DE1487283A1

DE1487283A1 - Lautsprecher

Info

Publication number: DE1487283A1
Application number: DE19661487283
Authority: DE
Inventors: Hebert Schoengold
Original assignee: ELECTRONIC RES ASSOCIATES Inc
Current assignee: ELECTRONIC RES ASSOCIATES Inc
Priority date: 1964-02-05
Filing date: 1966-09-06
Publication date: 1969-04-03
Also published as: US3351719A; NL137671C; NL6615043A; GB1157463A; DE1487283B2; FR1497849A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Tonwiedergabegeräte, wie Lautsprecher u. dgl., die ein geringes Gewicht haben, einfaoh herzustellen sind und verbesserte akustische Eigenaohaften besitzen. Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit einem Aufbau, bei dem eine neue Art von lahmen eine Membran trägt, und der Rahmen und die Membran sind vorzugsweise so aufgebaut, dafi sie ähnliche oder zusammenpassende Eigenschaften besitzen, wodurch sie einen weiten Bereich der Tonfrequenzen bei minimaler Verzerrung oder Seitenbandinterferenz wiedergeben können.

9098U/0480

BAD

DIt Membran· und di· relatiY bewegbaren Teile τοη Tonwiedergabegeräten, dl· bie J etst hergestellt wurden, wurden sorgfältig entwickelt und hergestellt.Jedoch ist der Bannen, der Trichter oder die Tragkonstruktion, durch die di· Kenbran, der Magnet und di· Schwingβpule bei solchen Anordnungen gehalten werden, oft ohne Bezug auf die akustischen Eigenschaften der Membran entwickelt und hergestellt. 81· sind beispielsweise aus Metall, Kunststoff, HoIs oder ander·« Werkstoff hergestellt, deren Eigenschaften in keiner Weise denen der Membran oder der anderen bewegbaren Teile ähnlich sind. Die Membran muß dann in dernden oder nachgiebigen Halterungen befestigt werden und mit Yersteifungselessenten oder anderen biegsamen Torrichtungen rersehen sein, damit dl· Membran akustisch von ihrer Halterung getrennt oder isoliert 1st. Trots der Verwendung solcher Versteifungen oder biegbaren Befestigungsteile für die Membran und den Magneten, dl· Sohwingspule oder die anderen Bauteile der Anordnung kennen unangenehme Besonanswlrkungen oder interferierend· akustische Wirkungen auftreten, die den frequensbereioh begrenzen oder die τοη dem Gerät erzeugten Schallwellen rerzerren. Außerdem ändert das Mißverhältnie zwischen¹ den physikalischen Eigenschaften des Rahmens oder der Befestigungseinrichtung und der Membran häufig die 7unktions«lg«neehaften der Einrichtung und begrenzt ihr· Anwendung durch unterschiedliche thermische Ausdehnung, di· Wirkung der feuchtigkeit und ande-

BAD ORiGiNAL

9099U/CU80

U87283

a» 3 —

re Bedingungen, die die Dirnen β ionen ändern und die Eigenschaften der Bauelemente abwandeln·

Gemäfi der Erfindung werden diese Mangel und Begrenzungen früherer Konstruktionen verhindert oder ausgeschaltet und es ist eine Anordnung vorgesehen, bei der der Rahmen, der Trichter oder die Befestigungseinrichtung so aufgebaut iet, dafi akustische Interferenzen verhindert werden. In einen bevorsugten Ausführungsbeispiel gemäfl der Erfindung sind die Bänder der Membran fest mit dem Bahnen, dem Trichter oder der Befestigungseinrichtung verbunden, durch die sie ge» stützt werden und der Bahnen und die Membran sind aus Werkstoffen hergestellt, die ähnliche, verwandte oder zueinander passende physikalische Eigenschaften haben. Der Bahnen, der Trichter oder die Befestigungseinrichtung und die Membran können sogar, wenn es gewünscht ist, aus dem gleichen Werkstoff hergestellt und als eine einsige Einheit aufgebaut sein.

In einer typischen Anordnung gemäfi der Erfindung besteht der Rahmen aus leichten aber festen, gestreokten, sellenfumigen Kunststoff, wie Polystyrol oder anderen zellenförmigen Werkstoffen, oder Werkstoffen, die ähnliche akustische Eigenschaften haben, während sie eine bestimmte Festigkeit und Steifigkeit aufweisen. Die Membran ebenso wie die Bauteile,

Ton

9098U/CU80

EAD ORiGiNAL

Ton denen die Schwingepule und die Hagnetteile gehalten werden, können aue «ellenförmigea Kunststoff wie Polystyrol hergestellt sein, oder sie können aus anderen Werkstoffen hergestellt sein, deren ZusammensetBung Ton der des Rahmens Tersohieden ist, aber welche Eigenschaften aufweisen, die denen des Rahmens verwandt oder akustisch angepaßt sind. Solche Ausführungsformen haben den weiteren Torteil, daß sie besondere leicht, widerstandsfähig gegen feuchtigkeit und Temperaturänderungen, und billig herzustellen sind» wenn nan will, können der Rahmen, die Membran und die Halterungen für die Magneten alle eueammen in einem einsigen Arbeitsgang hergestellt werden.

Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, eine neue Art von Tonwiedergabegerät eu schaffen, welches einen Rahmen oder eine Halterung mit verbesserten physikalischen und akustischen Eigenschaften hat, die denen der Membran oder den anderen, relativ bewegbaren Elementen der Anordnung gleich oder mit ihnen verwandt sind.

Gemäß der Erfindung wird weiterhin der Frequenzbereich erweitert, die Wiedergabgüte des Klanges verbessert und unerwünschte Resonanzeffekte, die im Betrieb des Tonwiedergabegeräte· auftreten, werden vermindert.

