DE1094304B - Elektrodynamischer Lautsprecher mit Konusmembran - Google Patents

Description

Elektrodynamische Lautsprecher werden seit Beginn ihrer Herstellung, d. h. seit Jahrzehnten, mit konusförmiger Membran ausgerüstet, deren Herstellungsverfahren, Form und Material sich seitdem kaum geändert haben: Die Membranen werden — vorzugsweise im Schöpf- oder Druckverfahren — aus starkem Papier hergestellt, wobei die Halterung des äußeren Membranrandes am Lautsprecherkorb durch eine Einspannung des Membranrandes erfolgt, der in Abweichung von der sonstigen konischen Form mit einer oder mehreren kreisförmigen konzentrischen Rillen versehen ist. Membran und Einspannrand bestehen dabei aus einem Stück. Bei größeren Membranen von mehr als etwa 12 bis 15 cm Durchmesser ist außer der beschriebenen Halterung des Außenrandes eine zweite Halterung am Zentrum der Membran in Form einer sogenannten Spinne vorgesehen, die hauptsächlich die Aufgabe hat, für eine einwandfreie Zentrierung der Lautsprecherspule zu sorgen, die in einem ringförmigen Magnetspalt axial verlaufende Schwingungen ausführt.

Die beschriebene Form der Membran, bei der also der konische Teil und der vorzugsweise gewellte Einspannrand aus einem Stück bestehen, ist auch bei denjenigen in den letzten Jahren entwickelten dynamischen Lautsprechern verwendet worden, die für die sogenannte Hochtonwiedergabe vorgesehen sind und die sich von den üblichen dynamischen Lautsprechern zur Wiedergabe breiter akustischer Frequenzbänder im wesentlichen durch erheblich kleinere Abmesssungen unterscheiden. Beispielsweise sind derartige Hochtonlautsprecher, die entweder als Ergänzung zu den üblichen Tieftonlautsprechern größerer Ausmaße oder auch für die seitliche Schallabstrahlung in Lautwiedergabegeräten (sogenanntes 3 D-Prinzip) verwendet werden, mit Membranen ausgerüstet, deren Durchmesser weniger, vielfach sogar erheblich weniger als 10 cm beträgt. - . .

Beim Arbeiten mit derartigen Kleinlautsprechern stellte sich nun heraus, daß es, sofern man an der bisherigen Form, Herstellungsweise und Materialauswahl der Membran festhält, Schwierigkeiten bereitet, die Eigenfrequenz des Lautsprechers tief genug zu legen. Besonders akut wird dieses Problem, wenn die betreffenden Kleinlautsprecher nicht nur für die Wiedergabe hoher Frequenzen verwendet werden sollen, sondern wenn sie zugleich auch tiefe Frequenzen wiedergeben sollen, z. B. bei ihrer Verwendung in kleineren Rundfunkgeräten sowie Koffer- oder Auto-Run df unkemp f ängern.

Die Aufgabe, einen elektrodynamischen Lautsprecher mit Konusmembran von vorzugsweise kleinen Membranabmessungen zu schaffen, dessen Frequenzband im Unterschied zu den bisher üblichen

Elektrodynamischer Lautsprecher
mit Konusmembran

Anmelder:

Peter Grassmann,
Berlin-Zehlendorf, Onkel-Tom-Str. 127

Peter Grassmann, Berlin-Zehlendorf,
ist als Erfinder genannt worden

Membrangestaltungen eine möglichst tief liegende Eigenfrequenz aufweist, wird gemäß der Erfindung so durch die Zusammenfassung folgender Maßnahmen gelöst:

a) Es wird eine konische und tiefgezogene Papiermembran verwendet;

b) diese Membran wird nur an ihrem äußeren Rand gehalten;

c) für diese Randhalterung wird ein Haltering aus einem sehr dünnen Papier, z. B. Japanpapier, verwendet;

d) die Membran ist so gestaltet, daß die an ihrem Zentrum vorgesehene Schwingspule etwa in der Einspann ebene des Membranrandes liegt;

e) Gesamtdurchmesser unterhalb 10 cm.

Es war an sich bekannt, den Einspannrand von Lautsprechermembranen aus einem anderen Material zu bilden als die Membran selbst, beispielsweise aus Leder oder Textilien, wenn die Membran selbst aus dünnem Metallblech bestand. —- Ferner war es bekannt, bei elektrodynamischen Lautsprechern die für gewöhnlich an ihrem äußeren Einspannrand gewellte Membran außer an diesem Rand auch an der zentral gelegenen Schwingspule (durch eine sogenannte Spinne) einzuspannen. — Mit derartigen bekannten Konstruktionen ist jedoch die Erzielung einer genügend tiefen Eigenfrequenz der Membran nicht möglieh.

