AT402358B - Elektroakustischer wandler - Google Patents

Description

AT 402 358 B

Vor allem bei elektroakustischen Wandlern besteht oft das Problem, daß bei bestimmten Frequenzen mechanische Resonanzen auftreten, die bei der normalen Verwendung des Wandlers stören. Diese Resonanzen können von der Membran des Wandlers selbst stammen, wenn Partialschwingungen oberhalb der Grundresonanz auftreten, oder von mechanisch gekoppelten Teilen, wie z.B. den Schwingspulenan-5 schlußdrähten, oder auch von akustisch gekoppelten Wandlerteilen, wie z.B. Gehäusewänden. Diese Schwingungen sind unerwünscht, da sie wegen der meist hohen Güte der Resonanzen als Schwirr- und Klingelgeräusche wahrgenommen werden. Besonders Tauchspulendrähte sind durch derartige Resonanzen auch mechanisch gefährdet, da hiebei hohe Amplituden auftreten, die das Material soweit belasten können, daß Ermüdungsbrüche auftreten. 70 Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, das Auftreten dieser unerwünschten Resonanzen zu unterdrücken und ist nun im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß schwingungsfähige Teile des Wandlers, wie z.B Membran, Schwingspulenanschlußdrähte und Gehäuseteile teilweise oder ganz mit einer Dämpfungsschichtht aus teilweise miteinander verbundenen Fäden und teilweise einander nur berührenden Fäden überzogen sind. 75 Zur Dämpfung von Eigenschwingungen von Membranen gibt es bereits viele Vorschläge. Die meisten Lösungen betreffen die Membranform, die Dämpfungseigenschaften des Membranmaterials und Beschichtungen der Membran mit zähen Materialien.

So beschreibt die AT-PS 238 274 eine Mehrschichtmembran insbesondere für Schallwandler, die wenigstens aus einer Kunststoffolie und einer Gewebelage aus gesponnenem (gezwirntem) Material 20 natürlicher oder synthetischer Herkunft unter Anwendung von Druck und Wärme zu einer einheitlichen Membran vereinigt sind. Damit wurde erreicht, daß die Haftung der bis dahin benutzten Dämpfungsschichten aus Metall und damit die zeitliche Stabilität der akustischen Eigenschaften der Membran verbessert wurde.

Die AT-PS 286 396 beschreibt eine Membran aus thermoplastischem Kunststoff für elektroakustische 25 Wandler, bei der wenigstens auf einer Membranfläche ein Faservlies aufgebracht ist, das entweder aus elektrostatisch aufgebrachten oder auch aus natürlichen Fasern bestehen kann, die dann während des Präge- oder Ziehvorganges, mit dem die Membran hergestellt wird, mit dieser verbunden wird. Diese Verbindung kann auch mittels eines heißsiegelfähigen Lackes hergestellt werden. Das Ziel dieser Beschichtung ist die Erhöhung der inneren Reibung der Membran, ohne die mechanischen Nachteile einer 30 Papiermembran in Kauf nehmen zu müssen.

Die Gegenstände der beiden AT-Patentschriften gehen von anderen Aufgabenstellungen aus und kommen auch zu anderen Lösungen.

Die Verwendung von Faservliesen aller Art ist eine seit langem geübte Praxis bei der Herstellung elektroakustischer Wander. So wird z.B. in der US 4 276 452 ein Wandler beschrieben, in dem als 35 Dämpfungsmaterial eine Schicht Faservlies verwendet wird, die direkt unter der Membran angebracht ist. Diese Dämpfungsschicht besteht aus sich berührenden dünnen Fasern.

Diese Erfindung beschränkt sich in der Praxis auf den eher seltenen Fall einer ebenen Membran. Zur Montage der eigentlichen Dämpfung wird ein akustisch durchlässiges Gewebe benötigt, das das Faservlies an die Membran andrückt. 40 Die schwingungsfähigen Teile werden also nach der Erfindung mit einer Dämpfungsschicht aus dünnen Fäden überzogen, die miteinander an einigen Berührungspunkten verbunden sind und teilweise einander nur berühren. Vor allem zufolge ihrer Relativbewegung gegeneinander und auch wegen der im Netz enthaltenen Luft, die bei einer Bewegung des Netzes durch die Strömungsreibung dem schwingenden Teil Energie entzieht, werden höhere Schwingungsmoden stark bedämpft. 45 Da diese Dämpfungsschicht direkt auf dem schwingenden Teil angebracht ist, ergibt sich eine viel bessere Kopplung zwischen Dämpfung und schwingendem Teil als bei bloßer Berührung. Dadurch wird die Wirksamkeit des Systems wesentlich erhöht. Da die dämpfende Schicht direkt mit dem schwingenden Teil verbunden ist, wird kein weiteres Montageelement benötigt.

