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Verfahren zur Herstellung von Membranen für elektroakustische Geräte
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Membranen für elektroakustische Geräte, insbesondere von Konussen für Lautsprecher oder von solchen Membranen, die zeitweise im halbplastischen Zustand erhalten werden können. Dies kann dadurch erreicht werden, dass sie entweder aus ihrem endgültigen Aggregatzustand durch eine geeignete Behandlung in diesen halbplastischen Zustand zurückgeführt oder dass sie in einer Zwischenphase der Herstellung vor Erreichen des endgültigen Aggregatzustandes erhalten werden. Unter Membrane werden hier einfachheitshalber ausserdem die Teile verstanden, mit denen die Membrane am Aussenrand gehaltert ist. Soweit erforderlich, werden diese Teile im folgenden gesondert mit "Rand"bezeichnet.
Bekanntlich wird die Qualität eines elektroakustischen Gerätes u. a. durch die Eigenschaften der Membrane beeinflusst.
Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren zur Herstellung der Membrane zu schaffen, bei dem die Qualität des Gerätes innerhalb bestimmter Grenzen regelbar ist.
Nach der Erfindung wird die Membrane, nachdem sie im entsprechenden System befestigt worden ist, angetrieben, während sie wenigstens teilweise im halbplastischen Zustand ist ; der Antrieb bleibt während des Überganges vom halbplastischen Zustand zum endgültigen Aggregatzustand bestehen. Bei einem Konus kann die Antriebskraft an oder in der Nähe der Spitze angreifen, indem ein geeigneter Strom durch die
Spule geschickt wird.
Bei aus Gewebe, Papier oder anderem Faser- stoff bestehenden Membranen, die durch
Imprägnieren oder Überziehen des Materials versteift worden sind, ist der halbplastische Zu- stand dadurch erzielbar, dass der imprägnierende oder bekleidende Stoff zur Lösung gebracht wird, wodurch dieser Stoff erweicht, aber in den ursprünglichen Zustand zurückkehrt, wenn das
Lösungsmittel verdampft wird.
Bei einer Membrane, die aus thermoplastischem
Stoff hergestellt oder m : t diesem behandelt worden ist, ist der halbplastische Zustand durch Er- weichung mittels Erhitzung erzielbar, wogegen bei Stoffen, die bei Erwärmung erhärten, der
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bildet.
Es hat sich gezeigt, dass auf die geschilderte Weise durch geeignete Regelung des Antriebes während des Überganges vom halbplastischen zum festen Zustande die Eigenfrequenz der Membrane sowie die Grundfrequenz des ganzen Schwingungssystems (im folgenden mit Eigenfrequenz"bezeichnet) geändert werden können.
Auch kann auf die gleiche Weise eine zu grosse oder unzulängliche akustische Ausgangsleistung bei bestimmten Frequenzen korrigiert werden.
Durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens sind unter anderem die folgenden Ergebnisse erzielbar, die an Hand einer Erläuterung des Herstellungsganges einer konusförmigen Membrane für einen elektrodynamischen Lautsprecher näher beschrieben werden.
1. Die Eigenfrequenz kann innerhalb der Grenzen, die durch die elektrische und mechanische Konstruktion des Schwingungssystems gestellt sind, auf einen beliebigen Wert eingestellt werden, entweder oberhalb oder unterhalb der Eigenfrequenz, die man ohne Anwendung der Erfindung erhalten würde.
Zu diesem Zwecke wird die Membrane bei einer Frequenz von etwa 5 Hz unterhalb der erwünschten Frequenz angetrieben, während der
Konusrand, der anfangs im halbplastischen Zu- stand ist, in den festen Zustand übergeht.
Der Wert von 5 Hz gilt für Eigenfrequenzen bis zu etwa 150 Hz, bei höheren Frequenzen ist ein kleinerer Unterschied erforderlich.