Versuche mit dynamischen Kleinlautsprechern, die mit der neuen Membran ausgerüstet sind, haben ergeben, daß es gelingt, die Eigenfrequenz des Lautsprechers auf etwa 100 Hz herabzusetzen. Bei der bisher üblichen Membranform war es hingegen bei Membrandurchmessern von weniger als etwa 10 cm nicht möglich, eine tiefere Eigenfrequenz als etwa 275 Hz zu erhalten. Ein Lautsprecher mit der neuen Membran vermag also Frequenzbänder zu reproduzieren, deren

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Breite erheblich größer ist als bei Anwendung der bisher üblichen Mittel. Insbeondere gelingt es durch die neue Gestaltung der Membran, das Frequenzband des Lautsprechers an solchen Stellen anzuheben, die bei der bisherigen Bauart vernachlässigt worden sind.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der neuen Membran und ihrer Befestigung am Korb eines dynamischen Lautsprechers sonst üblicher Bauart, und zwar in

Fig. 1 in der Form einer üblichen konischen Mem- ίο bran,

Fig. 2 in der Form einer tiefgezogenen Membran, die eine Anbringung der Schwingspule in der durch den Einspannrand bestimmten Ebene ermöglicht.

In Fig. 1 ist der eigentliche konische Membranteil aus Papier mit 1 dargestellt. Der äußere Rand dieses konischen Teils 1 ist mit einer leichten rillenartigen Stufe 2 versehen. An diese schließt sich der aus Japanpapier bestehende Haltering 3 an, der mit dem Rand des konischen Membranteils vorzugsweise verklebt ist. Die üblichen konzentrischen Rillen — etwa zwei oder drei Stück —, die ein leichteres Schwingen ermöglichen, sind größtenteils in dem dünnen Papierring 3 angebracht. Der äußere Rand des dünnen Papierrings 3 ist in den Lautsprecherkorb 4 eingespannt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel lassen sich etwa folgende Abmessungen verwirklichen: Der Durchmesser des konischen Membranteils 1 ist relativ gering; er beträgt etwa 5 cm. Die Breite des aus dünnem Papier bestehenden Halterings 3 ist zu etwa 1 cm gewählt. Trotz dieser kleinen Abmessungen gelingt es, wie oben ausgeführt, einem mit einer solchen Membran ausgerüsteten dynamischen Lautsprecher eine Eigenfrequenz im Gebiet von etwa 100 Hz zu verleihen.

Die Dicke des Membranteils 1 ist bei dem beschriebenen Beispiel zu einigen Zehntelmillimeter gewählt, während die Dicke des aus Japanpapier bestehenden Halterings vorzugsweise weniger als ein Zehntelmillimeter beträgt.

Die beschriebene Membranausführung kann im Bedarfsfall auch für größere Membranen, gegebenenfalls auch für solche normaler Größe wie bei normalen Tieftonlautsprechern üblich, angewendet werden. Im letzteren Fall erhält man dadurch die Möglichkeit, die Eigenfrequenz des Lautsprechers noch tiefer zu legen, als es bisher üblich war. Es gelingt nunmehr, die Eigenfrequenz auf wesentlich weniger als 50 Hz zu legen.

Die neuartige Zusammensetzung und Formgebung der Lautsprechermembran gestattet es, insbesondere bei Verwendung kleiner Membrandurchmesser, die Membraneinspannung lediglich am äußeren Rand vorzunehmen und die sonst an der Schwingspule übliche Spinne fortzulassen. Dadurch läßt sich der Aufwand an Mitteln für den Lautsprecherbau weiter vermindern, und erhält zugleich den Vorteil, daß die Eigenfrequenz des Lautsprechers nochmals tiefer gelegt werden kann. Es ist bei solchen Konstruktionen, d. h. bei lediglich am äußeren Rand befestigten Membranen für dynamische Lautsprecher mit Schwingspule, von Vorteil, die Schwingspule in der Ebene anzubringen, die durch die Einspannung des äußeren Membranrandes bestimmt ist. Hierdurch werden Abweichungen der Spulenschwingung aus der vorgeschriebenen exakten axialen Richtung heraus vermieden.

