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Mehrschichtmembran für Lautsprecher Die Erfindung betrifft eine Mehrschichtmembran
für Lautsprecher.
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Bei Lautsprechermembranen, die überwiegend aus Faserstoffaufschwämmungen
gegossen werden, tritt mit zunehmendem Durchmesser, mit zunehmendem Membranöffnungswinkel
und zunehmender Auslenkung bei gleicher Schallfrequenz immer stärker eine Unterteilung
der Membranfläche in kleinere schwingende Anteile auf. Die unbeabsichtigten Unterteilungen
führen auch zu Subtonbildungen und zu nichtlinearen Verzerrungen, die mittelbar
durch Subtonbildungen ausgelöst werden, ferner auch unmittelbar zu Verzerrungen
des von der Membran abgestrahlten Schalles. Abhängig von der Schallfrequenz liegen
dabei die Entstehungsorte der unerwünschten Schwingungen und die Linien oder Bezirke
von Schwingungsknoten der Unterteilungen verschieden.
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Es ist bekannt, Lautsprechermembranen aus zwei oder mehr verschiedenen
Faserstoffen herzustellen, wobei für die sich an die Schwingspule anschließende
Zone der Membran ein Faserrohstoff benutzt wird, der eine geringe Eigendämpfung,
also eine große Steifigkeit dieser Membranzone bewirkt, während im Gebiet der Randrillen
oder bereits in einer Zone vor Erreichen der Randrillen die Membran aus Faserrohstoff
besteht, der ihr eine größere Dämpfung bei geringerer Steifigkeit verleihen soll.
Die Membran besteht also aus einem einschichtigen Formkörper.
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Es ist auch bekannt, die Membran aus mehreren Schichten fester, formsteifer
Stoffe herzustellen und diese Schichten mittels nicht erhärtender klebrig-fließender
Dämpfstoffschichten derart zu verbinden, daß in den Dämpfstoffschichten die die
Membran verformenden Schwingungen stark gedämpft werden. Dabei bestehen die Dämpfstoffschichten
aus klebrigen Harzen wie z. B. Kanada-Balsam, Harzen mit nichttrocknendem Öl, hochdämpfenden
plastischen Kohlenwasserstoffen und Ähnlichem und die festen Schichten z. B. aus
Aluminium, Glimmer, Glas- oder Asbestfasern oder anderen Faserstoffen.
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Die bekannten Ausführungen beseitigen noch nicht alle zu betrachtenden
funktionellen Mängel von Lautsprechermembranen. Die unter Einfügen von klebrigfließenden
Dämpfstoffschichten zwischen formsteifen Körpern hergestellte Mehrschichtmembran
ist durch den Dämpfstoff verhältnismäßig schwer und damit ihren Schwingungs- und
den Lautsprechereigenschaften nachteilig, ganz abgesehen von der Umständlichkeit
des Herstellungsverfahrens und der Schwierigkeit, den Dämpfstoffauftrag mengen-
oder dickenmäßig und damit das Membranverhalten bestimmt einzuhalten. Solche Membranen
müssen erst ausgeformt und getrocknet, dann mit dem klebrigen Dämpfungsmittel belegt
und aufeinandergebracht, also in mindestens drei Arbeitsgängen behandelt werden.
Die Dicke und Gleichmäßigkeit der Verteilung der aufzutragenden Kleberschicht ist
nur schwer einzuhalten und kaum exakt vorbestimm- und kontrollierbar.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lautsprechermembran zu schaffen,
die weitestgehend ohne störende Unterteilungen arbeitet, eine möglichst kleine Masse
besitzt und mit reproduzierbaren Eigenschaften bequem herstellbar ist.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine aus Faserstoffaufschwemmungen
hergestellte Zwei- oder Mehrschichtkonusmembran, deren Körper aus zwei oder mehr
Schichten unterschiedlich harter und unterschiedlich dämpfender Fasserstoffe besteht
und deren verschiedene Schichten an ihren Grenzen innig miteinander verfilzt sind,
wobei die harten, wenig dämpfenden Schichten dünn und die weichen, stark dämpfenden
Schichten dicker und locker vernetzt sind. In einer Weiterführung des Erfindungsgedankens
kann die Membran auch in ihrem Mantel nicht abwickelbar, also in der Art einer Nawimembran
ausgeführt sein.
