DE102005006741A1

DE102005006741A1 - Bedämpfung für Folienwandler

Info

Publication number: DE102005006741A1
Application number: DE200510006741
Authority: DE
Inventors: Norman Gerkinsmeyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-02-15
Filing date: 2005-02-15
Publication date: 2006-08-24

Abstract

Bei der Erfindung handelt es sich um diverse Möglichkeiten der Bedämpfungen von Folienmembranen bzw. deren Flächen- und Systemresonanzen sowie Einflussnahme der Linearisierung der verschiedenen Amplituden wie Frequenz, Phasen und Impedanz.

Description

Bei der Erfindung handelt es sich um diverse Möglichkeiten der Bedämpfungen von Folienmembranen bzw. deren Flächen- und Systemresonanzen so wie Einflussnahme der Linearisierung der verschiedenen Amplituden wie Frequenz-, Phasen und Impedanz.

Die Anwendung betrifft in erster Linie Schallwandlersysteme die nach dem Prinzip des sogenannten Magnetostaten arbeiten. Also auch die sogenannten Bändchen auch „Ribbon" genannt. Das Wandlerprinzip selber wurde vor über 60 Jahren erfunden bzw. eingesetzt. Da das Schallwandlerprinzip an sich, sich bis zum heutigen Tag nicht mehr wesentlich geändert hat und auch hinlänglich bekannt ist, wird hier auch nur auf ein Patent verwiesen „Stand der Technik". Es handelt sich um die Patentanmeldung DE 103 19 358 A1 2004.11.18.

In diesem wird im wesentlichen eine Spannvorrichtung und eine neue Magnetkonstellation vorgestellt. Weniger wurde auf die Möglichkeit der Einflussnahme durch Bedämpfung eingegangen. Dies betrifft aber nicht nur dieses Patent sondern auch alle anderen die es in diesem Bereich der Schallwandlertechnik gibt. Durch intensive Forschung, Weiterentwicklung und unzählige Messreihen an diesen Wandlern, ist diese komplexe Erfindung entstanden. In dem oben genannten Patent wird grundsätzlich dem Übel der Entstehung und Vermeidung von Problemen auf den Grund gegangen.

Ganz frei von Fehlern ist auch dieser Lösungsansatz nicht. Durch den Einbau/Zusammenbau des Schallwandlers ergeben sich zwangsläufig Holräume vor und hinter der Membrane bzw. in einem weiteren Gehäuse in das der Schallwandler eventuell eingebaut werden könnte. Es sind in der Regel immer Reflexionen und vielfache Produkte davon die das ansonsten sehr gut funktionierende System negativ beeinflussen.

Um diese Probleme wirkungsvoll in den Griff zu bekommen wird hier nun folgendes vorgeschlagen. In erster Linie muss die Entstehung von Flächen- und Systemresonanzen grundsätzlich verhindert werden. Es hat sich als Vorteilig eine Umlaufende Bedämpfung der Membrane herausgestellt. Des weiteren muss verhindert werden, dass die Schallwellen die rückseitig von der Membrane erzeugt werden bzw. in ein angekoppeltes Volumen hineingestrahlt werden, absorbiert werden – also nicht reflektiert werden und dann durch die Membrane hindurch wiedergegeben werden können. Hierzu wird ein Dämmmaterial verwendet, welches akustisch absorbiert, das heißt die Reflexion nicht zulässt (Schallwellen in Wärme/Reibung umsetzt).

Dies geschieht natürlich in Abhängigkeit des Einsatzbereiches. Je tiefere Töne/Frequenzen der Wandler Schall erzeugen kann umso weicher oder weniger fest muss das Dämmmaterial sein. Es kann aber auch ein Materialmix von weichen/offenen und härterem/dichterem Material kombiniert zum Einsatz kommen. Ist der Schallwandler rückseitig geschlossen, erzeugt er ohnehin weniger tiefe Töne. Hier wird dann in der Regel festeres Material wie z.B. Filz oder ähnlich feste Materialien zum Einsatz kommen.

