DE102004034882A1

DE102004034882A1 - Treiber

Info

Publication number: DE102004034882A1
Application number: DE200410034882
Authority: DE
Inventors: Norman Gerkinsmeyer
Original assignee: Ist Innovations Service T GmbH; Ist Innovations Service Team GmbH
Current assignee: GERKINSMEYER, NORMAN, DE
Priority date: 2004-07-19
Filing date: 2004-07-19
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2024-07-20
Also published as: WO2006008081A1; DE102004034882B4

Abstract

Lautsprecher, ausgeführt als elektrodynamischer Schallwandler, bestehend aus mindestens:
einem ersten Korb 1, einer ersten Sicke 2/20, einer ersten einteiligen Membrane 19 mit mittig konkaven Verlauf 18, einer ersten Schwingspule 15,
einem ersten Magnetsystem 13, einem ersten Luftspalt 11, einem ersten Rückschluss 12, einer ersten Polplatte 14, einer ersten Luftöffnungen/Ventilationsöffnungen 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
1.2 die erste Membrane 19 zumindest teilweise nach vorne in Richtung der Schallvorzugsrichtung, einen erhabenen exponentiellen Verlauf hat, der aus mindesten einem Radius gebildet wird.

Description

Bei der Erfindung handelt es sich um einen sehr flachen Schallwandler mit exponentieller- bzw. nawigeformter Membrangeometrie. Die Erfindung geschieht in Anlehnung an die Patentanmeldung PCT/EP 03/12940. Die dort aufgeführten Membranformen und Konstruktionen, weisen in erster Linie konvex geformte bzw. Mischungen aus konvex zu konkav geformte äußeren Membrankonstruktionen auf. Dies betrifft auch Konstruktionen aus anderen Erfindungen wie z.B. JP 2001054189 , JP 408168029 , US 4315112 , EP 1145771A1 , DE 3241898A1 .

All diese oben aufgeführten haben in bestimmten Frequenzbereichen Nachteile die durch die Erfindung wesentlich verbessert werden. Probleme sind: 1. die Kraftübertragung der Schwingspulen auf die Membranen, 2. die unterschiedliche Steife bei Vor- und Rückbewegung bzw. Ein- und Austauchen der Membrane, 3. die Steife bzw. Formstabilität der Membrane selbst und 4. das mechanische Verhalten über den Frequenzgang gesehen.

Der erfindungsgemäße Schallwandler löst dies durch seine Membrangeometrie die eine exponentielle- bzw. nawigeformte Membrangeometrie aufweist. Es hat sich weiterhin als vorteilig erwiesen, dass 1. die für die meisten Anwendungen, als Fullrange bzw. Breitbänder, die Membrane komplett d.h. aus einem Stück gefertigt bzw. geschöpft wird. 2. Das die Membrane über eine, vorzugsweise leicht und mehrfachwellige, eine flache oder auch nur mit einem Roll geformte Sicke, an dem z.B. Korb befestigt oder geklemmt wird.

3. Das die Schwingeinheit bestehend aus mindesten einer Membrane, einer Sicke, einer Schwingspule mit seinen Zuleitungen einem Magneten, mit oder ohne zentrisch angeordneter Hochtonkalotte bzw. Hochtöner auch ohne einen eigenen Korb/Gehäuse in z.B. eine Innenverkleidung einer PKW Tür/Ablage usw. integriert werden kann.
4. Das bei einer Ausführung mit einem zentrisch angeordneten Hochtöner/Kalotte, die Membrane in der Mitte ein Loch aufweisen kann,
5. im Fall 4. die Membrane in der Mitte eine weitere Zentrierung aufweisen kann. 6. Dass die Membrane, im geschlossenen und/aber auch im offenen Zustand z.B. auf der Rückseite eine Zentrierung aufweisen kann, die hinter der Membrane im Bereich der Wölbung bzw. Radien und am Korb befestigt wird. 7. Dass der Schallwandler mindestens eine Schwingspule aufweist. B. mindesten einen Magneten mit mindestens einem ringförmigen Luftspalt aufweist. 9. mindestens einen elektrischen Anschluss/Kabel aufweist.
10. mindesten eine Membran aufweist die im äußeren Durchmesser eine exponentielle bzw. nawigeformte Membrane und im inneren Durchmesser eine inverse bzw. konkave Form aufweist. 11. Dass die Form der Membrane entgegengesetzt der üblichen Bauweise von dynamischen Schallwandlern ist, d.h. die Membrane bzw. der ausgeformte Konus sind erhaben z.B. montiert. 12. Dass der Schallwandler überwiegend eine runde Bauform (in der Forderansicht) aufweist, diese kann aber auch z.B. oval sein.

