Ferrofluid als konstruktive Komponente

Ein sauberer Auswahlprozess für das Ferrofluid berücksichtigt gleichermassen Eigenschaften des Ferrofluids und die Eigenschaften des Lautsprechers. Für das Ferrofluid sind Viskosität und Sättigungspolarisation wichtig, und in der Anwendung sind die Füllmenge und Kompatibilität entscheidend.

Füllmenge

Die optimale Füllmenge für einen Lautsprecher kann mit den Abmessungen des Luftspaltes und der Spulengeometrie ermittelt werden:

English
V [µl] = 56500 A (E²+C²-B²-D²)
(A, B, C, D in inches)

Metrisch
V [µl] = 3,5 A (E²+C²-B²-D²)
(A, B, C, D in mm)

wobei:
A= Polplattenhöhe
B= Radius des Polkerns
C= Innenradius der Schwingspule
D= Aussenradius der Schwingspule
E= Innenradius der oberen Polplatte

Die empfohlene Toleranz für die Füllmenge an Ferrofluid ist ±10% was am besten mit einem Volumendosierer erreicht wird. Zu starke überfüllung führt zu Verlust von Ferrofluid innerhalb des Lautsprechers. Unterfüllung führt sehr schnell zu äusserst unerwünschten Systemverhalten wie z.B. Doppelhöcker im Impedanzverlauf, mangelhafter Leistungsfähigkeit und unschöne Effekte wegen dezentrierender Kräfte auf die Schwingspule. Für eine Anfrage ist es sinnvoll all diese Information zu haben, bitte füllen Sie unser Lautsprecher-Informationsblatt aus. Bitte beachten Sie, dass dieses Formular mit dem Acrobat Reader ausgefüllt werden muss, andere Betrachter, wie Xpdf können die Formularfelder nicht ausfüllen und die Berechnungen nicht durchführen.

Viskosität

Wenn die Füllmenge fest steht sollte die Viskosität im Hinblick auf das gewünschte Dämpfungsverhalten ausgesucht werden.

Magnetische Sättigungspolarisation

Der Wert der Sättigungspolarisation des Ferrofluids sollte unter Berücksichtigung der Flussdichte im Spalt und der Auslenkung des Systems gewählt werden. Für Hochtonsysteme mit geringen Auslenkungen und hoher Flussdichte sollten die 11 mT Typen gewählt werden. Langhubige Systeme haben öfter geringere Flussdichte im Spalt und erfordern deshalb die Typen mit hörer Sättigungspolarisation 22...44 mT. Ferrofluide mit höheren Sattigungswerten können im Vergleich eine niedrigere Lebensdauererwartung haben. Deshalb empfehlen wir den Wert der Sättigungspolarisation nicht höher als notwendig zu wählen.

Kompatibilität

Ein erfolgreicher Einsatz von Ferrofluid in einer Lautsprecheranwendung erfordert eine unbedingte vollständige Verträglichkeit des Ferrofluids mit allen eventuell in Kontakt kommenden Werkstoffen, einschliesslich:

Schwingspule und Trägerwerkstoff: Der Werkstoff sollte in jedem Fall nicht Saugfähig sein, also Papierträger oder unbeschichtete Faserwerkstoffe wie Nomex^® sind nicht geeignet für den Einsatz von Ferrofluid. Definitiv geeignet sind alle Metalle: Aluminium, Magnesium, Titan... Auch Kunststoffe wie Kapton^® sind gut geeignet.
Schwingspule und Kleber: Alle gängigen Methoden (wet winding, self bonding) sind mit Ferrofluid Verträglich. Bisher wurden keine Inkompatibilitäten bekannt. Unbekannte oder neue Klebstoffe sollten durch die Ferrotec Corporation auf Kompatibilität untersucht werden
Klebefugen: Die Klebeverbindung von Spulenträger/Membran oder Spulenträger/Membran/Zentrierspinne ebenso wie die am Magnetsystem müssen mit dem Ferrofluid kompatibel sein. Die üblichen Cyanacrylate, Epoxite und Acrylklebsoffe sind im ausgehärteten Zustand mit praktisch allen Kohlenwasserstoffbasierten Ferrofluiden und den meisten esterbasierten Ferrofluiden kompatibel. Esterbasierte Ferrofluide sollten nicht in Kontakt mit butylbasierten Klebstoffen kommen. Eine Verwendung von Ferrofluid in einem konkreten Lautsprecher sollte immer mit Kompatibilitätstests beginnen.

Kriechen von Ferrofluid verhindern

Grosse Sorgfalt sollte darauf verwendet werden um sicher zu stellen, dass keine Kapillarspalte vorhanden sind, durch die das Ferrofluid aus dem Spalt wandern könnte. Die üblichen Schwachpunkte sind:

Bearbeitungs-Riefen auf der Magnetflächen: Enden diese im Spalt, kann das Ferrofluid entlang dieser wandern.
Faserwerkstoffe in den Anschlussleitungen: Diese können das Ferrofluid aufsaugen. In einem solchen Fall sollte die Anschlussleitung beschichtet werden.
Lead wire migration: Ferrofluid can travel between the collar and former along the lead wires via capillary action. This pathway can often be successfully sealed using a wicking adhesive (such as Loctite 290) or a gel type adhesive (Hernon's Quantum 134) which is draped over the lead wires before the collar is applied.
Migration entlang dem Spalt im Spulenträger: Wenn der Spalt zwischen den beiden Enden des Spulenträgers eng genug ist (< 0,025 mm) kann das Ferrofluid durch Kapillarkräfte am Spalt entlang migrieren.

Verdunstung

Die Temperaturbeständigkeit des Ferrofluids sollte unter Berücksichtigung der Betriebstemperatur der Schwingspule erfolgen. Moderate oder niedrige Temperaturanforderungen erfordern den Einsatz eines Standardproduktes wie zum Beispeil APG 800 Serie. Erhöhte Temperaturanforderungen erfordern den Einsatz von esterbasierten Serien oder der APG 2100 Premiumserie.

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