DE1512702C - Elektroakustischer Wandler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektroakustischen Wandler zum Erzeugen von akustischen Druckschwankungen in einem Fluid, insbesondere dynamischer Lautsprecher oder Telephonhörer, bei dem zwischen einem elektromagnetisch erregbaren Schwingungselement und einer zur Schwingungsachse senkrecht verlaufenden festen Wand des Wandgehäuses eine zur Umgebungsatmosphäre vollständig abgeschlossene Fluidkammer eingeschlossen ist.

Die österreichische Patentschrift 186 688 zeigt ein dynamisches Mikrophon mit einseitiger Richtwirkung. Bei diesem bekannten Mikrophon wird zur Verbesserung der einseitigen Richtwirkung an die Druckkammer ein ganzes Netzwerk aus akustischen Elementen angeschlossen. So stehen beispielsweise zur Erzielung einer nierenförmigen Richtcharakteristik! mit der niedrigeren Luftkammer hinter der Membran zwei Röhren mit bestimmten, akustischen Massen in Verbindung, die ins Freie führen. Im Inneren der Röhren können an den Stellen, wo Schwingungsbäuche auftreten, schalldämpfende Materialien wie Watte od. dgl. eingeführt sein. Auch können seitliche Öffnungen vorgesehen sein, die in kleine Hohlräume führen, so daß eine akustische Filterwirkung stattfindet. Ferner ist bei diesem bekannten Mikrophon eine Reihe von akustischen Impedanzen vorgesehen, die auf den Schalldruck ansprechen. Zu diesem Zweck ist die niedrigere Luftkammer über Reibungswiderstände in Form von engen Schlitzen an eine größere Luftkammer angeschlossen.

Gegenüber diesem bekannten Mikrophon bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen elektroakustischen Wandler zum Erzeugen von akustischen Druckschwankungen. Hinzu kommt, daß es sich im vorliegenden Fall um einen Wandler handelt, bei dem die Druck- oder Fluidkammer gegenüber der Umgebungsatmosphäre vollständig abgeschlossen ist.

Es ist bekannt, daß bei elektroakustischen Wandlern mit vollständig abgeschlossener Fluidkammer die Empfindlichkeit bei niederen Frequenzen durch eine Vergrößerung der Fluidkammer verbessert werden kann. Zwar kann man die Größe der Fluidkammer dadurch in Grenzen halten, daß man sie mit einem bestimmten Material wie Glasfibern ausfüllt, wie dies in der USA.-Patentschrift2775 309 beschrieben ist. Die Glasfaserpackung wirkt dabei als akustischer Widerstand, der zusammen mit dem Volumen der Fluidkammer als akustisches Verzögerungsglied wirkt. Diese Wirkung bleibt jedoch beschränkt, so daß trotz der Glasfaserfüllung für besonders gute Empfindlichkeit im niederen Frequenzbereich große Wandlergehäuse benötigt werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen akustischen Wandler der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß die Empfindlichkeit bei niederen Frequenzen wesentlich verbessert wird, und zwar unter gleichzeitiger Verringerung der Abmessungen der Fluidkammer.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der festen Gehäusewand und einer zweiten festen Wand, die zu der Gehäusewand in einem geringen Abstand parallel angeordnet ist, eine zweite, ringscheibenförmige Fluidkammer von geringer axialer Höhe und großer radialer Ausdehnung vorgesehen ist und daß die zweite Fluidkammer an einer Umfangsseite mit der ersten Fluidkammer in Verbindung steht, während die andere Umfangsseite dicht geschlossen ist.

Auf Grund dieser Ausbildung wird auch bei relativ kleiner Fluidkammer eine wesentliche Verbesserung der Empfindlichkeit im Bereich niederer Frequenzen erzielt, ohne daß dadurch die Abmessungen der Fluidkammer nennenswert vergrößert werden. Hinzu kommt, daß dieser Vorteil mit einem sehr einfachen Aufbau und wenig aufwendigem, akustischem Netzwerk erzielt wird, indem lediglich eine zweite Fluidkammer von in einer Ebene großen Abmessungen,

ίο jedoch sehr geringer axialer Höhe unmittelbar an die Hauptkammer angeschlossen ist, während die ringscheibenförmige Fluidkammer an einem Umfangsende geschlossen ist. Durch das dem Wandler zugefügte Netzwerk wird eine Verbindung der Fluidkammer mit der Außenatmosphäre nicht geschaffen. Da das Volumen der ringscheibenförmigen Kammer außerordentlich klein ist, ihre geringe axiale Höhe jedoch zu einem hohen Widerstand führt, kann die Kammer als ein akustisches Netzglied hoher Impedanz betrachtet werden.