Wenn nun in Verbindung mit diesem beschriebenen Prinzip eine konusförmige Membran benutzt wird, so muß, damit die Schwingspule in der Ebene des äußeren Einspannrandes der Membran liegen kann, notgedrungen ein verhältnismäßig langer Spulenkörper verwendet werden, dessen Länge etwa der Höhe des durch die Membran gebildeten Konus entspricht. Eine solche Konstruktion ist nachteilig, da sie weiteren Anlaß für fabrikatorische Ungenauigkeiten gibt.

Diese Aufgabe wird nun gemäß der weiteren Erfindung dadurch gelöst, daß die kleinere Basis des kegelstumpfförmigen Membranteils wie sonst üblich unmittelbar an der zu diesem Zweck nicht besonders verlängerten Schwingspule bzw. dem Körper dieser Schwingspule sitzt und daß dann der äußere Membranrand eine so große steile Stufe in Richtung auf die Einspann- und Schwingspulenebene zu bildet, daß hierdurch die gewünschte Bedingung wiederhergestellt wird. Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt. In dieser ist mit 1 wieder der konische Membranteil aus starkem Papier dargestellt, dessen kleinere Basis mit dem nicht besonders verlängerten Schwingspulenkörper 5 in Verbindung steht, an dessen Innen- oder Außenmantelfläche die Schwingspule 6 angebracht ist. Der äußere Rand des konischen Membranteils 1 besitzt nun an der Stelle 7 eine Stufe von beträchtlicher Höhe, die so bemessen ist, daß der Einspannring 3 praktisch in der gleichen Ebene liegt wie die Schwingspule 6. Dies ist durch die gestrichelte Linie in Fig. 2 angedeutet. — Der Membranteil 1 ist in den Lautsprecherkorb 4 vorzugsweise wieder unter Verwendung eines dünnen Halterings 3 aus Japanpapier od. dgl. eingespannt, der in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildet ist.

Auch die Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist grundsätzlich für alle Größen von dynamischen Lautsprechern bzw. Membranen anwendbar, mit besonderem Vorteil jedoch bei Lautsprechern kleiner und kleinster Abmesssung, d. h. mit Membranen unter 10 cm Durchmesser.

Für das Herstellen der neuen Membran und insbesondere deren Halteringes aus dünnem Papier empfehlen sich folgende Maßnahmen: Das verwendete dünne Papier, insbesondere Japanpapier, das besonders leicht ist und das Prägen und sonstiges Bearbeiten gut verträgt, wird zweckmäßig vor dem Verbinden mit der Papiermembran gehärtet. Diese Härtung erfolgt beispielsweise mittels eines in Spiritus gelösten Bakelitzusatzes. In diesen wird das zweckmäßig vorher in seine ringartige Form gebrachte Japanpapier entweder eingetaucht, oder es wird mit dieser Härtelösung bespritzt oder bepinselt. Hierauf erfolgt eine Prägung der konzentrischen Rillen im warmen Zustand. Zum Schluß wird der innere Teil des Halterings 3 mit dem äußeren Rand des konischen Membranteils 1 verklebt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrodynamischer Lautsprecher mit Konusmembran, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Verwendung einer konischen und tiefgezogenen Papiermembran;

b) Halterung dieser Membran nur am äußeren Rand;

c) Verwendung eines Halteringes aus einem im Vergleich zur Membranstärke sehr dünnen Papier, z. B. Japanpapier, für den Membranrand;

d) Anordnung der am Membranzentrum vorgesehenen Schwingspule etwa in der Einspannebene des Membranrandes;

e) Gesamtdurchmesser unterhalb 10 cm.

2. Elektrodynamischer Lautsprecher mit Konusmembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering aus dünnem Papier besteht, welches vor dem Verkleben mit dem konischen Membranteil durch Zusetzen von in Spiritus gelöstem Bakelit od. dgl. gehärtet ist.

3. Elektrodynamischer Lautsprecher mit Konusmembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dünne Papier mit einer durch Tauchen, Bestreichen oder Bespritzen aufgebrachten Härtelösung versehen ist.

4. Elektrodynamischer Lautsprecher mit Konusmembran nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen des Halterings aus dünnem Papier warm geprägt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 263 071, 718 805, 048;

britische Patentschrift Nr. 324 155; USA.-Patentschriften Nr. 2 234 007, 1 926 187.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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