DE1512750A1

DE1512750A1 - Schallwandler

Info

Publication number: DE1512750A1
Application number: DE19671512750
Authority: DE
Inventors: Thielen David Eugene
Original assignee: ROLEN DIVERSIFIED INVESTORS Inc
Current assignee: ROLEN DIVERSIFIED INVESTORS Inc
Priority date: 1966-03-16
Filing date: 1967-03-15
Publication date: 1969-05-29
Also published as: FR1514600A; GB1123524A; NL6703973A; SE328912B; CH458447A; ES337975A1; US3430007A; BE695607A

Description

Beschreibung M 7039

der Firma ROIEN DIVERSIFIED INVESTORS, INC., Stockton, California / U.S.A.

betreffend Schallwandler

PRIORITÄT i 16. März 1966 - U.S.A.

Eriindung betrifft ein Bauelement zur Umwandlung elektrischer Energie in Schallenergie. Insbesondere betrifft die Eriindung einen Wandler oder Lautsprecher zur Verwendung in

Schal Lerzeugungs- oder Musikwiedergabeanordnungen, beispiels- ä weise als Sprechanlagen oder Hintergrundsyateme, und unter anderen Umgebungaverh^ltnisöen, bei welchen Schall über ein wesentliches Volumen abzustrahlen ist.

Oftmals soll Schall ala Musik oder Sprache in ein Volumen, ι beispielsweise einen Aufenthaltsraum, ein Büro, eine Hoteleingängen?*He oder vergleichbaren Raum abgestrahlt werden. j Andere Anordnungen bewerkstelligen dies durch Schaffung von Mitteln zum Einschluss eines Teils des Raumaufbaues in dem Wandlermechanismus. Ein solcher Wandler kann mit der Wand

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eines Baumes in der Welse verbunden sein, dass bei Energie- · einspeisung in den Wandler die gesamte Wand oder ein wesentlicher Teil derselben schwingt. Dies ergibt mehr eine allgemeine als eine vokale Schallwelle. In gleicher Weise kann ein Wandler an einer schwingfähigen Fläche, beispielsweise einer Saumwandung, einer Punktfläche, einer Zimmerdecke oder dergleichen befestigt sein. Dies ermöglicht eine unauffällige und/oder verborgene Anbringung.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Schallwandlers zur Verwendung in Räumen, insbesondere zum Betrieb in Verbindung mit schwingfähigen Flächen, beispielsweise Raumwänden der vorangehend beschriebenen Art.

Weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Schallwandlers, welcher für unauffällige Anbringung und leichten Aufbau geeignet ist.

Weiterer Zweck der Erfindung 1st die Schaffung eines Schallwandlers, welcher leicht in vorhandene Aufbauten eingebaut werden kann, ohne dass eine Unordnung in dem bereits vorhandenen Material hervorgerufen wird und ohne dass Änderungen in dem Aufbau oder eine besondere Vorsorge zur Anbringung des Wandlers getroffen werden müssen.

Weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Schallwandlers mit langer Lebensdauer unter verschiedenen Umgebungabedlngungen, welcher allgemein gegenüber ungünstigen Umgebungseinflüssen geschützt ist, beispielsweise Wettereinv/irkung von

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aussen oder Rauch und dergleichen von innen.

Weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Schallwaiidlera, welcher· leicht und schnell von ungelernten Kräften eingebaut werden kann»

Weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Schallwandlers, welcher Verhaltnismassig "billig herstellbar ist und über lange Zeiträume ohne Wartung arbeitet, jedoch bei erforderlicher Wartung leicht verlegt werden kann.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigti

Fig. 1 ein Ausführungabeisplel eines erfindungsgeraäseen Schallwandlers im Axialschnitt,

Pig..2 aen Wandler nach Fig. 1 in Draufsicht. .

Der erfindungegemässe Schallwandler kann auf verschiedene Weise aufgebaut werden, jedoch befindet sich das dargestellte ! AusftihrungsbeispoLel bereits im Handel. Bei dieser Anordnung ist in Betracht su ziehen, dass der Wandler auf einer sehwingfähi-' I gen Platte installiert ist, welche nachfolgend als Wand bezeichnet ist. Eine repräsentative Wand 6 oder eine Pläohe kann zweckmMsiiigeznfeise-.als normale Gebäudevmnd betrachtet werden, welche Ih Ub? λ-lieγ Weist?- auf; Füelivrerk imd einer Deolceehicht,

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dergleichen hergestellt let, jedoch kann die Wand 6 auch ein fester Körper, beispielsweise eine Bretterwand oder eine andere vergleichbare Wand, sein.