Die Bandbreite der Materialien ist sehr vielseitig, daher kommen nicht nur die klassischen akustischen Dämmstoffe für die Anwendung zum tragen. Alle Materialien die selbst geräuschlos absorbieren sind verwendungsfähig. Daher werden hier auch nur einige wenige Stoffe genannt. Es können Kunststoffe als auch Natur- Organische Stoffe wie z.B. Filz, Watte oder auch Kombinationen aus beidem Verwendung finden.

In den Zeichnungen ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen:
1 Den schematischen Aufbau des Wandlers als sogenannter Dipol doppelseitiger symmetrischer Magnetaufbau) beidseitig geöffnet. Als Stand der Technik..
2 Den schematischen Aufbau des Wandlers als sogenannter Dipol doppelseitiger symmetrischer Magnetaufbau) beidseitig geöffnet mit umlaufender Bedämpfung der Membrane, Versteifungsstreifen auf der Membrane und schallabsorbierendem Material in den rückseitigen Öffnungen mit Spannvorrichtung
3 Den schematischen Aufbau des Wandlers wie 2 mit rückseitig komplett flächiger Bedämpfung der Membrane.
4 Den schematischen Aufbau des Wandlers, ausgeführt als sogenannter Monopol (einseitiger Magnetaufbau) mit flächiger teilweiser Bedämpfung auf der Forderseite und Rückseite mit Spannvorrichtung.
5 Die Spannvorrichtung als Stand der Technik
6 Den schematischen Aufbau des Wandlers, in Einzelteilen mit umlaufender Bedämpfung der Membrane im längsmittigen Schnitt.
7 Den schematischen Aufbau des Wandlers, wie in 6 zusammengefügt mit zusätzlicher Bedämpfung der rückseitigen Öffnungen im längsmittigen Schnitt.
8 Die Messungen des Wandler Stand der Technik ohne erfindungsgemäße Bedämpfung
9 Die Messungen des Wandlers nach 4 mit erfindungsgemäßer Bedämpfung: beidseitig der Membrane umlaufend mit teilweise rückseitig flächiger und in den rückseitigen Öffnung befindliche Bedämpfung
In 1 wird der Stand der Technik im groben beschrieben. Dieser besteht im wesentlichen aus den Polplatten C und F, den Magneten A und B und der erfindungsgemäßen Membrane E mit Rahmen G und H. Die Polplatte C dient gleichzeitig zur Montage in Holz-, Kunststoff oder Metallgehäusen bzw. Frontplatten oder Wänden. Die Polplatten C und F werden vorzugsweise aus magnetischen Werkstoffen hergestellt. Sollte der erfindungsgemäße Folienschallwandler als Pusch Pull Wandler aufgebaut werden, hat es sich als zwingend Nötig erwiesen, dass der Luftspalt bzw. das gesamte Magnetsystem absolut betrachtet symmetrisch die Membrane E umschließt bzw. aufgebaut ist.
Zwischen den Magnetsystemen mit Polplatten C und F wird dann eine Membrane E mit ihrem Rahmen G + H montiert. D.h. dass erst die Membrane E faltenfrei auf Rahmen G aufgeklebt wird. Dann wird Rahmen H mit dem Absatz Q (5) zur Membrane zeigend über C und F zusammengeschraubt. Dadurch wird der Absatz Q innerhalb dem Ausschnitt des Rahmens G gedrückt. Da sich dazwischen die Folie E befindet (6 und dann 7) wird diese automatisch gespannt. Es hat sich als vorteilig erwiesen, dass der Abstand zwischen den Magneten A + B und der Membrane E, 1. gleich und 2. einen Abstand von 0,1 mm bis 10 mm hat. Die Polplatten C und F sollten gegenüber den Magneten A + B eine ausreichende Dicke zwischen 1 und 20 mm haben.