Vorteilhafterweise weist die zweite ringscheibenförmige Fluidkammer im Bereich ihrer geschlossenen Umfangsseite einen ringförmigen Abschnitt von geringerer radialer Breite, jedoch von größerer Höhe als die zweite Fluidkammer auf, wobei das Volumen des ringförmigen Abschnittes einen Bruchteil des . Volumens der ersten Fluidkammer ausmacht. Zwischen der ringförmigen Fluidkammer und der Hauptfluidkammer besteht zweckmäßigerweise eine ringförmige Verbindung am äußeren Umfang der beiden Fluidkammern. Die Höhe der zweiten, ringscheibenförmigen Fluidkammer liegt vorteilhafterweise zwischen 0,01 und 0,25 mm, ist also außerordentlich gering. ·.■'■'

Wegen der geringen Höhe der zweiten ringscheibenförmigen Fluidkammer ist es außerordentlich wichtig, daß die Abmessungen dieser Kammer unverändert beibehalten werden. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß zwischen den beiden die zwei Fluidkammer begrenzenden Wänden ein Abstandshalter angeordnet ist, der so ausgebildet sein kann, daß er zugleich die geschlossene Umfangsseite der zweiten Fluidkammer bildet.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. I ist ein axialer Schnitt durch einen elektroakustischen Wandler in Form eines dynamischen Lautsprechers;

Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Schnittlinie H-II der Fig. 1, also senkrecht zur Achse des Wandlers; Fig. 3 ist ein axialer Schnitt durch einen elektro-

. akustischen Wandler gemäß der Erfindung in Form eines Telephonhörers, während

F i g. 4 im kleineren Maßstab den Telephonhörer nach Fig. 3 eingebaut in eine Hörermuschel wiedergibt.

Der elektroakustische Wandler nach den F i g. I und 2 bildet einen üblichen dynamischen Laut-Sprecher, welcher aus einer konischen akustischen Membran 1 besteht, welche mit Hilfe eines entsprechenden biegsamen Umfangsflansches 2 am Stützrand 3 eines Korbes 4 einer Magnetkonstruktion 5 zementiert ist, welche durch eine Lautspule 6 betätigt wird, die in einem magnetischen Spalt 7 der magnetischen Konstruktion 5 wirksam ist. Eine Kappe 5 kann vorgesehen werden, um die Anordnung abzu-. dichten und ein Auslecken des Fluids in den Zwi-

schenraum zwischen der Spule 6 und den Magnetpolen zu verhindern. Die dynamische Lautsprechereinheit ist aufgenommen in einem Gehäuseglied 8, welches gemäß der Erfindung ausgebildet ist. Eine Abdichtung 10 a vorzugsweise aus Gummi ist am vorderen Ende des Gehäusegliedes 8 im Bereich des Korbes 4 oder der Membran 1 angeordnet.

Das Gehäuseglied 8 umfaßt einen vorderen zylin drischen Abschnitt 8a und einen rückwärtigen zylindrischen Abschnitt 8 fr, wobei der letztere einen kleineren Radius aufweist als der vordere zylindrische Abschnitt 8a. Weiterhin umfaßt das Gehäuseglied 8 eine radial verlaufende Ringwand 8 c, welche die vorderen und rückwärtigen Zylinderabschnitte 8 a und S fr miteinander verbindet. Eine kreisförmige rückwärtige Wand 8 a" vervollständigt das Gehäuseglied 8.

Wie aus Fig. 1 deutlich hervorgeht, ist ein starres Schallwandglied 30' vorgesehen, welches eine radial verlaufende Ringwand 32 umfaßt,, die sich über die magnetische Konstruktion 5 erstreckt und senkrecht zu dem Gehäuseglied 8 verläuft. Die ringförmige radial verlaufende Wand 32 erstreckt sich radial parallel und im Abstand benachbart zu einer ahnlieh orientierten ringförmigen Wand 33 eines zweiten 'Gliedes-31\ Das letztere Glied 3Γ ist mit Hilfe eines zylindrischen Flanschabschnittes 12 senkrecht um die Magnetkonstruktion 5. angeordnet, wobei der Abschnitt 12 mit einem fluiddichten Preßsitz aufgebracht ist. Die radiale Wand 31' erstreckt sich radial von der Magnetkonstruktion 5 nahezu bis zu dem vorderen zylindrischen Abschnitt 8 α des Gehäusegliedes 8, endet jedoch kurz vor diesem. Im Bereich seines Endes ist die radiale Wand zylindrisch nach rückwärts abgebogen, um auf einer rückwärtigen Abdichiungspackung Wb anzuliegen, so daß eine isolierte Fluiddichte rückwärtige Kammer 8/ erhalten wird. Die Magnetkonstruktion 5 ist vorzugsweise in axialer Richtung an der kreisförmigen Rückwand 8 d des Gehäusegliedes 8 befestigt und im Abstand gehalten, und zwar mit Hilfe einer Schraube 8 e od. dgl. Die Magnetkonstruktion 5, die auf diese Weise unterstützt ist, hält ihrerseits die ringförmige Schallwand 30' in fester Stellung derart, daß sie mit ihrem Umfang in. radialen Abstand von der zylindrischen Wand 8« des Gehäusegliedes 8 liegt.

