DE1487382C

DE1487382C - Flat, disc-shaped membrane for a loudspeaker

Info

Publication number: DE1487382C
Authority: DE
Inventors: Yasunon Kurokawa Ikuji Isimura. Kazukiyo Hamamatsu Mochida (Japan)
Original assignee: Nippon Gakki Seizo K K , Hamamatsu (Japan)
Publication date: 1971-04-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine ebene scheibenförmige Membran für einen Lautsprecher, der im folgenden als Flachlautsprecher bezeichnet ist.The invention relates to a flat disc-shaped membrane for a loudspeaker, which is described below is designated as a flat speaker.

Bisher hatte ein Flachlautsprecher im allgemeinen eine symmetrische, planparallele Membran, die meistens rechteckig war. Bei solch einer Form treten unerwünschte, abrupte und extreme Spitzen und Schwingungslöcher in der Ausgangsschalldruck-Frequenzkennlinie des Lautsprechers auf, wie es weiter unten beschrieben wird.Up to now, a flat loudspeaker has generally had a symmetrical, plane-parallel diaphragm, most of the time was rectangular. With such a shape, undesirable, abrupt, and extreme peaks and vibration holes occur in the output sound pressure frequency characteristic of the loudspeaker, as shown below is described.

Aus der USA.-Patentschrift 1 821 547 ist eine Membran mit unsymmetrischer Form bekannt. Die Membran ist jedoch nur in einen relativ kleinen Teil des Randes eingespannt und wird am gegenüberliegenden Randteil angetrieben.A membrane with an asymmetrical shape is known from US Pat. No. 1,821,547. The membrane However, it is only clamped in a relatively small part of the edge and is on the opposite Edge part driven.

Ferner ist aus der USA.-Patentschrift 1 224102 eine Membran für Kopfhörer bekannt, die einen zentralen Teil mit Ansätzen aufweist und sich in der dargestellten Form nicht für den Aufbau eines Lautsprechers eignet.Furthermore, a membrane for headphones is known from US Pat. No. 1,224,102, which has a central Has part with approaches and is not in the form shown for the construction of a loudspeaker suitable.

In der USA.-Patentschrift 1 500 331 ist ferner eine Membran für einen Telefonhörer angegeben, bei der die Abstände vom Antriebspunkt zum Rand variieren und an die Frequenzen angepaßt sind.In US Pat. No. 1,500,331, a membrane for a telephone receiver is also specified in which the distances from the drive point to the edge vary and are adapted to the frequencies.

Es istAufgabe der Erfindung, eine ebene, scheibenförmige Membran für einen Flachlautsprecher zu schaffen, die derart ausgebildet ist, daß keine unerwünschten Spitzen oder Schwingungslöcher in der Frequenzkennlinie des Lautsprechers auftreten.It is the object of the invention to provide a flat, disc-shaped diaphragm for a flat loudspeaker create, which is designed such that no undesirable peaks or vibration holes in the Frequency characteristics of the loudspeaker occur.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:This task is solved by the combination of the following features:

a) die Fläche der Membran hat eine unsymmetrische geometrische Figur,a) the surface of the membrane has an asymmetrical geometrical figure,

b) die Membran ist am gesamten Umfang eingespannt, b) the membrane is clamped around the entire circumference,

c) der Antrieb der Membran liegt in der Nähe ihres geometrischen Mittelpunktes.c) the drive of the membrane is in the vicinity of its geometric center.

Gemäß der Erfindung sind Membranen der obenerwähnten .Ausführungsform vorgesehen, die verschiedene Formen haben, einschließlich Figuren, die dadurch entstehen, daß Teile von Rechtecken, von Vielecken ohne irgendwelche zueinander parallele Seiten, von geschlossenen Figuren in verzerrter krummliniger Gestalt und von geschlossenen Figuren von im wesentlichen elliptischer oder ovaler Gestalt, die an einer oder mehreren Umfangsseiten S-förmige Krümmungen haben, wodurch eine oder mehrere konkave nach innen ragende Vertiefungen entstehen.According to the invention, diaphragms of the above-mentioned embodiment are provided which have various Have shapes, including figures, created by taking parts of rectangles, of Polygons without any parallel sides, from closed figures to distorted curvilinear ones Shape and closed figures of essentially elliptical or oval shape, which at one or more circumferential sides have S-shaped curvatures, whereby one or more concave inwardly protruding depressions arise.