Die Magneten selbst sollten eine Mindestdicke von 1–50 mm haben und eine Länge die im mindesten der Länge der bewegten Membrane E entspricht. Die Öffnungen I vor und hinter der Lautsprechermembrane E sollten vorzugsweise als Langlöcher oder als Löcher mit versetzter Lochung ausgeführt werden. Wichtig ist die gleiche Teilung, Größe, spiegelbildlich Anordnung. Der akustische Durchlass vor und hinter der Membrane E (Öffnungsfläche) sollte mindestens 40 % bis zu 100 % gegenüber der Metallfläche betragen. Gleichfalls von Vorteil ist, dass die Öffnungen I sowohl auf der Membran E zugewandten als auch auf der Austrittsseite eine Phase bzw. Verrundungen aufweisen.
Die 2 zeigt den Schallwandler als sogenannten Dipol, beidseitig offen (Langlöcher I) und mit gleichen Magnetsystem A + B Forder- und rückseitig gleichgepolt aufgebaut mit beidseitiger umlaufender Bedämpfung J, mit Bedämpfung K der rückwärtigen Langlöcher, mit Membrane E die zwischen Rahmen G & H gespannt wird, die durch z.B. aufgeklebtes Klebeband L verstärkt/bedämpft ist. Mit der elektrischen Kontaktierung M (Anschluss an z.B. einen Verstärker).
Die 3 zeigt den Wandler wie 2 mit dem Unterschied, dass sich hinter der Membrane eine komplett flächige Bedämpfung J der Membrane befindet. Dies ist besonders wichtig wenn die Membrane sehr sehr dünn ist, z.B. nur 10 μm und weniger. (Findet man in der Regel nur bei reinen Hochtonsystemen).
Die 4 zeigt den Wandler als sogenannten Monopol. Der Aufbau ist ansonsten gleich wie bei 2 & 3. Hier wird Rückseitig die Membrane teilweise flächige O und Forderseitig teilweise flächig P bedämpft. Die Ausführung zeigt des weiteren ein großes breites Langloch N statt 2 kleinen Langlöchern. Dadurch wird die Schallwelle weder gebrochen oder noch reflektiert. Ergebnis ist ein sehr schön gleichmäßiges Abstrahlverhalten bzw. ein sehr glatter Frequenzgang ohne Einbrüche oder Schwankungen.
Die 5 zeigt den Rahmen G auf dem die Membrane E geklebt wird und den dazugehörigen Spannrahmen N mit dem Absatz Q (Stand der Technik).
Die 6 zeigt die zu montierenden Einzelteile im längsmittigen Schnitt des Wandlers nach 2. Bestehend aus Frontplatte C mit umlaufender Bedämpfung J, dem Rahmen G der Membrane E dem Spannrahmen H und der rückseitigen Platte F mit umlaufender Bedämpfung J.
Die 7 zeigt den montierten Wandler nach 2 und 6 mit zusätzlicher Bedämpfung K der rückseitigen Langlöcher.
Die 8 zeigt das Verzerrungsverhalten des unbedämpften bzw. unzureichend bedämpften Wandlers über die Amplitude der Frequenz mit sichtbarem Verzerrungsverhalten bei 8.000 Hz und welligem Frequenzgang innerhalb dieses Bereichs.
Die 9 zeigt das Verzerrungsverhalten des bedämpften Wandlers über die Amplitude der Frequenz mit sichtbarem verzerrungsfreien Verhalten bei 8.000 Hz und geradem Frequenzgang innerhalb des gesamten Bereichs.
Zu den Graphen: die obere Kurve stellt die Amplitude/Frequenzgang da, die unteren Kurven den Verlauf bzw. sich auswirkende Verzerrungen in % da. Die hier ausgeführten Beispiele verstehen sich lediglich als Ausführungsmöglichkeiten!
Die in den abhängigen Schutzansprüche angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptschutzanspruches durch die Merkmahle des jeweiligen Unterschutzanspruchs hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unterschutzansprüche 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