Die Glieder 30' und 31' unterteilen das Gehäuseglied 8 weiterhin in eine erste und zweite Kammer 30 a' und 30 b, in welchen Glasfaserpackungen 20 wünschenswerterweise angeordnet werden können, um die Dichte für einen geeigneten Däinpfungseffekt auf einen optimalen Wert gebracht wird. Die benachbarten ringförmigen Radialwände 32 und 33 begrenzen zusammen einen ringförmigen Kanal 34, der senkrecht zu der Achse der Magnetkonstruktion 5 verläuft und die erste und die zweite Kammer 30 a' und 30 b miteinander verbindet.

Ein Abstandselement 24 ist nach F ig. 2 zwischen der Schallwand 30' und dem Wandelement 31' kreisförmig in Anlage und Abdichtung angeordnet und zwischen diesen durch ein auf Druck oder Temperatur ansprechendes Bindemittel beiderseits befestigt, um einen sauberen Abstand im Bereich der Leitung und eine Abdichtung der zweiten Kammer 30 b zu erhalten. ..... .

Das Abstandselement 24 weist einen ringförmigen Abschnitt 25 auf, der jeweils innere und äußere" Umfangskanten 25 α und 25 fr besitzt, die um die Magnetkonstruktioh 5 herum senkrecht zu dieser angeordnet sind und benachbart bzw. radial innerhalb der zweiten Kammer 30fr liegen. Eine Mehrzahl von gekrümmten Speichen 26, im bevorzugten Ausführungsbeispiel vier Speichen, erstrecken sich von der äußeren .Umfangskante 25 b des ringförmigen Abschnittes 25 des Abstandselementes 24 nach außen und im wesentlichen in den Luftverbindungskanal 34 und enden nahe der äußeren Umfangskante der benachbarten Wände 30' und 31', um weiterhin die Gleichförmigkeit des Abstandes der die Leitung 34 begrenzenden Wände zu gewährleisten, so daß die Dimension dieses Verbindungskanals mit großer Präzision aufrechterhalten wird. Die gekrümmten Speichen bieten eine vergrößerte Anlagelänge für einen optimalen Abstand der Wände, wobei die Krümmung dafür sorgt, daß die Länge der Anlageflächen größer ist als die radiale Länge der ringförmigen Verbindungsleitung. Die Speichen sind dabei so. eng, daß die den Durchgang des Fluids durch den Verbindungskanal nicht beeinträchtigen. . .■·· ·;-.■"■ ;■-.

Durch diese Anordnung ist ein akustisches Netzwerk gemäß der Erfindung geschaffen, welches eine erste Kammer 30 a' unmittelbar benachbart und hinter der. Membran und eine zweite Kammer 30 fr in Form einer ringförmigen Kammer zwischen den benachbarten Platten oder Gliedern 30' und 3Γ begrenzt wird, welche die Magnetkonstruktipn.5. umgeben. Beide Kammern stehen miteinander über eine sich radial erstreckende Verbindungsleitung 34 zwi- ■ sehen den Platten 30' und 3Γ in Verbindung. Beide Kammern oder Ausnehmungen 30«' und 30 fr sind gegen eine Fluidverbindung mit der rückwärtigen Kammer 8/ isoliert, welche Kammer auch .wegfallen kann, indem man das Glied 3Γ als ausschließliche Rückwand des Gehäuses ausbildet und die Wände 8 fr, 8 c und 8i/ des Gehäuses fortläßt.

Insbesondere bestimmt das erste scheibenförmige Glied oder die Schallwand 30' zusammen mit dem Gehäuseglied 8 die vordere Kammer 30« unmittelbar hinter der Membran 1, während das zweite Glied 3Γ eine ringförmige Nut aufweist, um eine rückwärtige ringförmige Kammer 30 fr zu begrenzen, und zwar zusammen mit, der Rückseite der Schallwand 30'. Die erste Schallwand 30' weist eine vollständig ebene radiale Ringfläche 32 auf, während das zweite Glied 3Γ eine radiale ringförmige Fläche 33 mit einer Ausnehmung aufweist, welche beiden Flächen einander gegenüberliegen. Die Wände 32 und 33 sind im gegenseitigen Abstand angeordnet, um eine Luftleitung 34 zu bilden, wobei diese Wände eine erhebliche Öberflächengröße verglichen mit dem Abstand der Platten bzw. der Weite des Kanals 34 aufweisen.

Das akustische Netzwerk, welches durch die Wandglieder 30' und 31' gebildet wird, die innerhalb der zweiten ringförmigen Ausnehmung 30 fr durch das Abstandselement 24 abgedichtet sind, bilden eine Fluiddichteeinschließurig für die Ausnehmung 30 fr und isolieren das darin enthaltene Strömungsmittel.

Diese" Einheit gestattet einem Fluid hinter der Membran 1 zwischen den Kammern 30a' und 30fr nur durch die radial verlaufende ringförmige Leitung 34 zu fließen, wie weiter unten beschrieben wird.

