CN113196801B - 扬声器、具有扬声器的机动车和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扬声器，其具有：壳体；布置在壳体中的锥形膜片；布置在壳体中或上的并且沿着其圆周至少局部地固定的、尤其是平坦的盖板；用于产生振动的激励器，所述盖板在锥形膜片的开放方向上布置在锥形膜片之前，所述盖板覆盖锥形膜片并且与锥形膜片且必要时与壳体一起限定空隙。本发明还涉及具有至少一个相应的扬声器的机动车以及至少一个扬声器在机动车中的应用。根据本发明，盖板完全地或至少部分地在锥形膜片之前的中心区域中构造成平坦的且不中断的弯曲波膜片，其中激励器的用于产生声音而振动的部分与锥形膜片且与弯曲波膜片机械地刚性地联接，从而激励器的轴向运动被同相地传递到锥形膜片和弯曲波膜片上。

Description

扬声器、具有扬声器的机动车和应用

技术领域

本发明涉及一种扬声器，其具有：壳体；布置在壳体中的锥形膜片；布置在壳体中或上的并且沿着锥形膜片的圆周至少局部地固定的、尤其是平坦的盖板；以及用于产生振动的激励器，所述盖板在锥形膜片的开放方向上布置在锥形膜片之前，所述盖板覆盖锥形膜片并且与锥形膜片且必要时与壳体一起限定空隙。本发明还涉及具有至少一个相应的扬声器的机动车以及至少一个扬声器在机动车中的应用。

背景技术

本发明主要涉及借助扬声器产生声音的领域且尤其涉及在机动车中和上产生声音的领域。除了单纯播放音乐或会话之外，还在多种应用中产生车辆噪音、即所谓的车辆声音。例如在电动车辆中提供了这做应用，该电动车辆出于声学定位的目的向外发射声音，该声音例如可以根据车辆的速度来调制。其他应用领域例如是针对马达等的声音支持。

在许多情况下以及在机动车中和上产生噪音的情况下，希望产生声音的源头不易被定位，因为应产生例如要作为整个机动车的固有声音而被感知的声音印象(Schalleindruck)。通常，尤其使用具有一定方向特性或小发射面的扬声器，例如锥形扬声器或球顶形扬声器。

这种扬声器大多以电动(elektrodynamisch)的方式运行并且因此被称为电动式扬声器。电动式扬声器的扬声器膜片将激励器的交变推力(Wechselschubkraft)转换为声压。用于扬声器的典型的电动激励器例如是音圈激励器、也称为插棒式音圈激励器(Tauchspulenaktuator)。激励器包括具有磁场的永磁磁环，布置在音圈架上的音圈(Schwingspule)进入磁环中，该音圈被加载振荡的信号电流。在此，具有位于锅形磁轭(Topfjoch)中的圆盘形的磁体的相反的磁结构同样是可能的。音圈架与锥形膜片的中心、即顶端连接，锥形膜片具有用于接纳音圈架且与音圈架连接的中心开口。此外，锥形扬声器的锥形膜片通过有弹性的折环(Sicke)在锥形膜片的外边缘或圆周处悬置在盆架(Korb)上，该盆架使扬声器获得稳定性，并且激励器的不振荡的部分被安装在盆架的下端部处。会振荡的音圈架本身经由定心支片与盆架连接，该定心支片确保了音圈架可靠地进入磁隙中而不接触磁体。

为了在膜片重量和刚硬性之间实现有利的比例，并且为了确保在宽的频率范围上的限定的性能，在锥形扬声器中使用非常轻的材料和锥形的造型，该锥形的造型尽管重量很轻仍使锥形膜片获得高刚硬性。在此，锥形膜片仅受到轻微的弯曲。由于锥形膜片的锥形的造型和高刚硬性，锥形膜片具有在发射方向上随着升高的频率而声音越来越集中的特性。大部分的发射的声功率在没有绕道的情况下直接到达听众的耳朵。由此扬声器所处的方位能被容易地识别为声源。

然而也已知，弯曲波膜片被用于避免声音集中。与锥形扬声器(其锥形膜片由于锥形形状具有相对高的刚硬性)相反，弯曲波膜片大多是平坦的并且在其圆周处被夹紧。由于弯曲波膜片的平坦的几何形状，弯曲波膜片的刚硬性比锥形膜片的刚硬性低得多。在弯曲波膜片的情况下的声音发射基于弯曲波膜片的激发根据要设定哪种声学特性而在膜片的中心或其他适于激发的位置处实现。振荡的激发在弯曲波膜片上产生振动波形，类似于水面上的波纹或弦乐器的盖罩上的振动。由于针对所产生的不同频率的振动的叠加，膜片表面的各部分以混乱的相互作用参与声音产生。通过在膜片上的按时间和空间分布的发射范围避免了声场的集中。

具有平坦膜片的相应的扬声器例如被称为“声音面板(sound panel)”、“音板(sound boards)”或“分布模式扬声器(distributed mode loudspeaker)”(DML)，其以相应的方式通过音圈激励器的音圈的力施加被激发成弯曲振动。因为膜片的仅小的、分布在膜片上的多个区域同步地和同向地振动，所以发射直至高频都不会集中。该非定域的和非聚焦的声音产生导致了，该扁平的声变换器对于耳朵而言即使在短距离的情况下也很难定位，因为发射的声音的较大部分由于程度低的集中而迂回地经由空间的反射表面到达听众。

