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HINTERGRUND
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf das Gebiet von Lautsprechern/Wandlern, insbesondere auf einen Wandler mit einem rückseitig angebrachten Aufhängungselement (relativ zu dem Magnetsystem); das rückseitig angebrachte Element befindet sich auf der dem herkömmlichen Sicken-Aufhängungselement, das mit der Membran verbunden ist, gegenüberliegenden Seite.
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Stand der Technik
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Wenn elektrischer Strom durch die Schwingspule des Wandlers fließt, wird der mit der Schwingspule verbundene Konus wiederholt bewegt und bringt die Luft in der Kammer des Wandlers zum Schwingen, sodass Schallwellen erzeugt werden. Da sich der Konus wiederholt hin und her bewegt, leidet der Wandler unter der Kraft, die durch das Wackeln verursacht wird, und die Wandlerstruktur wird aufgrund des Wackelns instabil. Insbesondere wird das Wackeln durch die Bewegungen der Membran verursacht, die in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung ungleichmäßig ist. Dies kann dazu führen, dass die Membran flattert und sich nicht gleichmäßig nach vorne und hinten bewegt. Zudem kann diese Wackelbewegung verursachen, dass die Schwingspule, die üblicherweise an der Membran befestigt ist, sich ebenfalls nicht präzise nach vorne und hinten bewegt und so an statischen Teilen des Wandlers reibt. Das kann zur Erzeugung ungewünschter Geräusche führen.
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Um die Stabilität gegenüber dem Wackelverhalten zu verbessern, wird ein Befestigungselement zum Aneinanderkoppeln des Konus oder der Membran mit dem Rahmen erwogen. Allerdings wird das Befestigungselement weiterhin mit dem Konus bewegt oder das Magnetfeld kann damit interferieren. Die Stabilität des Wandlers gegenüber dem Wackelverhalten kann weiterhin nicht erzielt werden. Außerdem ist die Amplitude des Wandlers aufgrund eines derartigen Befestigungselements verringert. Bei Hochfrequenz-Treibern und Hochtönern ist eine Konstruktion üblich, bei der nur das herkömmliche Sickenelement verwendet wird, da derartige Lautsprecher keine tieferen Frequenzen wiedergeben müssen, bei denen Wackeln öfter auftreten kann. Diese Erfindung ermöglicht die Verwendung dieser Konstruktionen für eine tiefere Frequenz, wobei die Verwendung einer kompakten Konstruktion mit Kalotten ebenfalls möglich ist, die eine gute HF-Ausbreitung ermöglichen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Um die vorstehend genannten Probleme anzugehen, gibt die vorliegende Offenbarung einen Lautsprecher/Wandler an. Eine Ausführungsform des Wandlers weist Folgendes auf: einen Metallrahmen, eine Membran, ein Jochelement, einen Magneten, eine Schwingspule, ein rückseitiges Aufhängungselement und ein Kopplungselement. Die Membran ist mit dem Metallrahmen verbunden. Das Jochelement ist mit dem Metallrahmen verbunden und an einer Rückseite der Membran positioniert. Der Magnet ist an dem Jochelement angeordnet. Die Schwingspule ist mit der Membran verbunden und neben dem Magneten angeordnet. Das rückseitige Aufhängungselement ist mit dem Jochelement verbunden. Dabei befindet sich der Magnet zwischen dem rückseitigen Aufhängungselement und der Membran. Das Kopplungselement ist mit dem rückseitigen Aufhängungselement und der Membran verbunden.
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Bei einigen Ausführungsformen weist das Jochelement eine Bodenplatte, eine Außenwand und eine Innenwand auf. Die Außenwand steht von dem Randbereich der Bodenplatte vor und ist mit dem Metallrahmen verbunden. Die Innenwand steht von der Bodenplatte vor und der Magnet befindet sich an der Innenwand.
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Bei einigen Ausführungsformen weist der Wandler ferner eine obere Platte auf und der Magnet befindet sich zwischen der oberen Platte und der Innenwand.
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Bei einigen Ausführungsformen ist ein Durchgangsloch durch eine gestapelte Anordnung der Innenwand, des Magneten sowie der oberen Platte hindurch definiert, und ein Teil des zylindrischen Kopplers befindet sich in dem Durchgangsloch.