Die Erfindung wird nun an Hand von Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Dabei zeigtThe invention will now be described with reference to drawings, for example. It shows

F i g. 1 (A) eine Ansicht der Membran und des Rahmens eines Flachlautsprechers bekannter Ausführungsform, F i g. 1 (A) is a view of the diaphragm and the frame of a flat speaker of a known embodiment;

F i g. 1 (B) eine perspektivische Ansicht eines Lautsprechers mit einer· Membran nach F i g. 1 (A),F i g. 1 (B) is a perspective view of a loudspeaker having a diaphragm according to FIG. 1 (A),

F i g. 1 (Q .-einen Schnitt durch einen Lautsprecher mit einer Membran nach F i g. 1 (A),F i g. 1 (Q.-a section through a loudspeaker with a membrane according to FIG. 1 (A),

F i g. 2 eine Ansicht, in der der Schwingungsmodus dritter Ordnung in der Membran nach F i g. 1 eingezeichnet ist,F i g. FIG. 2 is a view showing the third order vibration mode in the diaphragm of FIG. 1 drawn is,

F i g. 3 eine graphische Darstellung der Schalldruck-Frequenzkennlinie der Membran nach F i g. 1,F i g. 3 shows a graph of the sound pressure-frequency characteristic the membrane according to FIG. 1,

F i g. 4 eine Ansicht, die die Wellenausbreitung zeigt, die zu stehenden Wellen führt,F i g. 4 is a view showing wave propagation leading to standing waves;

F i g. 5 eine graphische Darstellung der Frequenzgangkennlinie der Membran, die durch die stehenden Wellen, welche in F i g. 4 angedeutet sind, beeinflußt ist,F i g. 5 is a graph showing the frequency response characteristics of the diaphragm produced by the standing Waves, which in FIG. 4 are indicated, is influenced,

F i g. 6 (A) eine Ansicht einer grundlegenden Ausführungsform einer Lautsprechermembran gemäß der Erfindung,F i g. 6 (A) is a view of a basic embodiment of a loudspeaker diaphragm according to FIG Invention,

F i g. 6 (B) eine perspektivische Ansicht eines Lautsprechers mit einer Membran nach F i g. 6 (A),F i g. 6 (B) is a perspective view of a loudspeaker having a diaphragm of FIG. 6 (A),

F i g. 7 eine Ansicht, die den Schwingungsmodus dritter Ordnung der Membran nach F i g. 7 zeigt,F i g. 7 is a view showing the third order vibration mode of the diaphragm of FIG. 7 shows

ίο F i g. 8 eine graphische .Darstellung der Schalldruck-Frequenzkennlinie der Membran nach F i g. 6, F i g. 9 bis 14 einschließlich Ansichten anderer Ausführungsformen der Erfindung mit ihren Schwingungsmoden dritter Ordnung und ίο F i g. 8 a graphic representation of the sound pressure-frequency characteristic the membrane according to FIG. 6, fig. 9 to 14 including views of other embodiments of the invention with their third-order vibration modes and

Fig. 15 und 16 Ansichten von Beispielen für gekrümmte Ausführungsformen gemäß der Erfindung.15 and 16 are views of examples of curved Embodiments according to the invention.

Um das Wesen und die Anwendbarkeit der Erfindung vollständig zu verstehen, wird nachstehend ein üblicher Flachlautsprecher beschrieben.In order to fully understand the nature and applicability of the invention, a below is provided usual flat speaker described.

Solch ein Lautsprecher, der in den F i g. 1 (A), 1 (B) und 1 (C) dargestellt ist, hat eine rechteckförmige Membran 1, die elastisch oder nicht elastisch an ihrem Umfangsrand durch einen Rahmen 2 getragen wird und die in ihrer Mitte O erregt wird, wodurch Schall erzeugt wird. In F i g. 1 (C) ist eine Antriebseinheit 7 (Magnet) dargestellt. Ein Flachlautsprecher dieser Ausführungsform hat eine Schalldruck-Frequenzkennlinie, die zu große Schwankungen (Spitzen oder Schwingungslöcher) enthält. Unter den verschiedenen Ursachen für diese Kennlinie haben die stehenden Wellen auf der Membran den größten Einfluß. Dieses Phänomen kann in zwei Weisen erklärt werden, einmal, daß die Schwingungsmoden dritter Ordnung, die in dem Niederfrequenzbereich erscheinen, betrachtet werden und zum anderen, daß man die Schwingungsmoden höherer Ordnung betrachtet, die im Bereich mittlerer Frequenzen auftreten.Such a loudspeaker shown in Figs. 1 (A), 1 (B) and 1 (C) has a rectangular diaphragm 1 which is elastically or non-elastically supported at its peripheral edge by a frame 2 and which is excited at its center O , thereby generating sound . In Fig. 1 (C) a drive unit 7 (magnet) is shown. A flat speaker of this embodiment has a sound pressure-frequency characteristic that contains excessive fluctuations (peaks or vibration holes). Of the various causes for this characteristic curve, the standing waves on the membrane have the greatest influence. This phenomenon can be explained in two ways, on the one hand that the third-order vibration modes appearing in the low-frequency range are considered and, on the other hand, that the higher-order vibration modes appearing in the medium-frequency range are considered.