Fernerhin ist gemäß der Erfindung ein Lautsprecher vorgesehen, der besonders leicht ist, aber doch kräftig und widerstandsfä-

9098H/CU80 BAD OR'GtfML

hig im Besug auf femperaturänderungen und feuohtigkeltabedingungen.

Gemäfi der Brflndung ist ein Xonwiedergabegerät rorgeeehen, das einen Rahmen und/oder andere Bauteile enthält, die an dem Bahmen befestigt oder suaammen mit ihm hergestellt «ein kunnen und aus einem gepreSten, gestreokten, sellenförmigen Kunststoff bestehen·

Bine Aueführung·form der Irfindung wird nun an Hand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben· Dabei seigern

fig*1 eine perspektivische Aneioht einer typischen Aueftihrungsform des Lautapreohers gemäß der Brflndung,

Fig.2 eine Rttokansieht des Lautspreoherrahmens, der Membran und der Sohwlngspulenanordnung,

fig·3 einen Schnitt durch die Anordnung naoh flg.2 längs der Linie III - III,

flg.4 einen Schnitt duroh einen Cell des lahmen· naoh fig.1, fig·5 einen ßohnitt duroh «Ins abgewandelt· Ausführungsfora, flg.6 einen Sohnitt duroh typlsoh· Bauteile, die b·! des

BAD (MGinty.

- 6 Aufbau na oh Jig* 2, 3 und 4 rerwendet werden,

Pig. 7 eine Rüokansioht einer abgewandelten Aueführungeform,

flg. 8 einen Schnitt durch den Aufbau naoh flg.7 läng· der linie YIII - VIII,

fig· 9 eine Rüokaneioht einer weiteren Ausführungsfor«, und

fig·10 einen Schnitt duroh nooh eine weitere Ausführungsfor«.

Bei der Au«führung«form naoh fig*1, 2 und 3 enthält der Lautepreoher eine Membran 2, die au« dauerhaftes, steifen, geβtreckt·*, sellenfttrmigom Kunststoff, wie Polystyrol extrem geringer Diohte besteht. Dl· Membran ist rorsugsweise flaoh und kann aus demselben fltttok wie der Rahmen 4 bestehen, der um die am Band befindlichen Kanten der Membran herumreicht. SIo Membran 2 und der Rahmen 4 haben reohtookfOrmlgo Gestalt, woduroh die Hubfläohe der Membran wesentlich größer ist als ¥•1 bekannton kreisförmigen Membranen· Dor lahmen ist wee entlieh dicker als die Membran und kann aus akuetlsoh susammenpassondom Polystyrol oder anderem Kunststoff bestehen, der etwas dlohter ist als der, der für die Membran 2 Torwendet

9098U70U0

U87283

wird. Der Rahmen let mit zentrischen Rippen 6 zur Befestigung des Magneten versehen, die quer über den Rahmen verlaufen und so angeordnet sind, daß sie den Magneten de· Lautsprecher· aufnehmen können und er an ihnen befestigt werden kann. Außerdem sind diagonal verlaufende Veretärkungsrippen 10 vorgesehen; und es können aber auch andere geeignete Verstärkungsrippen oder Einsätse vorgesehen: und mit dem Rahmen zusammen gepreßt werden, wenn die Anordnung relativ groß ist.

Wie man in Pig·2 und 3 sieht, erstreckt sioh die Membran von dem inneren Rand des unteren horizontalen Rahmenteiles 12 bis su dem inneren Rand des oberen horizontalen Rahmenteileβ 14· In ähnlicher Weise erstreckt sich di· Membran 2 von dem inneren Rand de· vertikalen Rahmenfteiles auf der einen Seite des Rahmens 4 zu dem inneren Rand des vertikalen Rahmenteiles 16 auf der gegenüberliegenden Seite des Rahmens. Andererseits ist der mittlere Teil der Membran 2 von den zentrischen Rippen 6 zur Befestigung dee Magneten und den diagonalen Versteifungsrippen 10 getrenntι so daß si« an ihren Rändern befestigt ist, während sie in der Mitte und gegenüber dem Magnet 8, der auf den zentrischen Rippen 6 befestigt ist, frei schwingen kann.

Die Schwingspule 18 des Lautsprechers ist auf einer Sohwingspulform 20 befestigt, die vorzugsweise aus einem dünnen,

909814/0480 ,

leichten, isolierenden Rohr besteht, das aus plastikummanteltem Papier oder etwas ähnlichem hergestellt sein kann. Die Schwingspulenform 20 ist fest mit der Membran verbunden und vorzugsweise in Preßstoff eingebettet, aus dem die Membran hergestellt ist. Eine verstärkte Platte iet auch in die Membran 2 eingebettet und paßt gut um die Schwingspulenform 20 und kann mit ihr verbunden oder zusammengeklebt sein oder aus einem Stück mit der Schwingspulenform hergestellt sein, damit die Fora 20 und die Schwingspule eine feste Lage gegenüber der Membran haben. Ferner sind die elektrischen Leitungen 24, die mit der Schwingspule 18 verbunden sind, vorzugsweise in den Werkstoff eingebettet, aus dem die Membran besteht, so daß sie fest an ihrer Stelle gehalten werden, wodurch sie weder zerstört werden noch sich relativ bewegen können, während die Membran schwingt. Die Enden 26 der Leitungen können durch den Rahmen 4 am Rand der Membran hindurohragen und sind mit einer Anschlußklemme 28 verbunden, die auf dem Rahmen befestigt ist oder teilweise darin eingebettet ist, damit sie leichter mit der Speisensohaltung verbunden werden können. Wenn es gewünscht ist, können die Leitungen 24 ferner in sich selbst surüokgefaltet sein, wie es bei 31 dargestellt ist, während sie in dem Werkstoff, aus dem die Membran gebildet ist, eingebettet sind, wodurch sie genügend Bewegungsfreiheit lassen, damit'

9 0 9 8 U / 0 4 8 0

U87283

jeder Begrenzung der Bewegung der Membran ausgeβehaltet let. Bine Helativbewegung der Zuleitungedrähte wird deshalb verhindert, damit keine elektrischen oder induzierten Interferenzen entstehen und unerwünschtes Rauschen, Brummen und aeohanlaohe Störungen Termieden werden.