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Bei einigen Ausführungsformen befindet sich ein Teil der Schwingspule in dem Durchgangsloch. Dabei ist ein Abstand zwischen dem Kopplungselement und einem zentralen Bereich der Membran kürzer als ein Abstand zwischen der Schwingspule und einem zentralen Bereich der Membran.
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Bei einigen Ausführungsformen ist zwischen der Außenwand und der gestapelten Anordnung der Innenwand, des Magneten und der oberen Platte eine Aussparung gebildet.
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Bei einigen Ausführungsformen weist der Wandler ferner ein vorderseitiges Aufhängungselement auf, das mit dem Jochelement der Membran verbunden ist.
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Bei einigen Ausführungsformen ist das Kopplungselement an die Membran gebondet.
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Bei einigen Ausführungsformen weist das Kopplungselement einen schnellen Verbinder und zwei Verbindungsbereiche auf. Die Verbindungsbereiche sind mit der Membran bzw. dem rückseitigen Aufhängungselement verbunden und der schnelle Verbinder ist mit den beiden Verbindungsbereichen verbunden.
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Das rückseitige Aufhängungselement und die Membran sind jeweils an gegenüberliegenden Seiten des Magneten so angeordnet, dass die Magnetfeldinterferenzen mit dem rückseitigen Aufhängungselement verringert werden können. Das rückseitige Aufhängungselement kann mittels des Kopplungselements an der Membran befestigt sein. Folglich kann die Struktur des Wandlers sehr viel stabiler sein und die Stabilität des Wandlers gegenüber dem Wackeln kann verbessert werden.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ersten Wandler-Konstruktion;
- 2 zeigt eine Querschnittsansicht des Wandlers gemäß 1;
- 3 zeigt eine Querschnittsansicht einer modifizierten Wandler-Konstruktion.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Auf 1 und 2 Bezug nehmend: 1 und 2 zeigen eine perspektivische Ansicht bzw. eine Querschnittsansicht eines Wandlers gemäß der ersten Konstruktion der vorliegenden Offenbarung. Wie in 1 und 2 gezeigt, kann der Wandler 1 Folgendes aufweisen: einen Rahmen bzw. Korb 10, vorzugsweise aus Metall; eine Membran 20; ein Jochelement 30; eine obere Platte 37; einen Magneten 40; eine Schwingspule 50; ein rückseitiges Aufhängungselement 60; und ein Kopplungselement 70.
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Die Membran 20 ist über eine Aufhängung 80 mit dem Metallrahmen 10 verbunden. Das Jochelement 30 ist mit dem Metallrahmen 10 verbunden und an der Rückseite der Aufhängung 80 positioniert, die mit der Membran 20 verbunden ist. Der Magnet 40 ist an dem Jochelement 30 angeordnet. Die Schwingspule 50 ist mit der unteren Fläche der Membran 20 verbunden und neben dem Magneten 40, der oberen Platte 37 und dem Jochelement 30 angeordnet. Bei einer Konstruktion ist das rückseitige Aufhängungselement 60 mit dem Jochelement 30 verbunden. Dabei befinden sich der Magnet 40 und die obere Platte 37 zwischen dem rückseitigen Aufhängungselement 60 und der Membran 20. Bei einer weiteren Konstruktion ist das rückseitige Aufhängungselement 60 mit dem Jochelement 30, dem Magneten 40 oder der oberen Platte 37 entweder direkt oder indirekt mittels eines zusätzlichen oder sekundären Verbindungselements verbunden. Das Kopplungselement 70 ist mit der rückseitigen Aufhängung 60 und der Membran 20 verbunden. Bei dieser Konstruktion ist ein Spalt vorhanden, der den Magneten 40 und die Schwingspule 50 voneinander beabstandet. Bei der vorliegenden Offenbarung bedeutet der Begriff „verbunden“ direkt oder indirekt verbunden.
