DE1961018A1

DE1961018A1 - Acoustic converter

Info

Publication number: DE1961018A1
Application number: DE19691961018
Authority: DE
Inventors: Doschek Antony Z
Original assignee: AUDIO ARTS Inc
Current assignee: AUDIO ARTS Inc
Priority date: 1968-12-18
Filing date: 1969-12-05
Publication date: 1970-07-02
Also published as: DE1961018B2; US3651283A; GB1298568A; NL6918939A

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD · Dipl.-lng. H. BERKENFELD, Patentanwälte, KölnDr. Ing. E. BERKENFELD · Dipl.-Ing. H. BERKENFELD, patent attorneys, Cologne

zur engobe vom 1. Dezember 1969 Sch// Name d. Anm. Audio Arts Incorporatedto the engobe of December 1, 1969 Sch // Name d. Note: Audio Arts Incorporated

Akustischer UmwandlerAcoustic converter

Die Erfindung betrifft einen akustischen Umwandler von ebener Form. Derselbe ist besonders nützlich als eine billige Einrichtung zur Neubildung und Verteilung akustischer Wellen mit ge- m ringer Verzerrung der Frequenz über den Bereich der akustischen Frequenzen. {(The invention relates to an acoustic transducer of planar shape. The same is particularly useful as an inexpensive means of formation and distribution of acoustic waves with overall m ringer distortion of frequency over the range of acoustic frequencies. {(

Es ist eine physikalische Tatsache, daß ein elektrischer Strom, der durch einen Leiter in einem Magnetfeld hindurchgeht, das zur Richtung der Linien des magnetischen Flusses senkrecht steht, eine Kraft erzeugt, die zu den Richtungen des elektrischen Stromes und der magnetischen Flußlinien senkrecht steht (entsprechend der bekannten Rechte-Hand-Regel). Der elektromagnetische akustische Umwandler wendet dieses Prinzip an, um Veränderungen des elektrischen Stromes in entsprechende Veränderungen der mechanischen Kraft bzw. in Veränderungen der physikalischen Verschiebung einer Membran umzuwandeln, um akutische jj| Wellen mit entsprechenden Veränderungen der Frequenz und Intensitat zu erzeugen. "It is a physical fact that an electric current passing through a conductor in a magnetic field has the perpendicular to the direction of the lines of magnetic flux, creates a force that corresponds to the directions of the electric Current and the magnetic lines of flux is perpendicular (according to the well-known right-hand rule). The electromagnetic Acoustic transducer applies this principle to transform changes in electrical current into corresponding changes of the mechanical force or changes in the physical displacement of a membrane to convert acute jj | Waves with corresponding changes in frequency and intensity to create. "

Akustische Umwandler von ebener Form sind allgemein bekannt. Sie wurden in Mehrfachanordnung verwendet, um einen ebenen Lautsprecher zu bilden, der an einer Wand oder dergleichen aufgehängt werden kann. Solche akustischen Umwandler haben früher gegenüber dem üblichen konischen Lautsprecher die folgenden Vorteile aufgewiesen:Acoustic transducers of planar shape are well known. They have been used in multiple configurations to form a planar speaker that can be hung on a wall or the like can be. Such acoustic transducers have previously had the following advantages over the conventional conical loudspeaker exhibited:

A 91/1 -1-A 91/1 -1-

^v 009827/1255 ^v 009827/1255

1.) Sie beseitigten im wesentlichen die Löschungseffekte der Pücklaufenden Wellen wegen dies geschlossenen Volumens hinter der Membran.1.) They essentially eliminated the quenching effects of the people returning Waves because of this closed volume behind the Membrane.

'2.) Sie beseitigten die wahrnehmbare Verzerrung der mittleren und hohen Frequenzen durch den Dopplereffekt wegen der kleinen Verschiebungsamplitude der Membran.2.) They eliminated the noticeable distortion of the mean and high frequencies due to the Doppler effect due to the small displacement amplitude of the membrane.

Solche Umwandler erzeugten jedoch akustische Wellen von geringer Intensität und erforderten daher eine wirksame elektromagnetische Antriebseinrichtung zum Antrieb einer wirksamen Membran von großer Fläche, um dadurch eine ausreichende Schalleistung in einem Zuhörerraum zu erzeugen. Die Herstellung solcher Umwandler ist jedoch sehr kostspielig und dieselben sind empfindlich im Betrieb. However, such transducers generated acoustic waves of low intensity and therefore required an effective electromagnetic one Drive device for driving an effective membrane with a large area, thereby providing sufficient sound power in an auditorium to create. However, such transducers are very expensive to manufacture and are fragile to operate.

Außerdem waren Lautsprecher im allgemeinen und ebene akustische Umwandler im besonderen hinsichtlich der Qualität der akustischen Wellen und des Bereichs der hörbaren Frequenzen beschränkt, die sie neu bilden könnten. Die Qualität der TonwJBdergabe wird durch die Genauigkeit bestimmt, mit welcher die Tonfrequenzen und ihre zugehörigen Intensitäten neu gebildet werden können. Die Lautsprecherentwicklung war bestrebt, soweit als möglich ein augenblickliches und gleichmäßiges Ansprechen der Membran zu erzielen, wenn dieselbe durch eine Kraft mit irgendeiner akustischen Frequenz angetrieben wurde. In dem üblichen konischen Lautsprecher bestand die Membran jedoch aus einem biegsamen dünnen Kegel, der · an seinem Rand festgehalten wurde, und in dem ebenen akustischen Umwandler bestand die Membran gewöhnlich aus einer biegsamen dünnen ebenen Membran, die an ihrem Rand starr festgehalten wurde. Solche Membranen konntenIn addition, speakers in general and planar were acoustic Converters are particularly limited in terms of the quality of the acoustic waves and the range of audible frequencies that they could form anew. The quality of the sound reproduction is determined by determines the accuracy with which the tone frequencies and their associated intensities can be recreated. The loudspeaker development endeavored as far as possible to achieve an instant and even response of the membrane, when driven by a force at some acoustic frequency. In the usual conical speaker However, the membrane consisted of a flexible thin cone, which was held at its edge, and in the flat acoustic transducer the diaphragm was usually made of a flexible thin one flat membrane that was held rigidly at its edge. Such membranes could

T.) über ihre Fläche nicht gleichmäßig verschoben werden und würden unechte akustische Wellen erzeugen (d.h. akustische Wellen, die mit dem neu gebildeten Ton nicht verbunden sind),T.) are not and would not be shifted evenly over their surface generate spurious acoustic waves (i.e. acoustic waves, which are not associated with the newly formed tone),

2.) nicht mit im wesentlichen der gleichen Intensität auf alle akufestischen Frequenzen ansprechen. ?2.) Not with essentially the same intensity on all respond to acuesthetic frequencies. ?

Ferner müßten solche Membranen im wesentlichen gleichmäßig, dünn und biegsam sein. Sie erzeugen daher unechte akustische Wellen vonFurthermore, such membranes would have to be essentially uniform, thin and be flexible. They therefore generate spurious acoustic waves from

A 91/1 009827/12 55 -2-A 91/1 009827/12 55 -2-

veränderlichen Intensitäten bei verschiedenen Frequenzen, welche den natürlichen Resonanzweisen der Vorrichtung entsprechen. Diese Schwierigkeiten sind bei dem üblichen konischen Lautsprecher besonders ausgeprägt, well die Verschiebungsamplitude notwendigerweise groß ist (beispielsweise 0,78 mm bis zu 12,3 nun) und die Fläche der Membran verhältnismäßig klein 1st.varying intensities at different frequencies which correspond to the natural modes of resonance of the device. These Difficulties are particular with the conventional conical loudspeaker pronounced because the displacement amplitude is necessarily is large (e.g. 0.78 mm up to 12.3 mm) and the area of the membrane is relatively small.

Die vorliegende Erfindung überwindet diese Nachteile und Schwierigkeiten und macht die Verwendung eines verhältnismäßig billigen akustischen Umwandlers von ebener Form wirtschaftlich ausführbar, sogar mit einer Tonwiedergabevorrichtung von guter Tonqualität.The present invention overcomes these disadvantages and difficulties and makes the use of a relatively inexpensive acoustic transducer of planar shape economically feasible, even with a sound reproducing device of good sound quality.