Die verstärkende Platte 22 ragt um ein beträchtliches Stück in radialer Elohtung aus der Spulenform 20 heraus, beispielsweise um einige Zentimeter und ist vorzugsweise mit Offnungen 28 vereehen, duroh die der Werkstoff, aus dem die Membran besteht, fließen kann, damit die verstärkende Platte und 8chwingepule fest an ihrer Stelle verankert wird. IAb den mitteleren Teil der Membran 2 weiter su verstärken und su versteifen und ein mögliches Zerreißen neben der Sohwlngspulenform duroh den Aufschlag der Schwingungen und der eingeführten Kräfte su vermeiden, können susätzliohe, in der Mitte liegende Blätter oder Schiohten aus festem, dünnem Werkstoff 30 auf den gegenüberliegenden Selten der Membran nahe der Schwingspule angebraoht sein. Wenn es gewünsoht ist, kann die Membran auoh etwas neben der Mitte verstärkt werden, wie ee bei 32 dargestellt 1st, und die verstärkenden Schichten 30 können auf dem verstärkten Teil angebraoht werden, so wie es dargestellt 1st, oder in sie eingebettet werden.

Die verstärkend· Platte 22 und die verstärkenden Sohloh-

9098U/CU6Ö

H87283 - ίο -

ten 30 können aus jedem geeigneten, festen, leichten Werkstoff hergestellt werden. So kann die verstärkende Platte 22 beispielsweise aus zusammengedrücktem, plastischimprägniertem überwerkstoff hergestellt sein, während die Schichten 30 aus einem festen, plastischen Schichtwerkstoff hergestellt werden können, wie Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, plastikgetränktem Papier oder Gewebe, Metallfolie oder einem anderen geeigneten Werkstoff«

Die Membran 2 ist aus lellenfOrmigem oder gestreoktem Kunststoff hergestellt, der relativ hart und steif und sehr leicht ist. Ein bevorzugter Werkstoff, der bei der Herstellung der Membran verwendet wird, ist gestreoktes oder zellenförmiges Polystyrol, das aus einseinen Perlen geschäumten Polystyrole durch die Wirkung von Wärme und Druck erzeugt werden kann. Die Dichte des geformten Werkstoffee, der zur Herstellung der Membran verwendet wird, sollte etwa in der Größenordnung von 0,013 g/cm* bis 0,16 g/om⁵ sein, was von der OrUSe der Membran abhängt und der Leistung, die zur Speisung der Tonwiedergabegeräte verwendet wird. Sie sollte so leicht wie möglioh sein, während sie no oh die erforderliche Steifigkeit und Festigkeit besitzt. Polystyrolmembranen, die etwa 0,5 o« bis 1,25 ob oder mehr dick sind und eine Diohte von 0,016 bie 0,3 g/om' haben, werden vorgezogen· Der Werkstoff,

9098U/0480

U87283

der dasu verwendet wird, den Rahmen zu bilden, sollte natürlich auch steif, fest und starr sein und auch aus gestrecktem, zellenförmigem Polystyrol bestehen oder es enthalten. Während natürlich die Stärke und die Steifigkeit des Rahmens größer ist als die der Membran, weil er dicker ist, kann natürlich der Werkstoff, der dazu verwendet wird, den Rahmen zu formen, auch eine größere Dichte besitzen als der für die Membran.

Die Membran hat, wezin sie fertig ist, eine im wesentlichen glatte Oberfläche und besitzt die gewünschte Steifigkeit oder Starrheit, daß sie den notwendigen Eubeffekt hat, um Terzerrungefreie Klangwellen bei minimaler Verschiebung der Membran zu erzeugen. Obwohl die Oberfläche der Membran eine durchgehend ausgebildete Schicht hat oder mit einer Abdiehtsohicht von hartem Lack oder etwas ähnlichem versehen sein kann, um ihre Glattheit und Härte zu erhöhen, ist solch eine Schicht nicht erwünscht. Man hat herausgefunden, daß es vorteilhaft ist, die Oberflächenschicht, die während der Herstellung erzeugt wird, zu entfernen, dadurch, daß man ein lösungsmittel verwendet oder daß man eine oder beide der Oberflächen der Membran abreibt·

Wenn da« Tonwiedergabegerät zur Verwendung bei mittleren

oder hohen Frequenzen konstruiert ist, kann es überall

gleichmäßig

9098U/0480

H87283

gleichmäßig dick βein. Wenn jedoch Wiedergabegüte bei niedrigen Frequenzen erwünscht ist, dann kann die Henbran 2 mit mehreren Rinnen oder Versteifungezonen 36 versehen sein, die um das mittlere Hubgebiet 38 der Membran herumreichen, wie es in Fig.5 dargestellt ist. Jedoch sollte das mittlere steife Hubgebiet 38 50jC oder mehr der Gesamtflache der Membran einnehmen· Bei solch einem Aufbau kann der Lautsprecher ein äußeret weites Band von Tonfrequensen, Ton etwa 20 He bis 20 kHz ohne wesentliche Verzerrung wiedergeben.

