DE4200347C2 - Element eines Mangetkreises für einen Lautsprecher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Element eines Magnetkreises für einen Lautsprecher gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung nach dem Oberbegriff des Anspruches 2.

Bei dem überwiegend verwendeten elektrodynamischen Lautsprecher wird ein elektrisches Signal durch von einem Magneten erzeugten Magnetfluß und die von dem elektrischen Signal bewirkte magnetische Feldstärke in ein Schallsignal umgewandelt.

Gemäß Fig. 2 umfaßt ein Konus-Lautsprecher, der eine Art eines elektrodynamischen Lautsprechers ist, ein Joch 12 mit einem integralen zentralen Pol 11 und einer Jochplatte 13, einen auf der Jochplatte 13 befestigten ringförmigen Magneten 14 und eine auf dem Magneten 14 befestigte ringförmige Platte 15; dadurch ist ein Magnetkreis gebildet. Auf der Platte 15 ist ein konischer Rahmen 20 befestigt, der an seinem Rand 21 eine konische Membran 23 um deren Randbereich haltert. Ein unterer Rand der Membran 23 ist in einem zwischen dem zentra­ len Pol 11 des Jochs 12 und der Platte 15 gebildeten Luft­ spalt G angeordnet und an einer Schwingspule 22 befestigt, die von einem Dämpfer 24 abgestützt ist. Eine Zuleitung 30 verbindet die Schwingspule 22 mit einem äußeren Anschluß 31, der an eine externe Quelle angeschlossen ist, um der Schwing­ spule 22 tonfrequenten Strom zuzuführen. Wenn der tonfrequen­ te Strom zugeführt wird, erzeugt die Schwingspule 22 eine ma­ gnetische Kraft, die die Schwingspule 22 bewegt. Dadurch wird die Membran 23 angetrieben, um Schallwellen zu erzeugen.

Bei diesem Lautsprecher hat die Jochplatte 13 gleichmäßige Dicke, wie Fig. 2 zeigt. Bei einem solchen Lautsprecher er­ gibt sich ein starker Streufluß, wodurch der im Luftspalt G erzeugte Magnetfluß verringert wird.

In der JP-OS 4-156 200 wurde bereits ein Magnet­ kreis vorgeschlagen, der in Fig. 3 gezeigt ist. Ein Joch 12a und eine Jochplatte 15a sind zum Außenumfang hin abgeschrägt. Die Oberfläche der Jochplatte 15a ist bei 17 leicht gekrümmt, und die Unterseite einer Jochbasis 13a hat ebenfalls eine Krümmung 16, so daß jeder Umfangsabschnitt stark verdünnt ist. Ein Lautsprecher mit einer solchen Auslegung ist inso­ fern vorteilhaft, als der Magnetfluß in der Hauptsache durch den Luftspalt G geht, so daß der Streufluß Φ1 zwischen der Platte 15a und der Jochbasis 13a um den Magneten 14 herum verringert ist. Auch ein Streufluß Φ2, der von der Platte 15a zum zentralen Pol 11 fließt, wird verringert.

Diese Ausführungsform von Joch und Platte wird durch Kalt­ schmieden zum Formen von dünnen Umfangsrändern hergestellt.

Aus der DE 25 28 210 B2 ist ganz allgemein ein Verfahren und eine Vorrichtung zum flüssigen und halbflüssigen Gesenkschmie­ den bekannt. Dabei wird ein Unter-Gesenk mit einer ersten Ver­ tiefung bereitgestellt, welches der äußeren Gestalt des zu for­ menden Elementes entspricht. Weiterhin wird ein Obergesenk mit einer zweiten Vertiefung bereitgestellt und das Werkstück zwi­ schen Unter- und Obergesenk angeordnet. Sodann wird das Ober- Gesenk gegen das Unter-Gesenk zum Formen des Elements gepreßt.