Mit der W«nd 6 wirkt der Wandler selbst zusammen. !Dieser umfasst einen Magneten 7» welcher zweekmässig aus eisenhaltigem Material besteht, obgleich auch keramisches Magnetmaterial in gleicher Waise verwendet werden könnte. Der Magnet P umfasst einen äusseren becherartigen Teil 8 mit einem Hohlraum 9_t welcher teilweise von einem zentralen Polstück 9 aufgefüllt ist, das symmetrisch zu einer Achse 11 verläuft. Das Polstück 9 wird durch einen Klebstoff 10 an seiner Stelle gehalten und let zweokmässig durch eine Magnetscheibe 12 verlängert, welche daran durch eine Klebstoffschicht 13 befestigt 1st. Alle diese Teile sind magnetisch penieabel, und eines oder mehrere der Teile, beispielsweise das Polstück 9, sind magnetisiert.

Der Magnet 7 umfasst ouch ein einstückiges oder getrenntes Polstück, beispielsweise eine Scheibe 14, welche durch Klebstoff 16 in ihrer lage gehalten ist und ein TJmfangspolstüol·: bildet, das anschlieesend an ein Luftvolumen angeordnet i»t. Das zentrale Polstück 9 einBchliesslioh der Scheibe 12 sowio des ümfangspolstückes 14 und des topfartigen Stückes 0, welche im wesentlichen den gesamten Magnet 7 bilden, sind achssymmetrisch au der Achse 11. Die Dimensionen des PoI-stückes 14 und des Zentralpo'J Stückes bestehend aus üen Gliedern 9, H sind derart, dasa ein lUngßj-elt 21 dazvn.f-^f;iit■··-

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vorliegt, welcher sich von dem Luftvolumen 17 zu dem Innenraum des topfartigen Gliedes 8 erstreckt.

Erfindungsgemäss ist eine im wesentlichen ebene, geformte Membran 22 vorgesehen, welche gegen den Magneten anliegt und sich quer zu diesem erstreckt, wobei insbesondere der Ringspalt 21 überdeckt wird. Die Membran 22 ist zweckmässig aus Plastikmaterial geformt, beispielsweise aus Epoxyharz, das mit Glasfaser armiert ist, so dass die Membran trotz einer % Auslenkbarkeit bei und etwas oberhalb sowie unterhalb der hörbaren Frequenzen gleichwohl als mechanische Halterung wirksam ist. Die Membran 22 ist rund um ihren Umfang so geformt, dass ein Plansch 23 gebildet wird, welcher in einer entsprechenden Umfangsabsetzung 24 des Magneten 7 sitzt und mit einem äusseren Grobgewinde versehen ist. Ein Mantel 27, ebenfalls zweckmässigerweise aus Plastikmaterial, jedoch nicht notwendigerweise aus armierten Plastikmaterial, umgibt den Magneten 7. »■ ■- ■ ■ ■

Der Mantel ist rund um seinen Umfang erweitert und weist ein J Innengewinde 28 auf, das mit dem Gewinde 26 in Eingriff steht und so ausgelegt ist, dass der Mantel auf die Membran 22 geschraubt werden kann. Vertiefungen 30 in der Membran sind zur Aufnahme eines HakenschlUsseis bestimmt, so dass die Membran gehalten werden kann, wenn der Mantel gedreht wird, bis eine dichte Anlage erzielt ist. Wenn der Mantel dicht angezogen ist, elnd die Teileeinschliesslich des Magneten gegenüber Ümwelteinflüssen abgeschlossen und geschützt.

Die Membran 22 ist neben ihrem'mittleren Teil 31 etwas ver- * dickt, wobei eine Verstärkung und eine Schulter 32 von Ringform

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gebildet werden. Die Schulter hält ein Rohr 33 aus inertem * Material, auf welchem eine Schwingapule 34· angeordnet und "befestigt lsi;, Daa Rohr 33 ist an der Schulter 32 festgeklebt, und die Scl.'wingspule 34 ist auf dem Rohr befestigt. Bewegungen der Schwinge pule 34 v/erden somit auf den zentralen Teil der Membran 22 und umgekehrt übertragen. Die Schwingspule weist ein Paar Leitungen 36 auf, deren jede an einer zugeordneten Klemme 37, 3B befestigt ist, wobei die Klemmern zweck-P massig in den verbreiterten Teil 3¹ der Membran eingeformt sind und sich nach innen erstrecken,, so dass die leitungen durch lötverbindungen 39 oder dergleichen anschliessbar sind. Die Klemmen 37, 3^P·- sind zentral auf gebohrt und nehmen Befestigungsschrauben 41 aufρ welche zum lösbaren Anschluss äusserer Leitungen 42 bestimmt sind.