Es wird ein akustischer Umwandler von ebener Form vorgesehen, der wenigstens eine elektromagnetische Antriebseinrichtung und wenigstens eine Membran aufweist, die wirksam an derselben befestigt ™ ist. Jede elektromagnetische Antriebseinrichtung umfaßt m An acoustic transducer of planar shape is provided having at least one electromagnetic drive device and at least one diaphragm operatively attached thereto. Each electromagnetic drive device comprises m

1.) eine magnetisehierte Einrichtung mit dünnwandigen Teilen zur-Bildung wenigstens eines Paares im Abstand liegender, langgestreckter Luftspalte, welche ortsfeste Magnetfelder enthalten, und1.) a magnetized device with thin-walled parts for formation at least one pair of spaced, elongated air gaps which contain stationary magnetic fields, and

2.) eine Antriebseinrichtung, die «us wenigstens einer nicht magnetisierbaren, einen Leiter bildenden Einrichtung besteht, welche in den Luftspalten angeordnete Teile aufweist, um die elektrischen Leiter in den Luftspalten abzustutzen. Jede Membran ist an wenigstens einer einen Leiter bildenden Einrich- m tung wirksam befestigt.2.) a drive device which consists of at least one non-magnetizable device which forms a conductor and which has parts arranged in the air gaps in order to cut off the electrical conductors in the air gaps. Each membrane is at least one of a conductor-forming Einrich- m tung effectively secured.

Magnetische Flußlinien 'sind in den Luftspalten Jedes Paares konzentriert, um Bereiche hoher magnetischer Flußdichte zu bilden, welche sich im wesentlichen der konstanten magnetischen Flußdichte annähert. Die einen Leiter bildende Einrichtung, die elektrischen Leiter und die Membran (die auch als die bewegliche Einheit bezeichnet werden) weisen vorzugsweise eine kleine Masse auf, Insbesondere wenn das Ansprechen auf ein Signal von hoher Frequenz gewünscht wird. Die elektrischen Leiter werden innerhalb der Bereiche mit im wesentlichen konstanter magnetischer Flußdichte in den Luftspalten bewegt. Auf diese Weise erzeugt der Lines of magnetic flux are concentrated in the air gaps of each pair, in order to form areas of high magnetic flux density, which are essentially the constant magnetic flux density approximates. The device forming a conductor, the electrical conductors and the membrane (also called the movable unit preferably have a small mass, especially when responding to a high frequency signal it is asked for. The electrical conductors are moved within the areas with a substantially constant magnetic flux density in the air gaps. In this way, the

009827/1255 ~³~009827/1255 ~ ³ ~

durch die Leiter hindurchgehende elektrische Strom stark ansprechende und im wesentlichen gleichmäßige lineare Kräfte, die bei irgendeiner gegebenen Frequenz auf die in den Luftspalten angeordnete Antriebseinrichtung ausgeübt werden.electrical currents passing through the conductors have strong responsive and substantially uniform linear forces which at any given frequency can be applied to the drive means arranged in the air gaps.

Es sind Vorkehrungen getroffen, damit die Kräfte auf die Antriebseinrichtung in jedem Luftspalt in der gleichen Richtung ausgeübt werden:Precautions are taken so that the forces exerted on the drive device in each air gap are in the same direction will:

1.) Wenn die magnetischen Flußlinien in den Luftspalten des Paares in der gleichen Richtung verlaufen, muß der elektrische Strom durch die Leiter in den Luftspalten in der gleichen Richtung hindurchgehen;1.) When the magnetic flux lines in the air gaps of the couple run in the same direction, the electrical current through the conductors in the air gaps must be in the same direction go through;

2.) wenn die magnetischen Flußlinien in den Luftspalten dee Paares in der entgegengesetzten Richtung verlaufen, muß der elektrische Strom durch die Leiter in den Luftspalten in der ent- , gegengesetzten Richtung hindurchgehen.2.) when the magnetic flux lines in the air gaps of the pair run in the opposite direction, the electric current must flow through the conductors in the air gaps in the go through the opposite direction.

Ferner sollen die Magnetfelder in den Luftspalten eine im wesentlichen gleiche Gestaltung aufweisen, so daß die auf die In den Luftspalten angeordnete Antriebseinrichtung ausgeübten Kräfte im wesentlichen gleich sind, um eine Abweichung der Antriebseinrichtung zu verhindern. Wenn die Magnetfelder in den Luftspalten keine im wesentlichen gleiche Gestaltung aufweisen, soll die durch die LeiteAiindurchgehende Menge des elektrischen Stromes geregelt werden oder die Stutzeinrichtung für die Membran muß eingestellt werden, damit die Membran nicht abweicht und dadurch verzerrte akustische Wellen erzeugt.Furthermore, the magnetic fields in the air gaps should have essentially the same design, so that the in the Air gaps arranged drive device exerted forces are essentially the same in order to prevent a deviation of the drive device. If the magnetic fields in the air gaps are none have essentially the same design, the amount of electrical current passing through the conductor Ai is to be regulated or the supporting device for the membrane must be adjusted so that the membrane does not deviate and thereby generate distorted acoustic waves.

Vorzugsweise weisen die Magnetfelder in den Luftspalten im wesentlichen gleiche Gestaltung und in entgegengesetzten Richtungen verlaufende magnetische Flußlinien auf. Durch diese Anordnung bewirkt jede elektromagnetische Antriebseinrichtung eine hoch empfindliche und wirksame Verschiebung der Membran, ohne daß verzerrte akustische Wellen erzeugt werden.The magnetic fields in the air gaps preferably have essentially the same configuration and in opposite directions running magnetic flux lines on. With this arrangement, each electromagnetic drive device effects a highly sensitive and effective displacement of the diaphragm without generating distorted acoustic waves.

Die Dicke der dünnwandigen Teile der magnetisierten Einrichtung soll für jedes Material, jede besondere Form und Magnetisierungseinrichtung innerhalb enger Grenzen gehalten werden. Diese Gren- 'The thickness of the thin-walled parts of the magnetized device should be kept within narrow limits for each material, each special shape and magnetization device. This size

A 91/1 009827/1255 -4-A 91/1 009827/1255 -4-

zen können durch einfache Messung bestimmt werden: Wenn die Dicke zu groß ist, werden die Randeffekte bedeutend und ein wesentlicher magnetischer FIuB kann außerhalb der Luftspalte gemessen werden (d.h. die Gestaltung der Magnetfelder trachtet sich jener von Hufeisenmagneten anzugleichen); und wenn die Dicke zu klein ist, kann ein Lecken des magnetischen Flusses längs der Basis der magnet!- sierten Einrichtung gemessen werden. Die Grenzen der dünnwandigen Teile einer magnetisierten Einrichtung der bevorzugten (nachstehend beschriebenen) U-Form welche aus einem ARMCO-Barren hergestellt und mit einem permanenten Magneten aus mit einem keramischen Material gesinterten Ferrit von insgesamt 800 Gauss magnetisiert wurde (der in der nachstehend beschriebenen Weise angeordnet war), wurden mit etwa 0,750 bis 0,875 nun gemessen. zen can be determined by simple measurement: if the thickness is too great , the edge effects become significant and a substantial magnetic flux can be measured outside the air gaps (ie the design of the magnetic fields tends to match that of horseshoe magnets); and if the thickness is too small, leakage of the magnetic flux along the base of the magnetized device can be measured. The boundaries of the thin-walled parts of a magnetized device of the preferred U-shape (described below) made from an ARMCO ingot and magnetized with a permanent magnet made of ferrite sintered with a ceramic material totaling 800 gauss (arranged in the manner described below was), were now measured with about 0.750 to 0.875.

