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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen dynamischen Lautsprechertreiber, einen Lautsprecher, der den dynamischen Lautsprechertreiber aufweist, und eine mobile Einrichtung wie ein Mobiltelefon, die den Lautsprecher aufweist.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen eines Lautsprechertreibers.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein dynamischer Lautsprechertreiber weist üblicherweise ein Magnetsystem, eine in Bezug auf das Magnetsystem beweglich befestigte Membran und eine an der Membran angebrachte Schwingspule auf. Das Magnetsystem weist einen Magneten auf, und die Schwingspule ist mit dem Magneten operativ gekoppelt. Üblicherweise weist ein Lautsprecher ein Gehäuse und mindestens einen in dem Gehäuse angeordneten dynamischen Lautsprechertreiber auf.
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Im Betrieb wird zum Beispiel durch einen Verstärker ein elektrisches Signal an die Schwingspule angelegt. Dann bewegt sich die Membran als Reaktion auf das elektrische Signal relativ zum Magnetsystem und relativ zum Gehäuse, wodurch Luftbewegungen hervorgerufen werden. Ein Schalldruckniveau des Lautsprechers hängt von der durch die Membran bewegten Luft ab.
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Wenn sie sich bewegt, ist die Membran Luftdruck der Umgebungsluft und der Luft innerhalb des Gehäuses ausgesetzt, welcher eine Last auf die sich bewegende Membran bildet. Da die Membran nicht vollständig steif ist, führt dieser Druck dazu, dass sich die Membran verformt, wodurch die Tonqualität des Lautsprechers beeinträchtigt werden kann.
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Ein wichtiger Parameter bei der Maximierung der Fähigkeit eines Lautsprechers zur Ausgabe von hohem Schalldruck ist eine kolbenartige Bewegung der Membran. Asymmetrien des mechanischen Systems eines Lautsprechers führen zu asymmetrischen Bewegungen bzw. zum Taumeln der Membran. Dies kann die Schalldruck-Ausgangsleistung reduzieren und zu starkem Reiben und Summen führen und sogar das mechanische System des Lautsprechers beschädigen. Bisherige Versuche, dieses Problem taumelnder Membranen zu lösen, beruhen auf dämpfenden Membranmaterialien. Die Effizienz einer derartigen Dämpfung kann jedoch stark von Umgebungsbedingungen abhängen. Die vorliegend beschriebene Erfindung sieht ein Dämpfen einer taumelnden Membran durch elektrische Mittel vor und ist daher weitgehend unabhängig von Umgebungsbedingungen.
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Da gewöhnliche Membranentwürfe das System nicht vom Taumeln abhalten können, ist die Verwendung dämpfender Membranmaterialien die effektivste und kostengünstigste Lösung. Membranmaterialien sollen jedoch viele Anforderungen erfüllen, dazu gehören die folgenden Eigenschaften: 1) beständige, frequenzunabhängige Steifheit und Dämpfung; 2) Robustheit gegenüber mechanischer Langzeitbeanspruchung; und 3) niedrige Kosten und gute Verarbeitbarkeit.
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Reale Materialien sind immer ein Kompromiss bezüglich der Erfüllung aller dieser Anforderungen, der zu einer mehr oder weniger stark ausgeprägten Verzerrung des ausgegebenen Schalldrucks führt. Die sich ergebende THD (Total Harmonic Distortion - gesamte harmonische Verzerrung) ist ein Verfahren, das zur Bewertung der Leistungsfähigkeit von Membranen verwendet wird.
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Für wirksame Maßnahmen gegen Taumeln durch elektrische Mittel wird ein Verfahren zum Erkennen und/oder Messen der Dämpfung während des Betriebs des Lautsprechers benötigt. Ein Verfahren dazu besteht darin, eine über die gesamte Höhe der Membranantriebs-Schwingspule gewickelte Sensorspule vorzusehen. Der magnetische Fluss des Magnetsystems des Lautsprechers induziert je nach der momentanen Position der Spule in Bezug auf das Magnetsystem eine Spannung in beiden Spulen. Bei einem Einzelspulen-Sensor wird die durch die Taumelkräfte verursachte induzierte Spannung neutralisiert, da das Drehzentrum meist durch den Masseschwerpunkt der Spule verläuft. Somit kann das Taumeln der Membran nicht erkannt werden.