Der Schwingungsmodus dritter Ordnung wird grundsätzlich durch die flache Form der Membran erzeugt, und der Modus wird dadurch hervorgerufen, daß die flache Form in drei -Teile eingeteilt wird. Ein Beispiel für diese Moden ist in gestrichelten Linien in F i g. 2 dargestellt. Wenn sich auch die Frequenz, bei der der Schwingungsmodus dritter Ordnung entsteht, mit der Masse, der Größe, dem Elastizitätsmodul, der Halterung und anderen Faktoren, die die Membran auszeichnen, ändert, so liegt sie gewöhnlich bei 2OD Hz (beispielsweise wenn die Membran aus geschäumtem Polystyrol einer Dichte von 0,03 g/cm³ hergestellt ist und Abmessungen von 900 · 600 mm und eine Dicke von 11 mm hat, wobei ihr Rand festgeklemmt ist).The third-order vibration mode is basically generated by the flat shape of the diaphragm, and the mode is generated by dividing the flat shape into three parts. An example of these modes is shown in dashed lines in FIG. 2 shown. Although the frequency at which the third-order vibration mode arises changes with mass, size, elastic modulus, support and other factors that characterize the diaphragm, it is usually around 2OD Hz (for example, if the diaphragm is open foamed polystyrene having a density of 0.03 g / cm ³ and having dimensions of 900 x 600 mm and a thickness of 11 mm with its edge clamped).

Bei dieser Frequenz treten Resonanzen und Antiresonanz;n au?, und die wirksam ausgesteaerie Masss der Membran ändert sich in weiten Grenzen, wodurch der Schallstrahlungswirkungsgrad sehr schlecht wird. Ferner wird wegen der Beziehung zwischen den Phasen der schwingenden Teile des Modus'die Ric'.itwirkung sehr schlecht, d. h., der ,-abgestrahlte Schalldruck ändert sich stark in Abhängigkeit von der Richtung.At this frequency, resonances and anti-resonance occur; n outside, and the effectively exposed mass of the membrane changes within wide limits, whereby the sound radiation efficiency becomes very poor. It is also because of the relationship between the phases of the vibrating parts of the mode 'die Ric' very bad, d. That is, the radiated sound pressure changes greatly depending on the direction.

Dieser Effekt ist verdächtig, wenn die planparallele Form der Membran so ausgebildet ist, daß sie regelmäßig in drei Teile geteilt werden kann. Eine rechteckförmige Ausführungsform kann in äußerst regelmäßiger Weise in drei Teile geteilt werden, wie es in F i g. 2 dargestellt ist. Bei der obenerwähnten Frequenz tritt ein bemerkenswert tiefes Schwingungsloch 3 in der Ausgangsschalldruck-Frequenzkennlinie auf, so wie es in F i ° 3 dargestellt ist.This effect is suspicious if the plane-parallel shape of the membrane is designed so that it can be regularly divided into three parts. A rectangular embodiment can be divided into three parts in an extremely regular manner, as shown in FIG. 2 is shown. In the above-mentioned frequency a remarkably deep oscillation occurs in the hole 3 to output sound pressure-frequency characteristic, as is shown in F i °. 3

Die Schwingungsmoden liöherer Ordnung hängen grundsätzlich davon ab, in welcher Weise die verschiedenen Seiten des Membranumfangs gegeneinander stehen. Im Falle einer rechteckförmigen Membran entstehen die stehenden Wellen 4, 5 und 6, wie es in F i g. 1 angedeutet ist, wegen der Schwingungsumkehr über der Membran 1 zwischen den Rahmenteilen. Die Frequenzen dieser stehenden Wellen sind höher als die des Schwingungsmodus dritter Ordnung und liegen gewöhnlich über 500 Hz. In diesem Falle hängen die Frequenzen auch von der Masse, der Größe, dem Elastizitätsmodul, der Art der Halterung und anderen Faktoren der Membran ab.The vibrational modes of higher order hang basically depends on the way in which the different sides of the membrane circumference against each other stand. In the case of a rectangular diaphragm, the standing waves 4, 5 and 6 arise, like it in Fig. 1 is indicated, because of the oscillation reversal over the membrane 1 between the frame parts. The frequencies of these standing waves are higher than those of the third order vibration mode and are usually above 500 Hz. In this case the frequencies also depend on the mass, the size, the The modulus of elasticity, the type of mount and other factors affecting the membrane.