Gemäß Fig. 4a ist ein vorgeformtes Werkstück W zwischen einem Ober-Gesenk 40 und einem Unter-Gesenk 42, die gemeinsam eine Hohlform für eine gewünschte Gestalt der Jochbasis 13a bil­ den, angeordnet. Das Ober-Gesenk 40 hat eine Ausnehmung 41 mit einer Krümmung, die der Krümmung 16 der Jochbasis 13a entspricht, und das Unter-Gesenk 42 hat eine Ausnehmung 43, die der Kontur des zentralen Pols 11 entspricht. Wenn das Ober-Gesenk 40 gegen das Unter-Gesenk 42 mit einem Druck P gepreßt wird, wird das Werkstück W entsprechend der Hohlform der Gesenkhälften 40 und 42 durch plastisches Fließen umge­ formt. Somit wird das Joch 12a erhalten, das die entspre­ chende Krümmung 16 entlang der Unterseite der Basis 13a auf­ weist. Die Platte 15a mit der Krümmung 17 wird in gleicher Weise hergestellt.

Während des Schmiedens fließt ein Teil des Werkstücks W in einen kleinen Spalt g zwischen dem Ober- und dem Unter-Gesenk 40 und 42 unter Bildung eines dünnen Umfangsteils der Joch­ basis 13a. Die in den Spalt g eintretende Materialmenge ist jedoch an verschiedenen Stellen des Umfangs verschieden. In­ folgedessen hat, wie die punktierten Linien in Fig. 4b zei­ gen, der Außenumfang des Jochs 12a keine runde Form, so daß Joche mit unterschiedlichen Abmessungen hergestellt werden, was zu einer Verringerung der Maßgenauigkeit führt. Die Ge­ nauigkeit wird zusätzlich um so schlechter, je dünner der Umfangsteil wird.

Wenn ein Durchmesser d1 verwendet wird, der kleiner als ein gewünschter Durchmesser d2 (Fig. 4b) ist, verläuft der Magnet 14 ein großes Stück über den Außenrand der Jochbasis 13a hinaus. Wenn andererseits die Jochbasis 13a einen großen Durchmesser d3 hat, liegt der Magnet 14 weit innerhalb des Außenrands des Jochs 12a. Diese Ungenauigkeiten führen zu einer Erhöhung des Streuflusses, wodurch der Wirkungsgrad des in dem Luftspalt G erzeugten effektiven Magnetflusses herab­ gesetzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung eines Elementes eines Magnetkreises für einen Lautsprecher, um dadurch den Wirkungsgrad des in einem Luftspalt eines Magnetkreises erzeugten effektiven Magnetflusses zu erhöhen.

Gemäß der Erfindung wird ein Element eines Magnetkreises eines Lautsprechers und ein Verfahren zu dessen Herstellung angegeben, wobei jedes Element einen exakt dimensionierten dünnen Außen­ randteil hat. Das Element wird durch Schmieden eines Werk­ stücks zwischen einem Ober- und einem Unter-Gesenk umgeformt, die zur Bildung eines Umfangsspalts zusammenwirken, so daß das Werkstück durch plastisches Fließen in den Spalt expan­ diert, wodurch ein Umfangsvorsprung gebildet wird.

Insbesondere umfaßt das Verfahren zur Herstellung eines Ele­ ments eines Magnetkreises für einen Lautsprecher die folgen­ den Schritte: Vorsehen eines Unter-Gesenks mit einem ersten Hohlraum, der einer Außenform des Elements entspricht, Vorse­ hen eines Ober-Gesenks mit einem zweiten Hohlraum, wobei der Außendurchmesser des Ober-Gesenks kleiner als der Innendurch­ messer des ersten Hohlraums ist, so daß zwischen der In­ nenwand des ersten Hohlraums und der Außenwand des Ober- Gesenks ein Spalt gebildet ist, Anordnen eines Werkstücks zwischen Ober- und Unter-Gesenk und Pressen des Ober-Gesenks gegen das Unter-Gesenk zum Formen des Elements, das einen durch den Zwischenraum bedingten Umfangsvorsprung aufweist.