Außerdem sollen die die Magnetfelder enthaltenden Luftspalte innerhalb enger Grenzen eingestellt werden. Die Luftspalte sollen so eng als möglich sein, um magnetischen Fluß von höchster Dichte zu erzeugen und sich der im wesentlichen konstanten magnetischen Flußdichte in den Luftspalten anzunähern. Die Luftspalte sollen aber auch genügend breit sein, so daß eine geringe Krümmung der den Leiter bildenden Einrichtung oder der dünnwandigen Teile der magnetisierten Einrichtung nicht bewirkt, daß sich die Antriebseinrichtung in den Luftspalten verklemmt. Bei der (oben erwähnten und nachstehend beschriebenen) bevorzugten U-förmigen magnetisierten Einrichtung, die aus einem Armco-Barren hergestellt ist, wurde gefunden, daß die Breite des Luftspalts etwa 0,25 mm betragen soll. Für optimales Ansprechen auf hohe Frequenzen werden geringere Breiten de-s Luftspalts bevorzugt, beispielsweise von 0,25 bis 0,025 mm.In addition, the air gaps containing the magnetic fields should be inside narrow limits can be set. The air gaps should be as narrow as possible in order to generate magnetic flux of the highest density and approach the substantially constant magnetic flux density in the air gaps. The air gaps should, however also be sufficiently wide so that a slight curvature of the device forming the conductor or of the thin-walled parts of the magnetized Device does not cause the drive device to become jammed in the air gaps. In the case of the (mentioned above and The preferred U-shaped magnetized device made from Armco ingot, described below, has been found that the width of the air gap should be about 0.25 mm. For optimal response to high frequencies, smaller widths of the air gap are preferred, for example from 0.25 to 0.025 mm.

Die Luftspalte sollen ferner mit elastischem, nicht magnetisierbaren Material im wesentlichen ausgefüllt werden, wie stark nachgiebigem Gummi oder Kunststoffschaum, um die genaue Ausrichtung der Teile zu bewahren, sowie die Kompaktheit der elektromagnetischen Antriebseinrichtung während der Anordnung und das Ansprechen des akustischen Umwandlers auf hohe Frequenzen zu verbessern. Das elastische, nicht magnetisierbar Material soll wärmeleitend sein, um die kleine Wärmemenge zu zerstreuen, die beim Durchgang des elektrischen Stromes durch den Leiter erzeugt wird. Durch diese A 91/1 ν ' -5-The air gaps should also be essentially filled with elastic, non-magnetizable material, such as highly resilient rubber or plastic foam, in order to maintain the precise alignment of the parts, as well as the compactness of the electromagnetic drive device during the arrangement and the response of the acoustic transducer to high frequencies to enhance. The elastic, non-magnetizable material should be thermally conductive in order to dissipate the small amount of heat that is generated when the electrical current passes through the conductor. Through this A 91/1 ν '-5-

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Anordnung kann die elektromagnetische Antriebseinrichtung als eine Einheit auf irgendeiner Befestigungsfläche geometisch oder vorzugsweise willkürlich angeordnet und mit einer einzigen Folie eloder mit Polienabschnitten entsprechenden Materials bedeckt werden, um eine Membran bzw. einen akustischen Umwandler zu bilden.Arrangement can be the electromagnetic drive device as a Unit on any mounting surface geometrically or preferably randomly arranged and eloder with a single foil are covered with material corresponding to Polienabschnitte to form a membrane or an acoustic transducer.

Die magnetisierte Einrichtung, die dünnwandige Teile aufweist, kann aus wenigstens einem ersten magnetisieren, langgestreckten, im wesentlüien U-förmigen Teil und aus wenigstens einem zweiten magnetisierten, langgestreckten, im wesentlichen U-förmigen Teil bestehen, wobei jeder U-förmige Teil einen Basisteil und Planschenteile aufweist. Jeder zweite U-förmige Teil ist rund um den ersten U-förmigen Teil angeordnet, um zwischen den Flanschenteilen derselben wenigstens ein Paar im Abstand liegender, langgestreckter Luftspalte zu bilden, in welchen ortsfeste Magnetfelder gebildet werden. The magnetized device, which has thin-walled parts, can consist of at least a first magnetized, elongated, essentially U-shaped part and at least a second part magnetized, elongated, substantially U-shaped part, each U-shaped part having a base part and paddling parts having. Every second U-shaped part is arranged around the first U-shaped part to between the flange parts thereof to form at least one pair of spaced-apart, elongated air gaps in which stationary magnetic fields are formed.

Vorzugsweise werden die U-förmigen Teile magnetisiert und ortsfeste Magnetfelder mit in entgegengesetzter Richtung verlaufenden magnetischen Flußlinien werden in den Luftspalten gebildet, indem permanent magnetisiertes Material zwischen den Basisteilen der U-förmigen Teile angeordnet wird, wobei die entgegengesetzt polarisierten Seiten des permanent magnetisierten Materials mit den Basisteilen der U-förmigen Teile in Berührung kommen. Außerdem soll das permanent magnetisierte Material vorzugsweise symmetrische Form aufweisen und zwischen den Basisteilen der U-förmigen Teile symmetrisch angeordnet werden, so daß die in den Luftspalten gebildeten ortsfesten Magnetfelder im wesentlichen gleiche Gestaltung aufweisen. Durch diese Anordnung kann eine magnetisierte Einrichtung von höchster Wirksamkeit und Empfindlichkeit erzeugt und verhältnismäßig billig betätigt werden.The U-shaped parts are preferably magnetized and stationary Magnetic fields with magnetic flux lines running in opposite directions are formed in the air gaps by permanently magnetized material is arranged between the base parts of the U-shaped parts, the oppositely polarized Sides of the permanently magnetized material come into contact with the base parts of the U-shaped parts. aside from that the permanently magnetized material should preferably have a symmetrical shape and between the base parts of the U-shaped Parts are arranged symmetrically so that the stationary magnetic fields formed in the air gaps are substantially the same Exhibit design. By this arrangement, a magnetized device of the highest efficiency and sensitivity can be produced and operated relatively cheaply.

Auch jede den Leiter bildende Einrichtung soll vorzugsweise aus ι einem im wesentlichen U-förmigen Teil begehen und in den Luftspalten angeordnete Flanschenteile aufweisen, um die Kosten der Herstellung zu verringern und die Kompaktheit des akustischen Umwandlers zu erhöhen.Also, each of the conductor forming means should preferably be made of a ι-shaped U-section substantially commit and having disposed in the air gaps flange pieces, in order to reduce the cost of manufacture and increase the compactness of the acoustic transducer.

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Eine nicht magnetisierbare Membran ist an der den Leiter bildenden Einrichtung befestigt« so daß die elektromagnetische Antriebseinrichtung die Membran verschiebt, wenn Strom durch den Leiter hindurchgeht. Die Membran soll verhältnismäßig dünn sein und eine kleine Masse aufweisen, so daß sie für die Verschiebung durch die elektromagnetische Antriebseinrichtung sehr empfindlich ist. Die Oberflächenteile der Membran können irgendeine Form aufweisen und sich sogar der Verzierung des Zuhörerraumes oder des Tonwiedergabesystems anpassen, in welchem der akustische Umwandler verwendet wird. Wenn die Membran jedoch starr abgestützt ist, soll dieselbe im wesentlichen ebene Oberflächenteile aufweisen, um die Ver-. zerrung der neu gebildeten akustischen Wellen zu vermeiden.A non-magnetizable membrane is on the one that forms the conductor Attachment device so that the electromagnetic drive device displaces the membrane when current passes through the conductor. The membrane should be relatively thin and one have small mass, so that it is very sensitive to displacement by the electromagnetic drive device. the Surface parts of the diaphragm can be of any shape and even adapt to the decoration of the listening room or the sound reproduction system in which the acoustic transducer is used will. However, if the membrane is rigidly supported, the same should have substantially flat surface parts to the ver. to avoid distortion of the newly formed acoustic waves.

Die Membran kann durch irgendeine Einrichtung abgestützt werden, Λ die entweder starr oder elastisch ist. Wenn eine starre Abstützung verwendet wird, ist die Membran biegsam. Wenn eine elastische Ab-Stützung verwendet wird, kann die 'Membran starr sein und die elastische Absetzung soll eine elastische Federung aufweisen, um die Membran in die Ausgangsstellung zurückzuführen, wenn dieselbe durch die elektromagnetische Antriebseinrichtung verschoben worden ist. Die Membran wird vorzugsweise durch eine elastische Abstützung abgestützt und ist außerdem im wesentlichen starr, so daß alle Teile derselben durch die elektromagnetische Antriebseinrichtung im wesentlichen gleichmäßig verschoben werden können. Durch diese Anordnung wird die Qualität der Tonwiedergabe verbessert, indemThe membrane may be supported by any means, Λ which is either rigid or resilient. If a rigid support is used, the membrane is flexible. If an elastic support is used, the membrane can be rigid and the elastic deposition should have elastic resilience in order to return the membrane to the starting position when it has been displaced by the electromagnetic drive device. The membrane is preferably supported by an elastic support and is also essentially rigid, so that all parts thereof can be displaced essentially uniformly by the electromagnetic drive device. With this arrangement, the quality of the sound reproduction is improved by

1.) die Erzeugung unechter akustischer Wellen vermieden wird, welehe mit der ungleichmäßigen Verschiebung der Membran verbunden ^ sind, "1.) the generation of false acoustic waves is avoided, which is associated with the uneven displacement of the membrane ^ are, "

2.) die Innewohnenden Biegeschwingungen verhindert werden und2.) the inherent bending vibrations are prevented and

3.) akustische Wellen von im wesentlichen der gleichen Intensität auf der ganzen Fläche der Membran neu gebildet werden.3.) acoustic waves of essentially the same intensity be reformed over the entire surface of the membrane.