Der Konus der meisten neueren Lautsprecher ist mit einem Stoff überzogen oder getränkt, der in den ublichen industriellen Lösungsmitteln, wie z. B. Aceton, löslich ist. Die Frequenz- einstellung kann z. B. bei einem elektrodyna- mischen Lautsprecher wie folgt stattfinden : Der montierte Lautsprecher wird mit der Konus- öffnung nach oben angeordhet, so dass der Rand, abgesehen vom Gewicht des Konus, nicht be- lastet ist. Der Lautsprecher soll derart gehaltert oder angeordnet sein, dass die Luft hinter dem
Lautsprecher frei schwingen kann. Die Sprech- spule ist mit einer Wechselstromquelle verbunden, die die gewünschte Antriebsfrequenz liefern kann.
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Der Rand der Membrane wird danach mit dem Lösungsmittel, wie z. B. Aceton, getränkt wobei eine Beschädigung des Gewebes vermieden wird.
Das Lösungsmittel kann z. B. auf den Rand aufgespritzt oder mittels eines weichen Stempelkissens oder einer Bürste auf ihn aufgebracht werden. Im allgemeinen wird das Material, aus dem der Rand hergestellt ist, das Lösungsmittel sofort absorbieren. Ist der Rand ausreichend getränkt, wird die Sprechspule schleunigst erregt, wobei die Grössenordnung der zugeführten Leistung die Lautsprecherkapazität nicht übersteigt, so dass die maximale Amplitude, die das Spulensystem gestattet, nicht überschritten wird und Knicken der Randzone des Konus nicht eintritt. Der Konus wird stets bei der gleichen Frequenz angetrieben und der Rand trocknet vollständig, bis er die Anfangssteifheit wieder erreicht hat. Die Zeit, die ein flüchtiges Lösungsmittel, wie z. B.
Aceton, zum Trocknen braucht, ist von der Beschaffenheit der den Konus umgebenden Luft abhängig und kann von der Grössenordnung von 10 bis 15 Sek. sein. Es zeigt sich, dass nach der geschilderten Behandlung die Eigenfrequenz des Lautsprechers ein wenig ober- halb der angelegten Antriebsfrequenz liegt. Dieses
Ergebnis ist mutmasslich der zurückkehrenden
Steifheit beim Trocknen zuzuschreiben.
II. Korrektion des Lautsprecherkonus, der
Neigung zur Frequenzhalbierung aufweist.
Falls Neigung zur Frequenzhalbierung in
Frequenzbereichen unterhalb 600 Hz besteht, kann diesem Übelstand häufig durch die oben angegebene Behandlung zur Einstellung der
Eigenfrequenz abgeholfen werden, mit dem
Unterschiede, dass die Antriebsfrequenz konstant um die Eigenfrequenz schwankt, derart, dass der bestrichene Bereich z. B. 100 Hz auf beiden Seiten der Eigenfrequenz beträgt. Die zum Lautsprecherantrieb verwendete Leistung kann weniger als bei Einstellung der Eigenfrequenz betragen.
III. Korrektion eines Lautsprecherkonus, dessen Frequenzcharakteristik bei einer bestimmten Frequenz einen zu niedrigen Wert hat, d. h.
Erhöhung der akustischen Ausgangsleistung bei dieser Frequenz.
Der Lautsprecher wird, wie unter I und II beschrieben, behandelt, aber statt des Randes wird der Konus selbst mit einem Lösungsmittel (z. B. Aceton) getränkt, indem das Lösungsmittel so über die Öffnung des Konus aufgespritzt wird, dass der Luftdruck nicht auf den Konus auftrifft, sondern nur das verspritzte Lösungsmittel auf ihn fällt. Der getränkte Konus wird dann bei der betreffenden bestimmten Frequenz angetrieben, d. h. bei der Frequenz, bei der man die Charak- teristik zu korrigieren wünscht, u. zw. so lange, bis er trocken ist. Es zeigt sich dann, dass die akustische Leistung bei der verwendeten Frequenz zugenommen hat. Diese Zunahme ist durch eine einzige Behandlung von grosser Intensität oder durch eine Anzahl Behandlungen von geringerer
Intensität erzielbar.