Die sich gegenüberliegenden Flächen 32 und 33 der Wandelemente 30' und 31' sind genau radial ausgerichtet mit Hilfe des Abstandselementes 24, wobei das Element 31 am radial innenliegenden Ende des Verbindungskanals 34 eine Ausnehmung aufweist, um die ringförmige Kammer 30 fr zu bilden, die im

Abstand um die Magnetkonstruktion 5 herumlauft. Es sollte weiterhin bemerkt werden, daß es innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung liegt, wenn die Kammer 30 t lediglich durch das Innere oder entfernt liegende Ende der Leitung 34 gebildet wird, ohne daß irgendeine weitere Ausnehmung vorgesehen ist.

Die relativen Größen der Kammern 30«' und 3Oi) sind von Bedeutung für die Funktion der Vorrichtung, obwohl die Erfindung nicht auf bestimmte Werte begrenzt ist. Das Volumen der Kammer 30 b ist annähernd das 0,05- bis 0,005fache des Volumens der Kammer 30«', bildet also nur einen Bruchteil dieses ■Volumens. Das akustische Netzwerk der vorliegenden Erfindung liefert eine Kammer für hohen Druck, nämlich die Kammer 30 b und eine Leitung 34 von hohem Widerstand zwischen den beiden Kammern.

Die Schallwand 30' und die radiale ringförmige Fläche 32 erstrecken sich radial parallel und benachbart zu der ringförmigen Fläche 33 der Wand 3Γ, und zwar nahe bis an das Gehäuseglied 8, wobei diese jedoch Kurz vor diesem Gehäuseglied enden, um eine umfängliche öffnung an der umfänglichen Kante der ringförmigen Wand 32 zu bilden, durch welche die Verbindung mit dem Kanal 34 hergestellt wird.■■'■*.■:■"& . ■■ . ■ . :■ .

Es-wird bemerkt, daß die ringförmigen Flächen 32 und 33 und die die Kammern verbindende Leitung 34 senkrecht zu der Achse der Einheit also radial angeordnet sind, so daß die erste und die zweite Kammer 30«' und 30 b jeweils im wesentlichen konzentrisch und ringförmig gegenüber der Magnetkonstruktion 5 angeordnet sind, so daß sich besonders günstige Raumverhältnisse ergeben.

Im Betrieb.sorgen die Bewegungen der Membran 1, welche durch die eingeschaltete Lautspule 6 erzeugt werden, für Zusammendrückungen und Entlastungen der Luft in der Kammer 30«', die nur ein kleines Volumen aufweist. Dadurch treten Plus- und Minusd'rücke auf. welche Druckwerte erzeugen, die ausgesprochen weit oberhalb bzw. unterhalb des Atmosphärendrucks liegen. Dadurch wird eine Luftsteifigkeit und eine Steuerung über die Bewegungen der Membran 1 erhalten, welche über die mechanische Steifigkeit der elastischen Membran 1 hinausgeht. Die Luftsteifigkeit übernimmt damit einen großen Anteil der Trägheit der bewegenden Teile.

Der Lüftleitungs.kanal 34 gibt den höheren Druck in der Kammer 30«' nur langsam frei, welcher im erhöhten oder zunehmenden Maße mit der Abnahme der Frequenz in der Kammer 30/) ansteigt', in welcher die Plus- und Minusdrücke erneut erzeugt werden, aber diesmal mit einer Zeitverzögerung verglichen mit den Drücken, welche in der ersten Kammer 30«' vorherrschen. Die Druckspitze wird erreicht, wenn die durch die Leitung 34 eintretenden Drücke gleich dem Luftdruck in der zweiten Kammer 30 b werden. Die in der Kammer 30/? wieder erzeugten Drücke: welche als eine akustische Dämpfung für niedrige . Frequenzen wirksam sind, werden unmittelbar wieder wirksam mit der Rückkehr der Luftströmung, wobei die freiwerdende Energie der durch die Luftleitung 34 wiederkehrenden Druckwellen auf die Rückseite der akustischen Membran 1 bei einer Frequenz zusätzlich wirksam werden, die mit dem akustischen /RC-Glied der Leitung 34 mit der Luftkammer 30/> vereinbar, ist. · ,"".

. Auf Grund des kleinen Gehäuses, das für diesen Lautsprecher wünschenswert ist, ist die akustische Kapazität der Kammern 30 a' und 30 b relativ klein, während der dazugehörige akustische Widerstand, der nötig ist, um die Druckwiederkehr bei den niedrigen Frequenzen von 50 Herz oder weniger notwendig ist, außerordentlich groß bemessen ist. Der große akustische Widerstand wird erreicht mit der außerordentlich engen Nachbarschaft im radialen Abstand, der nur wenige 1000 cm beträgt und sich

ίο über einen Bereich von etwa V₁₀ eines ¹Z₁₃.,,, bis etwa Vioo ooü eines inch erstreckt, und zwar in Abhängigkeit von der Größe des Lautsprechers. Dieser enge Abstand wird zwischen den Flächen 32 und 33 der Wandglieder 30' und 31' aufrechterhalten, welche den Luftverbindungskanal 34 begrenzen, und damit die Voraussetzung schaffen, um einen solchen extremen hohen akustischen Widerstand über die große Fläche des Leiters 34 zu erhalten. Mit der vorliegenden Anordnung zum radialen im Abstandhalten des vollständig ebenen Schallwandelementes 30' kann eine