Die so auegebildeteRahmen- oder Membrananordnung hat keine abrupten oder scharfen Unstetigkeiten in ihren physikalischen oder akustischen Eigenschaften, wobei Reflexionsschwingungen oder wilde Schwingungen, die rom Rahmen oder den Randteilen der Membran ausgehen, ausgeschaltet oder auf ein Minimum vermindert sind, wobei sich jedoch die volle Hubwirkung der gesamten Membran erreichen läßt. Der Rahmen sucht ferner wegen der zellenförmigen Eigenschaften des Werkstoffes, der vorzugsweise bei der Herstellung des Rahmens verwendet wird, Schwingungen zu obsorbieren und hat keine eigene Resonanzfrequenz, die unerwünschte und interferierende Schwingungen zur Menbran zu reflektieren oder rückzuführen sucht, selbst wenn die Membran fest damit verbunden ist.

Ein

9098U/CU80

H87283

Bin anderes Merkmal der Anordnung gemäß der Erfindung besteht darin, daft die hintere oder Innere Oberfläche der Membran offen oder ungeschützt ist, wodurch sowohl die Vorderseite als auch die Rückseite als sohallerzeugende Oberflächen dienen. Bei der bevorzugten Ausführungeform der Erfindung sind die nach innen geriohteten Oberflächen der Rahmenteile 12, 14 und 16 und die gegenüberliegenden Selten der mittleren Rippen 6 und der Versteifungsrippen 10 um einen Winkel von 30 - 45° gegenüber der Membranebene geneigt, so daß eine Triohterwirkung entsteht. Auf der anderen Seite will man manchmal die Teile 12, 14 und 16 des Rahmens am Rand in radialer Richtung etwas dicker maohen, um die wirksame Trennung zwischen der vorderen und der hinteren Wellenfront zu erhöhen und Interferenzen von innen zu vermeiden. Gleiohseltig kann die Anordnung aenkreoht zu der Membran in der Sicke βehr stark begrenzt sein, wodurch man einen sehr flachen Aufbau erzielen kann. Auf diese Welse können Lautsprecher mit außergewöhnlichen akustischen Eigenschaften erzeugt werden, die jedooh nur etwas über 2 1/2 es diok und besonder· leicht sind. Solohe Lautsprecher eignen sich besondere zur Verwendung in tragbaren Geräten wie Radio- oder fernaehferäten, sie können aber auoh in normalen Rund- oder Refleiionsgehäustn verwendet werden. Si· können ferner in Senallwandlautapr«oherelnriohtungen ver-

wendet

909914/ÖUÖ ^RujUn

U87283

wendet werden, besondere wenn niedrige frequensen übertragen werden sollen. Wenn der Rahmen und die Membran aua nioht hygroskopischem polystyrol oder anderem gestreckten, zellenförmigen Kunststoff bestehen, sind die im wesentlichen für Feuchtigkeit und weite Temperaturänderungen unempfindlich, so daß sie für Geräte dienen können, die im freien bei der Schiffahrt, in Schwimmbädern oder als dauernde Einrichtungen in Stadien, Ballspielanlagen oder Irgendwoanders verwendet werden können.

Der Rahmen 4 und die anderen Teile der Anordnung können so, wie es in fig.1 und 4 dargestellt ist, In einer Zierhalterung befestigt sein, wie einer aufrechtstehenden, horizontalen oder tragbaren Befestigungseinheit 33. Di· Einheit 33 enthält U-förmlge Teile 35, in die Gummi- oder andere federnde Streifen 37 eingelegt sein können, woduroh der Rahmen 4 des lautspreohers festgehalten wird, ohne dsJ in der Halterung unerwünschte Schwingungen entstehen, ferner'können, wenn es gewünscht 1st, Schrauben 39 oder ähnliche Teile wie die Einheit 33 neben ihren Heoken hindurohragen, und sie sind durch Scheiben 41 oder etwa« MImllohes in den Rahmen 4 de« Lautspreohers eingebettet oder werden von ihm gehalten, woduroh dl· lautspreoheranordnung mit der Binheit susammengehalten wird. Bei dieser Aueführumgsform kann der lahmem riohtig befestigt werden und der sel-

lenfttrmi«·, 909814/0480

U87283

lenförmige Kunststoff kann begrenzt zusammengedrückt werden, wenn die Lautapreeheranordnung in der Einheit befestigt wird, ohne daß die Gefahr besteht, daß der Rahmen 4 oder die Membran 2 verbogen oder verdreht wird. Dadurch werden Klangverserrungen durch verdrehende oder ungleichmäßige Kräfte, die an den Bändern der Membran auftreten können, ausgeschaltet.

Wenn Jedooh die Befestigung an dem Zielgehäuse so gemacht ist, daß unerwünschte Schwingungen nicht auftreten, dann können die U-förmigen Teile 35 und die federnden Streifen 36 nicht beseitigt werden, und der Bespannstoff kann an dem Preßrahmen bündig abschließend befestigt werden, so daß die Lautspreoheranordnung eine minimale Dicke aufweist.