Das Material der Fäden spielt nur insofern eine Rolle, als das Material an der Oberfläche einen hohen so Reibungskoeffizienten gegen sich selbst aufweisen muß. Es muß eine stabile mechanische Verbindung zwischen den Fäden bestehen, damit die Dämpfungseigenschaften unabhängig von der Gebrauchsdauer und den klimatischen Umgebungsbedingungen bleiben. Diese Verbindung kann durch eine aushärtende Kleberschicht auf den Fäden oder auch bei deren Herstellung ausgeführt werden, indem die Fäden selbst aus einem Polymermaterial bestehen, das bei Temperaturen über der maximalen Gebrauchstemperatur des 55 Wandlers klebrig ist.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher beschrieben, u.zw. zeigt Fig. 1 die Frequenzabhängigkeit der Impedanz eines elektroakustischen Wandlers ncmaler Bauart gemessen in Luft und im Vakuum, Fig. 2 gleiche Meßkurven gemessen am selben Wandler nach einer Beschichtung der Membran 2

Claims (4)

1. AT 402 358 B gemäß der Erfindung, Fig. 3 eine Darstellung eines Beispiels der erfindungsgemäßen Beschichtung, Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Funktionsweise, Fig. 5 eine Darstellung einer Membran mit einer Dämpfungsschicht, Fig. 6,6a eine Darstellung einer Drahtausführung mit Dämpfungsschicht und Fig. 7 den Querschnitt eines Wandlers mit bedämpfter Rückwand. Aus Fig. 1 ist das akustische Verhalten normaler Membranen deutlich erkennbar. Die strichlierte Kurve 1 zeigt die Frequenzabhängigkeit der Impedanz eines Hörwandlers normaler Bauart gemessen in Luft und die Kurve 2 die gleichen Frequenzabhängigkeiten gemessen in Vakuum. Die horizontale Frequenzskala besitzt eine logarithmische Teilung von 20 Hz bis 20 kHz, die Impedanz ist mit ihrem Absolutwert auf einer linearen Skala von 80 bis 620 Ohm aufgetragen. Die Grundresonanz liegt in Luft bei etwa 120 Hz und ist mit einer Resonanzüberhöhung von etwa 105 Ohm gegenüber dem Gleichspannungswert von 90 Ohm relativ stark bedämpft; trotzdem tritt eine Partialschwingung bei etwa 1700 Hz (3) auf. Bei der im Vakuum gemessenen Kurve 2 sind drei Resonanzen hoher Güte (4, 5 und 6) vorhanden. Bei den in Fig. 2 dargestellten Meßkurven (7 und 8) der beschichteten Membran sind bei sonst gleicher Darstellung wie in Fig. 1 keinerlei Nebenresonanzen erkennbar. Die Kurven zeigen im Vakuum maximale Impedanzen von 350 Ohm gegenüber etwa 600 Ohm und in Luft 160 Ohm gegenüber 205 Ohm bei der unbeschichteten Membran. Die Fig. 3 zeigt eine zeichnerische Darstellung nach einer rasterelektronenmikroskopischen Photographie einer Dämpfungsschicht nach der Erfindung. Es sind dabei deutlich die unregelmäßig geformten Fäden 9 aus einem Polymermaterial zu erkennen. Fig. 4 zeigt eine vereinfachte Darstellung der erfindungsgemäßen Schicht zur Verdeutlichung der Funktionsweise. Es ist zu ersehen, wie das Netz aus den teilweise miteinander verbundenen 10,11, teilweise einander nur berührenden Fäden 12,13 an den Berührungspunkten 14 durch mechanische Reibung zur Dämpfung der Membranbewegung beiträgt. ln Fig. 5 ist ein Schnitt durch eine Membran 15 dargestellt, die durch eine erfindungsgemäße Dämpfungsschicht 16 teilweise bedeckt ist. Fig. 6 zeigt eine Dämpfungsschicht 16, die sich einerseits am Schwingspulenanschlußdraht 17, der bedämpft wird und anderseits auf einer Platte 18, auf der der gesamte akustische Wandler montiert ist, abstützt. Zur besseren Übersicht ist in einer weiteren Fig. 6a ein Schnitt gemäß der Linie Via der Fig. 6 dargestellt. Fig. 7 zeigt einen Wandler in Schnittdarstellung, dessen Rückwand 19 mit der erfindungsgemäßen Schicht 16 belegt ist und damit bedämpft wird. Patentansprüche 1. Elektroakustischer Wandler, dadurch gekennzeichnet, daß schwingungsfähige Teile des Wandler, wie z.B. Membran (15), Schwingspulenanschlußdrähte (17) und Gehäuseteile (19) teilweise oder ganz mit einer Dämpfungsschicht (16) aus teilweise miteinander verbundenen Fäden (10,11) und teilweise einander nur berührenden Fäden (12,13) überzogen sind.
2. 2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsschicht (16) die Schwings-pulenanschlußdrähte (17) zumindest teilweise bedeckt und sich auf einer Platte (18) abstützt, auf der der gesamte Wandler montiert ist (Fig. 6).
3. 3. Wandler nach Anspruch 1 oder 2, daduch gekennzeichnet daß die Dämpfungsschicht (16) aus Fäden eines Polymerklebers besteht. Hiezu
4. 4 Blatt Zeichnungen 3