Folglich ist in diesem Falle auch der Schallstrahlungswirkungsgrad geringer, und die Richtwirkung wird auch schlecht, ähnlich wie im oben beschriebenen Falle bei dem Schwingungsmodus dritter Ordnung.Consequently, the sound radiation efficiency is also in this case lower, and the directivity also becomes poor, similar to the one described above Fall in the third order vibration mode.

Dann werden, wie es in F i g. 5 angedeutet ist, tiefe Schwingungslöcher und Spitzen in der Ausgangsschalldruck-Frequenzkennlinie bei den erwähnten Frequenzen erzeugt.Then, as shown in FIG. 5 is indicated, deep oscillation holes and peaks in the output sound pressure frequency characteristic generated at the frequencies mentioned.

Die Erfindung hat zum Ziel, daßThe invention aims that

1. tiefe Schwingungslöcher und Spitzen in der Frequenzgangkennlinie eines Flachlautsprechers einer Ausführungsform beseitigt werden, bei der der Umfang der Membran festgespannt ist (d. h. in einem Zustand, bei dem die Ecken nicht frei gehaltert sind), so daß eine Verbiegungsbewegung der Membran verwendet werden kann,1. Deep oscillation holes and peaks in the frequency response curve of a flat panel loudspeaker of an embodiment in which the perimeter of the diaphragm is constrained (i.e. in a state in which the corners are not freely supported), so that a bending movement the membrane can be used,

2. die Entstehung verdächtiger stehender Wellen bei speziellen Frequenzen der Membran und gleichzeitig komplexer Schwingungsmoden (jedoch nicht ausschließlich verdächtiger Moden) bei verschiedenen Frequenzen verhindert wird,2. the creation of suspicious standing waves at special frequencies of the membrane and Simultaneously complex vibration modes (but not exclusively suspicious modes) is prevented at different frequencies,

3. Schwingungsmoden dritter Ordnung auf der Membran nicht ausgebildet werden und die Erzeugung von Unterschieden der Form der Modusteile in beabsichtigter und positiver Weise unterdrückt wird,3. Vibration modes of the third order are not formed on the membrane and the generation suppressed from differences in the shape of the mode parts in an intended and positive manner will,

4. eine Membranform, die asymmetrisch ist, d. h. eine Membranform, die keine Symmetrieachse oder keinen Symmetriepunkt hat, vorgesehen ist,4. a membrane shape that is asymmetrical, d. H. a diaphragm shape that has no axis of symmetry or has no point of symmetry, is provided,

5. die Entstehung von stehenden Wellen auf der Membran durch die Umkehrung der Schwingungen zwischen entgegengesetzten Seiten der Membran und die Entstehung von Schwingungsmoden höherer Ordnung unterdrückt wird,5. The creation of standing waves on the membrane by reversing the vibrations between opposite sides of the membrane and the creation of vibrational modes higher order is suppressed,

6. eine Membranform mit verzerrten Kurven vorgesehen ist, so daß keine Teile auf einander gegenüberliegenden Seiten des Membranumfangs sich parallel gegenüberstehen, und6. A diaphragm shape with distorted curves is provided so that no parts are on opposite sides Sides of the membrane circumference are parallel to each other, and

7. eine Membran vorgesehen ist, die in zwei Teile geteilt ist, deren einer Teil hauptsächlich die Schwingungen für niederfrequenten Schall und deren anderer Teil hauptsächlich die Schwingungen für Schall mittlerer und hoher Frequenzen erzeugt, damit der Strahlungswirkungsgrad für Schall mittlerer und hoher Frequenzen verbessert wird.7. a membrane is provided which is divided into two parts, one part mainly the Vibrations for low-frequency sound and their other part mainly the vibrations generated for sound of medium and high frequencies, thus the radiation efficiency for Medium and high frequency sound is improved.

Die obenerwähnten Ziele wurden durch die Erfindung erreicht; die Eigenarten und Einzelheiten werden durch die folgende Beschreibung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsbeispiele deutlich, die zuerst mit einer Betrachtung über die Unterdrückung der Schwingungsmoden dritter Ordnung beginnt.The above objects have been achieved by the invention; the peculiarities and details become from the following description with reference to preferred exemplary embodiments that are first identified with a consideration of the suppression of the third-order vibration modes begins.

