur Beeinflußung durch änderung der Breite des Luftspaltes
beeinflußt werden, und der unterschiedliche Abstand der Luftspalte von der Bodenplatte
kann das Montieren des kompletten Lautsprechers erleichtern. Im Ausftihrungsbeispiel
der Fig. 4 ist es beispielsweise möglich, zusätzliche Befestigungsteile für die
nicht dargestellte Kalottenmembran innerhalb des strichpunktiert angedeuteten Raums
80 unmittelbar oberhalb der ringförmigen Polplatte 74 anzuordnenn ohne daß hierdurch
die Gesamthöhe des Magnets 70 über die Höhe des kerns 82 hinaus vergrößert wird;!iie
in Fig 4 obere Begrenzungsfläche des Kerns 82 hat den gleichen Abstand von der Bodenplatte
wie die der Bodenplatte abgewandte Begrenzung der Zylinderfläche 7.
-
Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsforin ist der Magnet 90 eine
Abwandlung des Magneten 1 der Fig. 1. Die ringförmige Polplatte 14 des Magneten
1 ist hier durch einen kreisförmigen Schnitt in zwei konzentrische ringförmige Platten
92 und 94 unterteilt, zwischen denen ein Abstand und somit ein hoher magnetischer
Widerstand besteht. In der Verlängerung dieses Abstands 95 zwischen den Platten
92 und 94 ist auch der Ringmagnet in zwei koaxial ineinander liegende Ringmagnete
96 und 97 unterteilt. Der Ringmagnet 96 ist daher praktisch nur mit der Platte 92
gekoppelt und daher nahezu ausschließlich für die Induktion in dem inneren ringförmigen
Luftspalt 18 verantwortlich, der äussere Ringmagnet 97 beeinflußt die Induktion
im äusseren Luftspalt 20.
-
Alle Teile der in den einzelnen Figuren gezeigten Magnete können zweckmäßigerweise
miteinander durch Kleben verbunden sein.
-
Wird die in Fig. 2 gezeigt Ausführungsform so abgewandelt, daß anstatt
des weichmagnetischen Rings 62 unmagnetisches Material verwendet wird, beispielsweise
ein Kunststoffring und wird der permanente Kern 64 mit umgekehrter Polarität in
den Magneten 60 eingesetzt, so sind die beiden Luftspalte 18 und 20 im Gegensatz
zur Anordnung der Fig. 2 magnetisch seriell angeordnet. Es versteht sich, daß diese
magnetisch serielle Anordnung auch dann vorhanden ist, wenn in der Anordnung der
Fig. 2 der Ring 62 durch nichtmagnetisches Material ersetzt wird und außerdem entweder
der Kern 64 oder der ringförmige Magnet 66 durch weichmagnetisches Material ersetzt
wird.
-
Leerseite