Der Magnet 8 der Lautsprecheranordnung bildet einen Teil der Magnetanordnung 42, die von den Magnethalterungsrippen 6 des Rahmens 4 getragen wird. Der Magnet 8 kann aus jedem geeigneten Werkstoff wie der Magnetlegierung "Alnico" bestehen. Es ist jedoch vorzuziehen, einen Magneten su verwenden, der aus keramischem Werkstoff besteht, beispielsweise dem im Handel bekannten "Indox", damit man den dünnest möglichen Aufbau erhält. Die Magnetanordnung enthält ein mittleres Polstück 44, eine Grund-

platte 46 909814/04 80 γλε original-

U87283

platte 46 und ein oberes Polstück 48 , das aua ferro- «agnetischem Werkstoff besteht· Das mittlere Polstück 4-4 und das obere Polstück 46 haben parallele Oberflächen, die roneinander getrennt angeordnet sind, daß ein Luftspalt 50 entsteht, in dem sich die Schwingepule 18 auf der Schwingspulform 20 befindet. Per Außenumfang des Magneten 8 ragt vorzugsweise zwischen der oberen Platte und der unteren Platte 48 nach außen und ist in geschäumten Kunststoff oder Polystyrol eingebettet, in dem sich Rippen 6 befinden, die die Magnetanordnung 42 gegenüber der Schwingspule und der Spulenform, die an der Membran 2 befestigt ist, richtig gestellt und starr befestigt ist. Die Außenflächen der oberen und unteren Platten 46 und 48 können dann bündig mit den gegenüberliegenden Flächen der Magnetbefestigungerippen 6 abschließen.

Durch den Aufbau kann man eine Magnet anordnung erhalten, die den gewünschten magnetischen Kraftfluß in dem Luftspalt 50 vorsehen, wobei die ganze Magnetanordnung relativ dünn und leicht bleibt. Außerdem kann die relative Lage des Magneten und der S_chwingspule mit höchster Genauigkeit kraftschlüssig und dauernd zueinander befestigt sein, und gegen folgende unerwünschte Relativbewegungen in ihrer Lage gehalten werden, die zu einer Klangverserrung und unbrauchbaren Arbeitsweise der Membran oder des Lautsprechers

führt. 9098U/(H80

U87283

führen könntea. Auf diese Weise kann ein Luftspalt von einigen Tausendstel Zentimetern radialer Freiheit erzielt werden und die erforderliche Leistung zur Betätigung des Tonwiedergabegerätes kann daduroh vermindert werden. Eine möglicherweise falsche Anordnung von diesen Teilen zueinander ist daduroh ausgeschaltet, dafi die Spule direkt in den Werkstoff der Membran und die Hagnetanordnung in die Rippen 6 des Rahmens eingebaut ist.

Die Schwingspule und die Magnete werden dadurch genau zueinander gelagert und zentriert, daß, wie es in Pig.6 dargestellt ist, ein zylindrisches Paßteil 52 verwendet wird, das in einem Preßteil 54 befestigt ist und mit einem Zentrierstift 56 versehen ist. Die verstärkende Platte 22 und die Sohwingspulenform 20 mit der darauf befindlichen Schwingspule 18 können dann über das Paßteil 52 gepaßt werden, so daß sie dadurch genau gelagert und gehalten werden. Die Magnetanordnung wird dadurch gegenüber der Schwingspule in einer bestimmten Lage gehalten und zentriert, daß der Zentrierstift 56 auf dem Paßteil 52 in eine zentrisohe Einbuchtung in dem mittleren Polstück 44 eingreift.Wenn danach der zellenförmige Kunststoff um die verstärkende Platte 22 und die Spulenform 20 und um den Magnet 8 geformt wird, dann ist die relative Lage der Schwingspule und des Magneten mit sehr großer Genauigkeit

festgelegt. 909814/0480

U87283-

festgelegt. Wenn der Preßvorgang beendet ist, dann befinden sich die Teile fest an ihrem Platz und der Lautspreoher kann aus dem Preßteil gezogen werden, und daßteil 52 und der Stöpsel aua Schaumkunststoff 58 können auf der Membran dort aufgeklebt werden, daß sie die öffnung bedeoken, durch die das Zentrierteil hindurchragt, wie es in Pig.3 dargestellt ist. Der Aufbau ist dadurch gekennzeichnet, daß die Membran und der Rahmen aus der gleichen oder öhnlichen Zusammensetzung bestehen und daduroh Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit und andere Zustände, denen das Gerät während der Verwendung ausgesetzt ist, sich in gleicher Weise auswirken. Folglioh dient sie dazu, Verzerrungen, Störungen, die Entwicklung von Exzentrizität der Sohwingspule im Luftspalt zu verhindern, und es werden elektrische, magnetische und akustische Verzerrungen ausgesohaltet. Sie zur Betätigung des Gerätes erforderliche Leistung kann deshalb vermindert werden, wohingegen der Ton und die Qualität des Klanges verbessert werden können und die Empfindlichkeit des Lautsprechers erhöht wird. Während die Aueführungsform nach Fig.1 bis 4 und 6 viel· Vorteile aufweist, ist es manchmal wünsphenewert, daß der Rahmen und die Membran voneinander getrennt werden, wie es in Fig.5 dargestellt ist. Der Rahmen 60 kann dann getrennt gepreßt werden oder andererseits aus einem Werkstoff relativ hoher Diohte oder verschiedener Zusammensetzung geformt

werden. 909814/0480

U87283 - 19 - :

werden, wobei die Membran 62 ein anderes Preß-, Form-, Schneid- oder Herstellungsverfahren land aus jedem geeigneten Werkstoff, der die erforderliche Dichte hat, hergestellt werden kann. Die Ränder der Membran sind dann festgeklebt oder auf andere Weise an dem Rahmen befestigt, so daß sie fest mit den Schultern 64 verbunden sind. Die äußeren Ränder der Membran stoßen gegen die naoh innen gerichteten Flächen 66 des Rahmens, so daß sie helfen, die Membran und die von ihr gehaltene Schwingspule dadurch in einer festen Stellung zu der Magnetanordnung, die in dem Tonwiedergabegerät verwendet wird, auszurichten und festzuhalten.