Außerdem wird der Bereich der höfcrbaren Frequenzen sowohl am oberen als auch am unteren Ende ausgedehnt, indem die Schallleistung der bei diesen Frequenzen neu gebildeten akustischen Wellen bis zu der Stelle verstärkt wird, an welcher sie von einem Zuhörer gehört werden können. -7-In addition, the range of audible frequencies at both the upper and lower end is expanded by increasing the sound power the acoustic waves newly formed at these frequencies are amplified to the point where they can be heard by a listener. -7-

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Die Membran weist auch vorzugsweise einen im wesentlichen ungleichmäßigen Querschnitt auf und vermeidet dadurch die Erzeugung von unechten akustischen Wellen« die mit den innewohnenden Resonanz- ι weisen der symmetrischen Struktur verbunden sind. Die Dicke der ' Membran ist vorzugsweise im Querschnitt abgestuft oder die Membran ist willkürlich mit verhältnismäßig großen Löchern versehen» die mit einem gespannten Film aus sehr dünnem Material bedeckt sind, um das Ansprechen der Membran auf hohe Frequenzen zu verbessern sowie die Erzeugung unechter akustischer Wellen zu vermeiden*The membrane also preferably has a substantially irregular shape Cross-section and thereby avoids the generation of false acoustic waves «those with the inherent resonance ways of symmetrical structure are connected. The thickness of the 'membrane is preferably graduated in cross section or the membrane is arbitrarily provided with relatively large holes »the are covered with a stretched film of very thin material to improve the response of the diaphragm to high frequencies as well as avoid the generation of spurious acoustic waves *

Die Membran für einen akustischen Umwandler kann aus einer sich selbst abstützenden rohrförmigen Membran bestehen, welche eine elektromagnetische Antriebseinrichtung umschließt« Die eich selbst abstutzende rohrförraige Membran weist einen Antriebeteil und elastische Stützteile auf, welche den Antriebsteil vorzugsweise am Rand abstützen. Die sich selbst abstützende rohrförmige Membran ist ferner an der Antriebseinrichtung der elektromagnetischen Antriebseinrichtung wirksam befestigt, so daß sich der Antriebeteil und die Stützteile der Membran bei der gleichen Frequenz verschieben. Die Stützteile weisen vorzugsweise naoh Innen gerich* te te Abschnitte auf, die sich in Phase mit dem Antriebeteil nach außen verschieben und dadurch die Wirksamkeit der Membran vergrößern, indem sie die Neubildung akustischer Wellen unterstützen« Die Stützteile können auch nach außen gerichtete oder teilweise ebene Abschnitte aufweisen« Aber je mehr sich die Abschnitte nach innen erstrecken und je größer die Amplitude ihrer Verschiebung nach außen 1st, desto größer 1st die Wirksamkeit der Tonwiedergabe. Um die größte Wirksamkeit der Wiedergabe zu erz^ielen, soll Jeder Stützteil vorzugsweise aus einer einzigen nach innen gerichteten Falte oder aus einem nach Ionen gerichteten Halbzylinder bestehen. Um eine bessere Qualität der Wiedergabe zu erzielen« soll der nach innen gerichtete Abschnitt oder die Abschnitte jedes Stützteils vorzugsweise eine solche Amplitude der Verschiebung nach außen aufweisen* da© <äie durehseteiüsfclleheintensität der dadurch erzeugten akustischen Wellen im wesentlichen gleich der ' durchschnittlichen Intensität der durch den Anfcriebsteil erzeugten akustischen Wellen ist. ; ·The membrane for an acoustic transducer can consist of a self-supporting tubular membrane which encloses an electromagnetic drive device. The self-supporting tubular membrane has a drive part and elastic support parts, which preferably support the drive part at the edge. The self-supporting tubular diaphragm is also operatively attached to the drive means of the electromagnetic drive means so that the drive part and the support parts of the diaphragm move at the same frequency. The support parts preferably have inwardly directed sections which move outwardly in phase with the drive part and thereby increase the effectiveness of the membrane by supporting the formation of new acoustic waves “But the more the sections extend inwards and the greater the amplitude of their displacement outwards, the greater the effectiveness of the sound reproduction. In order to achieve the greatest efficiency of the reproduction, each support member should preferably consist of a single inwardly directed fold or of a semi-cylinder directed towards ions. In order to achieve a better quality of the reproduction, the inwardly directed section or sections of each support member should preferably have such an amplitude of the displacement outwards * because the durehseteiusfclleheintensity of the acoustic waves generated thereby is essentially equal to the average intensity of the through the Acoustic waves generated by the drive part. ; ·

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Außerdem kann die rohrförmige Membran einen Basisteil aufweisen, der die elektromagnetische Antriebseinrichtung und die elastischen Stützteile abstützen kann, so daß die rohrförmige Membran die elektromagnetische Antriebseinrichtung umschließt. Diese Ausführungsform ermöglicht eine einfache Herstellung und Anordnung. Außerdem kann die Membran so angeordnet werden, daß sie akustische Wellen gleichzeitig in vier Richtungen lenken kann.In addition, the tubular membrane can have a base part, the electromagnetic drive device and the elastic Can support support parts so that the tubular membrane encloses the electromagnetic drive device. This embodiment enables simple manufacture and arrangement. In addition, the membrane can be arranged so that it is acoustic Can direct waves in four directions at the same time.

Eine solche sich selbst abstützende Membran spricht im wesentlichen gleichmäßig an, um irgendeine akustische Frequenz neu zu bilden, ohne wesentliche unechte akustische Wellen einzuführen. Die einzigen unechten akustischen Wellen werden durch die natürlichen Resonanzweisen der Struktur erzeugt werden, die durch entsprechende Ausbildung auf eine vernachlässigbare Hörbarkeit gedämpft werden können. Für ^einfache und billige Anwendungen sollen ferner die Antriebsteile und alle anderen Teile der Membran vorzugsweise im wesentlichen ebene Oberflächenteile aufweisen*Such a self-supporting membrane essentially speaks evenly to reform any acoustic frequency without introducing substantial spurious acoustic waves. the single spurious acoustic waves are generated by the natural modes of resonance of the structure created by corresponding Training can be attenuated to a negligible audibility. For ^ simple and cheap applications should also the drive parts and all other parts of the membrane preferably have essentially flat surface parts *

Die Verschiebungsamplitude der Membran (oder des Antriebsteils derselben) ist sehr klein (beispielsweise 0,0125 bis 6,25 mm), so daß die Verzerrung der Frequenz und der Intensität klein sein wird. Der akustische Umwandler kann in Mehrfachanordnung zusammengesetzt werden, so daß eine sehr große Fläche der Membran, welche der Umgebungsluft eines Zuhörerraumes ausgesetzt ist, durch die elektromagnetische Antriebseinrichtung gleichmäßig angetrieben werden kann. Auf diese Weise braucht der akustische Umwandler nicht in einer Resonanzkammer angeordnet zu werden (wie es beim konisehen Lautsprecher häufig der Fall ist), um im Zuhörerraum eine hohe Schalleistung zu erzeugen, selbst wenn die durchschnittliche Intensität der durch einen bestimmten Bereich des akustischen Umwandlers neu gebildeten akustischen Wellen gering ist. Außerdem weisen so große Flächen der Membran einen Dämpfungseffekt infolge der inneren Beanspruchung auf, um bestimmte unechte akustische Wellen zu eliminieren, die mit den natürlichen Resonazweisen der Struktur verbunden sind.The displacement amplitude of the diaphragm (or the drive part thereof) is very small (for example 0.0125 to 6.25 mm), so that the distortion of frequency and intensity will be small. The acoustic transducer can be assembled in multiple arrangements be, so that a very large area of the membrane, which is exposed to the ambient air of a listening room, through the electromagnetic drive device can be driven smoothly. That way, the acoustic transducer doesn't need it to be placed in a resonance chamber (as in konisehen Loudspeaker is often the case) in order to generate a high sound power in the audience room, even if the average Intensity of the acoustic waves newly formed by a certain area of the acoustic transducer is low. aside from that If such large areas of the membrane have a damping effect as a result of the internal stress, to certain spurious acoustic Eliminate waves associated with the structure's natural modes of resonance.