Es hat sich als günstig erwiesen die Membran entweder aus geschäumten Material (mit oder ohne ein oder zweiseitigen Sperrschichten/Folien) wie z.B. Aluminium- und Magnesiumschaum, Polystyrol – Hartschaum, PVC, Polyolefin, Polyuhrethan, Polyester, Styropor oder Sandwichplatten mit Wabenkonstruktion. Es ist auch denkbar die Membrane aus speziell geformten Folien bzw. Sandwichprodukten aus z.B. Polyester, Polyimid, Bextrenen, Polycarbonat, Aluminium, Magnesium, Polypropylen, Papier, Faserstoffen, Kevlar, Kohlefaser, Glasfiber, Nomex oder Mischprodukten, der vorher genannten Werkstoffe mit oder ohne Beschichtung, herzustellen.

Es ist, je nach Anwendung und Forderung, vorgesehen den Lautsprecherkorb entweder aus speziell geformten bzw. gespritzten Kunststoff, geschäumten Material, oder aus Aluminium-, Magnesium-, Zinkdruckguss oder dessen Legierungen herzustellen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Figuren näher beschrieben. Bei den Zeichnungen/Figuren handelt es sich immer um mittige/hälftige Schnitte. Es zeigen im einzelnen:
1: Zweiwege Lautsprecher mit einem Permantmagneten, mit einer einteiligen Membrane mit einer normalen Sicke/ein Roll,
2: Einwege Lautsprecher mit einer durchgehenden/einteiligen Membrane und mittig konkaven Kalottenform Mit einer normalen Sicke/ein Roll und einer Federzentrierung
3: Einwege Lautsprecher mit einer durchgehenden/einteiligen Membrane und mittig konkaven Kalottenform mit einer mehrfach gewellten flachen Sicke und einer Faltenbalgzentrierung
4: Einwege Lautsprecher mit einer durchgehenden/einteiligen Membrane Mit einer normalen Sicke/ein Roll und einer Federzentrierung und mittig konvexen Kalottenform
5: Einwege Lautsprecher mit einer durchgehenden/einteiligen Membrane und mittig konvexen Kalottenform mit einer mehrfach gewellten flachen Sicke und einer Faltenbalgzentrierung und einer Federzentrierung
6: Zweiwege Lautsprecher mit einem Permantmagneten, mit einer einteiligen Membrane mit einer normalen Sicke/ein Roll,
7: Zweiwege Lautsprecher mit einem doppel Permantmagneten, mit einer einteiligen Membrane mit einer normalen Sicke/ein Roll und einem schwach konusförmigen Korb
8: Einwege Lautsprecher mit einem doppel Permantmagneten, mit einer einteiligen Membrane und mittig konkaven Kalottenform mit einer normalen Sicke/ein Roll und einem schwach konusförmigen Korb
9: Die erfindungsgemäße einteilige Membrane mit mittig konkaver Kalottenform und einer normalen Sicke/ein Roll
10: Die erfindungsgemäße einteilige Membrane mit mittig gerader Form und einer normalen Sicke/ein Roll
11: Die erfindungsgemäße einteilige Membrane mit einer Zentrierung die an einem Rand des Korbes und an der Membrane befestigt wird.
12: Die erfindungsgemäße einteilige Membrane mit einer Zentrierung die innerhalb der Schwingspule (Innendurchmesser) und einem kleineren Rand des Korbes befestigt wird.
13: Die erfindungsgemäße einteilige Membrane mit einer möglichen Kontaktierung.
Alle Figuren stellen Schnitte eines z.B. runden Korbes und die Schallabstrahlrichtung immer zur rechten Seite des erfindungsgemäßen Schallwandlers dar.
Die 1 zeigt einen geraden Korb 1, mit einer Sicke 2, der einteiligen Membrane 3, einer inneren Sicke 4, mit ihrer Schwingspule 15, mit einer zentrisch liegenden Kalottenmembrane 6 mit ihrer Schwingspule 5, einem Magnetsystem 13 mit einem äußeren Luftspalt 11, einem Luftspalt 7 gebildet durch den Rückschluss 12 und Polplatte 14, mit Befestigungslöchern 10 und zumeist vorgesehene Luftöffnungen/Ventilationsöffnungen 16 zwecks Ankopplung an die Luft.
Die 2 zeigt eine Ausführung als sogenannter Breitband/1 Wege Lautsprecher mit einer durchgehenden geschlossenen Membrane 19 die in der Mitte eine konkave Form 18 aufweist, die eine Einroll Sicke 2 hat und eine federartige Zentrierung 18 aufweist.