. sehr ökonomische Massenproduktion erreicht werden, wobei das Abstandselement 24 weiterhin eine genaue Fluchtung und einen sehr genauen Abstand im Bereich der Leitung 34 sicherstellt. Auf Grund dieser Anordnung wird ein hoher Druck bei sehr kleinen Kapazitäten in einem akustischen System erhalten, das über einen Widerstand gesteuert wird, bei dem der akustische Widerstand sehr groß ist und sehr wirksam als Verzögerungsmittel für die' Luftströmung zwischen den beiden relativ schmalen Kammern verwendet werden kann. Gleichzeitig ergibt sich dadurch eine sehr ökonomische Konstruktion. Ein solch hoher akustischer Widerstand wird mit Hilfe der ringförmigen Luftleitung 34 erhalten, und zwar auf Grund des Viskoseeffektes der ausgedehnten Oberflächenbereiche, im Vergleich zu den Querschnittsbereichen der Leitung. Damit wird ein regeneratives akustisches System erhalten, das durch hohen Druck und hohen Widerstand gesteuert wird, wobei der wiederkehrende Drück auf die Rückseite, der akustischen Membran zur Wirkung kommt. In diesem System ist ein hoher akustischer Widerstand auf Grund der hohen Viskosität vorgesehen, die sich aus einem sehr dünnen radialen Luftleiter ergibt, der zwischen ringförmigen benachbarten Flächen von erheblicher Länge oder Ausdehnung verglichen mit' dem Querschnitt der Luftleitung gebildet wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 3 und 4 ist ein Telephonhörer vorgesehen,' welcher eine scheibenförmige Membran 11 umfaßt, die auf einem ringförmigen Stützrand 13 eines Formgußrahmens 14 unterstützt ist. Der Rahmen 14 paßt in einen üblichen Telephonhalter.l5 aus isolierendem oder plastischem Material und legt sich gegen einen ringförmigen Flansch 16 dieses Halters und ist in der Lage durch, eine übliche Hörerkappe oder Ohrmuschel 17 aus Kunststoff gehalten, welche für gewöhnlich durch Schraubgewinde in der Handhabe 15 befestigt ist. Zwei Polstücke 18 weisen rechteckförmige Abschnitte 18« auf, die sich parallel zueinander erstrecken und in Polansätzeh 18 b an einem Ende enden, welche der Membran 11 gegenüberliegen. Die Polstücke 18 umfassen außerdem einen Jochabschnitt 18 c, welche an vorspringenden Ansätzen 14« des Rahmens 14 festgeschraubt sind; um die Polstücke 18 am ,Rahmen 14 festzulegen. Der Rahmen 14 weist einen ringförmigen Stützrand 19 im Abstand hinter dem.Stütz-. rand 13 für die Membran auf, an welcher eine Schall-

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wand 31 befestigt ist, die rechteckförmige öffnungen Fläche 33 auf,. die einander gegenüberliegen. Die 35 für den Durchtritt der Ansätze 18 & aufweist. ■ Flächen 32 und 33 sind im gegenseitigen Abstand anWicklungen 21 sind, auf den rechteckförmigen Ab- geordnet, um einen Luftkanal 34 zu bilden, wobei die schnitt 18 a der Polstücke aufgewickelt und elektrisch Flächen im wesentlichen ebene Flächenbereiche von an Kontakten einer Platte. 21 α angeschlossen, die 5 erheblicher Größe aufweisen, verglichen mit dem ebenfalls an den vorspringenden Ansätzen 14 a des Abstand zwischen den Platten bzw. der Weite des Rahmens 14 mit den Jochabschnitten 18 c der Pol- Kanals 34.

stücke 18 angeschraubt sind und zwischen der Platte Ein im wesentlichen scheibenförmiges Abstands-

21a und den Ansätzen 14 a eingeschlossen sind. Zwei element 27 ist zwischen, den Gliedern 30 und 31 an-Stabmagnete 22, von denen nur einer wiedergegeben io geordnet, und zwar radial innerhalb und benachbart ist, sind mit ihren Enden parallel zu den seitlich ver- dem innersten Abschnitt der zweiten Ausnehmung laufenden Kanten,, die nicht gezeigt sind, der Joch- 306. Dieses Abstandselement umgibt die Polstücke abschnitte 18 c festgeschraubt und erstrecken sich 18 6 und ist an Ort und Stelle abgedichtet, und zwar über die Ansätze 14 a hinaus* mit Hilfe eines auf Druck oder auf Temperatur an-