Der akustische Umwandler ist besonders geeignet zur Anordnung an der Schnittlinie von wenigstens zwei ebenen Flächen, wie z.B. einer Wand und der Decke oder einer Wand und einer anderen Wand,The acoustic transducer is particularly suitable for placement on the intersection of at least two flat surfaces, such as a wall and the ceiling or a wall and another wall,

A 91/1 ^v -9-A 91/1 ^v -9-

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Derselbe kann ohne zusätzliche Befestigungsstutzen angebracht werden. Überdies wird ein Kupplungseffekt erzeugt, welcher die Wirksamkeit des akustischen Umwandlers erhöht. Zwecks optimaler Schall leistung und gleichmäßiger Tonverteilung kann die genaue Anordnung der akustischen Umwandler innerhalb eines Zuhörerraumes, sowie der Plächenbereich der Membran berechnet werden durch Bestimmung der Geometrie und des Volumens des Raumes, der Absorptionskonstante des Raumes und des durchschnittlichen Intensitätsbereichs des vom akustischen Umwandler gelieferten Tons. The same can be attached without additional mounting studs. In addition, a coupling effect is created which increases the effectiveness of the acoustic transducer. For optimal sound The exact arrangement of the acoustic transducers within an audience room, as well as performance and even sound distribution the surface area of the membrane can be calculated by determining the geometry and volume of the room, the absorption constant the room and the average intensity range of the sound delivered by the acoustic transducer.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein akustischer Umwandler von ebener Form. Die elektromagnetische Antriebseinrichtung des akusti sehen Umwandlers kann insbesondere aufweisen:The invention therefore relates to an acoustic transducer of planar shape. The electromagnetic drive device of the acousti see converter can in particular have:

1.) eine magnetisierte Einrichtung mit dünnwandigen Teilen zwecks Bildung eines Paare-s im Abstand liegender, langgestreckter Luftspalte, welche ortsfeste Magnetfelder enthalten, indem ein zweiter magnetisierter, langgestreckter im wesentlichen U-förmiger Teil vorzugsweise rund um einen ersten magnetisierten, langgestreckten,'im wesentlichen U-förmigen Teil angeordnet wird und1.) a magnetized device with thin-walled parts for the purpose of forming a pair of spaced apart, elongated ones Air gaps, which contain stationary magnetic fields, by adding a second magnetized, elongated, substantially U-shaped Part preferably arranged around a first magnetized, elongated, essentially U-shaped part will and

2.) eine Antriebseinrichtung, welche aus einer nicht magnetisierbaren, einen Leiter bildenden Einrichtung besteht, die zur Anordnung elektrischer Leiter in den Luftspalten dient.2.) a drive device, which consists of a non-magnetizable, a conductor-forming device, which is used to arrange electrical conductors in the air gaps.

Die nicht magnetisierbar, vorzugsweise starre Membran des akustischen Umwandlers ist an der elektromagnetischen Antriebseinrichtung wirksam befestigt und kann durch elastische Einrichtungen abgestützt werden. Die Membran kann aus einer sich selbst abstützenden, rohrförmigen Membran bestehen, die einen Antriebstdl und elastische Stützteile aufwdst und die elektromagnetische Antriebs^ einrichtung umschließt.The non-magnetizable, preferably rigid membrane of the acoustic Converter is effectively attached to the electromagnetic drive device and can be supported by elastic devices will. The membrane can consist of a self-supporting, tubular membrane, which has a drive shaft and elastic support parts and the electromagnetic drive ^ facility encloses.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen derselben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in welchen zeigt:Further details, features and advantages of the invention emerge from the following description of preferred embodiments thereof with reference to the drawings, in which shows:

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Fig. 1 einen akustischen Umwandler mit einer elektromagnetischen Antriebseinrichtung und einer Membran,1 shows an acoustic converter with an electromagnetic drive device and a membrane,

Flg. 2 einen akustischen Umwandler mit einer starr abgestützten Membran,Flg. 2 an acoustic transducer with a rigidly supported membrane,

Flg. 2 einen akustischen Umwandler mit einer elastisch abgestützten Membran,Flg. 2 an acoustic transducer with an elastically supported membrane,

Fig. 4 eine sich selbst abstützende Membran für einen akustischen Umwandler,Fig. 4 shows a self-supporting membrane for one acoustic transducer,

Fig. 5 einen akustischen Umwandler mit einer elektromagnetischen Antriebseinrichtung und einer sich selbst abstützenden Membran,-Fig. 5 shows an acoustic transducer with an electromagnetic drive device and a self supporting membrane,

flg. 6 einen akustischen Umwandler mit einer elektromagnetischen Antriebseinrichtung, einer sich .selbst abstützenden Membran und Federungselementen,flg. 6 an acoustic converter with an electromagnetic drive device, a self-supporting membrane and suspension elements,

Fig. 7 in größerem Maßstab einen weggebrochenen Teil desFig. 7 on a larger scale a broken away part of the

akustischen Umwendlsre gemäß Fig. 5 und veranschaulicht die desit&l&ims ^smä Magnetfeldes, 'acoustic Umwendlsre according to Fig. 5 and illustrates the desit & l & ims ^ smä magnetic field, '

Fig. 8 einen akustischen Umwandler mit einer elektromagnetischen Antriebseinrichtung und einer abgeänderten, sich selbst abstützenden Membran,8 shows an acoustic transducer with an electromagnetic drive device and a modified, self-supporting membrane,

Fig. 9 einen akustischen Umwandler mit einer elektromagnetischen Antriebseinrichtung und einer abgeänderten, * sich selbst abstützenden Membran, die mit in der Querrichtung angeordneten Bremseinriehtunsen versehen 1st,9 shows an acoustic transducer with an electromagnetic drive device and a modified, * self-supporting membrane, which is provided with braking devices arranged in the transverse direction,

Fig. 10 eine &npfindlichkeitskurve, welche die Wirkungsweise des nachstehend beschriebenen akustischen Umwandlers mit einem ausgezeichneten konischen Lautsprecher vergleicht.Fig. 10 is a sensitivity graph comparing the operation of the acoustic transducer described below with an excellent conical loudspeaker.

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Gemäß den Figuren 1-3 weist ein akustischer Umwandler von ebener Form eine elektromagnetische Antriebseinrichtung 2 und eine Hern- . bran 3 auf. Die elektromagnetische Antriebseinrichtung 2 besteht aus einer magnetisieren Einrichtung 4 und einer Antriebselnrieh- , tung 5. Die magnetisierte Einrichtung 4 besteht aus einem ersten langgestreckten, im wesentlichen ü-förmigen Teil 6 und einem zweiten langgestreckten, im wesentlichen ü-förmigen Teil 7, wobei Jeder U-förmige Teil einen Basisteil 8 und Flanschenteile S¹ aufweißt. Öle ü-förmigen Teile 6 und 7 sollen aus magnetisch durchlässigem Material von geringer Reluktanz bestehen, wie z.B. aus magnetisch stark durchlässigem Elsen oder einer Nickel-Eisenlegierung*According to Figures 1-3, an acoustic transducer of planar shape comprises an electromagnetic drive device 2 and a Hern-. bran 3 up. The electromagnetic drive device 2 consists of a magnetized device 4 and a Antriebelnrieh-, device 5. The magnetized device 4 consists of a first elongated, essentially U-shaped part 6 and a second elongated, essentially U-shaped part 7, each U-shaped part has a base part 8 and flange parts ^{S 1.} Oils U-shaped parts 6 and 7 should consist of magnetically permeable material with low reluctance, such as magnetically highly permeable elsen or a nickel-iron alloy *

