DE102020001252A1 - Loudspeaker diaphragm and method of manufacturing a loudspeaker diaphragm for a loudspeaker of the ribbon magnetostat type - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung in der Konstruktionsweise eines Lautsprechers der Art Bändchenmagnetostat zur Wiedergabe von Sprache und Musik. Die Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung der Lautsprechermembrane und definiert das Verfahren zur Herstellung dergleichen.Die Lautsprechermembran wird entsprechend einem speziellen Verfahren als strukturiertes Laminat aus mehreren verklebten Schichten (21,22,23) hergestellt. Die Klebstoffe härten unter Formgebung in strukturierten Formen (24) aus.Durch die Art ihrer Konstruktion weist die Membran eine erhöhte mechanische Stabilität und Elastizität auf. Aus diesem Grund kann die Membran größere Amplituden und damit höhere Lautstärken und tiefere Frequenzen wiedergeben, ohne dass es zu Ermüdungen und zum Versagen des Materials kommt.The invention relates to an improvement in the construction of a loudspeaker of the ribbon magnetostat type for reproducing speech and music. The invention relates to the improvement of the loudspeaker diaphragm and defines the method for producing the same. The loudspeaker diaphragm is produced in accordance with a special process as a structured laminate from several bonded layers (21, 22, 23). The adhesives cure while shaping in structured molds (24). Due to the nature of their construction, the membrane has increased mechanical stability and elasticity. For this reason, the membrane can reproduce larger amplitudes and thus higher volumes and lower frequencies without causing fatigue or failure of the material.
Description
Bei einem typischen Bändchenmagnetostat (
Der Wirkmechanismus beruht auf der physikalischen Gesetzmäßigkeit der Lorenzkraft.The mechanism of action is based on the physical law of the Lorenz force.
Bändchenmagnetostaten finden typischerweise Anwendung als Hochtöner in mehrwegigen Lautsprechern unterschiedlicher Bauart und mit unterschiedlichem Verwendungszweck.Ribbon magnetostats are typically used as tweeters in multi-way loudspeakers of different types and uses.
Die Lautsprechermembran (
Die Enden sind mechanisch an einen Rahmen oder an ein Gehäuse fixiert und dienen gleichzeitig als elektrische Anschlusspunkte an die Signalquelle (
Das Magnetfeld wird typischerweise durch Permanentmagneten erzeugt (
Das elektrische Signal wird durch einen Audio-Verstärker (
Eine alternative Konstruktionsart der Lautsprechermembran, mit Anwendung entsprechend der oben beschriebene Weise, basiert auf einzelnen Aluminiumstreifen, die auf eineAn alternative type of construction of the loudspeaker membrane, with application in accordance with the manner described above, is based on individual aluminum strips that are attached to a
Trägerfolie geklebt werden. Durch diese Maßnahme kann der elektrische Widerstand erhöht und aufgrund dessen auf einen Transformator verzichtet werden. Trotz starker äußerlicher Ähnlichkeit bestehen diese Lautsprechermembranen nicht aus einem Laminat entsprechend der Erfindung, da in keinem bekannten Fall die hierfür erforderliche Anzahl von mehr als zwei Schichten und die erforderliche Art der Herstellung gemäß der Erfindung Anwendung gefunden haben. Die durch die Erfindung resultierenden Vorteile kommen aus diesem Grund nicht zum tragen. Die für die Anwendung maßgeblichen mechanischen Eigenschaften der Lautsprechermembran werden wie bei der zuvor beschriebenen typischen Lautsprechermembran, welche aus einer einzigen Metallfolie besteht durch die Eigenschaften ebendieser Metallfolie bestimmt. Die im folgenden beschrieben Probleme und Einschränkungen beziehen sich in vergleichbarer Weise auf diese alternative Konstruktionsart. (Vgl. Patentanspruch:
Bei dem beschriebenen Bändchenmagnetostaten beschränkt sich die praktische Anwendung aufgrund der mechanischen Limitierungen der Lautsprechermembran auf den Hochtonbereich mit einer unteren Grenzfrequenz zwischen typischerweise 1000-5000 Hz. Eine breitbandigere Anwendung über diesen Bereich hinaus, z.B. zur Wiedergabe des Spektrums einer menschlichen Stimme mit einer unteren Grenzfrequenz zwischen 100-200 Hz ist mit der beschriebenen Konstruktion nicht sinnvoll umsetzbar.In the case of the ribbon magnetostat described, the practical application is limited to the high frequency range with a lower limit frequency between typically 1000-5000 Hz due to the mechanical limitations of the loudspeaker membrane 100-200 Hz cannot be reasonably implemented with the construction described.