Sie Membranen können mit Verstärlungszonen oder -rillen versehen sein, und tatsächlich kann die Membran aus jedem geeigneten Werkstoff hergestellt sein, der die gewünschten Eigenschaften für eine wirksame Tonwiedergabe hat. In jeder dieser Anordnungen werden die sohallabsorbierenden und nicht resonanzfähigen Eigenschaften des Rahmens die Reflex- und Interferenzschwingungen ausschalten, die anderenfalls wegen der festen Verbindung zwischen Membran und Rahmen vom Rahmen auf die Membran übertragen würden. Nichtsdestoweniger ist es vorzuziehen, zur Herstellung des Rahmens und der Membran Werkstoffe zu verwenden, die ähnliche physikalische Eigenschaften besitzen, so daß das

Mißverhältnis zwischen den Eigenschaften in dem Gebiet,

9098U/CU8U

U87283

in dem die Membran an dem Rahmen befestigt ist, relativ begrenzt bleibt.

Bei den Aueführungeformen der Erfindung» bei denen dae Gesamtgewicht der Anordnung wichtig iet oder eine besondere Festigkeit erforderlich ist, können die zentrischen ▼erstarkenden und Magnetbefestigungsrippen aus Metall oder einem anderen geeigneten Werkstoff hergestellt sein« wie hartem Kunstharz od.dgl· Wie es in Fig.7 und 8 dargestellt ist, kann ein mittlerer Träger 70 vorgesehen sein, dessen gegenüberliegende Enden 72 in den Rahmen 74 eingesetzt oder auf andere Weise befestigt sind. Der Mittelteil des Trägers 70 kann mit einem Befestigungsring versehen sein, andern der Magnet 78 und die Polstücke 80, 82 und 84 durch Schrauben 86 und 88 oder auf andere Weise befestigt sein und an ihrem Ort gehalten werden können. In ähnlicher Weise kann der ganze Rahmen oder jene Teile, die der größten Belastung ausgesetzt sind, oder dazu verwendet werden, das Gerät auf einer Halterung su befestigen, mit Metall oder anderen Teilen versehen sein, die wenigstens teilweise in den Werkstoff, aus dem der Rahmen besteht, eingebettet und eing«fbort sind.

Bei dea Aufbau nach Fig.9 wird ein festes metallisches oder aus einem anderen Werkstoff bestehendes Teil 90 ver- ' wendet und esbesitzt diagonal verlaufende Arme 92, die

9098U/ÖA80 —

H87283

mit dem zu verstärkenden Rand 94 verbunden aind, der In einem Rahmen 96 eingebettet oder an ihm befestigt ist· Eine gut verstärkte Anlage dieser Art kann mit mehreren Magnetanordnungen 98 und Schwingspulen 100 versehen sein, die an einer einzigen Membran 102 nahe ihrem mittleren Teil befestigt sind. Die Schwingspulen, die zu den verschiedenen Magnetanordnungen gehören, können dann zu einer Reihen-Parallelanordnung oder andere verbunden werden, so daß eine vergrößerte Klang- Ausgangsleistung entsteht, oder um eine verbesserte Impedanzanpassung vorzusehen. Solch eine Einrichtung eignet sioh besonders zur Verwendung bei Sirenen, Hebelhörnern, öffentlichen Empfangssystemen oder Schallwiedergabegeräten hoher Leistung.

In der in TIg.10 dargestellten Ausführungeform kann die Anordnung im Freien oder bei Bedingungen verwendet werden, bei denen sie großer Feuchtigkeit, wie Regen, starkem Nebel ausgesetzt ist, oder sloh sogar unter Wasser befindet. Zu diesem Zweok ist der Magnet 110 von einem Sicherungsring 112 umgeben und mit einer Abdichtkappe 114 aus Kunststoff oder einem anderen Werkstoff versehen, die über die Rückseite der Magnetanordnung ragt und mit dem Sicherungering 112 dioht verbunden ist, so daß die Magnetanordnung wasserdicht eingeschlossen wird. Ein harmonikaförmige· oder gefaltetes Abdlohtelernen* 116 aus Gummi, Kunststoff

U87283

oder einem anderen haltbaren, weichen und nachgiebigen Werkstoff umgibt die Schwi gepulenform 118 und kann dicht mit der Menbran 120 und dem Sicherungering 112 verbunden werden. Die Hagnet anordnung mit ihren Teilen kann von dem Rahmen 122 durch Plastik- oder Metallrippen oder einen Träger 124 getragen werden, eo daß der Magnet und die Schwingepule in einer festen lage zueinander stehen. Bei dieser Aueführungeform ist das äußere Ende der S_chwingspulen form 118 durch eine Abdioht- oder Verstärkung»βohicht aus Kunststoff oder einem anderen Werkstoff geschlossen, wohingegen die dichtende Eigenschaft des Schaumstoffes, der bei der Herstellung der Membran verwendet wird, dazu dient, die elektrischen Bauelemente und die Schwingspulendrähte vor Beschädigung durch Wasser oder feuchtigkeit zu schützen. Gleichseitig ist es wegen der Biegsamkeit des gefalteten Abdichtelementes 116 möglich, daß sich die Membran frei bewegt und es ist die schädliche Dämpfung der Membranbewe-r gung durch das Zusammendrücken der Luft zwischen der Membran und der Schwingspule während der Arbeitsweise des Lautsprechers ausgeschaltet. Außerdem kann, wenn es gewünscht 1st, der Raum, in dem die Schwingspule und die Magnetanordnung eingeschlossen sind, luftleer gemaoht werden.