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Das rückseitige Aufhängungselement 60 kann eine „Spinne“ oder ein „Dämpfer“ sein, die bzw. der direkt oder indirekt an dem Jochelement 30, dem Magneten 40 und/oder der oberen Platte 37 befestigt ist. Das rückseitige Aufhängungselement 60 ist derart strukturiert und konfiguriert, dass es verwendet wird, um eine Rückstell- und Zentrierfunktion bezüglich der neutralen Position der Membran zu erfüllen, wenn sich die Membran 20 und die Schwingspule 50 bewegen. In einigen Fällen kann das rückseitige Aufhängungselement 60 ein Flächenkörper mit Spitzen und Senken in der Querschnittsansicht sein. Die Räume zwischen den Spitzen oder Senken können Pufferräume darstellen, wobei die Membran 20 und die Schwingspule 50 so bewegt werden, dass sie die gewünschte Vorwärts- und Rückwärtsbewegung nicht beeinträchtigen.
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Detailliert beschrieben kann das Jochelement 30 eine Bodenplatte 31, eine Außenwand 33 und einen Innenwand 35 aufweisen. Die Außenwand 33 steht von dem Randbereich der Bodenplatte 31 vor und kann mit dem Metallrahmen 10 verbunden sein. Die Innenwand 35 steht von der Bodenplatte 31 vor und ist von der Außenwand 33 umgeben. Die Höhe der Innenwand 35 ist niedriger als die Höhe der Außenwand 33. Der Magnet 40 ist an der Innenwand 35 angeordnet. Bei dieser Struktur sind der Magnet 40 und die Innenwand 35 ringförmig. Das rückseitige Aufhängungselement 60 ist an das Jochelement 30 oder ein zusätzliches Element gekoppelt, das an das Jochelement 30, den Magneten 40 oder die obere Platte 37 gebondet sein könnte. Es ist zu verstehen, dass die vorhergehenden Beispiele lediglich zu veranschaulichenden Zwecken angegeben sind, die Offenbarung jedoch nicht beschränken.
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Außerdem kann der Wandler 1 ferner eine obere Platte 37 aufweisen. Der Magnet 40 befindet sich dann zwischen dieser oberen Platte 37 und der Innenwand 35. Bei dieser Konstruktion ist die obere Platte 37 ein zusätzliches Element, wie eine Ringscheibe. In einer weiteren Konstruktion kann die obere Platte 37 jedoch ein Teil des Jochelements 30 sein; beispielsweise erstreckt sich die obere Platte 37 von der Außenwand 33 des Jochelements 30.
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Bei dieser Konstruktion ist die obere Platte 37 auch ringförmig. Die Innenwand 35, der Magnet 40 und die obere Platte 35 sind so gestapelt, dass sie eine gestapelte Anordnung mit einer U-Form bilden. Da die Innenwand 35, der Magnet 40 und die obere Platte 37 als die gestapelte Anordnung ringförmig und laminiert sind, ist ein Durchgangsloch 45 durch die gestapelte U-Form-Anordnung hindurch definiert. Ein Teil des Kopplungselements 70 befindet sich in dem Durchgangsloch 45. Bei dieser Konstruktion befindet sich der untere Teil der Schwingspule 50 in einer Aussparung 47, die zwischen dem Magneten und der Außenwand 33 ausgebildet ist. Ein Abstand zwischen der Verbindung des Kopplungselements 70 mit der Membran 20 und einem zentralen Bereich der Membran 20 ist kürzer als ein Abstand zwischen der Verbindung der Schwingspule 50 mit der Membran 20 und dem zentralen Bereich der Membran 20. Das heißt, dass sich das Kopplungselement 70 innerhalb der Schwingspule 50 befindet.
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2 zeigt die Querschnittsansicht eines Wandlers, bei dem die Aussparung 47 zwischen der gestapelten U-Form-Anordnung und der Außenwand 33 ausgebildet ist und ein Teil der Schwingspule 50 sich in der Aussparung 47 befindet. Bei dieser Konstruktion leidet das Kopplungselement 70 weniger unter Magnetfeldinterferenzen und Interferenzen, die auftreten, wenn elektrischer Strom durch die Schwingspule 50 fließt.