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Die
US20170026746A1 lehrt zur Lösung der vorstehenden Aufgabe die Verwendung einer 8-förmigen Spule oben auf der Membran und der Schwingspule. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass das Anbringen der 8-förmigen Spule an einem vorderen Ende der Schwingspule, wie in
US20170026746A1 offenbart ist, zur Realisierung einer passiven Dämpfung der Membran nicht optimal ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, das Problem des Taumelns zu lösen, ohne zusätzliche mechanische Anforderungen an das Membranmaterial zu stellen, und einen dynamischen Lautsprechertreiber mit verbesserter Tonqualität bereitzustellen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Lautsprecher bereitzustellen, und noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte mobile Einrichtung, zum Beispiel ein Mobiltelefon, bereitzustellen.
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Die vorstehenden Aufgaben werden durch einen dynamischen Lautsprechertreiber gelöst, insbesondere einen Lautsprechertreiber, auch Lautsprecherchassis genannt, für einen Lautsprecher von mobilen Einrichtungen wie etwa Mobiltelefonen, Tablet-PCs, Spiele-Einrichtungen, Notebook-PCs und ähnlichen Einrichtungen, welcher ein Magnetsystem; eine Membran, wobei die Membran in Bezug auf das Magnetsystem beweglich befestigt ist; mindestens eine an der Membran angebrachte und mit dem Magnetsystem operativ gekoppelte Schwingspule; und mindestens eine an der Membran und an einer seitlichen Oberfläche der mindestens einen Schwingspule angebrachte 8-förmige Spule aufweist. Wenn sich die 8-förmige Spule innerhalb des magnetischen Feldes des Magnetsystems bewegt, wird eine entsprechende Spannung in dieser Spule induziert, wodurch ein Stromfluss und infolgedessen eine elektromagnetische Kraft hervorgerufen werden, die zum Verringern des Taumelns der Membran führt. Aufgrund der Anbringung der 8-förmigen Spule an der seitlichen Oberfläche der Schwingspule ist die 8-förmige Spule immer dem gleichen magnetischen Feld zugewandt wie die Schwingspule, und Taumeln kann sehr effizient verhindert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die mindestens eine 8-förmige Spule zwischen der Membran und der Schwingspule angeordnet.
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Vorzugsweise sind seitliche Abschnitte der mindestens einen 8-förmigen Spule an mindestens zwei sich diametral gegenüberliegenden Bereichen der seitlichen Oberfläche der Schwingspule angebracht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die mindestens eine 8-förmige Spule einen an der Membran angebrachten Fußabschnitt und die an der Schwingspule angebrachten seitlichen Abschnitte auf, wobei die seitlichen Abschnitte der 8-förmigen Spule schräg zu dem Fußabschnitt der 8-förmigen Spule angeordnet sind.
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In einer Ausführungsform weist der Fußabschnitt der mindestens einen 8-förmigen Spule mindestens zwei platten- oder folienförmige Teile auf, wobei eine Klebeschicht zwischen einem ersten platten- oder folienförmigen Teil der zwei platten- oder folienförmigen Teile und einem zweiten platten- oder folienförmigen Teil der zwei platten- oder folienförmigen Teile angeordnet ist.
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Die Klebeschicht kann aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt sein.
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In einer Ausführungsform ist das erste platten- oder folienförmige Teil mittels der seitlichen Abschnitte mit dem zweiten platten- oder folienförmigen Teil elektrisch verbunden.
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Zur stärkeren Unterdrückung von Membranschaukeln kann der Lautsprechertreiber mindestens zwei 8-förmige Spulen aufweisen, welche an der Membran und den Schwingspulen angebracht sind und seitliche Oberflächenbereiche der mindestens einen Schwingspule mindestens teilweise bedecken, wobei eine zweite 8-förmige Spule der mindestens zwei 8-förmigen Spulen in Bezug auf eine erste 8-förmige Spule der mindestens zwei 8-förmigen Spulen um eine Achse verdreht ist, die senkrecht zu einer Oberfläche der Membran ist.