Bei jeder der beschriebenen Aueführungsformen erhält man •inen ausgedehnten Hubeffekt der Membran, wodurch es duroh

das 909814/0480

U87283

das besondere geringe Gewicht möglich ist, die Membran mit einem Minimum an Leistung zu betätigen und macht sie hochempfindlich und anspreohbar für Stromschwankungen, die der Schwingepule zugeführt werden.

Während jene Ausfuhrungsformen der Erfindung, die in den Zeichnungen dargestellt und oben beschrieben worden eind, durch eine dünne, flache form gekennzeichnet, kann die Erfindung auch für konische oder andere geformte Arten der Membran und einen Rahmen, Trichter oder Halterung bekannter Art oder Ausführungeform und von viel größerer Tiefe als die dargestellten verwendet werden.

Ein weiteres und wichtiges Merkmal der Erfindung, das alle Ausführungsformen kennzeichnet, ist die Einfachheit des Aufbaue, die es möglich macht, die Membran sowie die Verstärkungen und Spulenhalterungsrippen und den Rahmen als eine einzige Einheit oder mit den gewünschten Einsätzen herzustellen, und zwar durch die Verwendung von formteilen und in einem einfachen Arbeitsgang hoher Geschwindigkeit.

Dementsprechend ist es möglioh, verbesserte Lautspreoheranordnungen verschiedener Größen und Arten herzustellen, die außergewöhnlich gute Tonqualitäten und Prequenebe-

reiche 909814/0480

H87283

reiche haben, die sehr leicht sind land für di· yerachiedeneten Anwendungen verwendet werden können.

Patentansprüche t

9098U/CU80

Claims

H87283

Patentansprüche

1)j Lautsprecher mit einer Membran, daduroh gekennzeichnet» daß ein Rahmen akustisch mit der Membran zusammenpaßt, daß die Membran an ihren Bändern an dem Rahmen befestigt 1st und daß die Membran und der Rahmen aus zellenförmigem Kunststoff hergestellt sind, dessen Sichte etwa 0,013 bis 0,16 g/oar beträgt.

2) Lautsprecher mit einer Membran, daduroh gekennselohne t, daß ein Rahmen die Membran nahe ihrem Umfang hält, daß die Membran und der Rahmen ein einziges Gebilde sind, das vollständig aus zellenförmigem Kunststoff besteht, dessen Sichte etwa 0,013 bis 0,16g/fai

ist.

3) Lautsprecher mit einer Membran, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rahmen akustisch mit der Membran zusammenpaßt, daß die Membran an ihren Enden mit dem Rahmen verbunden ist und daß die Membran und der Rahmen aus zellenförmigem Polystyrol hergestellt sind, dessen Sichte etwa 0,013 bis 0,16 g/om⁵ ist.

4) Lautsprecher mit einer Membran, daduroh gekennzeichnet,

909814/0480

daß ein lahmen die Membran nahe ihrem umfang trägt, und daß die Membran und der Rahmen ein einziges Gebilde sind, das vollständig aus zellenförmigem Polystyrol besteht, dessen Dichte etwa 0,013 bis 0,16 g/cm⁵ ist.

5) Lautsprecher naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran flach und der mittlere Teil der Membran verstärkt ist und daß sie eine Schwingspulenform hat, die fest mit dem mittleren Teil der Membran verbunden ist.

6) Lautsprecher naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Magnethalterungseinrichtung mit dem Bahnen verbunden ist und im wesentlichen parallel zu der Membran in einem gewissen Abstand verläuft, daß eine Schwingepulenfοrm von der Membran gehalten wir* und zu der Magnethalterungeeinrichtung ragt und daß ein Hagnet von der Magntthaiterungseinrichtung getragen wird, und daß sich darauf ein Polstück befindet, das die Schwingspulenform umgibt.

7) Lautsprecher naoh Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnethalterungeeinriohtung, die aus einem Stück wie der Rannen besteht, im wesentlichen parallel

9098U/CU80

U87283

και der Membran verläuft und von der Membran getrennt let, daß eine Schwinge pulenform auf der Membran befestigt ist und zu der Magnethaiteramgeeinrichtung hin ragt, und daß ein Magnet auf der Magnethalterungseinrichtung befestigt ist, der ein Polstück hat, da* die S_ehwlngspulenform umgibt.

8) Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran eine ebene "Vorder- und Rückseite hat, daß der Rahmen mit Verstärkungsrippen versehen ist, die von der Rückseite der Membran getrennt sind, daß der Rahmen und die. Verstärkungsrippen Seitenwände aufweisen, die außerhalb der Rückseite der Membran um einen Winkel von etwa 30 bis 45° gegenüber der Rückseite der Membran geneigt sind.

9) Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafl eine Schwingspulenform auf der Membran befestigt iat, daß sich eine Schwingspule auf der Sohwingspulenform befindet, und daß elektrische Leiter von der Sohwingspule zu dem Band der Membran verlaufen und über den größeren Teil ihrer Lange an dem Werkstoff befestigt sind, aus dem die Membran besteht.

1o)* Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

9098U/CU80

H87283

daß eine Schwingepulenform auf der Membran befestigt iet, daß eich eine Schwingepule auf der Schwingspulenform befindet, und daß elektrische Leiter von der Sohwingspule zum Randteil der Membran verlaufen und während dee größeren Teile ihrer länge in den Werkstoff, ausdem die Membran besteht, eingebettet sind.

11) Lautsprecher mit einer Membran, dadurch gekennzeichnet, daü die Membran aus zellenförmigem Kunststoff besteht, dafi die Membran eine Schwingspulenform trägt, daß sich eine Schwingepule auf der Schwingepulenform befindet, und daß elektrische Leiter von der Schwingepule zu einem Punkt neben dem Hand der Membran verlaufen und in die Membran eingebettet sind.