然而具有弯曲波膜片的声变换器也有缺点。由于向前和向后反相地发射的声波的声短路，开放式的的实施方式、即不具有在后侧的壳体的声障板(Schallwand)需要相对大的膜片表面，以便也能播放低频，并且因此该实施方式几乎不适于结构空间受限的应用。

在将平坦膜片装配到在后侧封闭的壳体中时虽然消除了声短路，但是也通过下述方式限制了低音调播放：膜片基于其在低频时的刚硬性又全面同步(“活塞式”

)振动，即振动波长大于膜片的线性延伸，并且因此很大的有效膜片表面仅在非常大的壳体中遇到低的空气弹簧刚度，这大幅减弱了在所述频率下的声音产生。在壳体容积很小的情况下，因此会大幅升高内置谐振频率，这又以低音调播放为代价。减小的膜片表面可能克服低频时的所述缺点，然而由此会降低效率并且同时妨碍弯曲波膜片中的高频的发射。

对于机动车中专门用于车辆噪音产生的应用而言，开放的弯曲波转换器的应用是相对昂贵的，因为平坦膜片必须通过专门的、防水的激励器来驱动。因此，其与具有常规的锥形扬声器的壳体相比需要至少两倍的制造成本。

此外，在将弯曲波扬声器、例如作为用于混合动力车辆和电动车辆的符合AVAS的外部声音系统安装到车辆中时，在开放式系统中存在的在后侧的发射可能是不利的，因为其在这种情况下也能在内部空间中被听到。对于所述应用而言，需要自120Hz起的频率范围，弯曲波扬声器的为此必需的面可能达到结构空间界限，如在封闭的结构方式的情况下所需要的壳体尺寸一样。反之，常规的锥形扬声器满足对声压和频率范围的要求，但是由于声音产生是局部地实现的而作为人造声源以可定位的方式保留在车辆中。此外，锥形扬声器的定向的发射特性可能需要安装多个扬声器，以便保证在车辆周围的均匀的声音分布，这又可能抵消成本优势并且还由于多个声源导致声场中的干涉。

传统的锥形扬声器的膜片和其驱动器在车辆的外部应用的情况中必须被保护以免受大量要求过高的负荷的影响。除了防尘和防水的壳体之外，尤其是需要用于灵敏的膜片和其弹性的夹紧部(折环)的保护盖板。保护盖板必须使碎石、溅水、雪、盐、结冰和高压喷射清洗远离膜片。然而，迄今已知的每种膜片盖板都意味着在保护作用和声音穿透性之间的妥协。保护架的过小的孔尺寸例如可能很快地被灰尘、盐和沙阻塞，较大的穿孔不足以保护膜片免受高压喷射。出于这个原因，膜片大多必须由非常牢固的且同时轻的材料构成、例如碳纤维薄板，这对于车辆应用而言增加了常规的扬声器的本身有利的结构的成本。

发明内容

因此本发明的目的在于提供一种扬声器，扬声器在低费用的情况下具有宽的感知范围和较低的定位性并且尤其适合于车辆的外部应用，以及提供一种相应的机动车和一种扬声器在机动车中的相应的应用。

本发明的一个方案涉及一种扬声器，其具有：壳体；布置在壳体中的锥形膜片；布置在壳体中或上的并且沿着锥形膜片的圆周至少局部地固定的、尤其是平坦的盖板；以及用于产生振动的激励器、尤其是音圈激励器，所述盖板在锥形膜片的开放方向上布置在锥形膜片之前，所述盖板覆盖锥形膜片并且与锥形膜片且必要时与壳体一起限定空隙，由此所述扬声器以下述方式改进：盖板完全地或至少部分地在锥形膜片之前的中心区域中构造成平坦的且不中断的弯曲波膜片，其中激励器的用于产生声音而振动的部分与锥形膜片且与弯曲波膜片机械地刚性地联接，从而激励器的轴向运动被同相地传递到锥形膜片和弯曲波膜片上。

本发明基于以下基本构思，即锥形扬声器和弯曲波转换器的结构原理以下述方式和方法彼此结合：即实际的声音产生在向外渗透的声音至少部分地非定域的意义上通过弯曲波膜片实现，并且锥形扬声器支持通过弯曲波膜片的声音产生，使得避免弯曲波转换器的上面提到的开放的或封闭的结构形式的缺点。

这一点通过下述方式得以实现，即由其锥形的造型决定地具有高刚硬性的锥形膜片使空气在锥形膜片和弯曲波膜片之间的空隙中随着弯曲波膜片的激发同相地移动，使得空气质量随着所述两个膜片的激发基本上作为整体同相地振动。在此，术语“锥形膜片的开放方向”与在传统的锥形扬声器的情况下的理解相同，即沿锥形膜片的锥角的开放的方向。

包含或限定在空隙中的总体积在两个膜片被同相地驱动而振荡的期间仅稍微改变。同相地一同振动的锥形膜片通过其偏移用于实现与在弯曲波膜片之前相同或几乎相同的压力比。这使得弯曲波膜片在其背侧不会经受高的空气弹簧刚度，这在弯曲波转换器的封闭的结构方式中是基础性的问题。尤其当在实施方式中实现了在壳体中的空气体积在锥形扬声器或锥形膜片的背侧处被完全包封的结构形式时，锥形膜片在其后侧的区域中经受高的空气弹簧刚度。由于锥形膜片的高刚硬性和必要时由于锥形膜片的与弯曲波膜片相比较小的有效投影面，锥形膜片与较大的且刚硬度小很多的弯曲波膜片相比较低程度地受到空气弹簧刚度和因所述效果在低频时的减弱的影响。因此能以小体积获得较低的谐振频率。