IV. Korrektion eines Lautsprecherkonus, dessen Frequenzcharakteristik bei einer bestimmten Frequenz einen zu grossen Wert hat, d. h. Herabsetzung der abgegebenen akustischen Leistung bei dieser Frequenz.
Die Behandlung des Lautsprechers und der Benetzung des Konus ist die gleiche wie unter III beschrieben. Die Behandlung besteht im vorliegenden Falle darin, dass zwei beiderseits der Scheitelfrequenz liegende Frequenzen verwendet werden. Diese beiden Frequenzen sind durch Änderung der vom Oszillator erzeugten Antriebs- frequenz erzielbar, wobei dafür Sorge gen en werden muss, dass keine Einstellung auf die Scheitelfrequenz stattfindet, oder dass diese sehr schnell passiert wird.
V. Korrektion eines Lautsprecherkonus, dessen Charakteristik über eine Reihe von Frequenzen einen zu niedrigen Wert aufweist, d. h. Steigerung der abgegebenen akustischen Leistung über ein Frequenzband.
Das Verfahren ist wieder das gleiche wie unter III zur Steigerung der abgegebenen Leistung bei einer bestimmten Frequenz beschriebene, jedoch mit dem Unterschied, dass der Konus unter Verwendung einer Frequenz angetrieben wird, die sich über das zu bestreichende Band ändert, wobei der Oszillator über das Band schwingt, und die Geschwindigkeit, mit der dies erfolgt, über die Mitte des Bereiches verzögert wird.
VI. Korrektion eines Lautsprecherkonus, dessen
Charakteristik einen zu hohen Wert über eine Reihe von Frequenzen aufweist, d. h. Verringerung der abgegebenen akustischen Leistung über ein
Frequenzband.
Zu diesem Zwecke entspricht das Verfahren dem unter IV beschriebenen zur Verringerung der abgegebenen Leistung bei einer bestimmten
Frequenz. Die Behandlung besteht in der Ver- wendung von Frequenzen beidseitig des Bandes durch Änderung der Frequenz längs der Flanken dieses Teiles der Frequenzcharakteristik. Durch diese Behandlung wird nicht nur der Teil am
Scheitel erniedrigt, sondern es werden auch die
Bereiche auf beiden Seiten in gewissem Masse erhöht.
Unter I-VI sind typische Behandlungen nach der Erfindung beschrieben. Aus diesen Beispielen ist es klar, dass verschiedene Einstellungen der Charakteristik eines Lautsprechers oder eines anderen elektroakustischen Gerätes, wie z. B. eines Mikrophons, möglich sind, sowie Einstellung der akustischen Leistung auf einen gewünschten Wert bei einer bestimmten Frequenz oder Frequenzen unter Beibehaltung der gewünschten Eigenfrequenz.
Vom Standpunkt der Herstellungstechnik empfiehlt es sich, zunächst, wie unter 1 beschrieben, die gewünschte Eigenfrequenz zu erhalten und danach, nachdem der Konus bespritzt worden ist, den Lautsprecher anzutreiben, bis der Konus trocken ist, mit Strömen der Frequenzreihe, wobei man der Frequenzcharakteristik einen bestimmten Verlauf zu geben
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wünscht. Auf diese Weise entsteht eine geeichte Eigenfrequenz und eine angemessene geeichte abgegebene Leistung über den ganzen Frequenzbereich bei einer Reihe von Lautsprechern der gleichen Art, ohne dass es bei der Herstellung dieser Lautsprecher erforderlich ist, genaue mechanische Toleranzen einzuhalten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Membranen für elektroakustische Geräte, wie z. B. Lautsprecher, bei dem das Membranmaterial zeitweise im halbplastischen Zustande ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane, nachdem sie im System befestigt worden ist, angetrieben wird, während sie wenigstens teilweise halbplastisch ist, und dass dieser Antrieb andauert, bis der sich in diesem Zustande befindliche Teil in den end- gültigen Aggregatzustand gelangt ist.