Gründe hierfür:
- Eine Erhöhung der Lautstärke und eine Verringerung der Wiedergabefrequenz sind beide mit einer Erhöhung der Schwingungsamplitude und einer daraus resultierenden Streckung der Lautsprechermembrane verbunden.
- Bei der beschriebenen typischen Lautsprechermembran eines Bändchenmagnetostaten werden dessen mechanische Eigenschaften maßgeblich von den Materialeigenschaften der leitenden Metallfolie definiert bzw. begrenzt. Im Falle einer Überstreckung des Materials aufgrund einer Überbeanspruchung kommt es schnell zur Materialermüdung der Lautsprechermembrane und infolgedessen zur Zerstörung des Lautsprechersystems.
- Die Erfindung betrifft eine Verbesserung in der Konstruktionsweise eines Lautsprechers der Art Bändchenmagnetostat zur Wiedergabe von Sprache und Musik.
- Die Erfindung betrifft dabei insbesondere die Verbesserung der Lautsprechermembrane im Vergleich zum Stand der Technik sowie das Verfahren zur Herstellung dergleichen.
- An increase in the volume and a decrease in the playback frequency are both associated with an increase in the oscillation amplitude and a resulting stretching of the loudspeaker membrane.
- In the case of the typical loudspeaker diaphragm of a ribbon magnetostat described, its mechanical properties are largely defined or limited by the material properties of the conductive metal foil. If the material is overstretched due to excessive stress, material fatigue of the loudspeaker diaphragm quickly occurs and, as a result, the loudspeaker system is destroyed.
- The invention relates to an improvement in the construction of a loudspeaker of the ribbon magnetostat type for reproducing speech and music.
- The invention relates in particular to the improvement of the loudspeaker diaphragm compared to the prior art and the method for producing the same.
Als Weiterentwicklung des Stands der Technik (
Die Wirkungsweise (
Zur Verstärkung des Effekts ist es vorteilhaft, wenn die mittlere Schicht (
Aus beschriebener Art und Konfiguration der einzelnen Schichten ergeben sich die im Vergleich zum Stand der Technik vorteilhaften mechanischen Eigenschaften.The mechanical properties that are advantageous compared to the prior art result from the type and configuration of the individual layers described.
Aus diesem Grund kann die Membran größere Amplituden und damit höhere Lautstärken und tiefere Frequenzen, mit einer unteren in der praktischen Anwendung realisierbaren Grenzfrequenz zwischen 100 und 200 Hz, wiedergeben, ohne dass es zu Ermüdungen und zum Versagen des Materials kommt.For this reason, the membrane can reproduce larger amplitudes and thus higher volumes and lower frequencies, with a lower limit frequency between 100 and 200 Hz that can be realized in practical use, without fatigue and failure of the material.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1:
- Lautsprechermembran
- 2:
- Permanentmagnete
- 3:
- Mechanische Befestigungspunkte der Membran die gleichzeitig als elektrische Anschlusspunkte dienen
- 4:
- Signalqualle Audioverstärker
- 21:
- Außenliegende Schicht Lautsprechermembran, z.B. Kunststofffolie
- 22:
- Mittig liegende Schicht Lautsprechermembran, z.B. Aluminiumfolie
- 23:
- Außenliegende Schicht Lautsprechermembran, z.B. Kunststofffolie
- 24:
- Form in der die Schichten verklebt werden
- 1:
- Speaker cone
- 2:
- Permanent magnets
- 3:
- Mechanical fastening points of the membrane that also serve as electrical connection points
- 4:
- Signalqualle audio amplifier
- 21:
- External layer of loudspeaker membrane, e.g. plastic film
- 22:
- Central layer of loudspeaker membrane, e.g. aluminum foil
- 23:
- External layer of loudspeaker membrane, e.g. plastic film
- 24:
- Form in which the layers are glued
- 31:
- Außenliegende Schicht im Membranaufbau, z.B. Kunststofffolie
- 32:
- Mittig liegende Schicht im Membranaufbau, z.B. Aluminiumfolie
- 33:
- Außenliegende Schicht im Membranaufbau, z.B. Kunststofffolie
- 34:
- Kraftvektor bei Streckung der Membran in Richtung Befestigungspunkte
- 35:
- Streckung der außenliegenden Schicht
- 36:
- Stauchung der außenliegenden Schicht
- 31:
- External layer in the membrane structure, e.g. plastic film
- 32:
- Central layer in the membrane structure, e.g. aluminum foil
- 33:
- External layer in the membrane structure, e.g. plastic film
- 34:
- Force vector when the membrane is stretched in the direction of the attachment points
- 35:
- Stretching the outer layer
- 36:
- Compression of the outer layer
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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