此外，避免了弯曲波转换器的开放的结构方式的原则性的问题，因为即使当空隙向外至少局部地开放时，仍尽可能地避免了声短路的效果。

综上所述，这导致了，弯曲波膜片有效地并且尽可能无衰减地也能发出频率较低的声音信号。因此构成了下述扬声器，其在壳体尺寸紧凑的情况下以低的生产成本将常规的扬声器在低音调区域中的声学特性与弯曲波转换器的宽的发射性能联合，并且在此放弃了单独的用于高音调和低音调的转换器驱动。同时该系统通过下述方式明确地获得了牢固性，即发射声音的、封闭的弯曲波膜片是盖板或盖板的一部分并且因此是锥形扬声器的膜片前方的保护罩。这使得扬声器例如适于用作车辆的外部声音扬声器。

在扬声器的不中断的弯曲波膜片完全覆盖锥形膜片或锥形扬声器并且尤其必要时也同样覆盖扬声器的壳体的情况下，弯曲波膜片用作用于扬声器的保护帽。因此弯曲波膜片也能保护激励器和锥形膜片免于侵入的盐、沙或水并且必要时也适合于耐受为了清洁而用高压喷射的水并且保护扬声器的位于其后的组件。这具备扬声器适于应用在机动车的外部声音系统中的先决条件。

扬声器或弯曲波膜片具有合适的形状。矩形的、圆形的或椭圆形的形状是特别合适的，对此并不排除另外的形状。优选地，在多边形的情况中角是倒圆的。该形状可以在应用于机动车的外部声音系统中时与可供使用的结构空间相适配。

在优选的实施方式中，锥形膜片与激励器的振动的部分连接，并且弯曲波膜片为了机械刚性的联接在其表面中经由连接条部件或连接管与激励器连接。两个膜片与一个共同的振动的构件的这种直接的机械连接可靠地用于两个膜片的同相的激发并且保证了根据本发明的优点。弯曲波膜片的激发可以根据希望的声学特性和结构条件在中心、即居中地，在中心部分中、即居中地或靠近中间地，或偏心地实现。可以针对任意尺寸的弯曲波膜片以计算或实验的途径查明合适的激发位置。

在扬声器的方案中，连接条部件或连接管

-构造成激励器的纵向延伸的部分或振动的部分的延长部，其伸延至所述弯曲波膜片，尤其是所述连接条部件或所述连接管构造成音圈激励器的延长的音圈架，

-构造成弯曲波膜片的伸延回至所述激励器的部分，和/或

-构造成包括弯曲波膜片的联接件和激励器的与其适配的联接件的联接部，其中尤其地一个联接件构造成接纳件并且另一个联接件构造成适配到接纳件中的棒。

利用这些不同的变型方案分别实现了不同的构型原理，其可以用于扬声器的全新的方案或者适用于基于现存的锥形扬声器的扬声器的构型。因此，锥形膜片在其中心部分中与激励器的振动的部分、尤其是音圈激励器的音圈架连接，其中弯曲波膜片在其表面中经由尤其是至少局部实心的或管形的连接条部件或连接管与激励器连接。因此，连接条部件或连接管将激励器既与锥形膜片也与弯曲波膜片连接并且使得所述两个膜片可以彼此同相地振动。所述连接件可以构造成管、即空心的，或者构造成实心的、即连接条部件，其中在所述特征的框架下术语“连接条部件”包含不同的实施方式，例如棒、臂状物等。只要能实现激励器与两个膜片的机械连接的功能，则连接件也可以是局部空心和局部实心的。

在结构特别简单的方案中，弯曲波膜片构造有环绕的、弯曲的、连续的或局部中断的边缘，该边缘朝向壳体延伸并且相对于壳体支撑盖板，其中边缘尤其垂直于由弯曲波膜片撑开的平面地取向。弯曲的边缘适于与扬声器的壳体连接或适于支撑在扬声器的壳体上，并且在盖板或弯曲波膜片的圆周处赋予它们充分的刚硬性，这有益于作为非定域的声源的弯曲波膜片的规定的功能。在弯曲波膜片的方案中边缘的中断用于空隙中的空气体积与外部空气的连接并且因此用于消除在振荡的空隙中的空气的残留空气弹簧刚度的问题。

因此，根据这个方案，空隙经由尤其是布置在弯曲波膜片的圆周处的一个或多个开口与包围扬声器的空气体积连接。与空气体积被完全包封在弯曲波膜片和锥形膜片之间的空隙中相比，上述情况能使弯曲波膜片实施较大的振幅并且因此产生更多声音。因此消除了空隙中的一同振动的空气体积的残留的空气弹簧刚度，同时声短路通过一同振动的锥形膜片的基本原理被最小化。此外，周向的开口也可以用于在湿气、雨水或溅水侵入之后排水。