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Die Unterdrückung des Membranschaukelns kann weiter gesteigert werden, wenn die zweite 8-förmige Spule um 90° in Bezug auf die erste 8-förmige Spule verdreht ist.
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In einer Ausführungsform sind die erste 8-förmige Spule und die zweite 8-förmige Spule mittels einer Klebeschicht miteinander verklebt.
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Die Klebeschicht ist vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist die mindestens eine Schwingspule mindestens zwei Spulen auf, welche koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die seitlichen Abschnitte der mindestens einen 8-förmigen Spule mindestens teilweise zwischen den mindestens zwei Spulen angeordnet sind.
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Ein Verfahren zum Herstellen eines Lautsprechertreibers gemäß der Erfindung umfasst die Schritte:
- i) Bereitstellen einer Folie aus elektrisch leitfähigem Material;
- ii) Schneiden oder Stanzen der Folie, um eine schleifenförmige Struktur zu erhalten;
- iii) Falten der schleifenförmigen Struktur;
- iv) Anbringen mindestens eines Fußabschnitts der gefalteten schleifenförmigen Struktur an einer Membran des Lautsprechertreibers;
- v) Anbringen seitlicher Bereiche der gefalteten schleifenförmigen Struktur auf der Schwingspule und mindestens teilweises Bedecken von seitlichen Oberflächen einer Schwingspule des Lautsprechertreibers mit den seitlichen Bereichen der gefalteten schleifenförmigen Struktur.
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In einer Ausführungsform wird vor dem Falten der schleifenförmigen Struktur ein Haftmittel auf die überlappenden Bereiche appliziert, die den Fußabschnitt bilden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Oberfläche der Folie vor Schritt iii) derart behandelt, dass sie elektrisch isolierend wird.
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Die Folie kann in Schritt ii) zu einer Form geschnitten werden, welche zwei Hauptbereiche aufweist, die Seite an Seite liegen und mittels einer Lücke voneinander beabstandet sind; wobei der erste und der zweite Hauptbereich mittels zweier Streifen, welche entsprechende Kanten der zwei Hauptbereiche verbinden, elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind.
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In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt: Falten der Folie entlang einer die zwei Streifen kreuzenden Symmetrieachse und Ausrichten des ersten Hauptbereichs an dem zweiten Hauptbereich.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren die Schritte umfassen: Herstellen einer ersten und einer zweiten gefalteten schleifenförmigen Struktur; Miteinanderverkleben der ersten und zweiten gefalteten Struktur, wobei eine Symmetrieachse der zweiten gefalteten schleifenförmigen Struktur eine Symmetrieachse der ersten gefalteten schleifenförmigen Struktur quert; und Anbringen eines Fußabschnitts der ersten oder der zweiten schleifenförmigen Struktur an der Membran und von seitlichen Bereichen der ersten und der zweiten schleifenförmigen Struktur an seitlichen Oberflächen der Schwingspule.
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Wenn die Symmetrieachse der ersten gefalteten schleifenförmigen Struktur im Wesentlichen senkrecht zu der Symmetrieachse der zweiten gefalteten schleifenförmigen Struktur ist, kann eine gute Unterdrückung des Membranschaukelns erreicht werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Folie eine Metallfolie sein, insbesondere kann die Metallfolie eine Aluminiumfolie sein.
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In einer Ausführungsform werden mindestens zwei Spulen verwendet, um die mindestens eine Schwingspule herzustellen, wobei seitliche Bereiche der mindestens einen 8-förmigen Spule zwischen den mindestens zwei Spulen angeordnet sind.