Der zweite U-förraige Teil 7 ist konzentrisch zu dem ersten ü-förmigen Teil 6 angeordnet, um zwischen den Flanschentellen derselben ein im Abstand liegendes Paar von langgestreckten Luftspalten 10 zu bilden zwecks Anordnung ortsfester Hagnetfelder in den Luftspalt en. Ein symmetrischer Block 12 aus permanent magnetisiertem Material ist zwischen den Basistellen 8 des ersten ü-förmigen Als 6 und des zweiten ü-förmigen Teils 7 symmetrisch angeordnet, wobei die entgegengesetzt polarisierten Seiten mit den Basisteilen 8 der ersten und zweiten ü-förmigen Teile 6 und 7 In Berührung stehen. Das magnetische Material kann beispielsweise aus ferr©magnetischem Eisen oder Nickel, aus mit Kobalt gesintertem Ferrit oder einer Legierung derselben bestehen. Durch diese Anordnung werden die ersten und zweiten U-förmigen Teile 6 und 7 magnetisiert und in den Luftspalten 10 werden ortsfeste Magnetfelder 11 von hoher Dichte und im wesentlichen gleicher Gestaltung gebildet, welche magnetische Flußlinien in entgegengesetzten Richtungen aufweisen!.The second U-shaped part 7 is arranged concentrically to the first U-shaped part 6 in order to form a spaced pair of elongated air gaps 10 between the flange points of the same for the purpose of arranging stationary magnetic fields in the air gaps. A symmetric block 12 of permanently magnetized material is provided between the base Tellen 8 of the first u-shaped as 6 and the second u-shaped member 7 disposed symmetrically, wherein the oppositely polarized sides with the base parts 8 of the first and second u-shaped parts 6 and 7 Stand in touch. The magnetic material can for example consist of ferrite magnetic iron or nickel, of ferrite sintered with cobalt or an alloy thereof. By this arrangement, the first and second U-shaped parts 6 and 7 are magnetized and in the air gaps 10 fixed magnetic fields 11 of high density and essentially the same design are formed, which have magnetic flux lines in opposite directions !.

Die Antriebseinrichtung 5 besteht aus einer Im wesentlichen migen, einen Leiter bildenden Einrichtung 13, welche in den Luftspalten 10 angeordnete Flanschenteile 14 aufweist« Elektrische Leiter 15 werden in den Luft spalten 10 durch die EXanschenteile 14 der den Leiter bildenden Einrichtung 13 abgestützt;. Die den Leiter bildende Einrichtung 1J kann aus irgendeine« nicht -«Mtgnit&f*" sierbaren Material von geringem Gewicht bestehen. Dl« elektrischen Leiter 15 bestehen aus einer Wicklung aus Draht ψαη &er£iqg$M Wl- . derstand, wie z.B. Kupfer, Aluminium oder Silber/ ilea? ruöil on den Leiter bildende Einrichtung 13 gewickelt iaf;, ujb eine L«ut-A 91/1 ^The drive device 5 consists of a substantially moderate, conductor-forming device 13 which has flange parts 14 arranged in the air gaps 10. Electrical conductors 15 are supported in the air gaps 10 by the flange parts 14 of the device 13 forming the conductor. The conductor forming device 1 J may be made of any "non -" Mtgnit & f * "sierbaren material of low weight consisting Dl" electrical conductors 15 consist of a winding of wire ψαη & er £ iqg $ M WL resistor, such as copper,.. Aluminum or silver / ilea? Ruöil wound iaf ;, ujb a L «ut-A 91/1 ^ on the device forming the conductor 13

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ORtGlNAL INSPECTEDORtGlNAL INSPECTED

«preoherwicklung zu bilden. Auf diese Weise werden die Leiter in «inera Bereich sehr dlohten magnetischen Flusses angeordnet (wie Fig. 7 zeigt), so daß Veränderungen des elektrischen Stromes eine stark ansprechende und empfindliche mechanische Kraft erzeugen. Die von dem duroh den Leiter hindurchgehenden elektrischen Strom erzeugte Wärme kann leloht in den Luftspalten zerstreut werden.«To form pre-development. This way the ladder will be in «Inera area very thin magnetic flux arranged (as Fig. 7 shows), so that changes in the electric current a generate strong responsive and sensitive mechanical force. The heat generated by the electric current passing through the conductor can be slightly dispersed in the air gaps.

Die Membran 3 ist an der den Leiter bildenden Einrichtung 13 durch entsprechende Mittel befestigt» so daß die Membran duroh die Antriebseinrichtung 5 bewegt werden kann» wenn der durch die Leiter 15 hindurchgehende elektrische Strom verändert wird. Die Membran 3 kann entweder durch starre Stützen 16 abgestützt werden» wie Fig. 2 zeigt» oder duroh elastische Stützen 17* wie Fig. 3 zeigt. Bei der Abstützung durch starre Stützen muß die Membran 3 biegsam sein. (| Vorzugsweise wird die Membran 3 jedoch durch elastisch« Stützen 17 abgestützt* so daß die Membran 3 iat wesentlichen starr sein und durch die Antriebeeinrichtung 5 glelohmäfig bewegt werden kann.The membrane 3 is through to the device 13 forming the conductor Appropriate means are attached so that the membrane can be moved through the drive device 5 when it is through the ladder 15 passing electric current is changed. The membrane 3 can either be supported by rigid supports 16 "as FIG. 2 shows" or duroh elastic supports 17 * as FIG. 3 shows. at the support by rigid supports, the membrane 3 must be flexible. (| Preferably, however, the membrane 3 is supported by elastic supports 17, so that the membrane 3 can be essentially rigid and can be moved smoothly by the drive device 5.

Wie Fig. 3 seigt, werden di« elastischen Stützen 17 erhalten, indem dl« Luftspalt« 10 zwischen den Plansohenteilen 9 des ersten U-förmigen Teils 6 und d«s zweiten U-förmigen Teils 7 Bit «Ines elastischen Material ausgefüllt werden* wie z.B. Guani oder Kunst-•toffschaura, so daß dl« Teile der elektromagnetischen Antriebseinrichtung 2 während der Anordnung des akustischen Umwandler» ausgerichtet bleiben» Außerdem verhindern dl« elastischen Stützen 17 •ine Querverschiebung der elektromagnetischen Antriebseinrichtung 2 während der Tätigkeit des akustischen Umwandlers. Durch dies« Aus- : * bildung kann die elektromagnetische Antriebseinrichtung 2 geome- a trisoh od»r vorzugsweise willkürlich auf einer Befestigungsfläohe angeordnet und mit einer einzigen Folie oder Folienabschnitten entsprechenden Materials bedeckt werden» um eine starre Membran 3 bzw. einen akustischen Umwandler zu bilden.As shown in FIG. 3, the elastic supports 17 are obtained in that the air gap 10 between the planar parts 9 of the first U-shaped part 6 and the second U-shaped part 7 are filled with bits of elastic material Eg Guani or Kunstoffschaura, so that the parts of the electromagnetic drive device 2 remain aligned while the acoustic transducer is in place. In addition, the elastic supports 17 prevent transverse displacement of the electromagnetic drive device 2 during the activity of the acoustic transducer. By the "off: * forming the electromagnetic drive device 2 geo- a trisoh od" r preferably randomly arranged on a Befestigungsfläohe and covered with a single sheet or film portions corresponding material "are to form a rigid membrane 3 and an acoustic transducer .

Vorzugsweise werden Abschnitte des akustischen Umwandlers oder der Membran desselben an Verbindungsstellen oder Ecken mit biegsamen zylindrischen Elementen verbunden. Die biegsamen zylindrischen Elemente können längs der Verbindungsstellen und in den Ecken zwischen der Membran und der Befestigungsfläche zementiert werden. Die biegsamen zylindrischen Elemente unterstützen naoh der Ver-A 91/1 \ -13-Preferably, sections of the acoustic transducer or the Membrane of the same connected at junctions or corners with flexible cylindrical elements. The flexible cylindrical members can be cemented along the joints and in the corners between the membrane and the mounting surface. The flexible cylindrical elements support according to the Ver-A 91/1 \ -13-

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_0RlGlHAL u _0RlGlHAL u

Schiebung die Zurückführung der Membran in die neutrale Stellung und verhindern eine Querverschiebung der Membran 3.Shift the return of the diaphragm to the neutral position and prevent the diaphragm 3 from shifting transversely.