根据一个方案，盖板和/或弯曲波膜片沿着其圆周的夹紧部通过粘接、焊接、夹具或预紧构成。夹具例如可以以螺纹连接部、具有卡口式连接部的紧固部或外部夹具的形式移动。预紧可意味着，弯曲波膜片利用拉力朝着壳体的方向被预加载(vorbelastet)并且因此稳固地贴靠在壳体处。所述预紧的大小应以确定成，使得激励器的振荡不会导致弯曲波膜片从壳体抬起。

根据另一个方案，扬声器包括锥形扬声器，该锥形扬声器具有锥形膜片、环绕锥形膜片的折环、盆架和定心支片，该定心支片将锥形膜片相对于激励器定心，尤其是其中激励器同样是锥形扬声器的一部分。这形成了扬声器的特别简单和低成本的结构方式。在这种情况下，弯曲波膜片例如可以作为附加件放置在原有的锥形扬声器上。

在另一个方案中，弯曲波膜片的直径大于锥形膜片的或锥形扬声器的最大直径，尤其是其中弯曲波膜片完全地或至少基本上覆盖壳体。利用这种措施确保了，具有必要时灵敏的锥形膜片的锥形扬声器被有效地保护以免于外部影响，例如免于污染物、高压喷射水、沙或盐的影响。

替选地，弯曲波膜片是盖板的中心部分并且被由凹口中断的表面或被不中断的表面包围，该表面是盖板的一部分并且与弯曲波膜片弹性地连接，其中弯曲波膜片小于锥形膜片或锥形扬声器的最大直径。在两个变型方案中，周围的表面不参与或仅非常少地参与弯曲波膜片的弯曲波振动，因为通过中断的表面的不同刚度或弹性的连接，弯曲波并不或仅微不足道地延续进入周围的表面中，而是大幅地被削弱。

当边缘区域中的弯曲波膜片如此设计时，可以调节保护盖板或弯曲波膜片的限定的易曲性，其中中断也确保了线性的路径特性(Wegeverhalten)并且在保护盖板弯曲时减弱了响板弹簧效应(Dosenfedereffekte)(“响簧(Knackfrosch)”)。

包括弯曲波膜片和周围的表面的盖板可以一件式地或多件式地构成。因此，弯曲波膜片例如可以借助粘合与盖板弹性地连接，替选地或补充地也可以通过夹紧部或夹具连接。

在一种实施方式中，由凹口中断的表面实施成多孔格栅，与其在传统的锥形扬声器中的情况类似，或者替选地实施为凹槽。利用由凹口中断的表面对弯曲波膜片进行定心，保护外部区段免于碎石和类似的负荷并且为锥形扬声器建立了声音穿透性，该锥形扬声器由此尤其是在低频范围内更大程度地参与声音产生。

被中断的部分将盖板分为弯曲波膜片形式的振动的部分和不振动的部分并且能简单地被制造。所述实施方式允许，在外边缘处在弯曲波膜片应用作保护和声音发射元件的区域之外来调节中心的弯曲波膜片的易曲性。被中断的表面通常具有低于弯曲波膜片的刚硬性并且弹性地围住弯曲波膜片，类似于锥形膜片中的折环。有利地，由凹口中断的表面与弯曲波膜片具有较小的厚度。

在所述情况下也可能的是，用于将盖板固定或支撑在壳体处的弯曲的边缘是被中断的，以便可以使侵入的水或污物再次溢出。

当周围的表面不被中断时，又获得了良好的机械保护。在这种情况下，锥形膜片和盖板之间的体积有利地经由在弯曲的边缘处的中断换气。

在较大的盖板之内具有较小的中心的弯曲波膜片的变型方案导致了，当在较大的壳体中使用较大的锥形扬声器时能实现值得期待的、扩展至低频的传递范围和较大的最大声压。但恰恰是在这种情况下，由于锥形膜片的直径较大，实现了较高频率的程度较高的集中，这种集中在很大程度上限制发射范围，使得必须装有多个扬声器以便例如在机动车-外部声音中满足AVAS-要求。安装在锥形膜片之前的、与其机械刚性连接的弯曲波膜片克服了这种缺陷。因此通过弯曲波发射至较高频率的声音减弱了声源的定位性并且提高了合成信号与车辆固有噪音的一致的(konsistent)感知。此外，减弱了声音感知与装配地点的相关性，这改进了结构空间利用率。如果与锥形膜片相比具有较小的直径的弯曲波膜片以被多孔格栅包围的方式安装，则锥形扬声器直接在弯曲波膜片旁边发射不变的声音。在较高的频率下，弯曲波膜片用于实现比锥形扬声器能够单独覆盖的发射角度大得多的发射角度。

在本发明的方案中，弯曲波膜片在一侧或在两侧，尤其在指向壳体的背侧处配设有用于稳定的型材、尤其是蜂巢和/或连接条。由此可以设定弯曲波膜片的希望的刚硬性分布，该刚硬性分布能用于设定希望的声音发射特性和希望的频率分布。此外，通过相应地提高刚硬性，作为用于扬声器的保护盖板防止机械负荷、例如用高压喷射的水来清洁的弯曲波膜片可以被增强。

为了减少扬声器中的驻波(stehenden Wellen)的出现，在一个方案中规定，扬声器的壳体的后壁以相对于弯曲波膜片呈斜角的方式取向。由此避免了与扬声器的两个密封(abschlieβend)的表面之间的驻波的直接的谐振，扬声器的谐振性能有所改善。在将这种扬声器应用于机动车中时，当扬声器被装入或嵌入不是直立的车身部件中或者位于车身部件之后的结构空间具有多边形的横剖面时，这种构造的实施方式在许多情况下能得到良好地执行。