Ein mit dem Verfahren hergestelltes Element hat einen mitt­ leren dicken Teil, einen an den mittleren dicken Teil an­ schließenden gekrümmten Teil, dessen Dicke zum Rand hin abnimmt, und einen Umfangsvorsprung mit größerer Dicke als die äußerste Dicke des gekrümmten Teils.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1a einen Schnitt durch ein Ober- und Unter-Gesenk zur Herstellung eines Jochs gemäß dem Verfahren nach der Erfindung;

Fig. 1b einen Schnitt durch eine mit dem Verfahren nach der Erfindung hergestellte Platte;

Fig. 1c einen Schnitt zur Verdeutlichung eines Magnetkrei­ ses eines Lautsprechers, wobei der Magnetkreis durch die Platte und das Joch der Fig. 1a und 1b gebildet ist;

Fig. 2 einen Schnitt durch einen konventionellen Konus- Lautsprecher;

Fig. 3 einen Schnitt durch einen bereits vorgeschlagenen Magnetkreis für einen Lautsprecher;

Fig. 4a einen Schnitt durch Gesenkhälften zur Herstellung eines Lautsprecher-Jochs mit einem konventionellen Gesenk; und

Fig. 4b einen Schnitt zur Erläuterung von Problemen, die bei einem mit dem Joch nach Fig. 4a gebildeten Ma­ gnetkreis auftreten.

Fig. 1a zeigt ein Ober-Gesenk 70 und ein Unter-Gesenk 80 zur Herstellung eines Jochs 12b (Fig. 1c) durch Kaltschmieden. Das Ober-Gesenk 70 hat einen Hohlraum 71 für eine gewünschte Form des unteren Teils des Jochs 12b. Der Hohlraum 71 hat einen zentralen ebenen Teil 72 und eine abwärts verlaufende Krümmung 73, die der Krümmung 16 des Jochs 12b entspricht. Das Unter-Gesenk 80 hat eine kreisrunde große Flachvertiefung 82, deren Durchmesser dem gewünschten Durchmesser des Jochs 12b entspricht, und einen kleinen tiefen Hohlraum 82 in einem zentralen Bodenteil der Flachvertiefung 82. Die Form des Hohlraums 81 entspricht der Form des zentralen Pols 11 des Jochs 12b. Der Außendurchmesser des Ober-Gesenks 70 ist ge­ ringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Flachvertie­ fung 82, so daß zwischen dem Außenrand des Unter-Gesenks 80 und einem Außenrand des Ober-Gesenks 70 ein Spalt h gebildet ist.

Zur Herstellung des Jochs 12b wird ein Werkstück W in einem Raum zwischen dem Ober- und dem Unter-Gesenk 70 und 80 ange­ ordnet. Das Ober-Gesenk 70 wird gegen das Unter-Gesenk 80 gepreßt, um das Werkstück W zu der Form des Jochs 12b umzu­ formen. Entsprechend der Krümmung 71 des Ober-Gesenks nimmt die Dicke der Jochbasis 13b zu ihrem Randteil hin ab unter Bildung der Krümmung 16. Das Werkstück W expandiert in Ra­ dialrichtung, bis es die Innenwand der Flachvertiefung 82 erreicht. Mit weiterer Ausdehnung des Werkstücks W in den Spalt h zwischen dem Ober- und dem Unter-Gesenk 70 und 80 wird an der Jochbasis 13b ein Umfangsvorsprung 18 geformt. Infolgedessen entspricht der Außendurchmesser der Jochbasis 13b genau dem Durchmesser der Flachvertiefung 82, so daß die Maßgenauigkeit des Jochs 12b verbessert ist. Da ferner die Jochbasis 13b auch am Umfang ausreichend dick ist, kann eine Minderung der magnetischen Eigenschaften vermieden werden.

Eine Platte 15b mit einem Umfangsvorsprung 19 (Fig. 1b) wird mit einem gleichartigen Verfahren wie das Joch hergestellt. Somit kann die Platte 15b maßgenau hergestellt werden.

Gemäß Fig. 1c sind die Platte 15b, das Joch 12b und der Ma­ gnet 14 zu einem Magnetkreis für einen Lautsprecher zusam­ mengebaut. Da das Joch 12b und die Platte 15b maßgenau herge­ stellt sind, können die Platte 15b, das Joch 12b und der Magnet 14 in vorbestimmter Anordnung zusammengebaut werden. Dadurch wird der Streufluß in der gewünschten Weise begrenzt, und außerdem wird das Aussehen des Produkts verbessert.