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Bei einigen Konstruktionen weist der Wandler 1 ferner ein vorderseitiges Aufhängungselement 80 auf, das mit dem Jochelement 30 und der Membran 20 verbunden ist. Die Membran 20 kann konusförmig, kalottenförmig (konvex oder konkav) oder ein Flächenkörper mit Spitzen und Senken in der Querschnittsansicht sein. Das vorderseitige Aufhängungselement 80 kann ein Randbereich Teil der Membran 20 sein, das mit dem Jochelement 30 zu verbinden ist. Oder das vorderseitige Aufhängungselement 80 kann ein zusätzliches Element sein, um die Membran 20 mit dem Jochelement 30 zu verbinden.
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Detailliert beschrieben, ist das vorderseitige Aufhängungselement 80 mit der Außenwand 33 und dem Randbereich der Membran 20 verbunden, um die Stabilität des Wandlers 1 gegenüber dem Wackelverhalten zu verbessern. Bei dieser Konstruktion weist das vorderseitige Aufhängungselement 80 in seiner Querschnittsansicht eine Bogenform auf. Es ist zu verstehen, dass die vorhergehenden Beispiele lediglich zu veranschaulichenden Zwecken angegeben sind, die offenbarten Ausführungsformen jedoch nicht beschränken sollen.
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Das Kopplungselement 70 hält und bildet eine Fixierung zwischen der Membran 20 und dem rückseitigen Aufhängungselement 60. Das bedeutet, dass Bewegungen der Membran 20 über das Kopplungselement 70 bis zu dem rückseitigen Aufhängungselement 60 übertragen werden. Das rückseitige Aufhängungselement 60 kann also ebenfalls etwas Stabilität in die Bewegung der Membran 70 bringen und die Wackelbewegung verringern. Somit wird zudem die unerwünschte Bewegung der Schwingspule 50 verringert, die mit dem Wandler-Körper interagiert und unerwünschte Geräusche erzeugt. Außerdem ist das Kopplungselement 70 aus einem leichtgewichtigen Material gefertigt, sodass das Kopplungselement 70 die Amplitude nicht verringert oder die gewünschte Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Membran 20 nicht beeinträchtigt.
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3 zeigt eine Konstruktion des in 2 gezeigten zylindrischen Kopplers 70. Der zylindrische Koppler 70 kann beispielsweise eine hohle Röhre sein. Bei einigen Ausführungsformen kann der zylindrische Koppler 70 mit einem Abdichtmaterial direkt an die Membran 20 gebondet sein. Wie in 3 gezeigt, weist der zylindrische Koppler 70 einen Verbinder 71 und zwei Verbindungsbereiche 73 auf. Dabei sind die zwei Verbindungsbereiche 73 mit der Membran 20 bzw. dem rückseitigen Aufhängungselement 60 verbunden. Der Verbinder 71 wird verwendet, um die zwei Verbindungsbereiche 73 miteinander zu verbinden. Die Konstruktion ist lediglich zu vereindeutigenden und veranschaulichenden Zwecken angegeben, ist jedoch nicht notwendigerweise eine Beschränkung der vorliegenden Offenbarung. Der Verbinder 71 kann beispielsweise auch mit der Membran 20 oder dem rückseitigen Aufhängungselement 60 verbunden sein. Der Verbinder 71 ist für die Anordnung zweckmäßig.
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Das rückseitige Aufhängungselement 60 und die Membran 20 des Wandlers 1 sind an gegenüberliegenden Seiten des Magneten 40 so angeordnet, das die Magnetfeldinterferenzen mit dem rückseitigen Aufhängungselement 60 verringert werden können. Zudem ist das rückseitige Aufhängungselement 60 mittels des Kopplungselements 70 an der Membran 20 befestigt. Somit kann die Struktur des Wandlers 1 sehr viel stabiler sein und die Stabilität des Wandlers 1 gegenüber dem Wackeln kann verbessert werden.
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Während die vorliegende Offenbarung mit bevorzugten Ausführungsformen beispielhaft beschrieben wurde, ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen zu beschränken ist. Für den Fachmann sind diverse Modifikationen und Verbesserungen im Rahmen der Idee der vorliegenden Offenbarung in dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abgedeckt. Der abgedeckte Umfang der vorliegenden Offenbarung basiert auf den beigefügten Ansprüchen.