Bedämpfung für Folienwandler, dadurch gekennzeichnet, dass diese Verwendung findet in Lautsprechern, die nach dem magnetostatischen Funktionsprinzip arbeiten und die eine Spannvorrichtung haben. Bestehend aus mindestens einer 1. Frontplatte, mit mindestens 2 gegeneinander gepolten und nebeneinander befindliche Magneten, einem 1. Rahmen mit einem Absatz, einer 1. Kunststoffmembrane (ein Komposit aus Metallfolie und Kunststofffolie) mit einer auf- bzw. ausgeätzten Leiterbahn aus elektrisch leitendem Material, die auf einem 2. Rahmen montiert/geklebt ist und einer 1. rückseitigen Platte die mindesten 2 gegeneinander gepolten und nebeneinander befindliche Magneten aufweist die gegenüber den frontseitigen Magneten wiederum gegenpolig entgegenstehen.
Bedämpfung für Folienwandler nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Front- und rückseitige Platte jeweils mehr als 2 gegeneinander und nebeneinander befindliche gepolte Magneten aufweisen die sich jeweils gegenpolig gegenüberstehen.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler nur auf der Rückseite mindestens 2 gegeneinander gepolte und nebeneinander befindliche Magneten aufweist.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorder – und Rückseite zumindest im Bereich der montierten Magneten aus magnetischem Material (Rückschluss) gefertigt ist.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler zwischen den montieren Magneten mindestens jeweils eine Schallaustrittsöffnungen aufweist.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedämpfung aus Kunststoffen gefertigt wird.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedämpfung aus organischem Stoffen gefertigt wird.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedämpfung aus einer Mischung oder Komposit von Kunststoff und Organischem Stoff gefertigt.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedämpfung aus mehreren verschiedenen Lagen Kunststoff und organischem Stoff gefertigt ist.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedämpfung ringförmig umschließt bzw. die Magneten umrandet und dabei die Membrane deutlich berührt/bedämpft.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedämpfung die Membrane über die ganze Fläche berührt bzw. bedämpft.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedämpfung die Membrane teilflächig berührt bzw. bedämpft.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedämpfung sich auch zwischen den Magneten befinden kann und die Membrane berührt bzw. bedämpft.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedämpfung sich auch zwischen den Magneten und den Schallaustrittsöffnungen befinden kann und die Membrane berührt bzw. bedämpft.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedämpfung auch auf beiden Seiten (Forder- und Rückseite) montiert wird und somit die Membrane beidseitig berührt bzw. bedämpft.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseite (hintere Polplatte) geschlossen ausgeführt wird.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontplatte auch nur eine große Öffnung aufweisen kann (bei einseitig auf der Rückseite montiertem Magnetsystemen.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedämpfung auf der Forderseite der Membrane sich im Aufbau, der Dicke, der Form und der Absorptionsfähigkeit von der rückseitigen Bedämpfung unterscheiden kann.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass diese Bedämpfung auch bei magnetostatischen Wandlern Verwendung findet die keine Spannvorrichtung aufweisen.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass diese Bedämpfung auch bei sogenannten Ribbon – Speaker/Wandlern Verwendung findet die eine Spannvorrichtung aufweisen.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass diese Bedämpfung auch bei sogenannten Ribbon – Speaker/Wandlern Verwendung findet die keine Spannvorrichtung aufweisen.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass diese Bedämpfung auch bei sogenannten Ribbon – Speakern/Wandlern Verwendung findet die eine Spannvorrichtung aufweisen.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Membrane mit entsprechenden Kunststoffklebebändern Streifen aufgeklebt/montiert werden die die Membran gezielt versteifen und somit dämpfen.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Membrane mit entsprechenden Metallfolienklebebändern Streifen aufgeklebt/montiert werden die die Membran gezielt versteifen und somit dämpfen.
Bedämpfung für Folienwandler nach einem oder mehren vorgehenden Schutzansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Membrane mit entsprechenden metallisierte Kunststoffklebebändern Streifen aufgeklebt/montiert werden die die Membran gezielt versteifen und somit dämpfen.
Bedämpfung für Folienwandler nach den Ansprüchen 24 und 25, dadurch gekennzeichnet, dass beim ätzen der Leiterbahn/Leiterbahnen der Membrane (ein Komposit aus Metallfolie und Kunststofffolie) entsprechende Flächen stehen bleiben die statt der Klebebänder die die Membran gezielt versteifen und somit dämpfen.