AHe wiedergegebenen Elemente mit Ausnahme 15 sprechenden Bindemittels. Auf diese Weise werden des Griffes 15 und der Hörerkappe 17 bilden einen die Glieder 30 und 31 genau im Abstand gehalten, üblichen Hörer. Ein Metallgitter 23 deckt die Vorder- um eine genaue Bemessung des Kanals 34 zu ge* seite des Hörers ab und ist an dem Gehäuse 14 be- währleisten und bietet außerdem eine Druckmittelfestigt, um einen mechanischen Schutz zu bilden. In dichteeinschließung für den entfernt liegenden Abdiesem Gitter sind öffnungen 23a vorgesehen, die 20 schnitt der Ausnehmung 306. Radial innerhalb der ausreichend groß sind, so daß sie keinen Effekt auf Ausnehmung 306 sind die Glieder 30 und 31 und das die akustischen Eigenschaften der Membran auf- Abstandselement 27 ebenfalls mit in Fluchtung weisen. Ein nachgiebiges Gitter in Form einer Scheibe liegenden Löchern 35 versehen, durch welche die aus imprägniertem Seideristoff, das nicht gezeigt ist, Spulverlängerungen 18 & der Polstücke 18 hindurchist auf dem Metallgitter 23, und zwar zwischen dem 25 ragen. Die rückwärtige Fläche 36 des Elementes 31 Gitter und der Membran 11 angeordnet, um den ist in geeigneter Weise an der Kante Ϊ9 des Rahmens Eintritt von Fremdkörpern in den Hörer zu verhin- abgedichtet, so daß sich eine Druckmitteldichteeindera. Schließung der öffnung in dem Rahmen ergibt, wel-

Die Hörermuschel 17 enthält schmale Durch- ehe die erste und die zweite Kammer 30 α und 306 brechungenl7a, welche ein vorderes Gitter bilden, 30 bilden, welche durch die radiale Leitung 34 zwischen das einen akustischen Widerstand, eine Kapazität und den Gliedern 30 und 31 in Verbindung stehen: und eine Masse aufweist, um die akustische Empfindlich- wodurch der übrige Teil der Ausnehmung 15 a gegen keit der Membran im oberen Frequenzbereich zu be- eine Strömungsmittelverbindung mit diesen Kammern einflussen, und zwar in Überstimmung mit dem ge- abgedichtet ist. Das Abstandselement 27 umfaßt eine samten Bereich zwischen, der Ohrmuschel und der 35 Umfangskante 27a in Fluchtung mit dem _: innen-Membran 11, welcher Bereich eine offene Ohrkam- liegenden Ende der Ausnehmung 30 6. mer bildet. Diese Einheit gestattet es einem Strömungsmittel

Der elektroakustische Telephonhörer nach der hinter der Membran 11 zwischen den Kammern 30 a vorliegenden Erfindung weist ein zu Rückladung und 30 & nur zu fließen durch die radialverlaufende dienendes akustisches Rückführungsnetzwerk auf, 40 ringförmige Leitung 34, wie nachfolgend beschrieben welches zwei zusammenwirkende kreisförmige Platten wird.

oder Glieder 30 und 31 umfaßt, die.eine erste Kam- Im dargestellten Beispiel ist nur die eine Stirnwand

mer 30 ά begrenzen, die unmittelbar benachbart und eines der beiden Glieder beispielsweise des Gliedes 31 hinter der Membran 11 angeordnet ist, sowie eine ausgeschnitten und mit einer Nut im Bereich des ringförmige zur Rückführung des Druckes dienende 45 inneren radialen Endes des Kanals 34 versehen, um Kammer 306, welche eine zweite oder entfernt, die ringförmige Kammer 30 6 zu bilden, die die Polliegende Kammer zwischen den Platten bildet und die Verlängerungen 18 b der Polstücke 18 umgibt, wäh-Polstückel86 umgibt. Beide Kammern stehen mit- rend die andere Stirnwand 32 eben ist und die'zuvor einander über eine radialverlaufende ringförmige erwähnten Vorteile bietet. Es soll weiterhin bemerkt Verbindungsleitung 34 zwischen den Platten in Ver- 50 werden, daß es im Rahmen der Erfindung liegt, daß bindung: Beide Kammern oder Ausnehmungen 30a die Kammer 30& lediglich durch das innere Ende der und 30 ft liegen vor den Spulen 21 in der Höreraus- Leitung 34 gebildet wird, ohne daß eine Ausnehmung nehmung 15 α und. sind gegen eine Strömungsmittel- oder andere Maßnahmen zur Bildung einer Kammer verbindung mit der Ausnehmung 15 a isoliert. Auf getroffen werden.

diese Weise bildet die Ausnehmung 15 a eine ver- 55 Die relativen Größen der Kammern 30 a und 30 b größerte Fläche, welche; keinerlei Strömungsmittel- sind, wie oben schon angedeutet, für die Funktion verbindung oder akustische Verbindung mit der Mem- der Vorrichtung von Bedeutung, obwohl die Erfinbran 11 aufweist. Die Kammer 15a wird akustisch dung nicht darauf beschränkt ist. Das Volumen der nicht ausgenützt. . Kammer 306 beträgt annähernd das 0,05- bis 0,005-

Insbesondere umfaßt das akustische Netzwerk zwei 60 fache des Volumens der Kammer 30 a, ist also nur zusammenwirkende sich überlappende Glieder, näm- ein Bruchteil des Volumens dieser Kammer. Das lieh die Schallwand 30, welche mit dem Rahmen 14 akustische Netzwerk gemäß der Erfindung liefert eine vordere Kammer 30 a unmittelbar hinter der eine Hochdruckkammer, nämlich die Kammer 30 6 Membran-11 begrenzt und ein zweites Glied 31, wel- und zwischen den Kammern eine Leitung 34 von ches mit der Rückseite der Schallwand 30 eine rück- 65 hohem Widerstand.