Beispiel

Bei einem Beispiel der Erfindung hatte das Ober-Gesenk 70 einen Außendurchmesser von 55 mm, der Durchmesser des flachen Teils 72 des Hohlraums des Ober-Gesenks 70 war 24 mm, und der Krümmungsradius der Krümmung 73 war 59 mm. Andererseits hatte der tiefe Hohlraum 81 des Unter-Gesenks 80 einen Durchmesser von 20 mm und eine Tiefe von 14 mm, und die Flachvertiefung 82 hatte einen Durchmesser von 58 mm und eine Tiefe von 5 mm. Infolgedessen ergab um das Ober-Gesenk 70 herum der ringför­ mige Spalt h mit einer Breite von 1,5 mm.

Ein Werkstück W, das zwischen dem Ober- und dem Unter-Gesenk 70 und 80 anzuordnen war, hatte einen durchmessergroßen Teil mit einer Höhe von 10 mm und einem Durchmesser von 30 mm sowie einen durchmesserkleinen Teil mit einer Höhe von 14 mm und einem Durchmesser von 19,5 mm. Das Ober-Gesenk 70 wurde gegen das Unter-Gesenk 80 mit einem Druck von 25 kg/mm² ge­ preßt, um das Werkstück W durch Schmieden zu dem Joch 12b umzuformen.

Das so erhaltene Joch 12b hatte die in der nachstehenden Ta­ belle angegebenen Maße und Maßgenauigkeiten. Die Maßgenauig­ keit in der Tabelle ist eine Standardabweichung von fünfzig Jochen 12b. Das Joch des Vergleichsbeispiels wurde durch Schmieden in einem Ober- und Unter-Gesenk ohne Spalt dazwi­ schen hergestellt.

Tabelle

Wie die Tabelle zeigt, hat das mit dem Verfahren nach der Er­ findung hergestellte Joch ausgezeichnete Maßgenauigkeit. Da der Umfangsvorsprung relativ klein ist, dient er nicht als Ausgangspunkt für Streufluß. Wenn daher das Joch und die Platte gemäß Fig. 1c zusammengefügt sind, verbessert der ent­ lang dem Umfang der Jochbasis geformte dünne Randteil die Charakteristik des Magnetkreises in ausreichender Weise.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die Erfindung ein Element eines Magnetkreises für einen Lautsprecher mit exakten Dimensionen und ein Verfahren zu dessen Herstellung angibt. Daher wird der Streufluß, der den Wirkungsgrad des effektiven Magnetflusses verringert, eingeschränkt.

Weiterhin werden auch die so geformten Magnetkreiselemente bzw. der so ausgebildete Lautsprecher sowie die Vorrichtung zu deren Herstellung als Erfindung beansprucht.

Claims (2)

1. Element eines Magnetkreises für einen Lautsprecher, umfas­ send einen mittleren dicken Teil und einen an den mittleren dicken Teil angrenzenden gekrümmten Teil, dessen Dicke nach außen zu seinem Rand hin abnimmt, gekennzeichnet durch einen Umfangsvorsprung (18), der dicker als die am weitesten außen liegende Dicke des gekrümmten Teils (16) ist.

2. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkreises für einen Lautsprecher nach Anspruch 1, wobei ein Unter-Gesenk mit einer ersten Vertiefung bereitgestellt wird, welche der äuße­ ren Gestalt des Elements entspricht, ein Ober-Gesenk mit einer zweiten Vertiefung bereitgestellt wird, das Werkstück zwischen Unter- und Ober-Gesenk angeordnet und das Ober- Gesenk gegen das Unter-Gesenk zum Formen des Elements gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Ober-Gesenks kleiner ist als der Innendurchmesser der ersten Vertiefung, so daß zwischen der Innenwand der ersten Vertiefung und der Außenwand des Ober- Gesenks ein Zwischenraum gebildet ist, der beim Pressen einen Umfangsvorsprung des Elements bewirkt.