In den F i g. 6 (A) und 6 (B) ist ein Lautsprecher mit vierseitiger Membran dargestellt, die dadurch erzeugt wird, daß ein rechtwinkliges Dreieck längs seiner Hypotenuse vom einen Ende des Rechtecks weggeschnitten wird, wodurch das sich ergebende Ende der Membran schräg versetzt ist.In the F i g. 6 (A) and 6 (B) a loudspeaker is shown with a four-sided diaphragm created thereby that a right triangle along its hypotenuse is cut away from one end of the rectangle thereby skewing the resulting end of the membrane.

Die Membran 11 ist an ihrem Umfang an dem Rahmen 12 festgeklemmt und wird an einer Stelle O, nahe der Mitte seiner geometrischen Gestalt ausgesteuert. Folglich ist der Schwingungszustand in diesem Falle ähnlich dem des bekannten Falles, nämlich daß erstens ein Schwingungsmodus der ersten Ordnung bei niedrigen Frequenzen erscheint, der die niedrigere Resonanzfrequenz des Lautsprechers wird. Da ferner der Aussteuerungspunkt nahe der Mitte der Membran liegt, tritt kein Schwingungsmodus zweiter Ordnung auf, wodurch in der Frequenzgangkennlinie für diese Frequenz kein Schwingungsloch auftritt.The membrane 11 is clamped at its periphery to the frame 12 and is controlled at a point O, near the center of its geometric shape. Accordingly, the vibration state in this case is similar to that of the known case, namely, that, first, a first-order vibration mode appears at low frequencies which becomes the lower resonance frequency of the speaker. Furthermore, since the modulation point is close to the center of the diaphragm, no oscillation mode of the second order occurs, as a result of which no oscillation hole occurs in the frequency response characteristic for this frequency.

Da jedoch der Schwingungsmodus dritter Ordnung verzerrt ist, ist, wie es in F i g. 7 dargestellt ist, dieser Schwingungsmodus nicht klar ausgebildet, und da insbesondere die Modusteile X und Y verschiedene Form annehmen, vermindern sich die Resonanz und die Antiresonanz bei den Frequenzen bemerkenswert. Folglich nimmt die Frequenzgangkennlinie, die sich von der in dem üblichen Fall nach F i g. 3 unterscheidet, in diesem Fall die Form nach F i g. 8 an, wobei nur ein sehr kleines Schwingungsloch 3a selbst bei Frequenzen, die dem Schwingungsmodus dritter Ordnung entsprechen, auftritt.However, since the third order vibration mode is distorted, as shown in FIG. 7, this vibration mode is not clearly formed, and in particular, since the mode parts X and Y take different shapes, the resonance and the anti-resonance at the frequencies remarkably decrease. Consequently, the frequency response characteristic, which differs from that in the usual case according to FIG. 3 differs, in this case the form according to FIG. 8, with only a very small vibration hole 3a occurring even at frequencies corresponding to the third-order vibration mode.

Als Versuchsmodell für eine Membranform nach F i g. 6 wurde eine Membran aus geschäumtem PoIy-As a test model for a membrane shape according to FIG. 6 a membrane made of foamed poly-

styrol hergestellt, die eine Dicke vönll mm und eine Dichte von 0,03 g/cm³ und eine Form hatte, die dadurch entstand, daß ein rechtwinkliges 303 · 603 mm großes Dreieck von einem 900 ■ 600 mm großen Rechteck abgeschnitten wurde, und deren Membran mit ihrem Rand an einem Rahmen festgeklemmt war und etwa in der Mitte der geometrischen Figur angesteuert wurde.styrene, which had a thickness of 0.03 g / cm ³ and a density of 0.03 g / cm 3 and a shape obtained by cutting a right-angled 303 x 603 mm triangle from a 900 x 600 mm rectangle, and their The membrane was clamped with its edge on a frame and was controlled approximately in the middle of the geometric figure.

Daraus ergab sich, daß das Schwingungsloch in der Kennlinie, bei der Frequenz, die dem Schwingungsmodus dritter Ordnung entsprach, bemerkenswert im Vergleich zu einer bekannten rechteckförmigen Membran vermindert war.It was found that the vibration hole in the characteristic curve at the frequency corresponding to the vibration mode third order, remarkably compared to a known rectangular membrane was decreased.