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Zum Vermeiden der unerwünschten Unterteilungen können verschiedene
Wege gegangen werden: Die Erhöhung der Eigendämpfung oder die Erhöhung der Steifigkeit
einer Membran. Bei den bekannten Ausführungen wird im Konus eine entstehende Schwingung
durch Einfügen von Dämpfungen im Zustande des Entstehens unterdrückt, einmal durch
das Gießen ringförmiger Zonen aus stärker dämpfendem Faserstoff und zum anderen
durch das Anbringen von Dämpfstoffen zwischen zwei Zonen.
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Nach der Erfindung wird jedoch zunächst die Steifigkeit der Membran
erhöht, indem bei einer aus
drei Schichten bestehenden Membran zwei
Schichten harten Papiers relativ weit auseinandergehalten werden und damit durch
ihren großen Abstand von der neutralen Faser des Querschnittes eine Erhöhung des
Widerstandsmomentes des durch Stauchen und Knikken und auch Biegen beanspruchten
Profils bringen. Für die locker vernetzte Zwischenschicht aus weichem Faserstoff
genügt eine geringe Festigkeit. Bei Zweischichtmembränen, wo auf der tragenden,
harten und steifen Schicht nur einseitig eine weiche, lockere Schicht sitzt, gilt
diese Überlegung grundsätzlich ebenfalls, hier ist das Profil lediglich unsymmetrisch.
Wesentlich ist in allen Fällen die innige Verbindung der verschiedenen Stoffein
ihren Grenzschichten.
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Nach der Erfindung wird außerdem die erhöhte Steifigkeit der Membran
mit der Erhöhung der Eigendämpfung kombiniert, indem die weichen Faserstoffschichten
außer der Bildung des widerstandsfähigen, steifen Profils auch die Funktion einer
sehr guten Eigendämpfung übernehmen. Da der weiche, dämpfende Stoff vielfach leichter
als die bekannten klebrigfließenden Dämpfstoffe ist, wird weiterhin die unerläßliche
Forderung nach kleiner Membranmasse erfüllt.
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Zu den bisher aufgeführten Vorteilen der erfindungsgemäßen Membran
kommt ein- -weiterer: die membranformunabhängige Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen
Ausführung. Bekanntlich unterteilen sich kreisrunde Membranen abhängig von der Schallfrequenz
bis zum Erreichen mittlerer Frequenzen in radiale oder zirkulare Bezirke, die in
Phasenopposition schwingen. Bis dahin treten bei den üblichen Belastungen der Membranen
kaum Subtöne auf. Eine relativ kleine induzierte Leistung aber veranlaßt meistens
bei mittleren Frequenzen Subtonbildungen, und dann sind stets zirkulare Knotenlinien
oder Schwingungsbezirke vorhanden. Neuere, allgemein noch nicht bekannte Untersuchungen
an Ovalmembranen zeigen aber, daß ganz im Gegensatz zum Schwingungsverhalten von
kreisrunden Membranen die Knotenlinien von Ovahnembranen frequenzunabhängig stets
radial verlaufen, so daß also die in Phasenopposition schwingenden Ovalmembranflächenteile
radial orientiert sind. Membranen in bekannter Ausführung mit zonenförmiger Anordnung
dämpfender Flächenanteile sind hier im Nachteil. Die erfindungsgemäße Lösung besitzt
eine formunabhängige Wirksamkeit sowohl bei kreisrunden als auch bei Ovahnembranen.
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Die Herstellung von Membranen nach der Erfindung ist einfach und leicht
beherrschbar. Die zwei oder mehr Schichten werden unmittelbar nacheinander abgesaugt
und in ihren Grenzschichten innig miteinander verfilzt.