Die 3 zeigt eine Ausführung als sogenannter Breitband/1 Wege Lautsprecher mit einer durchgehenden geschlossenen Membrane 19 die in der Mitte eine konkave Form 18 aufweist, die eine mehrfach flachgewellte Sicke 20 hat und eine faltenbalgartige Zentrierung 21 aufweist.
Die 4 zeigt eine Ausführung als sogenannter Breitband/1 Wege Lautsprecher mit einer durchgehenden geschlossenen Membrane 19 die in der Mitte eine konvexe Form 22 aufweist, die eine Einroll Sicke 2 hat und eine federartige Zentrierung 18 aufweist.
Die 5 zeigt eine Ausführung als sogenannter Breitband/1 Wege Lautsprecher mit einer durchgehenden geschlossenen Membrane 19 die in der Mitte eine konvexe Form 22 aufweist, die eine mehrfach flachgewellte Sicke 20 hat und eine federartige Zentrierung 18 aufweist.
Die 6 zeigt eine Ausführung als sogenannter 2 Wege Lautsprecher mit einer durchgehenden Membrane 19 die in der Mitte eine Öffnung aufweist, die eine Einroll Sicke 2 hat.
Die 7 zeigt eine Ausführung als sogenannter 2 Wege Lautsprecher mit einer durchgehenden Membrane 19 die in der Mitte eine Öffnung aufweist, die eine Einroll Sicke 2 hat. Das Magnetsystem 26 weist zwei Magneten auf. Der Korb ist leicht konisch.
Die 8 zeigt eine Ausführung als sogenannter Breitband/1 Wege Lautsprecher mit einer durchgehenden Membrane 19 die in der Mitte eine konkave Form 18 aufweist, die eine Einroll Sicke 2 hat. Das Magnetsystem 26 weist zwei Magneten auf. Der Korb ist leicht konisch.
Die 9 zeigt die erfindungsgemäße durchgehend einteilige Membrane 19 mit konkaver Form/mittigen Verlauf, der hier dargestellt wird durch einen Radius R4. Der Außenrand der Membrane kann sich aus mehreren Radien (hier dargestellt R1 bis R3) oder aber mindestens einem Radius bilden bzw. geformt sein. In der Regel ist der Verlauf bzw. der Formverlauf exponential. Der höchste Punkt 29 stellt den Übergang zwischen der äußeren und inneren Fläche der Membrane dar, in dem die Schwingspule 15 in 8 sich automatisch zentrierend befestigt wird.
Die 10 zeigt die erfindungsgemäße durchgehend einteilige Membrane 19 mit gerader Form/mittigen Verlauf, der hier dargestellt wird durch 27. Der Außenrand der Membrane kann sich aus mehreren Radien (hier dargestellt R1 bis R3) oder aber mindestens einem Radius bilden bzw. geformt sein. In der Regel ist der Verlauf bzw. der Formverlauf exponential. Der höchste Punkt 29 stellt den Übergang zwischen der äußeren und inneren Fläche der Membrane dar, in dem die Schwingspule 15 in 8 sich automatisch zentrierend befestigt wird.
Die 11 zeigt den Korb 25 mit einem Absatz über den eine z.B. flach- oder topfförmige Zentrier – Gewebe/Spinne 31 direkt oder aber über einem z.B. weiteren Ring mit der erfindungsgemäßen Membrane montiert wird.
Wobei natürlich auch ein anders gestalteter Korb z.B. 1 Verwendung finden kann.
Die 12 zeigt den Korb 25 mit einem Absatz, hier z.B. innerhalb eines Magneten über den eine Zentrierung 33 die am Innendurchmesser der Schwingspule 15 montiert ist, montiert wird. Auch hier kann zum einen die Form der Zentrierung als auch die des Korbes variieren.
Die 13 zeigt ein Detail der elektrischen Anschlussvarianten des Lautsprechers wie in 1, 6 und 7 beschrieben. 36 kennzeichnet die Anschlüsse der großen Membrane und 35 die der Hochtonkalotte.
Es soll hier noch einmal darauf hingewiesen werden, dass die hier vorgestellten Details, Zeichnungen und Beschreibungen immer Schnitte von runden Lautsprechersystemen darstellen. Es sind natürlich auch ovale und andere Formen realisierbar.
Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.
Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.