Die F i g. 9 bis 14 einschließlich zeigen verschiedene Ausführungsformen gemäß der Erfindung mit verschiedenen Membranformen 11 und Lage des Aussteuerungspunktes O, und in jedem Falle sind die Umrisse des Schwingungsmodus dritter Ordnung angedeutet. Insbesondere zeigt die F i g. 9 eine Form, die sich daraus ergibt, daß ein Teil von einem Rechteck längs einer gekrümmten Linie weggeschnitten wird; F i g. 10 zeigt eine vierseitige Form, die dadurch entsteht, daß ein Dreieck von einer Längsseite des Rechtecks weggeschnitten wird; Fig. 11 zeigt eine Form, die dadurch entsteht, daß eine Ecke eines Rechtecks längs einer gekrümmten Linie weggeschnitten wird; F i g. 12 zeigt ein ungleichseitiges rechteckiges Dreieck und F i g. 13 ein Trapez mit ungleichem Schenkel.The F i g. 9 to 14 inclusive show different embodiments according to the invention with different diaphragm shapes 11 and position of the control point O, and in each case the outlines of the third-order oscillation mode are indicated. In particular, FIG. Fig. 9 shows a shape obtained by cutting away part of a rectangle along a curved line; F i g. Figure 10 shows a quadrilateral shape made by cutting away a triangle from one long side of the rectangle; Fig. 11 shows a shape obtained by cutting away a corner of a rectangle along a curved line; F i g. 12 shows an unequal sided rectangular triangle and FIG. 13 a trapezoid with unequal legs.

Während die obenerwähnten Formen der Membran 11 dadurch entstehen, daß Rechtecke abgewandelt werden, ist die Membranform gemäß der Erfindung natürlich nicht darauf begrenzt und kann aus einem weiten Bereich von Formen ausgewählt werden, beispielsweise aus Formen, die sich aus DeformationenWhile the above-mentioned shapes of the membrane 11 arise in that rectangles are modified the membrane shape according to the invention is of course not limited thereto and can be made from a wide range of shapes can be selected, for example from shapes resulting from deformations

der Teile eines Vierecks, aus einem vierseitigen Gebilde mit ungleichen Seiten und/oder ungleichen Winkeln ergeben, obwohl solch eine Form bei der Herstellung einige Schwierigkeiten bereiten kann, wie es in F i g. 14 dargestellt ist, aus Polygonen mit allgemein ungleichen Seiten und/oder ungleichen Winkeln und aus Formen mit gekrümmten Umfangsseiten, wie es weiter unten beschrieben wird.the parts of a square, made up of a four-sided structure with unequal sides and / or unequal angles although such a shape can cause some difficulties in manufacture, as shown in FIG. 14th from polygons with generally unequal sides and / or unequal angles and from shapes with curved peripheral sides, as will be described below.

Die vierseitige Form nach F i g. 14 hat keine parallelen gegenüberliegenden Seiten und hat deshalb die gleiche Wirkung wie die gekrümmten Formen, die später beschrieben werden, d. h., sie beseitigt genauso wirksam den Nachteil, der im Zusammenhang mit F i g. 4 und 5 beschrieben und angedeutet wurde.The four-sided shape according to FIG. 14 has no parallel opposite sides and therefore has the the same effect as the curved shapes described later, i.e. i.e., it eliminates the same way effectively the disadvantage associated with F i g. 4 and 5 has been described and indicated.

Zusätzlich zu der obenerwähnten Verbesserung des Schwingungsmodus dritter Ordnung weist die Erfindung eine weitere Verbesserung im Bereich mittlerer und hoher Frequenzen auf, wo Schwingungsmoden höherer Ordnung vorliegen.In addition to the aforementioned third order mode improvement, the invention a further improvement in the range of medium and high frequencies where vibrational modes higher order exist.

In einer Ausführungsform gemäß der Erfindung nach F i g. 15 ist eine Membran 21 von im wesentlichen elliptischer oder ovaler Form, welche einen konkaven Teil aufweist, der durch eine S-förmige Krümmung der Umfangskurve entsteht, mit ihrem Umfang an einem Rahmen (nicht dargestellt) festgeklemmt, und sie wird an einer Stelle O nahe der Mitte der geometrischen Gestalt ausgesteuert.In one embodiment according to the invention according to FIG. 15 is a diaphragm 21 of a substantially elliptical or oval shape which has a concave part formed by an S-shaped curvature of the circumferential curve, with its circumference clamped to a frame (not shown), and it becomes close to a point O the center of the geometric shape.