在一个方案中，弯曲波膜片由塑料、金属、层压板、夹心材料、泡沫材料、木材、薄膜、天然纤维或所述材料的组合构成，尤其是所述弯曲波膜片在注塑成型工艺中由塑料制成。当得到加固的蜂巢结构或连接条结构时，在注塑成型工艺中的制造是特别合适的。所述的材料具有牢固、结实并且适合用于在机动车处的外部应用的共同特性。

优选地，锥形扬声器的锥形膜片和必要时附加的折环、盆架、定心支片和粘接部由在-40℃至+120℃的温度范围内耐受湿气和溅水的材料形成，其尤其是塑料、金属、织物薄板、木质纤维和/或涂层纸构成。由此相应的材料适用于在机动车处的外部应用。

在本发明的一个方案中，弯曲波膜片的周向的夹紧部是刚性的或柔性的、尤其有弹性的夹紧部，尤其是夹紧部与壳体的声障板连接。有弹性的夹紧部类似于借助折环将锥形膜片夹紧到锥形扬声器的盆架中，并且弯曲波膜片使得其振动以振动特性的能通过夹紧部的弹簧特性调节的过渡可以传导到周围的结构中。也能在使用折环状结构或折环的情况下实现有弹性的夹紧部。

本发明的另一个方案涉及一种具有至少一个根据本发明的此前描述的扬声器的机动车，其中尤其是弯曲波膜片以齐平的方式安装到机动车的车身结构或安装件的凹口中或者是机动车的车身结构的或安装件的一部分。因此，机动车装备有适合于内部应用或外部应用的、具有非定域的声音产生的高效的扬声器，并且因此机动车具有用于在车辆中或上产生声音的合适的且高效的系统。

这可以通过将平坦的弯曲波膜片以几乎无缝的方式嵌入车身结构的外壳中或可以是其一部分实现。尤其在轻量级车身中，由例如玻璃纤维增强的塑料(GFK)、碳材料或夹心结构构成的车身材料本身部分地适于作为弯曲波膜片，从而由锥形扬声器激励器产生的偏移经由刚性的联接引起车身本身或放入其中的区段发射声音。例如但不限于后视镜的壳体适于作为安装件。在全部这些情况下，从声学上理想的发射地点、即在车辆与充满声音的外部空间之间的边界面进行发射。此外，扬声器不仅在声学方面、而且在视觉方面美观地被集成到机动车中。

本发明的另一个方案是至少一个此前描述的根据本发明的扬声器在机动车中用于产生噪音、尤其是行驶噪音的应用。基于根据本发明的实施方式的说明与权利要求及附图，本发明的其他特征是显而易见的。根据本发明的实施方式可实现单独的特征或多个特征的组合。

附图说明

以下在没有对本发明的普遍性发明构思构成限制的情况下参照附图根据实施例对本发明进行描述，其中对于本文中未详细解释的所有发明细节参照附图。其中示出了：

图1示出了根据本发明的扬声器的第一实施例，

图2示出了根据本发明的扬声器的第二实施例，

图3示出了根据本发明的扬声器的第三实施例，

图4示出了根据本发明的扬声器的第四实施例，

图5示出了第二和第三实施例的弯曲波膜片，

图6示出了第四实施例的弯曲波膜片，

图7示出了根据本发明的扬声器的第五实施例，以及

图8a、8b示出了第五实施例的扬声器的盖板的立体视图。

在附图中相同或类似的元件和/或部件分别配设有相同的附图标记，从而避免分别重新介绍。

具体实施方式

在图1中示意性地在横剖面中示出了根据本发明的扬声器10的第一实施例。在壳体12中布置有锥形扬声器20。锥形扬声器20具有锥形膜片22，其经由有弹性的折环24与盆架26的上边缘连接。盆架26利用其环绕的上边缘与在壳体12的声障板16中的扬声器开口14的边缘连接并且以此方式支撑在壳体12中。锥形扬声器20还具有音圈激励器30，其具有构造成永磁体的磁环32，该磁环在构成了磁隙(无附图标记)的情况下包围磁极铁芯34。磁环32被磁极板36包围。激励器30的这些组件经由通常是金属框架或塑料框架的盆架26与壳体12稳固地连接。

激励器30的振动部分是具有音圈的音圈架38，振荡的交流电流过该音圈并且根据电流强度和方向将音圈拉入磁隙中或从其中推出。在此，音圈架38进入磁隙中并且通过在外侧与盆架26连接的定心支片28定心，使得定心支片进行垂直于磁环32的平面的线性运动并且不与激励器30的固定的组件接触。在此，音圈架38的振荡方向垂直于锥形膜片22的取向，该锥形膜片在其中心具有开口，锥形膜片22在该开口的边缘处与音圈架38连接。因此音圈架38的振荡直接被转换为锥形膜片22的振荡运动，该锥形膜片由于其形状决定的(formbedingt)刚硬性基本上作为整体振动。

在图4中与在第一实施例中的声障板16一样，扬声器开口14完全被构造成弯曲波膜片40的盖板13所覆盖。在所述实施例中，弯曲波膜片40是平坦的圆片，其经由间隔支架42支撑在扬声器10的壳体12的声障板16处。壳体12与弯曲波膜片40一样在弯曲波膜片40的俯视图中可以具有圆形的、椭圆形的、矩形的或方形的横剖面或具有另外的合适的或希望的横剖面。