Fig. 4 zeigt eine Membran für einen akustischen Umwandler, die aus einer sich selbst abstutzenden,rohrförmigen Membran 18 besteht« welche eine elektromagnetische Antriebseinrichtung aufnehmen kann. Die rohrförmige Membran 18 weistFig. 4 shows a diaphragm for an acoustic transducer which consists of a self-supporting, tubular membrane 18 which can accommodate an electromagnetic drive device. The tubular membrane 18 has

1 *) einen Antriebsteil 20 auf, der von einer elektromagnetischen Antriebseinrichtung bewegt werden kann« wobei der Antriebsteil 20 vorzugsweise im wesentlichen starr 1st und vorzugsweise ungleichmäßige Dicke aufweist« sowie1 *) a drive part 20, which is from an electromagnetic Drive device can be moved "wherein the drive part 20 is preferably essentially rigid and preferably has a non-uniform thickness" as well

2.) elastische Stützteile 21« die nach innen gerichtete Abschnitte ™ aufweisen, welch· den Antriebsteil an den Rändern 22 ab-φ stützen können.2.) elastic support parts 21 ″ the inwardly directed sections ™, which can support the drive part at the edges 22 from-φ.

Außerdem weist die Falte 23 eine Vtrschiebungaamplitude auf, die in wesentlichen gleich dem 1 1/3 fachen der Verschitbungsajaplitud· d«8 Antrl· beteils 20 1st, so daS dl· durchschnittlich· Intensität der von den Stutzteilen 21 erzeugten akustischen Wellen im ■ wesentlichen gleich Jener d«s Antriebst*ile 20 ist. Die rohrförmig· Membran 18 w«ist ferner «inen Baeiettil 24 mit, d«r ein· elek-In addition, the fold 23 has a displacement amplitude which is essentially equal to 1 1/3 times the displacement amplitude · d «8 drives, so that the average intensity of the acoustic waves generated by the support parts 21 is essentially the same That one of the driving parts is 20. The tubular membrane 18 is also provided with a component 24 with an electronic

- ■- ■

tromagn«tisoh· Antriebseinrichtung und dl· Stützteile 21 abtromagn «tisoh drive device and dl support parts 21 s tut »en kann, so dafl die rohrföreif^Meebran 18 die elektronen·- ; tisch· Antriebseinrichtung umschließt. Die Membran 18 soll aus -irgendeinem nicht magnetisierbarer faltbaren Material hergestellt werden, wie z.B. Papier, Kunststoff, Metallfolie, plastiziertem Papier, metallisiertem Papier oder versteiftem Leinenpostpapier.We can do so that the rohrföre ^ Meebran 18 the electrons · -; table · drive device encloses. The membrane 18 should be made of some non-magnetizable foldable material such as paper, plastic, metal foil, plasticized paper, metallized paper or stiffened linen bond paper.

Wie Fig. 5 zeigt, soll die (in den Figuren 2 und 3 gezeigte) elektromagnetische Antriebseinrichtung 2 vorzugsweise zusammen mit der (in Fig. 4 gezeigten) sich selbst abstützenden Membran 18 verl· wendet werden, um einen wirksamen akustischen Umwandler zur Wiedergabe akustischer Wellen von guter Qualität über den ganzen Bereich akustischer Frequenzen zu bilden. Gemäß Fig. 6 können als eine weitere Verbesserung Federungselemente 25 zwischen den Stützteilen 21" und den Flanschenteilen 9^I! des zweiten U-förmigen Teils 7^lf angeordnet werden, tun die Zurückführung der sich selbst ab-A 91/1 -14-As FIG. 5 shows, the electromagnetic drive device 2 (shown in FIGS. 2 and 3) should preferably be used together with the self-supporting membrane 18 (shown in FIG. 4) to provide an effective acoustic transducer for reproducing acoustic waves of good quality over the whole range of acoustic frequencies. According to FIG. 6, as a further improvement, suspension elements 25 can be arranged between the support parts 21 ″ and the flange parts 9 ^I! ^Of the second U-shaped part 7 lf.

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stützenden Membran 18*^f in die neutrale Stellung zu unterstützen.supporting membrane 18 * ^f in the neutral position.

Bei einer (in Fig. 8 gezeigten) abgeänderten Ausführungsform ist der akustische Umwandler der gleiche mit Ausnahme seiner Zusammensetzung und der g Gestaltung der sich selbst abstützenden Membran 18*. Jeder Stützten 21* besteht aus einem nach innen gerichteten, im wesentlichen halbzylindrischen Teil. Bei dieser Ausführungsform wird der Antriebsteil 20* vorzugsweise aus Polycarbonat hergestellt, die elastischen Stützteile 21' aus Leinenpostpapier und der Basisteil 24* aus Masonit. Es wurde gefunden, daß diese AusfUhrungsform eine Querverschiebung des Antriebsteils 20* verhin-. dert und dadurch bestimmte Verzerrungen bei der Neubildung akustischer Wellen.In a modified embodiment (shown in FIG. 8) the acoustic transducer is the same except for its composition and the design of the self-supporting membrane 18 *. Each support 21 * consists of an inward-facing, substantially semi-cylindrical part. In this embodiment, the drive part 20 * is preferably made of polycarbonate, the elastic support parts 21 'from linen bond paper and the base part 24 * made of masonite. It has been found that this embodiment prevents transverse displacement of the drive part 20 *. modifies and thereby certain distortions in the formation of new acoustic waves.

Wie Flg. 9 zeigt, können zusätzliche elastische, nach innen ge- ^j richtete, halbzylindrische Bremseinrichtungen 26 quer zu den Enden 27 der sich selbst abstutzenden rohrförmigen Membran 18* zemen- % tiert werden. Auf diese Weise kann die Membran 18' nach der Verschiebung rascher in die neutrale Stellung zurückgeführt und an einer Verschiebung in der Querrichtung gehindert werden.Like Flg. 9 shows, additional elastic, inwardly facing overall ^ j, semi-cylindrical transversely of itself abstutzenden tubular membrane can be discounted at the ends 27 18 * cemented% braking devices 26th In this way, the membrane 18 'can be returned more quickly to the neutral position after the displacement and prevented from displacement in the transverse direction.

Um die Vorteile des in Flg. 9 gezeigten akustischen Umwandlers zu veranschaulichen, wurde de*^;c3l*?2 über den ganzen Bereich der akustischen Frequenzen mit dem besten konischen Lautsprecher mit vergleichbaren Paramfeern verglichen, der erhältlich war. Insbesondere wurde die Leistung eines konischen Lautsprechers mit einem Durohmesser von 200 mm, der einen Whizzer aufwies, eine beweg-Hohe Einfeeit mit einem Gewicht von 10 g, einen ALNIC0-Magneten \ mit einem Gewichtfvon 184 g und eine Lautsprecherwicklung mit einer g Lunge von 73,2' n, mit dem erfindungsgemäßen akustischen Umwandler verglichen, der eine Membran mit einem Durchmesser von 150 mm und eine elektromagnetische Antriebseinrichtung mit einem Durchmesser von 125 «η aufwies, eine bewegliche Einheit mit einem Gewicht von 18 g, einen Ferritmagneten mit einem Gewicht von 28,35 g« eine Lautsprecherwicklung mit einer Länge von 60 m und Luftspalte mit einer Breite von 3,35 mm· Die Leistung der beiden Vorrichtungen wurde gemessen mit einer im wesentlichen konstanten Belastung der Lautsprecherwicklung von 280 Milliwatt und dergleichen Mikrophonanordnung. Die sich ergebenden Frequenz-Erapfindllchkeitskurven, A 91/1 -15-To take advantage of the in Flg. To illustrate the acoustic transducer shown in FIG. 9, de * ^; c3l *? 2 across the entire range of acoustic frequencies compared to the best conical loudspeaker with comparable parameters available. In particular, the performance has been mm of a conical loudspeaker having a Durohmesser of 200 which had a whizzer, g a Move-High Einfeeit with a weight of 10, a ALNIC0 magnet \ with a Gewichtfvon 184 g and a speaker winding with a g lung of 73 , 2 'n, compared with the acoustic transducer according to the invention, which had a diaphragm with a diameter of 150 mm and an electromagnetic drive device with a diameter of 125 «η, a movable unit with a weight of 18 g, a ferrite magnet with a weight of 28.35 g «a loudspeaker winding with a length of 60 m and air gaps with a width of 3.35 mm · The performance of the two devices was measured with an essentially constant load on the loudspeaker winding of 280 milliwatts and the like microphone arrangement. The resulting frequency response curves, A 91/1 -15-

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

die für den akustischen Umwandler durch + 19*1 dbm eingestellt wurden, um Unterschiede in den wichtigen Parametern zu kompensieren, sind in Fig. 10 dargestellt.which were set for the acoustic converter by + 19 * 1 dbm, to compensate for differences in the important parameters are shown in FIG.