Aus der obigen Beschreibung wird es an Hand der verschiedenen Beispiele deutlich, daß es bei dieser Membran 21 nach F i g. 15 sehr schwierig ist, daß sich ein Schwingungsmodus dritter Ordnung ausbildet. Es ist auch einzusehen, daß Schwingungsmoden höherer Ordnung nicht so einfach entstehen können.From the above description it is clear from the various examples that this Membrane 21 according to FIG. 15 it is very difficult for a third-order vibration mode to develop. It can also be seen that higher-order vibrational modes cannot so easily arise.

Der Grund dafür liegt darin, daß die geometrische Gestalt der Membran durch eine unregelmäßige Kurve bestimmt ist und keine gegenüberliegenden parallelen Seiten aufweist, so daß keine stehenden Wellen, die in F i g. 4 angedeutet sind, entstehen können.The reason for this is that the geometric shape of the membrane by an irregular Curve is determined and has no opposite parallel sides, so that no standing Waves shown in FIG. 4 are indicated, can arise.

Ferner hat diese geometrische Figur folgenden Vorteil: Wenn diese Membran 21 an der Stelle O erregt wird, schwingt sie größtenteils im Teil α der Membran bei niedrigen Frequenzen, während Schwingungsmoden bei Frequenzen von mittleren und hohen Tönen im Teil α und. b auftreten. Wenn der Teil b von der Erregungsstelle O entfernt ist, dann ist seine wirkliche Masse klein, da sein Schwingungsgebiet klein und sein Umfang festgeklemmt ist, wodurch der Strahlungswirkungsgrad bei mittleren und hohen Tönen sehr hoch ist.Furthermore, this geometrical figure has the following advantage: When this diaphragm 21 is excited at point O , it vibrates for the most part in part α of the diaphragm at low frequencies, while vibration modes at frequencies of medium and high tones in part α and. b occur. When the part b is away from the excitation point O , its real mass is small because its area of oscillation is small and its circumference is clamped, whereby the radiation efficiency is very high in medium and high tones.

In einer anderen Ausführungsform nach F i g. 16 wurde die Membranform nach demselben Prinzip verbessert, wie bei dem Beispiel, das in Fig. 15 dargestellt ist. Die in F i g. 16 dargestellte Membranform ist im wesentlichen eine Ellipse, sie wurde jedoch deformiert, damit ihre Brennpunkte beseitigt werden; an drei Teilen der Umfangskurven wurden jeweils durch S-förmige Krümmung konkave Teile ausgebildet. Diese Membran 31 ist an ihrem Umfang an einem Rahmen (nicht dargestellt) befestigt und wird an einem Punkt O neben der Mitte der geometrischen Figur ausgesteuert.In another embodiment according to FIG. 16, the diaphragm shape was improved on the same principle as in the example shown in FIG. The in F i g. The diaphragm shape shown in Figure 16 is essentially an ellipse, but has been deformed to remove its focal points; on three parts of the circumferential curves, concave parts were formed by S-shaped curvature, respectively. This membrane 31 is attached at its periphery to a frame (not shown) and is controlled at a point O next to the center of the geometric figure.

Die Arbeitsweise und Wirksamkeit dieser Membran 31 ist ähnlich der der Membran 21 nach F i g. 15; es können sich dabei Schwingungsmoden dritter Ordnung und auch Schwingungsmoden höherer Ordnung nur schwierig ausbilden. Bei niedrigen Frequenzen treten die Schwingungen vor allem im Teil c auf, und bei mittleren und hohen Frequenzen treten die Schwingungen in den übrigen Teilen auf, wodurch der Strahlungswirkungsgrad vergrößert wird.The mode of operation and effectiveness of this membrane 31 is similar to that of the membrane 21 according to FIG. 15; third-order oscillation modes and higher-order oscillation modes can develop only with difficulty. At low frequencies, the vibrations occur mainly in part c , and at medium and high frequencies, the vibrations occur in the other parts, which increases the radiation efficiency.

Um das Wesen und die Anwendbarkeit der Erfindung noch genauer darzustellen, werden die folgenden Beispiele wirklicher Ausführungsformen gegeben, wobei diese Beispiele nur zur Illustration dienen und nicht die Erfindung irgendwie begrenzen sollen.In order to more fully illustrate the nature and applicability of the invention, the following are provided Examples of real embodiments are given, these examples being for illustration only and not should somehow limit the invention.