弯曲波膜片40在中心具有连接管50，该连接管与音圈架38相接，该音圈架38出于此目的突出于锥形膜片22。连接管50与音圈架38的上部分稳固地连接，从而音圈架38的每个振荡运动都传递到连接管50上并且接下来传递到弯曲波膜片40上。因此确保了，锥形膜片22和弯曲波膜片40同相地振动。在锥形膜片22、声障板16的上侧与弯曲波膜片40之间的空隙60随着两个膜片的振动而整体振动。因此刚性较低的弯曲波膜片40在后侧

未获得空气弹簧刚度或仅获得低的空气弹簧刚度。

此外，在其中布置有几个或全部间隔支架42的环绕的边缘在间隔支架42之间也具有开口44，该开口将空隙60中的空气体积与扬声器10之外的空气连接，以便改进声学特性。

在图2中示出的扬声器110的第二实施例与第一实施例的区别在于构造成弯曲波膜片140的盖板113的设计方案。所述弯曲波膜片140具有环绕的边缘142，该边缘相对于由弯曲波膜片140撑开(aufgespannt)的平面朝着壳体12弯曲。因此，弯曲波膜片140在其圆周边缘处以齐平的方式支撑在壳体12处。在圆周的走向中，在几个位置处设置有开口144，在该开口处空气体积60与扬声器110外的空气连接并且能交换。此外，壳体12在其声障板16处具有定心元件18，该定心元件用于弯曲波膜片140在壳体12上的紧固和定心。在所述实施方式中，除了开口144之外，扬声器110被大部分覆盖并且因此保护扬声器以避免灰尘、盐或水直接撞击到锥形膜片22上。弯曲波膜片140在中心具有连接管50，该连接管与激励器30的音圈架稳固地连接。在这种实施方式中，弯曲波膜片140例如可以在注塑成型工艺中用塑料制成，其中边缘142和连接管50都与弯曲波膜片140一件式地并且作为其一部分制成。

扬声器210的图3所示出的第三实施例与此前图2所示的扬声器110的区别在于在构造成弯曲波膜片240的盖板213的支承区域中的壳体12的边缘的设计方案。图3的弯曲波膜片240在此以与图2的弯曲波膜片140基本上相同的方式设计。用于图2的弯曲波膜片140的附图标记相应地适用于图3中的弯曲波膜片240，其中所述附图标记增加了100。

在图3中与图2的第二实施例的不同之处在于，壳体12的上边缘包括具有迷宫式结构218的环绕的边缘217，该边缘在外侧包围弯曲波膜片240并且形成了用于在开口144与外部空气之间进行空气交换的通道。通过环绕的边缘217在侧面的包围保护了弯曲波膜片240与壳体12之间的交接部以及额外地保护了开口244。

在图4中示出了扬声器310的第四实施例，其中壳体12与图1或图2中的壳体12类似，即没有附加的环绕的边缘217。然而相反地，构造成弯曲波膜片340的盖板313在所述的情况下加宽为超过壳体12的宽度并且具有保护边缘346，该保护边缘被向下拉直至其还遮盖声障板16。扬声器310仅通过在后侧的气隙敞开并且因此又有效地保护扬声器避免沙、灰尘和水直接从侧面的侵入。弯曲波膜片340以向内错开并且与壳体12的边缘对准的方式具有边缘342，弯曲波膜片340借助该边缘支撑在壳体上或与其连接。所述内边缘342用于机械的夹紧并且替选于所示的实施例也可以相对于壳体12的边缘向内错开。然而边缘342不是连续的，而是具有开口344，该开口又能实现在外部空气与扬声器310的空隙60中的空气之间的空气交换。

在图1至4的全部四个实施例中，借助锥形膜片22分别包封在壳体12中包封的空气，从而在后侧的空气体积不与外部空气连接。

在图5和图6中分别示出了两个构造成弯曲波膜片140、340的盖板113、313的立体图。图5所示的弯曲波膜片140对应于图2的第二和图3的第三实施例中的弯曲波膜片。在中心处可清楚地看到连接管50，该连接管空心地构成并且用于与音圈激励器30的音圈架38连接。环绕的边缘142配设有高度不同的区段，其中具有较低高度的区段形成了开口144，该开口使包封在扬声器110、210的空隙60中的空气体积与外部空气连接。

图6所示的弯曲波膜片340对应于图4的第四实施例中的弯曲波膜片并且具有不中断的和高的环绕的保护边缘346以及用于机械固定的中断的边缘342。在所示的情况下，边缘342仅留下几个连接条，连接条的高度小于保护边缘346的高度。

图5和图6所示的、构造成弯曲波膜片140、340的盖板113、313适合用作用于相应的扬声器110、210和310的保护盖板。所述盖板能以低成本的方式在注塑成型工艺中由塑料或另外的合适的能振动的、优选地适合用于机动车上的外部使用的材料来制造。

图7和图8a、图8b示出了具有盖板413的扬声器410的第五实施例。扬声器410在内部与前述实施例没有区别。盖板413在中心区域中具有弯曲波膜片440，该弯曲波膜片也装备有连接管50，该连接管用于与激励器30机械刚性地(starr)接触，然而其中与前述实施例不同的是，弯曲波膜片440没有构成盖板413的完整的表面，而是被形式为多孔格栅446的中断的表面所包围。盖板413的外边缘具有环绕的弯曲的边缘442，与图5所示的实施例类似地，该边缘具有缺口或开口444。