Das Intensitätsniveau B einer Tonwelle wird durch die Gleichung definiert:The intensity level B of a tone wave is defined by the equation:

B = 10 log I₁A₂ B = 10 log I ₁ A ₂

worin I₁ die Intensität bedeutet und I₀ eine willkürliche Bezugsintensität, die mit 10" Watt/cm angenommen wird, was annähernd dem schwächsten Ton entspricht, der hörbar ist. Die Intensitätsniveaus werden in DECIBEL ausgedrückt (abgekürzt db). where I _{1 is} the intensity and I _{0 is} an arbitrary reference intensity assumed to be 10 "watts / cm, which corresponds approximately to the weakest tone that is audible. The intensity levels are expressed in DECIBEL (abbreviated db).

I«I «

1.) Das Intensitätsniveau des konischen Lautsprechers sinkt unterhalb 100 Per/s stark ab, während das Intensitätsniveau des akustischen Umwandlers bei diesen niedrigen Frequenzen eine verhältnismäßig lineare Neigung beibehält.1.) The intensity level of the conical loudspeaker sinks below 100 per / s, while the intensity level of the acoustic transducer at these low frequencies is a proportionate maintains linear slope.

2.) Der Abfall in der Frequenz-Empfindlichkeitskurve beträgt für den akustischen Umwandler nur etwa 6 db/Oktave im VergMch zu der praktischen Ausbildungsgrenze für einen konischen Lautsprecher von 12 db/Oktave.2.) The drop in the frequency sensitivity curve for the acoustic transducer is only about 6 db / octave in comparison to the practical training limit for a conical loudspeaker of 12 db / octave.

Es ist ferner zu bemerken, daß das Intensitätsniveau für den akustischen Umwandler bei etwa 3000 Per/s unstabil wird, wegen der durch die Ausbildung bedingten Grenzfrequenz des besonderen akustischen Umwandlers, der für diesen Vergleich verwendet wurde. Um den akustischen Umwandler für hohe Frequenzen (von mehr als 3000 Per/s) empfindlich auszubilden, wird das Gewicht der beweglichen ' Einheit auflnur 1,5 g und die Breite der Luftspalte auf etwa 0, 025 mm verringert.It should also be noted that the intensity level for the acoustic transducer becomes unstable at around 3000 per / s because of the cut-off frequency due to the design of the particular acoustic transducer used for this comparison. Around the acoustic transducer for high frequencies (of more than 3000 Per / s) to train sensitive, the weight of the movable ' Unit reduced to just 1.5 g and the width of the air gaps reduced to about 0.025 mm.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, die verschiedene Abänderungen erfahren können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to those shown and described Embodiments limited, which can undergo various modifications without departing from the scope of the invention.

Patentansprüche A 91/1 -16-A 91/1 claims -16-

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Claims

Dr. Ing. E. BERKENFELD · Dipl..Ing. H, BERKENFELD, Patentanwälte, KölnDr. Ing. E. BERKENFELD · Dipl..Ing. H, BERKENFELD, patent attorneys, Cologne

Anlag· AktenzeichenAttachment file number

on the submission of December 1, 1909 Sch // Nam. d. Note: Audio Arts Incorporated

Claims

Ί / electro-acoustic transducer with at least one means for Erzeugung.eines magnetic field having at least two air gaps, in which the magnetic field prevails, with min- d least a non-magnetic electrical conductor in the air gaps, with at least one non-magnetic diaphragm mechanically connected to the conductors,
characterized,

that the air gaps (11) are elongated, that the device (12) for generating the magnetic field in each air gap (11) is practical uniformly formed magnetic fields generated and the magnetic flux in these is opposite.

2. Transmitter according to claim 1, characterized in that the membrane (5 * 18) is held by elastic supports.

3. Transmitter according to claim 1-2, characterized in that the membrane is essentially stiff. G

4. Transmitter according to claims 1-3, characterized in that the membrane has substantially flat surfaces.

5. Transmitter according to claims 1-4, characterized in that the membrane has a substantially non-uniform thickness.

6. Transmitter according to claims 1-5 * characterized in that that the air gaps are filled with an elastic, non-magnetic material.

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7. Transmitter according to claims 1-6, characterized in that the device for generating the magnetic field has thin wall sections in order to form at least two elongated air gaps, at least one electrical conductor is arranged in these air gaps, at least one non-magnetic, self-supporting tubular membrane is provided to accommodate the device generating the magnetic field and at least one conductor, a drive part is connected to at least one conductor and this drive part is kept flexible.

8. Transmitter according to claim 7, characterized in that the self-supporting tubular membrane is a base part for holding the device that generates the magnetic field

φ testifies, and to support the flexible supports of the membrane, where the tubular membrane encloses at least one of the devices generating the magnetic field and at least one conductor.

9 · Transmitter according to Claim 7 *, characterized in that each support has inwardly projecting portions.

10. Transmitter according to claim 9 *, characterized in that each post has a single inward fold.

11. Transmitter according to claim 9 *, characterized in that each support from an inwardly directed, substantially semicircular one Part consists.

^ 12. Übergtrager according to claim 7 * characterized in that flexible stops are arranged in the end sections of the tubular membrane and are fastened to the drive part of the membrane.

13. Transmitter according to claim 8, characterized in that ' a mounting base is provided which consists of two intersecting flat surfaces.

14. Transformer according to claim 1-13, characterized in that that at least one first magnetizable, elongated, essentially U-shaped member is provided, at least one two-

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tes magnetizable, elongated, essentially U-shaped Member arranged over the first magnetizable U-shaped member 1st to get air gaps between the splashing of the U-links to form, in which magnetic fields are present, in the air gaps electrical conductors are arranged, and at least one membrane is connected to the conductor.

15 · Transmitter according to Claim 14, characterized in that the ladder sits on a U-shaped support.

16. Transmitter according to claim 14, characterized in that daiß the first and second U-shaped members by a permanent magnet are magnetized, which is arranged between the webs of the U-shaped members, with its oppositely polarized surfaces are in contact with the webs of the U-leather, so that the U-shaped members generate magnetic fields that are oppositely directed in the air gaps.

17 · Transmitter according to Claim 14, characterized in that the devices generating and transmitting the magnetic flux have essentially the same shape.

18. Transmitter according to claim 14, characterized in that the membrane is held by a flexible device.

19. Transmitter according to claim 18, characterized in that the membrane is stiff.

20. Transmitter according to claim 14, characterized in that the membrane has essentially flat surface sections.

21. Transmitter according to claim 14, characterized in that the membrane is of uneven thickness.

22. Transmitter according to claim 14, characterized in that the air gaps are filled with elastic, non-magnetic material are.

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23. Transformer according to claim 1-22, characterized in that « that at least a first magnetizable, elongated and a substantially U-shaped member is provided, at least one second magnetizable, elongated, substantially U-shaped one Member is arranged over the first U-shaped member to to form air gaps between the flanges in which magnetic There are at least one non-magnetic carrier in the fields Air gaps is arranged, at least one conductor is arranged on this carrier, at least one non-magnetic, itself supporting tubular membrane enclosing the two U-shaped members and the support, a drive part with the support of the electrical Head is connected and this drive part is kept flexible will.

24. Transmitter according to claim 23, characterized in that each self-supporting tubular membrane has a base for holding at least one of the two U-shaped members so that the membrane, the first and second U-shaped parts and the carrier encloses.

25. Transmitter according to claim 2 $, characterized in that the supporting part has inwardly protruding sections.

26. Transmitter according to claim 25, characterized in that the support part consists of a single inward fold.

27. Transmitter according to claim 25, characterized in that the support part from an inwardly directed, essentially semicircular part consists.

28. Transmitter according to claim 23, characterized in that flexible stops are arranged in the end parts of the tubular membrane and connected to the drive part.

29. Transmitter according to claim 24, characterized in that the fastening base11 consists of two intersecting flat surfaces consists.

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30. Transmitter according to claim 1-29 »characterized in that the air gaps are filled with an elastic, non-magnetic material.

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