Der zentrale Teil 3¹ der Membran ist so profiliert, dass einstückig ein Anlagering 46 gebildet wird, welcher sich ^ aus der Membran an deren der Schwingepule abgewendeten Seite erhebt. Der Ring weist eine gekrümmte Kante 47 auf und ist an einem zweckmäßigen Punkt mit einem Durchtritt 48 versehen, so dass die Leitungen 42 durchgeführt werden können.

Die Membran 22 ist in ihrem mittleren Teil und vorsugsweieie konzentrisch mit der Achse 11 in Form eines Vorsprunges 49 verdickt, welcher sich in entgegengesetzter Richtung bu der Schwingspule erstreckt. In den Vorsprung 4 9 ist ein geeignetes Befestigungaglied 51 eingebettet- Für die- moisten Zwecke wei^t das Befestigungselement die Form eines Eir.-i&taes mit einer

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Verbreiterung 52 auf, welche in das Piastilcmaterial eingebettet ist und eine unregelraässige Forragebumc aufweist, so dass eine Verrigelung erfolgt_f Daa Be-tostißiM&sgl'ied .umfaafsi· auch, einen mit Gewinde versehenen Anaata 5'i. Im vorliegenden Fall ist der flewindeansatE ^3 mit einem, ilb'l iohea .HolPi«ohrnube-ii-gewinde versehen» Andere Ansätze aur Klebe be foot.igurifi o-cffrr mit Metallsohraubengewinde oner -einem 'Gewindesockel «inschlieSB-lieh eines nagelartigmi Gliedes vGraelume Elemente oder in anderer Weise eine Aw.bri/igung ermöglichende Elemente_f Befeati- M gungselemente und SchallUbertrager können verwendetwerden. Zweckmässigerweise erstreckt sich der Vorsprung- 49 axial nicht ganz so weit nach aussen wie der Ring 46, während der Gewindeteil des Befeetigungselementes axial wesentlich weiter verläuft.

Bei Anbringung des Wandlers wird dieser einfach in die Hand genommen, und das Schraubengewinde 53 wird in die Wand eingeschraubt. Der Wandler wird wie ein Körper um die Achse 11 ge- . dreht, bis der Hand 47.des Ringes 46 sich in fester Anlege gegen die Fläche der Wand 6 befindet- In dem Fäll, dass die Wand selbst nicht die Schraube'.5"⁵S aufnimmt, kann. beiiapieisweise ein kleiner. HolKkIοta en der Wand angeleitet werden, und die Schraube kann al α dann in den Hol i:block eingeschraubt vco?- ' den.

Wenn eine Befestigung hergestellt .ut, worden-die LeitUn^öi* welche mit $&n Kleuraeii 37, 3^ "^rsv" ν·1·"!.η slyjtT. an oine .ßßn.i^ne.t.e

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einem elektrischen Signal beaufschlagt wird, bewirkt der niederfrequente Strom in der Schwingspule 34 * welche sich in einem Magnetfeld befindet, dass sich die Schwingspule relativ zu dem Magneten 7 bewegt. Die Masse des Magneten und der zngeordenten Stoffe ist gegenüber der Wand 6 so gewählt, dass die Wand selbst in Abhängigkeit von der Bewegung der Schwingspule sehr wesentlich schwingt. Während der Magnet 7 in gleicher Weise ausgelenkt wird, erfolgt niehtdestoweniger eine P Einspeisung eines grosses Teiles der in der Schwingspule 34 umgesetzten elektrischen Energie in Schallenergie der Wand 6. Polglich schwingen die Wand und irgendwelche zugeordnete Aufbauten mit Frequenzen entsprechend der Frequenz der Schwingspule, und die Wand wirkt insgesamt als grosse Membran zur Abstrahlung des Schalles in die luft.

