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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lautsprecher.
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Stand der Technik
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Eine Membran, welche in einem Lautsprecher zur Schallerzeugung verwendet wird, ist mit einer Kupferdrahtspule versehen, welche einen wesentlichen Teil des Gesamtgewichts der Membran ausmacht. Die Masse des für den Lautsprecher benötigten Kupferdrahtes kann durch Einsatz eines Abstandhalters deutlich reduziert werden.
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Dieser Möglichkeit steht jedoch ein erhöhter Fertigungsaufwand gegenüber. Die Lautsprechermembran und der Abstandshalter müssen zueinander ausgerichtet und aneinander befestigt werden. Hierbei fließen Toleranzen maßgeblich in die Qualität des Klangs ein, welcher mit einem Lautsprecher erzeugt werden kann. Die Toleranzen bestimmen sich durch Hilfsvorrichtungen, welche die Membran zum Abstandshalter positionieren. Der Fertigungsaufwand und die Fertigungskosten steigen hierbei mit einer Verbesserung der Toleranz. Wie jede Vorrichtung, die eine Bewegung benötigt, also nicht starr ist, unterliegt die Zentriervorrichtung außerdem einem Verschleiß. Überprüfungen und Korrekturen, um solchen Verschleiß festzustellen bzw. zu minimieren, benötigen Zeit und eine sorgfältige Überwachung.
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Die
EP 0 508 596 A1 offenbart einen Lautsprecher, dessen Lautsprechermembran in ihrer Mitte eine Kalotte aufweist. Diese wird hergestellt, indem die Membran bei hoher Temperatur in einem Werkzeug tiefgezogen wird. Dies weist einen Stempel auf, der in seinem Zentrum über eine kalottenförmige Erhebung verfügt.
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Die
EP 0 055 841 A1 beschreibt ein elektrodynamisches Lautsprechersystem mit kalottenförmiger Membran. Diese liegt so auf einem zylinderförmigen Schwingspulenträger auf, dass zwischen der Membran und dem Schwingspulenträger ein Hohlraum frei bleibt.
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Die
DE 32 41 898 A1 betrifft einen elektrodynamischen Wandler. Dieser beinhaltet eine kalottenförmige Membran, die ein kalottenförmiges Mittelteil aufweist. Das Mittelteil liegt so auf einem zylinderförmigen Schwingspulenträger auf, dass zwischen der Membran und dem Schwingspulenträger ein Hohlraum frei bleibt.
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Die
EP 0 967 831 A2 offenbart eine Schwingspulenanordnung. Diese weist eine Membran mit einem Hals auf. Der Hals taucht in eine Klebenaht zwischen einem Schwingspulenträger und einer Zentriermembran ein und ist über die Klebenaht mit dem Schwingspulenträger verbunden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Lautsprecher bereitzustellen, bei dessen Herstellung keine Hilfsvorrichtungen zum Feinzentrieren benötigt werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Zur Herstellung eines solchen Lautsprechers ist eine Vorrichtung zum Tiefziehen einer Lautsprechermembran vorgesehen, die einen Ziehstempel umfasst, der ein Mittel zum Erzeugen einer Kalotte in einer Lautsprechermembran aufweist. Unter einer Kalotte wird dabei ein Segment eines geometrischen Körpers verstanden, insbesondere ein Segment einer Kugel, eines Kegels oder eines Kegelstumpfes.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist es bevorzugt, dass die Kalotte eine Kugelkalotte mit einem Kugeldurchmesser ist, der im Bereich von 0,1 mm bis 20 mm liegt. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist es bevorzugt, dass die Kalotte eine Kegelkalotte oder eine Kegelstumpfkalotte eines geraden Kreiskegels mit einem Spitzenwinkel im Bereich von 20° bis 40°, besonders bevorzugt von 30° ist.
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Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Ziehstempel ein Mittel zur Erzeugung einer Sicke in der Lautsprechermembran aufweist. Die Sicke hat besonders vorzugsweise die Form eines um die Lautsprechermembran umlaufenden Ringes. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Sicke eine Breite hat, die kleiner ist als die größte Abmessung der Kalotte. Wenn die Kalotte eine Kugelkalotte ist, dann ist deren größte Abmessung ihr Durchmesser. Ist die Kalotte eine Kegelkalotte oder eine Kegelstumpfkalotte und ist die Sicke gewinkelt, so ist es besonders bevorzugt, dass der Spitzenwinkel der Kalotte größer ist als der Öffnungswinkel der Sicke.
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Eine Lautsprechermembran zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Lautsprecher wird mittels eines Verfahrens hergestellt, indem ein Membranrohling mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung tiefgezogen wird. Vorzugsweise erfolgt das Tiefziehen bei einer Temperatur, bei welcher der gesamte Membranrohling thermoplastisch verformbar ist, so dass eine Änderung der Dicke des Membranrohlings vermieden werden kann.
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Mittels dieses Verfahrens kann eine Lautsprechermembran erhalten werden, die ein Zentrierungsmittel in Form einer Kalotte aufweist. Die Form dieser Kalotte wird durch das Mittel zum Erzeugen einer Kalotte des Ziehstempels der bei der Herstellung verwendeten Vorrichtung bestimmt. Weist der Ziehstempel ein Mittel zum Erzeugen einer Sicke in der Lautsprechermembran auf, so umfasst die Lautsprechermembran neben dem Zentrierungsmittel in Form einer Kalotte weiterhin eine Sicke.
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Der erfindungsgemäße Lautsprecher umfasst diese Lautsprechermembran. Er weist einen Abstandshalter mit einem Zentrierungsmittel in Form einer Kalotte auf, das formschlüssig in die Kalotte der Lautsprechermembran eingreift. Wenn die Lautsprechermembran eine Sicke aufweist, ist es bevorzugt, dass die Sicke am Rand des Abstandshalters anliegt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt den Querschnitt eines Ziehstempels einer Vorrichtung zum Tiefziehen einer Lautsprechermembran.
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2 zeigt den Querschnitt eines Ausschnitts eines Lautsprechers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, der eine Lautsprechermembran umfasst, die mit dem Ziehstempel gemäß 1 tiefgezogen wurde.
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3 ist einen Detailausschnitt aus 2.
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4 zeigt den Querschnitt eines Ziehstempels einer anderen Vorrichtung zum Tiefziehen einer Lautsprechermembran.
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5 zeigt den Querschnitt eines Ausschnitts eines Lautsprechers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, dessen Lautsprechermembran mit dem Ziehstempel gemäß 4 tiefgezogen wurde.
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6 zeigt einen Detailausschnitt aus 5.
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7 zeigt den Querschnitt eines Ausschnitts einer Lautsprechermembran eines Lautsprechers gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
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8 zeigt einen Detailausschnitt aus 7.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Vorrichtungen zum Tiefziehen einer Lautsprechermembran eines Lautsprechers gemäß den im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung umfassen einen Ziehstempel, der als Form fungiert, und eine Matrize, die als Gegenform fungiert. Mit diesen Werkzeugen kann ein Tiefziehen, das heißt ein Zugdruckumformen, eines Membranrohlings zu einer Lautsprechermembran durchgeführt werden. Diese Umformung kann in einem oder in mehreren Zügen durchgeführt werden. Mittels eines konvexen Ziehstempels, eines Ziehrings und eines Niederhalters sowie optional einer konkaven Matrize, wird eine Umformung des Membranrohlings eingeleitet. Das Tiefziehen erfolgt bei einer so hohen Temperatur, dass der Membranrohling vollständig thermoplastisch verformbar ist und keine kristallinen Bereiche mehr aufweist. Hierdurch wird eine spannungsfreie Membran erhalten.
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Diese Ziehstempel weisen ein Mittel zum Erzeugen einer Kalotte in der Lautsprechermembran auf. 1 zeigt den Querschnitt eines Ziehstempels 1, der zur Herstellung einer Lautsprechermembran 2 eines Lautsprechers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, der an seinem konvexen Ende ein Mittel 11a zum Erzeugen einer Kugelkalotte aufweist. Die Lautsprechermembran 2 eines Lautsprechers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, der ausschnittsweise in den 2 und 3 im Querschnitt dargestellt ist, weist demnach eine halbkugelförmige Kalotte 21a mit einem Durchmesser D auf. Der Lautsprecher umfasst einen Abstandshalter 3, der von einer Kupferdrahtspule 4 umgeben ist. Dieser Abstandshalter 3 weist an seinem höchsten Punkt ein halbkugelförmiges Zentrierungsmittel 31a auf, welches in die Kugelkalotte 21a eingreift. Dies ermöglicht eine Punktzentrierung der Lautsprechermembran 2 am Abstandshalter 3.
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Eine Vorrichtung zum Tiefziehen der Lautsprechermembran 2 einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lautsprechers umfasst einen Ziehstempel 1, dessen Querschnitt in 4 dargestellt ist. Dieser weist an seinem konvexen Ende ein Mittel 11b zum Erzeugen einer Kegelstumpfkalotte auf. In den 5 und 6 ist der Querschnitt eines Ausschnitts eines Lautsprechers dargestellt, welcher die mit diesem Ziehstempel 1 herstellbare Lautsprechermembran 2 umfasst. Diese weist eine Kegelstumpfkalotte 21b auf, deren Spitzenwinkel α 30° beträgt. Die größte Abmessung A der Kegelstumpfkalotte findet sich an deren Öffnung. Der Lautsprecher umfasst einen Abstandshalter 3 mit einer umlaufenden Kupferdrahtspule 4, wobei der Abstandshalter 3 mit einem kegelstumpfförmigen Zentrierungsmittel 31b an seinem höchsten Punkt versehen ist. Dieses greift in die Kegelstumpfkalotte 21b der Membran 2 ein. Auch in dieser Ausführungsform der Erfindung wird eine Punktzentrierung der Lautsprechermembran 2 auf dem Abstandshalter 3 erreicht.
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Eine reine Punktzentrierung ist toleranzunempfindlich. Während jede der beschriebenen Punktzentrierungen die exakte Mitte der Lautsprechermembran 2 findet, wird die Lautsprechermembran 2 jedoch mangels einer Flächenzentrierung eventuell nicht parallel auf den Abstandshalter 3 aufgesetzt, da hierbei eine Führung fehlt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Ziehstempel 1 zur Herstellung der Lautsprechermembran 2 eines erfindungsgemäßen Lautsprechers daher so ausgeführt, dass er zusätzlich zu der Kugelkalotte 21a oder der Kegelstumpfkalotte 21b in der Lautsprechermembran 2 eine Sicke 22 in der Form eines um die Lautsprechermembran 2 umlaufenden Ringes erzeugt. Ein erfindungsgemäßer Lautsprecher, dessen Lautsprechermembran 2 eine solche Sicke 22 aufweist, ist in den 7 und 8 dargestellt, wobei auf die Darstellung der Kalotte in der Lautsprechermembran 2 sowie des dazugehörigen Zentrierungsmittels 31a, 31b des Abstandshalters 3 verzichtet wurde. Hier können sowohl halbkugelförmige Kalotten 21a und Zentrierungsmittel 31a gemäß den 2 und 3 als auch kegelstumpfförmige Kalotten 21b und Zentrierungsmittel 31b gemäß der 5 und 6 vorgesehen sein. Die Sicke 22 gewährleistet eine Parallelität zwischen der Lautsprechermembran 2 und dem Abstandshalter 3 beim Zusammenfügen dieser beiden Lautsprecherbauteile, sodass eine Parallelität erreicht wird. Die Breite B der Sicke 22 ist kleiner als die größte Abmessung der Kalotte (D in 3 bzw. A in 6), um zu verhindern, dass bei der Flächenzentrierung gegenüber der Punktzentrierung eine größere Querkraft auftritt, sodass sich die Lautsprechermembran 2 oder der Abstandshalter 3 verschieben könnte. Um die Berührungsfläche zu reduzieren, kann eine geometriebedingte leichte Vorspannung der Lautsprechermembran 2 erreicht werden, indem die Lautsprechermembran 2 und der Abstandshalter 3 zunächst grob zueinander positioniert werden. Hierzu kann die Lautsprechermembran 2 in einer festen Form liegen, während der Abstandshalter 3 von oben an diese herangeführt wird. Sobald nun die Kalotte auf das Zentrierungsmittel 31a, 31b trifft, findet auf dem Umfang der Lautsprechermembran 2 eine Linienberührung zum Abstandshalter 3 statt. Hierbei erfolgt eine Mittenpositionierung. Sobald aber der Abstandshalter 3 weiter nach unten wandert, drückt dieser die Schräge der Lautsprechermembran 2 nach außen und sorgt damit für eine größere Berührungsfläche und ein Anliegen der Sicke 22 am Rand des Abstandshalters 3.