扬声器410部分地借助弯曲波膜片440产生声音(Schall)并且部分地用锥形膜片22产生声音。因此，发射的音调(Ton)的频带朝低频扩展，其中通过锥形膜片22产生的声音首先穿过多孔格栅446向外渗透。特别是在高频范围中(在其中声音的产生通过锥形膜片22受到明确的指向性影响)，中心弯曲波膜片440承担了对于弯曲波膜片而言典型的非定向的发射特性中的一部分声音发射，这一点又使得定位性(Ortbarkeit)变得困难。

中心弯曲波膜片440在多孔格栅446中的悬置基本上是弹性的，从而弯曲波膜片440在边缘区域中比在图1至6的前述实例中更加自由地振动。在此，多孔格栅446实现了与在锥形扬声器20的情况下折环24类似的功能。这一点通过下述情况得到支持，即多孔格栅446在图7中可看到的横剖面中比弯曲波膜片440和周围的边缘448更薄。

锥形膜片22和弯曲波膜片440的基于刚性的机械联接的同步激发同时还支持通过弯曲波膜片440发射声音，因为尽管周围的多孔格栅446仍尽可能消除声短路的消声效果。

所有提及的特征，即从附图中单独获取的特征以及与其他的特征组合地公开的单个特征都视为以单独或组合的形式对本发明而言必不可少的。根据本发明的实施方式可以通过单个特征或多个特征的组合得以实现。在本发明的范围内，用“尤其地”或“优选地”标记的特征被理解为选用性特征。

附图标记列表

10 扬声器

12 壳体

13 盖板

14 扬声器开口

16 声障板

18 定心元件

20 锥形扬声器

22 锥形膜片

24 折环

26 盆架

28 定心支片

30 (音圈)激励器

32 磁环

34 磁极铁芯

36 磁极板

38 具有音圈的音圈架

40 弯曲波膜片

42 间隔支架

44 开口

50 连接管

60 空隙

110 扬声器

113 盖板

140 弯曲波膜片

142 边缘

144 开口

210 扬声器

213 盖板

217 环绕的边缘

218 迷宫式结构

240 弯曲波膜片

242 边缘

244 开口

310 扬声器

313 盖板

340 弯曲波膜片

342 边缘

344 开口

346 保护边缘

410 扬声器

413 盖板

440 弯曲波膜片

442 边缘

444 开口

446 多孔格栅

448 周围的边缘。

Claims (28)

1.一种扬声器(10、110、210、310、410)，其具有：壳体(12)；布置在所述壳体(12)中的锥形膜片(22)；布置在所述壳体(12)中或上的并且沿着所述锥形膜片的圆周至少局部地固定的盖板(13、113、213、313、413)；以及用于产生振动的激励器(30)，所述盖板在所述锥形膜片(22)的开放方向上布置在所述锥形膜片(22)之前，所述盖板覆盖所述锥形膜片(22)，所述盖板与所述锥形膜片(22)和所述壳体(12)一起限定空隙(60)，其特征在于，所述盖板(13、113、213、313、413)完全地或至少部分地在所述锥形膜片(22)之前的中心区域中构造成平坦的且不中断的弯曲波膜片(40、140、240、340、440)，其中所述激励器(30)的用于产生声音而振动的部分与所述锥形膜片(22)且与所述弯曲波膜片(40、140、240、340、440)机械地刚性地联接，从而所述激励器(30)的轴向运动被同相地传递到所述锥形膜片(22)和所述弯曲波膜片(40、140、240、340、440)上。

2.根据权利要求1所述的扬声器(10、110、210、310、410)，其特征在于，所述激励器是音圈激励器。

3.根据权利要求1或2所述的扬声器(10、110、210、310、410)，其特征在于，所述弯曲波膜片(40、140、240、340、440)具有矩形、圆形或椭圆形的形状或者具有带有倒圆的角的多边形形状。

4.根据权利要求1或2所述的扬声器(10、110、210、310、410)，其特征在于，布置在所述壳体(12)中或上的并且沿着其圆周至少局部地固定的盖板(13、113、213、313、413)构造成平坦的。

5.根据权利要求1或2所述的扬声器(10、110、210、310、410)，其特征在于，所述锥形膜片(22)与所述激励器(30)的振动的部分连接，并且所述弯曲波膜片(40、140、240、340、440)为了机械刚性的联接在其表面中经由连接条部件或连接管(50)与所述激励器(30)连接。

6.根据权利要求5所述的扬声器(10、110、210、310、410)，其特征在于，所述连接条部件或所述连接管(50)

构造成所述激励器(30)的纵向延伸的部分或所述振动的部分的延长部，所述纵向延伸的部分或所述延长部伸延至所述弯曲波膜片(40、140、240、340、440)，

构造成所述弯曲波膜片(40、140、240、340、440)的伸延回至所述激励器(30)的部分，和/或

构造成包括所述弯曲波膜片(40、140、240、340、440)的联接件和所述激励器(30)的与其适配的联接件的联接部。

7.根据权利要求6所述的扬声器(10、110、210、310、410)，其特征在于，构造成所述激励器(30)的纵向延伸的部分或所述振动的部分的延长部的所述连接条部件或所述连接管(50)构造成音圈激励器的延长的音圈架(38)，所述连接条部件或所述连接管伸延至所述弯曲波膜片(40、140、240、340、440)。