Der Bereich der hörbaren Frequenzen hängt wesentlich von der Art der Wand selbst ab. Praktisch ergab sich bei normalen , Installationen und üblichen Umgebungsbedingungen, dass die Wand selbst sich als sehr zufriedenstellendes Abstrahlglied der Schallenergie über einen relativ weiten Frequenzbereich eignet. Sprache kann leicht mit wesentlichem Frequenzumfang reproduziert werden. Auch Musik mit einem wesentlichen Frequenzumfang kann selbst mit einer sehr zufriedenstellenden Charak--

to teristik reproduziert werden. Da die Anbringung innen und ο

«>i aussen erfolgen kann, weil der Schallgeber völlig gegenüber [^ der Umgebung abgeschlossen ist, und die Anbringung lediglich durch Drehung des Wandlers um eine Achse wit einem ein»i{-;o Befestigungsglied erfolgen kann, ist die durchzuführende •Arbeit leicht, und die Übertragung der Schallwellen vird

in sehr zufriedenstellender Weise ohne übertragung unerwünschter Wellenknoten in die Wand erzielt.

Da der Wandler sehr geringe Abmessungen aufweist, ist er bei Anbringung in Draufsicht sehr unauffällig, und ea

brauchen keine strukturellen oder dekorativen Änderungen bei der Anbringung vorgenommen zu werden. Der Wandler kann auch an der entfernten Seite einer Wand oder Decke angebracht werden und beeinträchtigt somit nicht das Aussehen des Raumes insgesamt-.

Obgleich als Hauptanwendungsgebiet des Wandlers eine Verwen- ■ dung als Lautsprecher in Betracht kommt, kann dieser auch als Mikrophon zur Umwandlung von Schwingungen in der Wand in einen Ausgangsstrom in den Leitungen 42 zur Verwendung in üblicher Weise dienen.

Experimentell und durch entsprechende Untersuchungen wurde ^ als unerwartetes Nebenergebnis festgestellt, dass die Schwingung in der Wand einen Befall mit Termiten beendigt und einen neuen Befall verhindert. Die Gründe hierfür sind indessen nicht bekannt. i

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Claims

Patentansprüche .

Q) Schallwandler zur Verwendung in Verbindung mit einer Wand mit einem Magneten, einer schwingfäMigen Membran, einer Schwingspule und einem Befestigungeglied, dadurch gekennzeichnet, dass der ein Magnetfeld erzeugende Magnet (7) mit der Membran (22) verbunden ist, welche ihrerseits mit der innerhalb des Magnetfeldes angeordneten Sohwingspule (34) verbunden ist, und dass das Befestigungsglied (53), welches mit der Membran (22) verbunden ist, in der Nähe der Schwingspule (34) ausgeht und mit der Wand (6) in Eingriff steht, um den Wandler zu halten.
2. Wandler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsglied senkrecht von dem Mittelpunkt der Membran (22) aus verläuft.
3. Wandler nach einem der Ansprüche 1-2 dadurch gekennzeichnet, dase die Membran (22) einen Ring (46) aufweist, welcher das Befestigungsglied (53) umgibt und gegen die Wand anliegt, wenn sich das Befestigungsglied mit dieser in Singriff befindet.
4. Wandler nach einem der Ansprüche 1-3 dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (7) im wesentlichen zu einer zentralen Achse (11) zylindersymmetrisch ist und ein zentrales Polstück (9» 12) und ein TJmfangspolstück 04) im Abstand hiervon aufweist, wobei ein Magnetspalt gebildet wird, dass die Membran (22) im we*

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eentllchen eben ist und senkrecht su der Achse des luftepaltes verläuft, wobei die Schwingspule (34) von einer Seite der Membran (22) aus verläuft sowie innerhalb des Magnetspaltes angeordnet ist und das Befestigungsglied (53) von der anderen Seite der Membran in Axialrichtung verläuft.
5. Wandler nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (7) und die Schwingspule (34 ) mit dem Befestigungsglied (53) lediglich durch die Membran (22) verbunden sind.
e.Wandler nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse des Magneten (7) gegenüber der Wand (6) bewirkt, dass die Schwingspule (34) bei Signalbeaufschlagung die Wand in Hörbereich in Schwingungen versetzt·
7. Wandler nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (22) an dem Magneten (7) festgeklemmt ist und das Befestigungselement eine mit Schraubengewinde versehene . Einrichtung ist.
8. Wandler nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (22) an dem Magneten (7) durch einen diesen umgebenden Mantel (27) gehalten ist. /
9. Wandler nach einem der Ansprüche 1-β, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (22) einen mit der Schwingspule (34) zu verbindenden Leiter (37, 38) aufweist.

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iö. Wandler nach einem der Ansprüche 1-9₉ dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsglied (53) eine einzige Schraube ist*

Für Firma ROLEN DIVERSIFIED INVESTORS j INO,

PATENTANWÄLTE DR.-ING. H FINCKE DIPL.-ING H. DIPL-ING. S

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