Claims

Lautsprecher, ausgeführt als elektrodynamischer Schallwandler, bestehend aus mindestens: einem ersten Korb 1, einer ersten Sicke 2/20, einer ersten einteiligen Membrane 19 mit mittig konkaven Verlauf 18, einer ersten Schwingspule 15, einem ersten Magnetsystem 13, einem ersten Luftspalt 11, einem ersten Rückschluss 12, einer ersten Polplatte 14, einer ersten Luftöffnungen/Ventilationsöffnungen 16, dadurch gekennzeichnet, dass 1.2 die erste Membrane 19 zumindest teilweise nach vorne in Richtung der Schallvorzugsrichtung, einen erhabenen exponentiellen Verlauf hat, der aus mindesten einem Radius gebildet wird.
Lautsprecher gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 oder gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Membrane 19 zumindest teilweise nach vorne in Richtung der Schallvorzugsrichtung, einen erhabenen exponentiellen Verlauf hat, der aus mehreren Radien gebildet wird, wobei vorzugsweise die zentraler liegenden Radien kleiner ausgebildet sind als die außen liegenden Radien.
Lautsprecher gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 oder gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Membrane 19 zumindest teilweise nach vorne in Richtung der Schallvorzugsrichtung, einen erhabenen vom äußeren bis zum inneren Durchmesser 29 einen exponentiellen Verlauf hat, der aus mindestens einem Radius gebildet wird und der innere konkav geformte Teil 18 gleichfalls durch mindestens einen Radius gebildet wird.
Lautsprecher gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 oder gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Membrane 23 zumindest teilweise nach vorne in Richtung der Schallvorzugsrichtung, einen erhabenen vom äußeren bis zum inneren Durchmesser 29 einen exponentiellen Verlauf hat, der aus mindestens einem Radius gebildet wird und der innere konvex geformte Teil 22 gleichfalls durch mindestens einen Radius gebildet wird.
Lautsprecher gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 oder gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Membrane 28 zumindest teilweise nach vorne in Richtung der Schallvorzugsrichtung, einen erhabenen vom äußeren bis zum inneren Durchmesser 29 einen exponentiellen Verlauf hat, der aus mindestens einem Radius gebildet wird und der innere Teil 27 gerade verläuft.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke 2 einen konvexen Roll hat.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke auch einen konkaven Roll hat.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke 20 auch ein oder mehrfach flachgewellt ausgeführt ist.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke 20 auch ein oder mehrfach flachgewellt ausgeführt ist.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lautsprecher als 2 Wege System aufgebaut ist, die Membrane 3, außen eine Sicke 2/20 hat und in der Mitte und innerhalb der Schwingspule 15 ein Loch aufweist.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lautsprecher als 2 Wege System aufgebaut ist, die Membrane 3, außen eine Sicke 2/20 hat in der Mitte und innerhalb der Schwingspule 15 ein Loch aufweist, an dessen Rand sich eine weitere Sicke 4 zwecks Zentrierung befindet die mit der Polplatte 14 verbunden ist.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lautsprecher einen geraden Korb 1 aufweist.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lautsprecher einen (entgegengesetzt der Membrangeometrie verlaufend) konischen Korb 25 aufweist.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lautsprecher einen entgegengesetzt (mit der Membrangeometrie verlaufend) konischen Korb aufweist.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lautsprecher keinen Korb aufweist und direkt in Schallwände oder Verkleidungen montiert die dann den Korb bilden bzw. ersetzen.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Magnetsystem einen Magnetring 13 hat.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Magnetsystem zwei Magnetringe 26 und 30 hat.