8.根据权利要求6所述的扬声器(10、110、210、310、410)，其特征在于，在所述连接条部件或所述连接管(50)构造成具有所述弯曲波膜片(40、140、240、340、440)的联接件和所述激励器(30)的与其适配的联接件的联接部的情况下，一个联接件构造成接纳件并且另一个联接件构造成适配到所述接纳件中的棒。

9.根据权利要求1或2所述的扬声器(110、210、310、410)，其特征在于，所述盖板(13、113、213、313、413)构造有环绕的、弯曲的、连续的或局部中断的边缘(142、242、342、442)，所述边缘朝向所述壳体(12)延伸并且相对于所述壳体(12)支撑所述盖板(13、113、213、313、413)。

10.根据权利要求9所述的扬声器(110、210、310、410)，其特征在于，所述边缘(142、242、342、442)垂直于由所述盖板(13、113、213、313、413)撑开的平面地取向。

11.根据权利要求1或2所述的扬声器(10、110、210、310、410)，其特征在于，所述盖板(13、113、213、313、413)和/或所述弯曲波膜片(40、140、240、340、440)的沿着其圆周的夹紧部通过粘接、焊接、夹具或预紧实现。

12.根据权利要求1或2所述的扬声器(10、110、210、310、410)，其特征在于，所述扬声器(10、110、210、310、410)包括锥形扬声器(20)，所述锥形扬声器具有所述锥形膜片(22)、环绕所述锥形膜片(22)的折环(24)、盆架(26)和定心支片(28)，所述定心支片将所述锥形膜片(22)相对于所述激励器(30)定心。

13.根据权利要求12所述的扬声器(10、110、210、310、410)，其特征在于，所述激励器(30)同样是所述锥形扬声器(20)的一部分。

14.根据权利要求12所述的扬声器(10、110、210、310)，其特征在于，所述弯曲波膜片(40、140、240、340)的直径大于所述锥形膜片(22)的或所述锥形扬声器(20)的最大直径。

15.根据权利要求14所述的扬声器(10、110、210、310)，其特征在于，所述弯曲波膜片(40、140、240、340)完全地或至少基本上覆盖所述壳体(12)。

16.根据权利要求12所述的扬声器(410)，其特征在于，所述弯曲波膜片(440)是所述盖板(13、113、213、313、413)的中心部分并且被由凹口中断的表面(446)包围，其中所述弯曲波膜片(440)小于所述锥形膜片(22)的或所述锥形扬声器(20)的最大直径。

17.根据权利要求16所述的扬声器(410)，其特征在于，所述由凹口中断的表面(446)与所述弯曲波膜片(440)相比具有较小的厚度。

18.根据权利要求1或2所述的扬声器(10、110、210、310、410)，其特征在于，所述弯曲波膜片(40、140、240、340、440)在一侧或在两侧配设有用于稳定的型材。

19.根据权利要求18所述的扬声器(10、110、210、310、410)，其特征在于，所述弯曲波膜片(40、140、240、340、440)在指向所述壳体(12)的背侧处配设有用于稳定的型材。

20.根据权利要求18所述的扬声器(10、110、210、310、410)，其特征在于，所述用于稳定的型材具有蜂巢和/或连接条。

21.根据权利要求1或2所述的扬声器(10、110、210、310、410)，其特征在于，所述壳体(12)的后壁以相对于所述弯曲波膜片(40、140、240、340、440)呈斜角的方式取向。

22.根据权利要求1或2所述的扬声器(10、110、210、310、410)，其特征在于，所述弯曲波膜片(40、140、240、340、440)由塑料、金属、层压板、夹心材料、泡沫材料、木材、薄膜、天然纤维或上述材料的组合构成。

23.根据权利要求12所述的扬声器(10、110、210、310、410)，其特征在于，所述锥形扬声器(20)的所述锥形膜片(22)和附加的折环(24)、盆架(26)、定心支片(28)和粘接部由在-40℃至+120℃的温度范围内耐受湿气和溅水的材料形成。

24.根据权利要求12所述的扬声器(10、110、210、310、410)，其特征在于，所述锥形扬声器(20)的所述锥形膜片(22)和附加的折环(24)、盆架(26)、定心支片(28)和粘接部由塑料、金属、织物薄板、木质纤维和/或涂层纸构成。

25.根据权利要求1或2所述的扬声器(10、110、210、310、410)，其特征在于，所述弯曲波膜片(40、140、240、340)的周向的夹紧部是刚性的夹紧部、柔性的夹紧部或者柔性的有弹性的夹紧部。

26.根据权利要求25所述的扬声器(10、110、210、310、410)，其特征在于，所述弯曲波膜片(40、140、240、340)的周向的夹紧部与所述壳体(12)的声障板(16)连接。

27.具有至少一个根据权利要求1至26中任一项所述的扬声器(10、110、210、310、410)的机动车，其中所述弯曲波膜片(40、140、240、340)以齐平的方式插入到所述机动车的车身结构的或安装件的凹口中或者是所述机动车的车身结构的或安装件的一部分。

28.至少一个根据权利要求1至26中任一项所述的扬声器(10、110、210、310、410)在机动车中用于产生噪音和/或行驶噪音的应用。

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