wärtige ringförmige -Kammer 30 b begrenzt. Die Die Schallwand 30 und das radiale ringförmige

Schallwand 30 ^;weist\ eine radial ringförmige Fläche Wandelement 32 erstrecken sich radial parallel und 32 und dasSziweite? Glied 31 eine radial ringförmige benachbart zueinander bis zum äußeren Umfang der

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ίο

Ringfläche 33 des Gliedes 31, und zwar bis nahe oder kurz vor den Rahmen 14, wobei der äußere Umfang des Gliedes 31 an einer nach innen ragenden Schulter 28 des Rahmens 14 anliegt. Durch diese Anordnung wird eine umfängliche öffnung 29 an der Umfangskante der Ringwand 32 zur Herstellung einer Verbindung mit Leitung 34 geschaffen.

Es wird bemerkt, daß die ringförmigen Flächen 32 und 33 und die Leitung 34, welche die Kammern ver-

Flächenviskosität zu erhalten, verglichen mit dem sehr kleinen Querschnitt der Leitung 34. Mit der radialen Abstandshalterung des Gliedes 32 kann eine ökonomische Massenproduktion erhalten werden. Das Abstandselement 27 wird verwendet, um, die präzise Ausrichtung und den geringen Abstand im Bereich der Leitung 34 zu gewährleisten und den entfernt liegenden Abschnitt der Ausnehmung 30 b abzudichten. Mit dieser·'Anordnung wird ein sehr

bindet, senkrecht zur Achse der Einheit und damit io hoher Druck erreicht, und zwar auf Grund der kleinen

Kapazitäten und des durch einen hohen Widerstand kontrollierten akustischen Ladesystems, in welchem der akustische Widerstand enorm hoch ist "und ein wirksames Verzögerungselement bei leichter Herstellbarkeit für die Luftströmung zwischen den beiden kleinen Kammern darstellt, wobei das.Volumen der zweiten Kammer nur einen Bruchteil des Volumens der ersten Kammer ausmacht. Ein solch hoher akustischer Widerstand wird durch die ringförmige

radial angeordnet sind, so daß die erste und die zweite Kammer 30 α und 30 b vor den Spulen 21 liegen und die zweite Kammer 30 b im wesentlichen ringförmig die Polstückverlängerungen 18 ft der Magnetkonstruktion umgibt.

Im Betrieb erzeugen die Bewegungen der Membran ll,i welche durch die eingeschalteten Spulen 21 Verursacht werden, Drucksteigerungen und Druckverminderungen der Luft in der Kammer 30 a, welche nur

ein geringes Volumen aufweist. Dadurch werden Plus- ao Luftleitung 34 mit Hilfe eines Viskoseeffektes an den und Minusdrücke erzeugt, die erheblich oberhalb ausgedehnten Flächen des Kanals verglichen mit dem bzw. unterhalb des Atmosphärendruckes liegende geringen Querschnitt des Kanals erhalten. Demgemäß Werte erreichen. Dadurch wird eine Luftsteifigkeit wird ein regeneratives akustisches Ladesystem er- und Steuerung der Bewegungen der Membran erhal- halten, das von einem hohen Druckwiderstand geten, welche die mechanische Steifigkeit der Membran 25 steuert wird, welcher Druck auf die Rückseite der 11, der vorderen Kammer 9 und der Löcher 17a in Membran wirksam ist. Der hohe Widerstand wird erder Ohrmuschel übersteigen. Die Luftsteifigkeit über- halten durch die große Viskosität, die sich in einem nimmt damit den größten Teil der Trägheit der be- dünnen radialen Luftleiter ergibt, der zwischen ringwegenden Teile. förmigen benachbarten Flächen von erheblicher Aus-

Die Verbindungsleitung 34 gibt die höheren Drücke 30 dehnung begrenzt wird, wobei die Ausdehnung groß in der Kammer 30 a nur allmählich frei, welche zu- gegenüber der Querschnittsfläche des Kanals ist.
nehmend erzeugt werden mit der Abnahme der Fre- Es ist ersichtlich, daß andere Ausführungsformen