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Figurenliste
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Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen und in den abhängigen Ansprüchen bezeichnet. Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen ausführlich erläutert. In den Zeichnungen zeigt
- 1 eine perspektivische Ansicht einiger der relevanten Teile eines rechteckigen Lautsprechertreibers aus dem Stand der Technik;
- 2 zeigt zwei Schnittzeichnungen eines Teils des Lautsprechers aus 1;
- 3 zeigt eine Schnittansicht einiger der relevanten Teile eines rechteckigen Lautsprechertreibers gemäß einem Aspekt der Erfindung, der eine 8-förmige Spule aufweist;
- 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einiger der relevanten Teile eines rechteckigen Lautsprechertreibers gemäß einem Aspekt der Erfindung, der eine 8-förmige Spule aufweist;
- 5 veranschaulicht einige relevante Schritte eines ersten Verfahrens gemäß einem Aspekt der Erfindung;
- 6 zeigt eine ungefaltete Struktur einer 8-förmigen Spule gemäß einem Aspekt der Erfindung;
- 7 zeigt die Ausführungsform aus 6 nach dem Falten;
- 8 zeigt eine Schnittansicht zweier miteinander verklebter 8-förmiger Spulen;
- 9 zeigt eine weitere Ausführungsform einer ungefalteten Struktur einer 8-förmigen Spule;
- 10 zeigt die Ausführungsform aus 9 nach dem Falten;
- 11 zeigt eine Schnittansicht einiger der relevanten Teile eines rechteckigen Lautsprechertreibers gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
- 12 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht der Schwingspule aus 11 mit einer angebrachten 8-förmigen Spule.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Vorliegend sind diverse Ausführungsformen beschrieben. Zahlreiche spezifische Details sind dargelegt, um ein gründliches Verständnis der Gesamtstruktur, Funktion, Herstellung und Verwendung der Ausführungsformen zu bieten, wie sie in der Beschreibung beschrieben und in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Für den Fachmann versteht sich jedoch, dass die Ausführungsformen auch ohne derartige spezifische Details verwirklicht werden können. In anderen Fällen sind bekannte Vorgänge, Komponenten und Elemente nicht im Detail beschrieben, um die in der Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen nicht zu verschleiern. Der Fachmann wird verstehen, dass die vorliegend beschriebenen und veranschaulichten Ausführungsformen nicht einschränkende Beispiele sind, und es versteht sich somit, dass die vorliegend offenbarten spezifischen strukturellen und funktionalen Details repräsentativ sein können und nicht notwendigerweise den Umfang der Ausführungsformen einschränken, deren Schutzumfang ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
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Für die gesamte Beschreibung gilt, dass ein Bezug auf „diverse Ausführungsformen“, „einige Ausführungsformen“, „eine Ausführungsform“ oder dergleichen bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, die in Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben ist, in mindestens einer Ausführungsform enthalten ist. Daher beziehen sich die an beliebigen Stellen in der Beschreibung auftauchenden Begriffe „in diversen Ausführungsformen“, „in einigen Ausführungsformen“, „in einer Ausführungsform“ oder dergleichen nicht notwendigerweise alle auf die gleiche Ausführungsform. Weiterhin können die bestimmten Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften auf beliebige geeignete Weise in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert sein. Somit können die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform veranschaulichten oder beschriebenen bestimmten Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften ganz oder teilweise mit den Merkmalen, Strukturen oder Eigenschaften einer anderen Ausführungsform oder mehrerer anderer Ausführungsformen uneingeschränkt kombiniert sein, sofern eine derartige Kombination nicht unlogisch oder nicht funktional ist.
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1 und 2 zeigen Ansichten einiger der relevanten Teile eines rechteckigen Lautsprechertreibers 1 aus dem Stand der Technik. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht und 2 zeigt zwei Schnittansichten. Der Lautsprecher 1 weist eine Schwingspule 2 mit Leitungen (nicht gezeigt) zum Einspeisen eines elektrischen Signals in die Schwingspule 2 auf. Beim Zusammenbau des Lautsprechertreibers 1 wird die Schwingspule 2 mit z. B. Klebstoff an einer Membran 3 fixiert. Eine Membran 3 des Lautsprechertreibers 1 ist typischerweise aus einer oder mehreren Schichten eines Materials wie Etherketon (PEEK) und/oder Acrylat und/oder Thermoplastischem Elastomer (TPE) und/oder Polyetherimid (PEI) hergestellt. Der zusammengebaute Lautsprechertreiber 1 kann auch eine Membranplatte (nicht gezeigt) zur Versteifung der Membran 3 aufweisen.
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Der Lautsprecher 1 aus dem Stand der Technik weist ferner ein Magnetsystem 4 mit einem in dem Zentrum des Lautsprechers 1 angeordneten Magneten 5 auf. Das Magnetsystem 4 weist ferner Magnetfeldführungsmittel mit einer am Magneten 5 und an einem Topf 7 fixierten oberen Platte 6 auf. Die Magnetfeldführungsmittel führen und fokussieren das Magnetfeld des Magneten 5 in einem Luftspalt 8 zwischen dem Magneten 5 und den Seiten des Topfs 7. Die Schwingspule 2 ist in dem Luftspalt 8 angeordnet.
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Die zwei Schnittzeichnungen in 2 zeigen die Bewegung der Schwingspule 2 und der Membran 3. In der unteren Schnittzeichnung ist ein Lautsprechertreiber 1 mit einem perfekten mechanischen System gezeigt. Die kolbenartige Bewegung der Schwingspule 2 verursacht eine Bewegung der Membran 3 in der Richtung der Z-Achse. Die obere Schnittzeichnung zeigt die Asymmetrie des realen mechanischen Systems des Lautsprechertreibers 1, welche zu asymmetrischen Bewegungen bzw. zum Taumeln der Membran 3 führt. Taumeln der Membran 3 tritt sowohl entlang der X-Achse als auch der Y-Achse auf. Im Rahmen dieser Offenbarung sind die Achsen X, Y und Z so definiert, dass sie sich in der Mitte der Breiten- und Längenabmessung der Membran 3 schneiden. Diese Definition funktioniert auch für ringförmige sowie rechteckige Wandlerbauformen.
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Zwar erzeugt die resultierende Kraft in einem dynamischen Lautsprecher Bewegungen der Membran 3 senkrecht zur Oberfläche der Membran 3 entlang der Achse Z, kleine Kraftanteile entlang der Achsen X und Y sind jedoch unvermeidbar. Diese Anteile führen zum Taumeln der Membran 3, wobei die Membran 3 Drehbewegungen durchführt, die keinen akustischen Fluss erzeugen. Das Taumeln der Membran 3 kann entlang der Achsen X und Y in zwei Komponenten zerlegt werden. Bei einem rechteckigen Wandler können die beiden Membrantaumel-Komponenten als Längen- bzw. Breitentaumelmoden bezeichnet werden.
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Eine Optimierung der Eigenschaften eines Lautsprechertreibers 1 umfasst typischerweise die Maximierung der magnetischen Kraft durch Minimierung des Luftspalts 8 zwischen dem Magneten 5 und dem Topf 7. Die Taumelbewegung der Schwingspule 2 führt dazu, dass die Schwingspule 2 den Magneten 5 oder den Topf 7 periodisch berührt, was zu einem Summen oder Reiben führt, was wiederum zur Beschädigung von Komponenten führen kann.
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Daher ist es notwendig, einen Weg zu finden, Taumeln mit einer Spule 9 eines Lautsprechertreibers 1a gemäß einer in 3 gezeigten ersten Ausführungsform der Erfindung elektrisch zu unterdrücken. Bei einem Lautsprecher mit einer einzigen Schwingspule - wie dem Lautsprecher 1 aus dem Stand der Technik - befindet sich der Drehmittelpunkt im Masseschwerpunkt der Schwingspule und die durch die Taumelbewegung induzierte Spannung wird neutralisiert. Im Impedanzverlauf eines Einzelspulensystems wirkt sich die Taumelmode nicht elektrisch aus.
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Aus diesem Grund ist die Spule 9 in Form einer 8 (in Form der Ziffer acht) ausgebildet. Beliebige Drehbewegungen um die Achse X induzieren eine Spannung in der 8-förmigen Spule 9A, durch kolbenartige Bewegung entlang der Achse Z induzierte Spannungen werden jedoch neutralisiert.
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Die in der Schwingspule 2 induzierte Spannung reduziert die an den Anschlüssen der Schwingspule 2 tatsächlich anliegende Spannung, was als typische Wandlerimpedanzspitze nahe der Resonanz messbar ist. Dieses Prinzip kann außerdem zum Dämpfen der Taumelmoden angewendet werden. Da es nicht möglich ist, die Schwingspule 2 so auszubilden, dass sie als Schwingspule und darüber hinaus gleichzeitig als 8-förmige Spule dient, wird eine separate 8-förmige Spule 9A zum passiven Dämpfen dieser schaukelnden Moden verwendet.
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Gemäß der Erfindung ist die 8-förmige Spule 9A an der Membran 3 und an einer seitlichen Oberfläche der Schwingspule 2 angebracht. Vorzugsweise ist die 8-förmige Spule 9A zwischen der Membran und der Schwingspule 2 angeordnet. Es sei erwähnt, dass die seitliche Oberfläche der mindestens einen Schwingspule 2 vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu der Membran 3 verläuft, wenn die Membran 3 nicht ausgelenkt ist. Die 8-förmige Spule 9A bildet eine Membranplatte 14A, welche mit einer Oberfläche der Membran verklebt sein kann, die der Schwingspule 2 zugewandt ist. Aufgrund der Membranplatte 14A gemäß der Erfindung kann die Steifigkeit der Membran sehr effektiv auf platzsparende Weise erhöht sein. Es sei erwähnt, dass die Membranplatte 14A, wie in 5 gezeigt ist, nur durch eine einzige 8-förmige Spule 9A oder 9B gebildet sein kann oder andernfalls zwei 8-förmige Spulen 9A und 9B aufweisen kann. Das Gleiche gilt für alle anderen Ausführungsformen von 8-förmigen Spulen.
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Da Taumeln zwei Taumelmoden entlang der Achsen X und Y umfasst, werden, wie in 4 ersichtlich, vorzugsweise zwei 8-förmige Spulen 9A und 9B zum Dämpfen von Taumeln entlang der Achse X und zum Dämpfen von Taumeln entlang der Achse Y verwendet. Die 8-förmigen Spulen 9A und 9B dienen als passive Dämpfungsspulen.
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Die zwei 8-förmigen Spulen 9A, 9B sind an einer Unterseite der Membran 3 und an der Schwingspule 2 angebracht. Seitliche Abschnitte 10A, 10B, 10C, 10D der Spulen 9A, 9B sind jeweils an sich diametral gegenüberliegenden Bereichen der seitlichen Oberfläche der Schwingspule 2 angebracht. Die Spulen 9A, 9B werden auf die Außenseite der Schwingspule 2 appliziert, wodurch der Luftspalt um ca. 20 µm reduziert wird. Die Spule 9B ist in Bezug auf die Spule 9A um eine zu einer Oberfläche der Membran 3 senkrechte Achse verdreht. Die Spule 9B ist, wie man in 4 sehen kann, vorzugsweise um etwa 90° in Bezug auf die Spule 9A verdreht.
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Jede Spule 9A, 9B weist einen Fußabschnitt 11A, 11B auf, wobei die seitlichen Abschnitte 10A, 10B, 10C, 10D schräg zu dem Fußabschnitt 11A, 11B angeordnet sind.
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Gemäß 5 kann jede Spule 9A, 9B jeweils zwei platten- oder folienförmige Teile 12A, 12B, 12C, 12D aufweisen, wobei eine Klebeschicht 13A, 13B zwischen dem ersten platten- oder folienförmigen Teil 12A, 12C und einem zweiten platten- oder folienförmigen Teil 12B, 12D angeordnet ist.
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Die Klebeschicht 13A, 13B ist vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt.
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Das erste platten- oder folienförmige Teil 12A, 12C ist mittels der seitlichen Abschnitte 10A, 10B, 10C, 10D mit dem zweiten platten- oder folienförmigen Teil 12B, 12D elektrisch verbunden.
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Die erste 8-förmige Spule 9A und die zweite 8-förmige Spule 9B können mittels einer Klebeschicht miteinander verklebt sein. Diese Klebeschicht ist vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt. Die Spulen 9A und 9B können eine Membranplatte 14A bilden. Demgemäß besteht diese Membranplatte 14A aus den beiden geschichteten Spulen 9A und 9B, welche miteinander verklebt sind.
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8 zeigt einen Schnitt durch eine Membranplatte 14B, welche zwei 8-förmige Spulen 9C und 9D, wie sie in 6 und 7 gezeigt sind, und eine Klebeschicht 21 aufweist.
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Die vorstehend beschriebene passive Taumeldämpfung einer Membran bewirkt eine elektrische Dämpfung des Taumelns unabhängig von Frequenz, Temperatur, Luftfeuchte und Alterung. Es besteht ein direkter Bezug zwischen der Querschnittsfläche der 8-förmigen Spulen 9A, 9B, 9C, 9D und der erzielbaren Dämpfungskraft, die Querschnittsfläche kann daher auf kleinstmöglichen Einfluss auf die akustischen Eigenschaften (Resonanz, Empfindlichkeit) optimiert werden.
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Es wird nun anhand von 1 bis 10 ein Verfahren gemäß der Erfindung ausführlicher beschrieben. Das Verfahren zum Herstellen des Lautsprechertreibers 1a umfasst die Schritte:
- i) Bereitstellen einer Folie aus elektrisch leitfähigem Material, insbesondere kann die Folie eine Metallfolie wie etwa eine Aluminiumfolie (z. B. einer Standardaluminiumfolie von 10 bis 20 µm) sein;
- ii) Schneiden oder Stanzen der Folie, um eine schleifenförmige Struktur 15A, 15B, 15C, 15D zu erhalten - zur Massereduktion können Löcher geschnitten werden. Die Löcher können asymmetrisch oder symmetrisch zur rechteckigen Form gestaltet sein;
- iii) Falten der schleifenförmigen Struktur 15A, 15B, 15C, 15D;
- iv) Anbringen mindestens des Fußabschnitts 11A, 11B, 11C, 11D der gefalteten schleifenförmigen Struktur 15A, 15B, 15C, 15D an der Membran 3 des Lautsprechertreibers 1a;
- v) Anbringen seitlicher Bereiche 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G, 10H der gefalteten schleifenförmigen Struktur an seitlichen Oberflächen der Schwingspule 2 des Lautsprechertreibers 1a.
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Ein Haftmittel kann vor dem Falten der schleifenförmigen Struktur 15A, 15B, 15C, 15D auf die überlappenden Bereiche 16A, 16B des Fußabschnitts 11A, 11B, 11C, 11D appliziert werden.
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Ferner kann vor Schritt iii) die Oberfläche der Folie so behandelt werden, dass sie elektrisch isolierend wird. Die (Aluminium-)Folie kann mit Heißdampf so vorbehandelt werden, dass sie an der Oberfläche nicht leitfähig ist.
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Die Folie kann gemäß 5, 6 und 9 in Schritt ii) so geschnitten oder gestanzt werden, dass sie eine Form aufweist, welche zwei Hauptbereiche 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F, 12G, 12H aufweist, welche mittels einer Lücke 20A, 20B, 20C voneinander beabstandet sind; wobei der erste und der zweite Hauptbereich mittels zweier Streifen, welche die seitlichen Abschnitte 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G, 10H ausbilden und entsprechende Kanten der Hauptbereiche 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F, 12G, 12H verbinden, elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind.
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Nach dem Schneiden der Folie kann eine Klebeschicht (doppelseitiges Haftmittel oder ein beliebiger anderer Klebstoff) auf eine Seite der Struktur appliziert werden. Dann kann die Struktur entlang einer Symmetrieachse gefaltet werden, welche die zwei seitlichen Abschnitte 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G, 10H kreuzt, wodurch die jeweils entsprechenden Bereiche 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F, 12G, 12H aneinander ausgerichtet werden.
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Gemäß der in 6 bis 10 gezeigten Ausführungsform ist es nicht nötig, die Metallschichten zusammenzukleben, um eine 8-förmige Spule herzustellen, da die Metallschichten 12E, 12F, 12G, 12H jeweils als Sandwichstruktur dienen, die in zwei gegenüberliegenden Vierteln der 8-förmigen Spulen 9C, 9D, 9E angeordnet ist. Dennoch können überlappende Bereiche 16A, 16B, 16C, 16D, wie in 7 und 9 gezeigt ist, entworfen werden, um die Struktur mechanisch zu stärken. Die Impedanz der Spule 9C, 9D, 9E wird hauptsächlich durch die die Schwingspule 2 kontaktierenden seitlichen Bereiche 10E, 10F, 10G, 10H definiert, so dass der Kreuzungsbereich in der Mitte nur im Bereich der Schenkel sein zu braucht, wie dies im Bild gezeigt ist. Der Stromfluss in 7 und 9 ist mit einem Pfeil gekennzeichnet. Der Umriss der unteren Schicht ist mit einer durchgehenden Linie gekennzeichnet, der Umriss der oberen Schicht hingegen mit einer gestrichelten Linie.