12) Lautsprecher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dafi die elektrischen Leiter in dem Werkstoff, aus dem die Membran besteht, hin- und hergefaltet sind.

13) Lautsprecher mit einer Membran, dadurch gekennzeichnet, dafi die Randteile der Membran fest mit einem Rahmen verbunden sind, und dafi der Rahmen und die Membran aus Werkstoffen hergestellt sind, die ähnliche akustische Eigenschaften haben.

9098U/0A8O

H87283

14) lautSprecher, daduroh gekennzeichnet, daß er eine flache Membran aufweist, daß eine Schwingspulenfora fest mit der Membran nahe iherer Mitte verbunden, ein Bahnen über die Ränder der Membran hinausragt und fest damit verbunden ist, dafl die Magnethalterungeeinrichtung mit ihren gegenüberliegenden Enden fest mit dem Rahmen verbunden ist und im wesentlichen paralel au der Membran verläuft, dafl eine Schwingepule auf der Schwingspulenform befestigt ist, dad eine Magnetanordnung von der Halterungeeinrichtung getragen wird, die Folstüoke hat, die die Schwingspule umgeben, und dafl die Membran, der Rahmen und die Magnethalterungeeinrichtung alle aus sellenfSrmigem Kunststoff bestehen, dessen Dichte etwa 0,013 bis 0,16 g/cm⁵ let.

15) Lautsprecher nach Anspruch 14, daduroh gekennzeichnet, dafl einTerstirkuAfsteil in die Membran eingebettet ist und dafl die Schwingspulenform fest mit dem Verstärkungstell verbunden ist.

16) Lautsprecher naoh Anspruch 14, daduroh gekennaeichnet, daß mindestens 5OJ* der fläche der Membran neben ihrer Mitte und die die Sohwingspulenform umgibt, eine unverletzte Oberfläche hat.

909814/0480

H87283- - 30 -

17) Tonwiedergäbegerät, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Rahmen, eine Membran und Einrichtungen zur Erregung der Membran besitzt, daß die Ränder der Membran feet mit dem Rahmen verbunden sind, und daß der Rahmen und die Membran ähnliohe physikalische Eigenschaften haben·

18) Tonwiedergabegerät, gekennzeichnet durch einen Rahmen, der aua gepreßtem, zelleförmigem Kunststoff besteht, eine Membran, deren Ränder an dem Rahmen befestigt sind und eine Einrichtung zur Erregung der Membran.

19) Lautsprecher, gekennzeichnet duroh eine Membran, die mehrere Schwingepulen hat, die auf ihr befestigt sind und eine getrennte Magnetanordnung, die mit jeder der Schwingepulen zur Betätigung der Membran verbunden ist.

20) Terfahren zur Herstellung von Tonwiedergabe-geriten, dadurch gekennzeichnet, dafl eine Schwlngspulenfora, auf der sich eine Schwingspule befindet, und ein· Magnetanordnung, die einen Luftspalt bildet, so in einer festen relativen Stellung zueinander angeordnet sind, daß eich die Schwingepule in dem Luftspalt befindet, und daß danaoh zellenförmiger Kunststoff um

9098U/U480

U87283

dl· Schwingspulenform und Magnetanordnung gepreßt wird, damit sie in einer bestimmten relativen Lage gehalten werden.

21) Verfahren zur Here teilung von Tonwiedergabegeräten, die einen Bahnen und eine Membran aus gepreßtem» zellenförmigem Kunststoff enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwingepulenform und eine Magnetanordnung mit einem Paßteil verbunden wird, daß die Teile, während sie aich so in einer bestimmten Lage befinden, in eine:¹ Presse gegeben werden, damit der Rahmen und die Membran des Tonwiedergabegerätee erzeugt werden, da8 danach zellenförmiger Kunststoff direkt um die Schwingspulenform und die Magnetanordnung gepreßt wird und daß dann das Paßteil aus der Schingspulenform und der Magnetanordnung herausgezogen wird«

22) Verfahren zur Herstellung von Tonwiedergabegeräten, mit einem Rahmen und einer Membran aus gepreßtem zellenförmigem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwingepulenform eingebaut wird, auf der sich eine Schwingspule befindet, wobei Drähte mit der Schwingspule verbunden sind, und daß eine Magnetanordnung mit einem Luftspalt mit einem Paßteil so angeordnet wird, daß die Schwingepule in dem Luftspalt

zentriert

909814/0480

H87283

zentriert wird, daß die Teile, während eie so zueammengepreßt sind, in eine Presse gegeben werden, damit der Rahmen und die Membran entstehen, daß die Drähte, die mit der Schwingspule verbunden sind, mit dem Teil des Preßteiles angeordnet sind, das die Membran bildet, daß zellenförmiger Kunststoff um die Schwingspulenform und die Magnetanordnung und um die Drähte herum geformt sind, so daß die Drähte in die Membran eingebettet werden und daß danach das Paßteil, das die Schwingspulenform und die Magnetanordnung zusammenpaßt, entfernt wird.

23) Verfahren zum Herstellen einer Membran, die aus zellenförmigem Kunststoff besteht und in einem Tonwiedergabegerät verwendet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß eine zylindrische Schwingspulenform an einer flachen, ringförmigen, verstärkenden Scheibe befestigt wird, daß die Scheibe und die Schwingspulenform in einer Presee zur Herstellung der Membran zentriert wird und daß zellenförmiger Kunststoff um beide Flächen der verstärkenden Scheibe und um die Außenwände der zylindrischen S_chwingspulenform gepreßt wird, so daß die verstärkende Scheibe vollständig in den zellenförmigen Kunststoff eingebettet ist und daß die Schwingspulenform von der Mitte der Membran nach außen ragt.

90981 4/CU80