Beispielsweise sind Flachlautsprecher mit Membranen der geometrischen Formen nach F i g. 15 und folgenden Dimensionen gebaut und geprüft worden:For example, flat speakers with diaphragms of the geometric shapes according to FIG. 15 and has been built and tested in the following dimensions:

A = A = 900900 mmmm B = B = 600600 mmmm 650650 mmmm D = D = 350350 bis 400 mmup to 400 mm

In einem anderen Fall wurden Lautsprecher mit Membranen der geometrischen Gestalt nach F i g. 16 und den folgenden Dimensionen gebaut und geprüft:In another case, loudspeakers with diaphragms of the geometrical shape shown in FIG. 16 and the following dimensions are built and tested:

A₁ = 900 mm A ₁ = 900 mm

B₁ = 650 bis 700 mm B ₁ = 650 to 700 mm

C₁ = 200 bis 250 mmC ₁ = 200 to 250 mm

D₁ = 550 bis 600 mmD ₁ = 550 to 600 mm

E = 50 bis 60 mm E = 50 to 60 mm

F = 50 bis 80 mmF = 50 to 80 mm

G = 50 bis 80 mm G = 50 to 80 mm

H = 650 mm H = 650 mm

In beiden Fällen wurden zufriedenstellende Ergebnisse erreicht. Die obigen Dimensionen sind nur als Beispiele angegeben und ändern sich natürlich in Abhängigkeit von dem Werkstoff der Membran, ihrer Dicke und der beabsichtigten niedrigsten Resonanzfrequenz. Satisfactory results were obtained in both cases. The above dimensions are only as Examples given and of course change depending on the material of the membrane, their Thickness and the intended lowest resonance frequency.

Wie oben beschrieben, treten bei der Anwendung der Erfindung keine besonders verdächtigen Schwingungsmoden bei irgendwelchen bestimmten Frequenzen auf, und es erscheinen in der Frequenzgangkurve der Membran keine großen Spitzen oder Schwingungslöcher. Die Schwingungsmoden sind nicht außergewöhnlich klar, d. h., sie erscheinen bei etwas verschiedenen Frequenzen, und es erscheint in der Frequenzgangkennlinie eine große Anzahl von kleinen Spitzen und Frequenzlöchern. Spitzen und Frequenzlöcher bis zu einem gewissen Grad sind besonders bei Lautsprechern für Musikinstrumente sehr erwünscht (da sie zu Tönen einzigartige Tonfarben addieren).As described above, no particularly suspicious vibration modes occur when the invention is used at some particular frequency and it will appear in the frequency response curve there are no large peaks or oscillation holes in the diaphragm. The vibrational modes are not exceptional sure: D. that is, they appear at slightly different frequencies, and it appears in the Frequency response characteristic a large number of small peaks and frequency holes. Peaks and frequency holes to some extent are particularly desirable in speakers for musical instruments (as they add unique tone colors to tones).

Claims

Patent claims:

1. Level, disc-shaped membrane for a loudspeaker, characterized by the combination of the following features:

a) the surface of the membrane has an asymmetrical geometrical figure,

b) the membrane is clamped around the entire circumference, Hp-

c) the drive of the membrane is in the vicinity their geometric center.

2. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that the membrane does not have any to each other having parallel side walls.

3. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that the membrane has the shape of a has a distorted, crooked, closed figure.

4. Loudspeaker according to claim 3, characterized in that the membrane is substantially

is elliptical or oval and has S-shaped curvatures on one or more of its peripheral parts, whereby one or more concave inwardly protruding depressions are created.

5. Loudspeaker according to claim 4, characterized in that the shape of the membrane, based on its length or maximum extent of the value test, a width or extent perpendicular to the maximum extent of about I ^ q

and that there is a concave, inwardly protruding depression on a peripheral part, which is a distance of about / 600 \ from a transverse side of the mold.
"900"

A has and from one long side of the shape

a distance of about [-n ™

\ yuu

6. Loudspeaker according to Claim 4, characterized in that the shape of the membrane, based on its length or maximum extent of the value A, has a width or extent perpendicular to the maximum extent of approximately ι-τ ^

\ yuu

and has at least three inwardly protruding depressions, each of which has a depth based on the general scope of the shape,

from about (-7 ^ r) A to (-s ^ xl A , and that this \ yuu / ν yuu /

Depressions at an approximate distance,. Π00 \. / 200 \ _Λ,. ι250 \

^hlS[-9ÖÖJ^A' ^hlS [-9ÖÖJ ^A ' ^VOnFrom

~) A to (-.

and from h

Λ from a transverse side

of the figure are arranged.

For this purpose 2 sheets of drawings

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