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Nach dem Herstellen einer ersten und einer zweiten gefalteten schleifenförmigen Struktur 15A, 15B, 15C, 15D, welche 8-förmige Spulen bilden, können die erste und die zweite gefaltete schleifenförmige Struktur 15A, 15B, 15C, 15D derart miteinander verklebt werden, dass eine Symmetrieachse der zweiten schleifenförmigen Struktur eine Symmetrieachse der ersten gefalteten schleifenförmigen Struktur quert. Die gefalteten schleifenförmigen Strukturen bilden die 8-förmigen Spulen. 8 zeigt einen Querschnitt einer Sandwichstruktur, die aus zwei 8-förmigen Spulen 9C, 9D und einer Verbindungsschicht 13 dazwischen besteht.
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Ferner können ein Fußabschnitt der ersten oder der zweiten schleifenförmigen Struktur 15A, 15B, 15C, 15D an der Membran 3 und die seitlichen Bereiche 10A, ..., 10H an seitlichen Oberflächen der Schwingspule 2 angebracht werden. Vorzugsweise ist die Symmetrieachse der ersten gefalteten schleifenförmigen Struktur 15A, 15C im Wesentlichen senkrecht zu der Symmetrieachse der zweiten gefalteten schleifenförmigen Struktur 15B, 15D.
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9 und 10 zeigen eine optimierte Version der Spule 9C aus 7 und 8. Der Strompfad ist in 9 explizit gezeichnet. Wie man sehen kann, braucht nur sichergestellt zu werden, dass die Kreuzung in dem zentralen Bereich ausreichend Metall aufweist, um den Widerstand gering zu halten.
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Die gefaltete Struktur aus 10 zeigt die signifikante Minderung des überlappenden Bereichs in der Mitte auf. Die optimale Form des mittleren Bereichs ist ein um 45° gekipptes Quadrat, dessen Seitenlänge gleich der Schenkelhöhe ist.
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Gemäß 11 kann die Schwingspule aus zwei Spulen 2A und 2B hergestellt werden, die koaxial zueinander angeordnet sind. Die seitlichen Abschnitte 10A, 10B der 8-förmigen Spule 9A können an dem der Spule 2A zugewandten vorderen Ende der Spule 2B und an dem entsprechenden vorderen Ende der Spule 2A angebracht werden. Teile der seitlichen Abschnitte 10A, 10B der 8-förmigen Spule 9A sind zwischen den mindestens zwei Spulen 2A, 2B angeordnet. Streben 22A, 22B der seitlichen Abschnitte 10A, 10B der 8-förmigen Spule 9A sind auf der seitlichen Oberfläche der Spule 2B angeordnet, wie man in 12 sehen kann.
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Wie außerdem in 12 ersichtlich ist, sind seitliche Teile 10A, 10B der 8-förmigen Spule 9A über eine vordere Kante der Spule 2B gebogen. Die seitlichen Abschnitte 10A, 10B können an das vordere Ende der Spule 2B geklebt werden. In einem nächsten Schritt kann eine zweite Spule 2A an der Spule 2B so angebracht werden, dass die Teile 10A, 10B der 8-förmigen Spule 9A schließlich zwischen den Spulen 2A, 2B liegen.
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Natürlich kann, wie vorstehend beschrieben und in 4 bis 10 gezeigt ist, zusätzlich zur Spule 9A eine zweite 8-förmige Spule verwendet werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend erwähnten Ausführungsformen und beispielhaften Arbeitsbeispiele eingeschränkt. Weitere Entwicklungen, Modifikationen und Kombinationen liegen auch innerhalb des Schutzbereichs der Patentansprüche und gelangen durch die vorstehende Offenbarung in den Besitz des Fachmanns. Daher verstehen sich die hier beschriebenen und veranschaulichten Techniken und Strukturen als veranschaulichend und beispielhaft und nicht als den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einschränkend. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche definiert, einschließlich zum Zeitpunkt der Einreichung dieser Anmeldung bekannter Äquivalente und unvorhersehbarer Äquivalente.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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