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet aus beschichtetem bzw. oberflächenbehandelten oder unlackiertem bzw. lackiertem Neodym – Eisen, Neodym – Eisen – Bor, Seltene – Erden – Cobalt (SmCo5 oder Sm2Co17), Samarium – Cobalt 5 oder Hartferriten hergestellt werden.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese Membrane entweder aus geschäumten Material (mit oder ohne ein oder zweiseitigen Sperrschichten/Folien) wie z.B. Aluminium- und Magnesiumschaum, Polystyrol – Hartschaum, PVC, Rohacell, Polyolefin, Polyuhrethan, Polyester, Styropor oder Sandwichplatten mit Wabenkonstruktion gefertigt wird.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane aus speziell geformten Folien bzw. Sandwichprodukten aus z.B. Polyester, Polyimid, Bextrenen, Polycarbonat, Aluminium, Magnesium, Polypropylen, Papier, Faserstoffen, Kevlar, Kohlefaser, Glasfiber, Nomex oder Mischprodukten, der vorher genannten Werkstoffe mit oder ohne Beschichtung, gefertigt wird.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranen 3, 19, 23, 24 und 28 zwecks besserer Zentrierung, rückseitig über eine art Feder 17 zentriert werden.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranen 3, 19, 23, 24 und 28 zwecks besserer Zentrierung, rückseitig über eine art Faltenbalg 21 zentriert werden.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranen 3, 19, 23, 24 und 28 mindestens eine Schwingspule 15 aufweisen.
Membran für einen Lautsprecher, dadurch gekennzeichnet, dass sie die kennzeichnenden Merkmale eines der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
Lautsprecher mit Membran gemäß einem der Ansprüche 1 - 19 oder Membran für einen Lautsprecher gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit der Membran vom Rand zum Zentrum zunimmt.
Lautsprecher mit Membran gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht der Membran vom Rand zum Zentrum zunimmt.
Lautsprecher mit Membran gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das der Winkel zwischen einer radialen Flächentangente an der Membran zur Membranaußenrandfläche vom Rand zum Zentrum hin, vorzugsweise stetig, vorzugsweise exponentiell, zunimmt.
Lautsprecher gemäß einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zentrierung 31, die vorzugsweise eine flache oder topfförmige ist, über weiteren Rand/Absatz 32 den Korb mit der Membrane verbunden ist bzw. montiert ist.
Lautsprecher gemäß einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zentrierung 33, die vorzugsweise eine flache oder topfförmige ist, über einen Rand/Absatz 34 der innerhalb des Magneten (z.B. Ringmagnet – oder Topfmagnetsystem mit mittigen Öffnung/Loch) liegt und vorzugsweise über den Rand des Magneten steht, mit der Membrane Innenseite der Schwingspule 15 verbunden bzw. montiert ist.
Lautsprecher gemäß einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zentrierung 33, die vorzugsweise eine flache oder topfförmige ist, über einen Rand/Absatz der auf der Oberseite des Magneten (z.B. Ringmagnet – oder Topfmagnetsystem mit z.B. mittigen Öffnung/Loch) liegt und vorzugsweise über den Rand des Magneten befestigt ist, mit der Innenseite der Schwingspule 15 verbunden bzw. montiert ist.
Lautsprecher gemäß einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zentrierung 31, die vorzugsweise eine flache oder topfförmige ist, über einen vorzugsweise ringförmigen Rand der den Magneten umgibt, mit der Membrane verbunden ist bzw. montiert ist.
Lautsprecher gemäß den Ansprüchen 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Zentrierungen aus Metall-, Kunststoff- oder Mischgeweben hergestellt sind.
Lautsprecher gemäß den Ansprüchen 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Zentrierungen aus Metall-, Kunststoff- oder Mischgeweben hergestellt sind und das die Zuleitungen 35 und 36 hier herein, darauf oder darunter vorzugsweise verwoben, montiert oder verklebt sind. Im Falle einer elektrische leitenden metallischen Struktur/Gewebe die Zuleitungen 35 und 36 isoliert sind.