quenz im Bereich der ringförmigen Strömungsmittel- möglich sind und daß der Rahmen der vorliegenden kammer 30 ft, wo die Plus- und Minusdrücke erneut Erfindung auch andere Telephonhörer mit kompakerzeugt werden, aber mit einer Zeitverzögerung im 35 ^tem Lautsprecher oder anderer akustischer Vorrich-Vergleich mit den Drücken, die in der ersten Kam- tung umfassen kann, soweit eine akustische Membran mer 30 a erzeugt werden. Ein Spitzenwert wird er- verwendet wird, deren Rückseite auf ein System von reicht, wenn die eintretenden Luftdrücke durch die zwei kleinen miteinander in Verbindung stehenden Leitung 34 gleich den Luftdrücken in der zweiten Kammern einwirkt, bei denen die erzeugten und Kammer 30 ft werden. Die wiederkehrenden oder er- 4° wiedererzeugten akustischen Druckschwankungen neut erzeugten Drücke in der Kammer 30 ft, die als von der einen zu der anderen Kammer durch einen ein akustisches Dämpfungsglied bei niedrigen Fre- dominierenden hohen akustischen Widerstand in der quenzen wirksam ist, werden unmittelbar wieder Verbindungsleitung gesteuert werden, der durch bewirksam, wenn sich die Luftströmung umkehrt und nachbart angeordnete Wandfiächen von großer Ausdie dabei freiwerdende Energie durch die Luftleitung 45 dehnung verglichen mit dem Querschnitt der Leitung 34 auf die Rückseite der akustischen Membran 11 bestimmt wird. Es ist weiter ersichtlich, daß der Bebei einer Frequenz wirksam wird, die dem akustischen griff »Luft« stellvertretend für jedes Fluid verstanden RC-Glied der Luftleitung 34 und der Luftkammef werden kann und daß die Verwendung von leichteren 30 ft entspricht. . oder schwereren Fluids in dem beschriebenen System

Auf Grund des kompakten Gehäuses des TeIe- 50 innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung phonhörers ist die akustische Kapazität der Kammern liegt- Auch kann das Abstandselement 24 nach F i g. 1 30 a und 30 ft verhältnismäßig klein, während der bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 und 4 verzugehörige akustische Widerstand, der notwendig ist, wendet werden. Weiterhin können die Abstandseleum bei niedrigen Frequenzen eine Druckerneuerung mente als erhabene Teile auf der einen der benachzu erzeugen, außerordentlich groß ist. Der hohe 55 barten Wandflächen vorgesehen sein,
akustische Widerstand wird entsprechend der außerordentlich engen Nachbarschaft der radialen Flächen,
d. h. der geringen Weite des Verbindungskanals erzielt, welche nur wenige Viooo eines inch beträgt und
vorzugsweise zwischen etwa einem halben Viooo bis zu 60
etwa Vioooo eines inch beträgt, vorzugsweise zwischen
0,001. und 0,005 inch, und zwar in Abhängigkeit
von der Ausbildung und Gestaltung des-Telephonhörers. Dieser Abstand zwischen den ringförmigen
Flächen 32 und 33 der Wände 30 und 31, welche die 65
Leitung 34 begrenzen, liefern damit das Mittel, um
die ausnehmend hohen akustischen Widerstände auf
einem großen Flächenbereich mit Hilfe einer großen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektroakustischer Wandler zum Erzeugen von akustischen Druckschwankungen in einem Fluid, insbesondere dynamischer Lautsprecher, oder Telephonhörer, bei dem zwischen einem elektromagnetisch erregbaren Schwingungselement und einer zur Schwingungsachse senkrecht verlaufenden festen Wand des Wandlergeh^uses eine zur Umgebungsatmosphäre vollständig a abgeschlossene Fluidkammer eingeschlossen ist»' dadurch gekennzeichnet; Λ daß - zwischen der festen Gehäusewand (30, 30') und einer

zweiten festen Wand (33), die zu der Gehäusewand in einem geringen Abstand parallel angeordnet ist, eine zweite, ringscheibenförmige Fluidkammer (34) von geringer axialer Höhe und großer radialer Ausdehnung vorgesehen ist und daß die zweite Fluidkammer an einer Umfangsseite mit der ersten Fluidkammer (30 a, 30 a') in Verbindung steht, während die andere Umfangsseite dicht geschlossen ist.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fluidkammer (34) im Bereich ihrer geschlossenen Umfangsseite einen ringförmigen Abschnitt (30 ft) von geringer radialer Breite, jedoch von größerer Höhe als die zweite Fluidkammer aufweist, wobei das Volumen des ringförmigen Abschnitts einen Bruchteil des Volumens der ersten Fluidkammer ausmacht.

3. Wandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine ringförmige Verbindung zwischen den beiden Fluidkammern am äußeren a» Umfang der zweiten Fluidkammer vorgesehen ist.

4. Wandler nach AnspruQh 1 bis 3, dadurch

gekennzeichnet, daß die Höhe der zweiten Fluidkammer (34) zwischen 0,01 mm und 0,25 mm liegt

5. Wandler nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Ringbereichs größerer Höhe der zweiten Fluidkammer (34) zwischen dem 0,05- und 0,005fachen des Volumens der ersten Fluidkammer (30 a, 30 a') liegt

6. Wandler nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß zwischen den beiden die zweite Fluidkammer (34) begrenzenden Wänden ein Abstandshalter (24 bzw. 27) angeordnet ist.

7. Wandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß der Abstandshalter einen die zweite Fluidkammer (34) an der geschlossenen Umfangsseite begrenzenden Ringscheibenabschnitt aufweist

8. Wandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß von dem Ringscheibenabschnitt ausgehende speichenförmige Abstandshalter-Abschnitte ausgehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen