DE2003950C - Akustischer Wandler - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifTt einen akustischen Wandler, phasig antreibbar sind. Hierdurch läßt sich eine vorzugsweise einen clektroakuslischen Wandler, mit Verminderung der wirksamen spezifischen Masse der einer Membrananordnung, die mehrere mindestens teil- Membran um den Faktor 10 im genannten Freweise schwingungsfühige Membranteile aufweist, wel- quenzbereich ohne weiteres realisieren, Wenn man ehe zwischen sich benachbarte, sich nach gegenüber- 5 nochmals das obenerwähnte Bild des Kirschkerns liegenden Seiten öffnende Ausnehmungen bilden. Sie zu Hilfe nimmt, sieht man leicht cm, daß es eine betrifft in speziellerem Sinn die Ausbildung der Mem- sehr geschickte Art gibt, den Kirschkern zu bebrananurdnung und deren Verwendung für Schall- schleunigen: Man quetscht ihn zwischen Daumen fenster, Mikrophone, Kopfhörer, Lautsprecher u. dgl. und Zeigefinger. Bei genügendem Druck schießt er Soll Schall von einem Raum in einen davon ge- >o mit großer Geschwindigkeit davon. Dabei ist die Betrennten Raum gelangen, so muß ein Schallfenster wegungsenergic von Daumen und Zeigefinger wesentbenutzt werden; eine leichte, dünne Membran erfüllt lieh kleiner als die Bewegungsenergie der Hand beim diese Aufgabe am besten. Werfen des Kerns mit der Hand. In ähnlicher Wei.su Soll Schall in einem Mikrofon in elektrische wird bei dem erfindungsgemäßen Wandler die Luft Ströme umgewandelt oder aus elektrischen Strömen »s durch die gegenphasige Bewegung der gegenüber-■ in einem Lautsprecher reproduziert werden, so er- liegenden Membranlcile zwischen diesen heraus-, geben gleichermaßen die leichtesten Membrananord- gequetscht, und die Bewegungsenergie der Membranen · nungen die getreuesten und leistungsfähigsten teile ist dabei nur ein Bruchteil der Bewegungs-Wiedergaben. energie der Luft.

Luft hat eine spezifische Dichte von 1,2 mg/cm³ ao Mit Vorteil wird dabei der erfindungsgemäße und ist damit 1000- bis lOOOOmal leichter als feste Schallwandler so ausgebildet, daß die schwingungs- J Körper. Dies ist der Grund, warum Membranen bei fähigen Membranteile mit einer geeigneten Vorrichden erwähnten vier Vorrichtungen kaum dünn genug tung in Wirkverbindung stehen, die die von Schall- '. gemacht werden können, um die wirksame spezi- wellen den Membrantcilcn beaufschlagten Schwin- \ fische Masse der Membran zu reduzieren. 25 gungen in elektrische Energie umwandelt, und um-Man kann sich dieses Problem am einfachsten an gekehrt. Hierbei wird zweckmäßig mindestens ein % einem Vergleich klarmachen: Will man einen Kirsch- Leiter mit den schwingungsfähigen Membranteilen ;' kern mit der Hand wie einen Ball werfen, so ergibt verbunden, und eine mit diesem Leiter zusammensich ein sehr geringer Wirkungsgrad. Der Grund wirkende Vorrichtung zur Erzeugung eines starken hierfür ist das relativ geringe Gewicht des Kerns, ver- 30 magnetischen oder elektrostatischen Feldes wird vorglichen mit dem Gewicht der Hand, die schätzungs- gesehen, um beim Anlegen von hörfrequenten % weise lOOOmal schwerer ist. Wechselstromsignalen Schwingungen in den Mem-Ähnlich ist der Vorgang bei einem der üblichen branteilen zu erzeugen, und umgekehrt.
Lautsprecher. Diese bewegen die Luft — wie die Die Lufträume oder -taschen, die sich abwechselnd ^ Hand den Kirschkern — durch direktes Stoßen, wo- 35 nach entgegengesetzten Seiten öffnen, können dadurch sich ein sehr kleiner Wirkungsgrad ergibt. durch gebildet werden, daß man eine dünne Mem-So zeigt die französische Patentschrift 670 386 bran zu einer Mäanderform biegt; hierbei werden die eine starre Membran mit einem einzigen akustisch schwingungsfähigen Membranteile von im wesent-L angeregten Punkt, von dem sich eine elastische Welle liehen parallelen, im Abstand voneinander gebildeten [ über die Membran ausbreitet. Diese elastische Welle 40 Teilen des Bandes gebildet. Die schwingungsfähigen % erzeugt vor allem bei höheren Frequenzen kompli- Membranteile können auch aus mehreren getrennten \ zierte Schwingungsbilder, welche mit den in der Luft dünnen flächenförmigen Elementen gebildet sein, die sich bildenden Interferenzen ein sehr schlechtes im Abstand voneinander und etwa parallel zu- ; Schallbild reproduzieren. einander gehalten werden, und zwar von mit ihnen Eine ähnliche Anordnung zeigt die USA.-Patent- 45 verbundenen Distanzstücken, welche offene Enden schrift 1 566 337. Hier wird eine gefaltete elastische aufweisen, die abwechselnd nach entgegengesetzten Membran an einem Punkt ihres Randes angeregt, Richtungen weisen.

und von diesem Punkt breitet sich eine elastische Bei elektroakustischen Wandlern, bei denen Welle über die Membran aus. Auch hier ergeben Schallwellen in elektrische Signale umgewandelt wersich die gleichen Nachteile wie bei der eingangs ge- 50 den, oder umgekehrt, können die schwingungsfähigen nannten französischen Patentschrift. Teile der Membrananordnung direkt oder indirekt Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine angetrieben werden. Im ersteren Fall ist, wie zuvor Membrar. zur Verwendung in Schallfenstern, Mikro- erwähnt, mindestens ein Leiter an den schwingungsphonen oder Lautsprechern zu schaffen, bei der die fähigen Teilen der Membran gehaltert, und dieser wirksame spezifische Masse der Membran (Gramm 55 Leiter ist so angeordnet, daß er sich in einem magnej pro Quadratzentimeter) bei Hörfrequenz um einen tischen oder elektrostatischen Feld bewegt; im zweibeträchtlichen Faktor vermindert werden kann, ohne ten Fall ist eine getrennte elektromagnetische Vordic Membrandicke zu vermindern, wobei insbcsoh- richtung, ζ. B. eine oder zwei Lautsprecherspulen, dere die Wiedergabe des Schalls außerordentlich vorgesehen, die mechanisch mit den schwingungsoriginalgctrcu sein soll. 60 fähigen Teilen der Membrananordnung verbunden Erfindungsgemäß wird dies bei einem eingangs ge- ist, um zu bewirken, daß sich diese bei Schwingungen nannten akustischen Wandler dadurch erreicht, daß der Lautsprecherspulen (Schallspulen) zueinander die Ausnehmungen als enge Lufttaschen ausgebildet und voneinander weg bewegen,
sind, daß die schwingungsfähigen Mcmbranleile so Weitere Einzelheiten und vorteilhafte WeitermitcinancJcr verbunden sind, daß benachbarte Luft- 65 bildungen der Erfindung ergeben sich aus den im taschen an den gegenüberliegenden Enden ab- folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dar= wechselnd geschlossen und geöffnet sind, und daß gestellten Ausführungsbeispielen sowie aus den die sich gegenüberliegenden Membranteile gegen- Unteransprüchen. Es zeigt

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einerLÄpÄÄ?^{1 e}i^IÜ,^ut%^nd° Darstellung matisch eine flache Membran/), die entlang ihrer

Fla 2 oiS«hü«?J^StandderTc<:^h»^ik. Umfangskanten mit Wandungen W verbunden ist,

i ^Sä^M' ^e,^rIfiuternde Darstellung welche eine öffnung der Breite 2/M definieren, so

Membran. .,,. daß die Membran den Luftraum zu ihrer linken Seite

^cho\^raumb'^ldll<*^e Darstcl- 5 von dem Luftraum zu ihrer rechten Seite trennt.

|5K_ran ^emererfindun^^{gcmBßBn Fi}ß·^{2 ze;}ß.¹ schematisch eine erfindungsgemäße

Fi α 4c!np cr»iin_mot· u .·.,.. Membran, die sich ebenfalls über eine öffnung der

luria «finer AbwÄnl ?^he'_N/l ^raumb)ldllc"^e Darstel- Breite 2«« erstreckt, in der jedoch die Membran D'

mrig uner Abwandlung der Membrananordnung der zu einer Mäanderform gefaltet ist. In Fig. 2 ist die

Fi,/ <? ,„„„ ei™ .· ι .. ^{Io Bre!tc} J^etJer Faltung mit α und ihre Tiefe mit b be-

lunV eiiir »rfS.A u ' ,faumbildliche Darstel- zeichnet. Das Verhältnis von Breite zu Tiefe der ge-

SßraMcmbra™, ^{Abwandlung cmcr} «^"dungs- falteten Membran stellt den effektiven Massen-

eine¹M_e ^<Lhrpn^^Sn^h _t ^Cmif.-^{iSChe S}?.'i^enansicht' ^{wclcne Werde}" Schallwellen in Richtung des Pfeiles A

vLSSr ζί F ^ßei^^{Üß Fig}·^{3 Und cine 15} (^pi 8-1) ^geführt, so wird die Membran D um einen

FeldesSf ^Erzcuß^unß ^emes elektrostatischen Betrage in Pfeilrichtung ausgelenkt; vereinfachend

r? j „ 7 „■' _c„, ... ^ ,. ^{Wlrd dabei} angenommen, daß sich die Membran D

findunp^m^n ι , ^lsche _u ^Draufsicht auf einen er- über ihre volle Breite parallel zu sich selbst ver-

nnciungsgemaßen Lautsprecher, schiebt

ähnlich Pi/T ^tCilwC'^{Se> ver}ß^rößertc Darstellung ac Bei der gefalteten Membran nach Fig. 2 wer-Fi σ s »ι ' c ·. -L ^den — ^{unter der} Annahme, daß die Membransek-„..,',r, f fceüenansicht des in F ig. 7 dar- tionen α ohne jede Bewegung starr verbleiben — die gestellten Lautsprechers, Membransekti ,nen b in Richtungen verschoben, die IX-IX de F- ⁿ ₈ ^c"^nitt' g^esehen längs der Linie quer zur Pfeilrichtung A verlaufen, und zwar um den Fi_n in ·⁸Λ ι. · ^{as Abstand}</; auch hier wird zur Vereinfachung anger ι g. lu einen Querschnitt, gesehen längs der Linie nommen, daß sich die Membransektionen b in ihrer CuniM · ^ß « , ^{ein anderes} Ausführungs- gesamten Breite verschieben. Diese Annahmen eroeispiei eines ernndungsgemäßen Lautsprechers, leichtem die Auswertung, ohne das Endresultat we-YiV⁸'/ I'"⁰" ^Quersclinitt> gesehen längs der Linie sentlich zu beeinträchtigen.
Fi α 19 ^{g> O}'-,u ^{30 Obwohl die} gesamte Masse der in Fig. 2 darge-B ,·· raumbildliche Darstellungen stellten gefalteten Membran um den Faktor 1//größer zur tnauterung des Herstellungsvorganges der im ist als die gesamte Masse der in Fig. 1 gezeigten Lautsprecher gemäß den Fig. 10 und Π verwen- flachen Membran, kann gezeigt werden, daß die aeten Membran, gesamte kinetische Energie der sich bewegenden rig. !-»a erne teilweise Draufsicht auf ein dünnes 35 Membranmasse, die dazu notwendig ist, eine beBand aus Plastikmaterial mit aufgebrachten Drähten, stimmte Luftverschiebung pro Zeiteinheit über die und zwar vor d»r Verformung dieses Bandes zu einer Membran zu bewirken, im Falle der in Fig. 2 ge-Maanderform, wie sie z. B. in Fig. 11 dargestellt ist, zeigten gefalteten Membran um den Reduktionsi p⁸' ,, ^e!^{ne tei!vveise} Darstellung, die das Band faktor/ kleiner ist als diejenige bei der flachen Mem- J"^{1 g}\] ■ ^Im g^efaltete" Zustand zeigt, 40 bran der Fig. 1. Es wird angenommen, daß die ** 1 g· 14 einen Querschnitt durch ein weiteres Aus- Dicke beider Membranen D und D' dieselbe ist und tunrungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Laut- die Breite der beiden 2 na beträgt. Die relativen versprechen,, gesehen längs der Linie XIV-XIV der schobenen Luftvolumina werden in den beiden Figu-17'· κ · ^{ren durch die beiden} Flächen 2 nac und 2nbd τετ ig. 15 eine teilweise Draufsicht auf den Laut- «5 präsentiert. Für dieselbe Luftbewegung müssen diese Sprecher der F i _£. 14, Flächen gleich sein, d. h.

Fig. 16 einen teiiweisen Querschnitt durch eine _Onnr, _ _lnhA

Abwandlung der Anordnung gemäß Fig. 14, ^{l ac} ~ ^lnba

Fig. 17 einen schematischen Querschnitt durch woraus folgt, daß

einen indirekt angetriebenen, erfindungsgemäßen 50

Lautsprecher, a _ d _ _ d

Fig. 18 eine auseinandergezogene Darstellung des b ~ c ~ ° ~ f '
Lautsprechers der Fig. 17 in vereinfachter Dar-

stellungsweise und Bei den in derselben Zeiteinheit stattfindenden

Fig. 19 eine vereinfachte, auseinandergezogene 55 Luftverschiebungen müssen die Verschiebungsge-

Darstellung eines Kopfhörers oder Mikrophons nach schwindigkeiten V₁ und v„ dasselbe Verhältnis auf-

der Erfindung. _{weisen) d}. _h.

Wie eingangs erläutert, betrifft die vorliegende Er- „

findung Membranen, bei denen die wirksame spezi- -² = /·

fische Masse (Gramm pro Quadratzentimeter) für 60 ^vi

akustische Frequenzen um mindestens einen Faktor Das Massenverhältnis der bewegten Teile beider

10 reduziert werden kann, ohne dabei die Membran- Membranen ist
dicke zu vermindern; sie betrifft ferner die Anwendung einer solchen Membran für Schallfenster, ^2wfl _ t _ Jü±
Mikrophone und Lautsprecher. 65 2nb m.,

Das Prinzip der erfindungsgemäßen Membran mit

reduzierter wirksamer Masse wird im folgenden an unter der gemachten Voraussetzung, daß beide Mem-Hand der Fig. 1 und 2 erläutert. Fig. 1 zeigt sehe- branen gleich dick sind.

Das Verhältnis der kinetischen Energien der beiden Bei elektrpakustischen Wandlern können die

Membranen ist schwingungsfähigen Teile der Membran — diese

können z. B. aus einer die hörfrequenten Ströme

^mi' ^vi _ /. _ JL. führenden Metallfolie oder aus einer isolierenden

^m2 '^vi /₂ / ' ⁵ F°^ue gebildet sein, an der parallele, die hörfrequen

ten Ströme führende Metallstreifen oder Drähte be-

Für dieselbe kinetische Energie der Luft hat des- festigt sind — in zwei verschiedenen Arten angehalb die gefaltete Membran nach Fig. 2 eine um ordnet sein, wie sie in den Fig. 3 bzw. 5 dargestellt den Faktor / geringere kinetische Energie als die in sind. Die beiden in diesen Figuren dargestellten An-F i g. 1 dargestellte flache Membran, oder mit ande- 10 Ordnungen unterscheiden sich hauptsächlich durch ren Worten, die gefaltete Membran entspricht einer die Richtung voneinander, in der der Schall abgeflachen Membran, deren Dicke oder Masse um den strahlt wird. Bei der Anordnung nach Fig. 3 wird Faktor / vermindert ist. Die wirksame Masse ist die erfindungsgemäße Membran von einer dünnen

Metallfolie 2 gebildet, die zu einer Mäanderform

7naioder 2η · — ^l5 S^eboß^{en ist}> ^wie das ⁱⁿ Fig· 3 dargestellt ist, um

δ π j ouci ^ . mehrere enge, einander benachbarte Lufttaschen zu

bilden, die abwechselnd oben bzw. unten geschlossen

Die tatsächliche Masse der in Fig. 2 dargestellten sind. Dünne Plastikfolien 4 sind in geeigneter Weise gefalteten Membran ist mit den vorderen und hinteren Kanten der mäander-

ao förmigen Folie 2 verbunden, um die erwähnten Luft-

2n(a + b). " taschen vorn und hinten zu schließen. Die Membran

oder Metallfolie ist in einem starken magnetischen

Das Verhältnis zwischen tatsächlicher Masse und Feld angeordnet. Der Deutlichkeit halber sind die wirksamer Masse ist deshalb das Magnetfeld erzeugenden magnetischen Pole in

35 Fig. 3 nicht dargestellt, sondern es ist nur die Rich-

ab + b ² _ b b^ _ 1 _1_ ^tun8 dieses Magnetfelds durch die Pfeile 6 darge-

^2 ~~ α α² ~~ f P ' ^ste"¹· ®^e* dieser Anordnung werden beim Durchgang

eines hörfrequenten Stromes durch die Membran

Ein Verhältnis zwischen Länge und Breite der oder Metallfolie 2 die im wesentlichen parallelen Falten in der Größenordnung von 10 ist leicht aus- 30 Teile der Membran 2 dazu gebracht, zueinander und führbar und ergibt ein Verhältnis von tatsächlicher voneinander weg zu schwingen, und Schall wird in zu wirksamer Masse von 110:1. Dies macht ein der von den Pfeilen 8 angedeuteten Richtung aus den Schallfenster im physikalischen Aufbau sehr stark. Lufttaschen abgestrahlt, d. h., Schallwellen werden Bei elektroakustischen Wandlern macht eine Zu- praktisch senkrecht zur Richtung des magnetischen nähme der tatsächlichen Masse die stromführenden 35 Feldes abgestrahlt.

Teile stärker, die ohmschen Verluste relativ niedrig, Bei der Anordnung nach Fig. 5 wird die Membran

bewahrt aber immer noch eine gute Anpassung an oder Metallfolie 10 zu der in dieser Figur gezeigten die Luftmasse. Bei einem Verhältnis von b:a= 10 wellenförmigen Anordnung gebogen, um eine wabenentspricht die tatsächliche Masse einer 0,025-mm- oder zellenartige Struktur zu bilden, und benachbarte Aluminiummembran eines Lautsprechers dieser Art 40 Bandteiie werden mechanisch miteinander verbuneincm wirksamen Luftäquivaient von 5,7 mm Dicke, den, z. B. durch Kleben, aber an den Stellen 10', wo was niedrig genug ist für die höchsten hörbaren Fre- sie gegeneinander anliegen, voneinander isoliert. In quenzen. Die von der bewegten Luft auf die bewegte dieser Weise werden mehrere Reihen von Lufttaschen Membran ausgeübten Gegenkräfte haben anderer- geformt, die abwechselnd oben und unten durch scits eine sehr geringe Bewegungswirkung auf die 45 dünne Plastikbahnen 12 verschlossen sind, die in Membran, und zwar wegen des hohen Verhältnisses geeigneter Weise mit den oberen und unteren Kanvon wirksamer zu tatsächlicher Masse von 1 :110. ten der Folie 10 verbunden sind. In Fig. 5 sind nur Die Membran benötigt daher keine mechanische die oberen Bahnen 12 gezeigt, aber selbstverständlich Stütze für ihre akustische Steifigkeit. Bei Mikropho- sind die in F i g. 5 oben offen dargestellten Luftncn sind Luftäquivalente von 1 mm leicht zu er- 50 taschen an ihrer Unterseite durch entsprechende reichen, da nur niedrige Leistungen umgewandelt Bahnen 12 verschlossen.

werden müssen und dünnere Membranen verwendet Die Richtung des Magnetfeldes ist in F i g. 5 durch

werden können. den Pfeil 14 angedeutet, d. h., das Magnetfeld ver-

Bei elektroakustischen Wandlern, in denen die läuft senkrecht zu der Richtung, in der ein hörfre-

obcn beschriebenen Membranen verwendet werden, 55 quenter Strom durch den Folienstreifen 10 geschickt

erreicht man einen guten Wirkungsgrad, und zwar wird. Bei dieser Anordnung wird beim Durchgang

aus zwei Gründen: eines hörfrequenten Stromes durch die Folie 10 der

'^. . , . . ._λ . Schall in Richtung des Pfeiles 16 abgestrahlt, d. h.,

1. Die verminderte wirksame Membranmasse die Schallabstrahlung erfolgt in Richtung des magne-

Luftäquivalent von 1... 5 mm) _carantiert _{6o tischen FeIds> Auch in Fig}._{5 sind di(}f _{das ma}|_ne.

kleine Bl.ndenergien (positive und negative Be- _{tische Fc},_d erzeugenden Magnetpole nicht dargestellt;

schleunigung der Masse), und die kinetische _{diese müssen aus} unterteilten Eisenlaminaten aus

Energie der Membran wird direkt in Luft- p_{erforierten B}|_echen hergestellt werden, um für den

schwingungen umgesetzt, oder umgekehrt; und _{Schall transpare}nt zu sein.

2. die tatsächliche Gesamtmasse der Antriebsmem- 65 Die Tiefe der von den Membranteilen gebildeten bran kann relativ groß sein. Da diese Masse der Lufttaschen steht in einer Beziehung zu den höchsten Masse des leitenden Metalls entspricht, sind die Frequenzen, die wirksam übertragbar sind. Eine ohmschen Verluste niedrig. Tiefe von 10 bis 15 mm ergibt ein einwandfreies

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Arbeiten bis zu 10 bis 15 kHz. Die Membran kann benachbarte Lufttaschen zu schaffen, die abwechselnd aus einem dünnen Metallband gebildet werden; Bän- nach gegenüberliegenden Seiten geöffnet und geder aus Aluminium, Magnesium, Kupfer oder Silber schlossen sind, und entgegengesetzt geladene Elekromit einer Dicke von 0,05 bis 0,005 mm (0,002 bis den 22 erstrecken sich von entgegengesetzten Sehen 0,0002 Zoll) ergeben ein einwandfreies Arbeiten bis S in die Lufttaschen, wie das in F i g. 6 schematisch zu den höchsten Hörfrequenzen. An Stelle von Me- dargestellt ist. Zum Beispiel können bei der Anordtallbändern können auch dünne Mylarbänder vcr- nung nach F i g. 6 die Elektroden 22, die von links wendet werden, die mit einem der erwähnten Metalle in die Lufttaschen ragen, positiv geladen sein, und beschichtet sind. die von rechts in die Lufttaschen ragenden Elektro-

Ein Nachteil der in den F i g. 3 und 5 gezeigten io den können negativ geladen sein, so daß die im wc-Anordnungcn, bei denen dünne Plastikfolicn, die sich scnilichen parallelen Teile der gefalteten Membranen

' jeweils in einer Ebene erstrecken, mit den Kanten in den starken elektrostatischen Feldern Hegen, die des Metallbandcs verbunden sind, ist, daß die Teile von den entgegengesetzt geladenen Elektroden gebildes Metallbandes nahe bei dessen Kanten, die fest det werden. Wird nun in an sich bekannter Weise mit den Plastikfolien verbunden sind, am Schwingen 15 ein hörfrequenter Strom durch die Membran 20 gegehindert sind, so daß in diesen Teilen eine niedrige schickt, so werden die parallelen Teile der Membran Gegenspannung aufgebaut wird und ein größerer, die zum Schwingen gebracht, um so Schall aus den offeohmschen Verluste erhöhender Strom durch das nen Enden der von der Membran gebildeten Luft-Band fließt. taschen abzustrahlen, oder, falls Schallwellen auf die Verschiedene Anordnungen sind möglich, um ao Membran auftreffen, um Schwingungen ihrer par¹ diesen Nachteil mindestens teilweise zu beheben. allelen Teile anzuregen, wird ein hörfrequentes elek-Wird z. B. metallbeschichtetes Plastikband zur Her- trisches Signal in der Membran erzeugt. An Stelle der stellung der Membran verwandt, so können Längs- Fig. 3 entsprechenden mäanderförmigen Ausbildung streifen dieses Bandes längs seiner gegenüberliegen- der Membran 20 der F i g. 6 kann diese selbstverden Längskanten unbeschichtet gelassen werden, um 35 ständlich auch in der in F i g. 5 dargestellten Weise dem Band im Gebiet seiner gegenüberliegenden ausgebildet werden. Der Abstand zwischen den Elek-Längskanten, die mit den die Lufttaschen ab- troden 22 kann sehr klein sein, z. B. in der Größenschließenden Plastikfolien 12 verbunden sind, größere Ordnung 0,5 mm. Eine Vorspannung von etwa Flexibilität zu verleihen. Andererseits können bei ± 1000 V kann verwendet werden. Für die Tiefe der einer Anordnung nach F ig. 5 im wesentlichen becher- 30 Falten sind dieselben Überlegungen zur Frequenzförmige Plastikteile an Stelle der parallelen Bahnteile grenze gültig wie für die magnetische Vorrichtung, 12 zum Verschließen der Lufttaschen zwischen den und eine Tiefe von 10 bis 15 mm ergibt ein einwandmiteinander verbundenen Bandteilen 10' verwendet freies Arbeiten. Die Anordnung kann für elektrowerden. statische Lautsprecher ebenso verwendet werden wie

Eine besonders vorteilhafte Anordnung ist in 35 für elektrostatische Mikrophone. Fig. 4 gezeigt, die eine Abwandlung der in Fig. 3 Die Fig. 7 bis 9 zeigen schematisch eine flache

gezeigten Anordnung darstellt. Bei der Anordnung Lautsprecheranordnung, bei der eine crfindungsgcnach F i g. 4 sind in die von dem mäanderförmigen mäße Membran in einem elektromagnetischen Feld Metallband 2 gebildeten Lufttaschen nicht wie in angeordnet ist. Diese Anordnung weist mehrere flache F i g. 3 durch dünne, mit den sich in Längsrichtung 40 Streifen aus permanentmagnetischen Ferriten 24 auf, erstreckenden gegenüberliegender. Kanten des Bandes die parallel und mit Abstand voneinander angeordnet verbundene dünne Plastikfolien verschlossen, son- sind, sowie zwei Sätze von Weicheiscn-Polstückei^o, dem hülsenartige zylindrische Teile 18 (nach Art von von denen jedes mehrere unterteilte Streifen in einer Schlauchabschnitten), die aus dünner Plastikfolic, Anordnung aufweist, wie sie am besten aus F i g. 8 z. B. Mylar, gebildet sind, sind in der in Fig. 4 dar- 45 hervorgeht und die jeweils gegen die ge£cnüberliegestellten Weise jeweils in den von dem Metallband2 genden FoIe der Permanentmagnete 24 anliegen und gebildeten Lufttaschen angeordnet, wobei diese sich teilweise in den Raum zwischen den Pcrmanent-Hiilsen 18 im wesentlichen die Lufttaschen an gegen- magneten 24 erstrecken, um mit diesen offene Räume überliegenden Seiten abschließen und sich dabei zu bilden, in denen jeweils die Membranen angeordetwas über die gegenüberliegenden Kanten des Ban- 50 net sind. Die leitenden Membranstreifen sind in der

' des 2 hinaus erstrecken; diese Hülsen 18 können an in F i g. 5 dargestellten Weise in den erwähnten ihren Außenkanten 18' mit einer (in Fig.4 nicht Räumen angeordnet, um Reihen von Lufttaschen dargestellten) Trageanordnung verbunden werden, zwischen den gewellten Strcifentcilcn zu bilden, die um das Metallband 2 elastisch zu halten, ihm jedoch sich in der Längsrichtung der Permanentmagnete 24 ein richtiges Schwingen im wesentlichen in seiner gc- 55 erstrecken und in Fig. 7 in vereinfachter Weise darsamten Breite zu ermöglichen, wenn es von einem gestellt sind, wobei diese Lufttaschen abwechselnd, hörfrequenten Strom durchflossen wird. Selbstver- wie in Fig.5 beschrieben, durch dünne Plastikbahständlich ist das Metallband 2 der F i g. 4 ebenfalls nen 12 an der Ober- bzw. Unterseite abwechselnd in einem magnetischen Feld angeordnet, wie es durch geschlossen sind. Die leitenden Membranstreifen 10, den Pfeil 6 der F i g. 3 angedeutet ist. 60 die jeweils in den Riiumcn zwischen benachbarten

■'- Die erfindungsgemäße Membran mit geringer wirk- Permanentmagneten 24 angeordnet sind, können an earner Masse kann mit Vorteil auch bei elektro- ihren Enden in Serie oder parallel geschaltet sein, akustischen Energiewandlcrn eingesetzt werden, bei Wird ein hörfrequenter Strom durch die leitenden denen an Stelle eines magnetischen, insbesondere Streifen 10 geschickt, so werden diese zum Scltwinelektromagnetischen Feldes ein elektrostatischen Feld 65 gen gebracht, und Schallwellen werden durch die verwendet wird. Solch eine Anordnung ist schema- Zwischenräume zwischen den unterteilten, slreifen-

lisch in F i g. 6 dargestellt. Die leitende Membran 20 förmigcn Weicheisen-PolblcchpHketen 26 iibgestrnlitt, ist zu einer Mäanderform gefallet dargestellt, um so d. h. in Richtung des erzeugten magnetischen Feldes.

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IO

Die in den Fig. 7 bis 9 dargestellte Anordnung kann um die aus den von der Membran2 gebildeten Luftin einem Schallhorn angeordnet werden, das sich taschen radial nach innen austretenden Schallwellen über den Lautsprecher hinaus erstreckt und die in axialer Richtung abzulenken; ein entsprechendes, Schallabstrahlung an der Vorder- und Rückseite des nach außen ragendes Horn 36 kann mit dem Magnet-Lautsprechers voneinander trennt. 5 ring 28 verbunden werden.

Eine rotationssymmetrische Lautsprecheranord- An Stelle einer aus einem dünnen Metallband gc-

nung mit einer erfindungsgemäßen gefalteten Mem- bildeten Membran kann, wie oben erwähnt, auch ein

bran ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt. Die Vor- dünnes Plastikband Verwendung finden, an dem

teile dieser Anordnung sind ihre einfache Konstruk- schmale Metallbänder oder Drähte befestigt sind, die

tion, die Möglichkeit der Verwendung einer langge- io miteinander in Reihe geschaltet sind. Solch eine

streckten Membran auf engem Raum und die An- Reihenschaltung erhält man z. B., indem man ein

passungsfiihigkeit der Anordnung zur Verwendung schmales Metallband oder Draht 40 in einer engen

eines akustischen Horns zur Erstreckung des Fre- Spirale um einen Bandring 38 herumwickelt, wie das

quenzbcreichs bis /u den niedersten Frequenzen. in Fig. 12a dargestellt ist, und dann diesen Ring38

Bei der in den Fig. 10 und 11 dargestellten An- 15 zu einer Mäanderform38' faltet, wie sie in Fig. 12b Ordnung wird zwischen zwei permanentmagnetischen dargestellt ist. Zur Erleichterung des Faltcns des in Ferritringen 28 und 30, die koaxial und im Abstand Fig. 12a dargestellten Rings38 zur Mäanderform voneinander angeordnet sind, ein zirkuläres magne- der Fig. 12b können Ausnehmungen 39 (Fig. 13a) tisches Feld erzeugt; jeder dieser Magnete kann an an im Längsabstand voneinander gelegenen Stellen seiner dem anderen Ring gegenüberliegenden Seite ao längs gegenüberliegender Längskanten des Plastikmit einem Polschuh 28' bzw. 30' aus Weicheisen bandes 38 und an den Stellen gebildet werden, wo versehen sein. Die im Raum zwischen den Pol- das Plastikband zur Mäanderform gebogen weiden schuhen 28' und 30' angeordnete gefaltete Membran soll, wie es in einer Abwicklung dieses Bandes in hat vorzugsweise die oben im Zusammenhand mit Fig. 13a dargestellt ist, und die Drähte40 können Fig. 4 erläuterte Form, und die Anordnung kann 25 im Gebiet zwischen den gegenüberliegenden Auseine mäandcrförmige leitende Folie 2 aufweisen, de- nehmungen 39 abgeflacht werden, wie es in Fig. 13a ren parallele Teile sich im wesentlichen radial er- bei 40' dargestellt ist, um so das Biegen der Drähte strecken, wie das am besten Fig. 11 zeigt, um zwi- 40 in diesen Gebieten zu erleichtern. Die Drähte40 sehen sicli benachbarte Lufuaschen zu bilden, die können entweder in geeigneter Weise mit dem trasieh abwechselnd radial nach außen bzw. nach innen 30 genden Plastikband 38 verbunden werden, oder sie öffnen. Mylarhülsen 18 sind auch hier, ebenso wie können zwischen zwei dünne Plastikbänder eingeobcn, im Zusammenhang mit F i g. 4 dargestellt und lagert werden, die miteinander durch Heißsiegeln beschrieben, in den Lufttaschen angeordnet, wobei verbunden werden. Nachdem, wie in Fig. 12b darsii-h diese Mylarhülsen in axialer Richtung etwas gestellt, das Band 38 zu einer Mäanderform gefaltet über die !eilende Folie 2 hinaus erstrecken und die 35 worden ist, werden die Randstücke 38α (Fig. 13a) zwischen den parallelen Folieteilen gebildeten Luft- zwischen den Ausnehmungen39 in der in Fig. 13b taschen gegen die Polstücke 28' und 30' hin im we- dargestellten Weise umgebogen, um die Zellen an sentlichcn abschließen. Wie oben erläutert, stellt gegenüberliegenden Enden zu schließen,
diese Anordnung eine größere Flexibilität der sich Statt, wie in Fig. 12a dargestellt, einen Draht in radial erstreckenden Teile der Me—bran sicher. 40 einer fortlaufenden, engen Spirale auf das ringför-

Die so gebildete, balgenähnliche Konstruktion kann mige Plastikband aufzuwickeln, ist es auch möglich, leicht zu einer Ringform gebogen werden, wobei je- auf einem Trageband aus Plastik mehrere parallele weils ein gleicher Abstand zwischen den im wesent- Drähte oder parallele schmale Metallbänder ^erinlichcn parallelen Teilen der gefalteten Membran auf- gen Abstands aufzubringen, ehe dieses Band, wie in rcchtcrhaltcn wird. Die Membran kann zwischen den 45 Fig. 12a dargestellt, zu einem Ring geformt wird, Polstückcn 28', 30' der Magnete durch koaxiale Ringe dann die Enden des Plastikbandes aus der Ebene des 34 gehalten werden, die aus Gummi- oder Plastik- Ringes herauszubiegen und dann diese Enden, leicht material gci/ildet sind, jeweils in geeigneter Weise gegeneinander versetzt, miteinander zu verbinden, so mit den Polstückcn 28' bzw. 30' verbunden sind und daß ein Ende eines Drahtes an einem der miteinander mit Endflächen E^ußcn die radial innersten und äußer- 50 verbundenen Bandenden mit dem entsprechenden sten Teile der gefalteten Membran 2 anliegen und Ende des benachbarten Drahtes am anderen Banddabci gleichzeitig die kleinen verbleibenden öffnun- ende verbunden wird, so daß die parallelen Drähte gen der gefalteten Membran verschließen, die sich an den miteinander verbundenen Enden des Plastikübcr die Mylarhülsen 18 hinaus erstrecken. Der ma- bandes zu einer fortlaufenden Spirale verbunden sind, gnctischc Kreis kann durch (nicht dargestellte) Eisen- 55 Der so gebildete Ring mit den darauf angeordneten, brücken auf der Innen- oder Außenseite der Ring- in Reihe geschalteten Drahtstücken wird dann weiter anordnung magnetisch geschlossen werden, um die in die in Fig. 12b dargestellte Mäanderform ge-Feldstürkc zu erhöhen. Wegen der hohen Koerzitiv- bracht. Diese Anordnung ist von besonderem Vorkraft des Fcrritmuterials, aus dem die Magnete her- teil, wenn die leitenden Teile der Membran als gestellt sind, ist dies jedoch nicht erforderlich. 60 schmale, parallele, einen Abstand voneinander auf-

Dic Enden des Bandes 2 sind mit einer (nicht dar- weisende leitende Teile ausgebildet sind, die durch

gestelllcn) Vorrichtung zur Erzeugung eines hörfre- Aufdampfen auf das Trageband aufgebracht wurden, quentcn Stromes verbunden, um eine Schwingung Die F i g. 14 und 15 zeigen eine weitere erfindungs-

der im wesentlichen parallelen Teile der Membran gemäße Lautsprecheranordnung. Hier werden die

zu erzeugen und damit Schallwellen radial nach 6s mäanderförmigen Membranteile in einer quer zu

außen und innen ubzustrahlcn, Vorzugsweise wird ihrer Längsrichtung verlaufenden Richtung unter

ein .sehullrellekticrcnder Kegel 32 in der öffnung des einer mechanischen Spannung gehalten, wie das im

Miignctringes 30 und koaxial zu diesem angeordnet, folgenden im einzelnen beschrieben wird. Die An-

Ordnung nach den Fig. 14 und 15 weist zwei Per- ren im Abstand voneinander angeordneten Einker-

manentmagnete 42 auf, die parallel und im Abstand bungen 52 versehen, um den magnetischen Fluß zwi-

voneinander angeordnet sind, wie das am besten aus sehen der Platte 50 und den Polstiicken 54' im Gebiet

Fig. 14 hervorgeht, sowie ein Paar Endplatten46 der unteren Enden derselben zu konzentrieren und

und 50, die sich jeweils quer zur Längsrichtung der 5 dadurch die Laminate 54' in perfektem, ausgerichte-

Magnete 42 erstrecken, gegen gegenüberliegende En- tem Abstand voneinander zu halten,

den der Permanentmagnete 42 anliegen und mit die- Eine Abwandlung kl in Fig. 16 dargestellt, wo die

sen in geeigneter Weise verbunden sind. Diese End- Polstück-Laminate 54, die jeweils gleich ausgebildet

platten 46 und 50 bestehen aus Weicheisen; Platten sind, wie das bei den Fi g. 14 und 15 beschrieben ist,

44 aus nichtmagnetischem Material sind jeweils auf io jeweils an ihren oberen bzw. unteren Enden mit den

den einander gegenüberliegenden Seiten der Perma- Abschlußplatten 46 bzw. 50 verbunden sind. Die

nentmagnete 42 angeordnet und mit diesen in ge- Membran ist wiederum aus einem Plastäk-Trageband

eigneter Weise verbunden, um zwischen ihren Innen- 60' geformt, das, wie oben beschrieben, in eine

Seiten und den Innenseiten der Endplalten 46 und 50 Mäanderform gebogen ist, aber die parallelen Teile

einen prismatischen Raum zu bilden. Jede der End- 15 '.'es mäanderförmigen Tragebands 60' sind, wie in

platten weist mehrere etwa rechteckförmige öffhun- Fig. i6 da;^. :"'' """"-1It. Sich in Längsrichtung

j gen48 auf, wie das am besten die Platte46 der erstreckende Metallstreifen62' ί»..ά .■■'■· ^J~i 5m we-

Fig. 15 zeigt, und durch diese öffnungen48 steht sentlicnen flachen Teilen dieser Wellen verbündt..,

der erwähnte prismatische Raum in Verbindung mit und diese Streifen 62' können miteinander in Reih»

; der Außenseite der Lautsprecheranordnung. Zwei ao oder parallel geschaltet sein.

-Reihen im Abstand voneinander angeordneter Pol- Die Membranteüe in den Ff^. 14 und 15 sind im

stück-Laminate 54 und 54' ragen jeweils von den wesentlichen parallel zueinander ·. argesu..;. ^rr~-

-· Innenseiten der Endplatten 46 und 50 gegeneinander Abweichung von der Parallelität in der Weise, daß

vor, und jedes der Polstück-Laminate 54 ist aus zwei die Membranteüe an ihren offenen Endeti einen

äußeren Flacheisenstreifen 56 und einem Eisenstrei- as weiteren und an ihren geschlossenen Enden e'-ien

fen 58 gebildet, welch letztere/ dünner aber breiter ist geringeren Abstand haben, erleichtert eine leichtere

als die äußeren Streifen 36, um über die inneren und geschmeidigere Bewegung der Luft in die Taschen

Enden der letzteren hinaus nach innen zu ragen. Die und aus diesen heraus, besonders bei hohen Schall-

die geblätterten Pole bildenden Flacheisenstreifen energieniveaus.

können in geeigneter Weise miteinander verbunden 30 Bei Wandlern für niedrige Energieniveaus mit ge-

sein. Die müanderförmige Membran ist im Raum ringer Membranamplitude, z. B. Mikrophonen und

zwischen den geblätterten Poistücken 54 und 54' an- Kopfhörern, kann man durch die Verwendung dünner

geordnet. Sie weist ein dünnes Trageband 60 aus ferromagnetischer Schichten auf den Membranen sehr

Plastik auf, das mäanderförmig gebogen ist und enge parallele Membranabstände erhalten. Die in

längs Längskanten, z. B. durch Kleben, mit den 35 diesen Schichten durch die permanentmagnetischen

äußeren Streifen 56 der Polstücke verbunden ist, so- Felder induzierte magnetische Polarisation richtet die

wie einen mittleren, leitenden Teil 62, der z. B. aus Membranen parallel zueinander in Richtung der

einer dünnen Metallfolie bestehen kann, die auf das Kraftlinien aus und hält sie durch die gleichförmigen

Plastik-Trageband 68 aufgebracht ist oder aus einer Abstoßungskräfte zwischen den induzierten gleichen

Metallschicht, die z. B. durch Aufdampfen auf dem 4" Polen in benachbarten Schichten in gleichen Ab-

Trageband aufgebracht ist. Die inneren Enden der ständen voneinander., Werden diese ferromagnetischen

dünnen Polstück-Laminate 58 erstrecke sich bis zu Schichten asymmetrisch zwischen den Permanenima-

den Längskanten des leitenden Teils 62 der Mem- gneten angeordnet, indem sie näher bei dem einen

bran. Die Laminate 58 müssen dünn genug sein, um Pol als bei dem anderen liegen, so hat eine einseitige

beim Schwingen der Membran nicht mit den leiten- 45 Kraft das Bestreben, sie zu dem nähergelegenen Po!

den Teilen 68 in Berührung zu kommen. Wie in zu ziehen. Wird die Membran auf der anderen Seite

F i g. 14 dargestellt, sind die Polstück-Laminate 54 festgehalten, so wird sie von einer konstanten, defi-

in Querrichtung bezüglich der Polstück-Laminate 54' nierten Kraft gestreckt, die niemals nachläßt. Diese

versetzt, so daß die Laminate 54 bzw. 54' jeweils auf- Kraft ist zuverlässiger als diie Kraft in einer elastisch

einanderfolgende, zwischen den parallelen Teilen der 50 gestreckten Membran, die einer Ermüdung ausgesetzt

ί mäanderförmigen Membran gebildete Lufttaschen an ist. Diese einseitige magnetische Kraft ist ein Ergeb-

; ihren oberen bzw. unteren Enden verschließen. Wie nis der Inhomogenität des Magnetfeldes nahe den

! in F i g. 14 weiter dargestellt, liegen die Laminate 54 Polstücken. Die durch das ferromagnetische Material

mit ihren oberen Enden gegen die Innenseite der der Membran zugefügte zusätzliche Masse ist gering.

Platte 46 an und sind mit dieser in geeigneter Weise 55 Lautsprecher mit Membranen der beschriebenen

verbunden, während die Laminate 54' an ihren un- Art haben an der Schallabstrahlöfinung in der Vor-

J iteren Enden einen geringen Abstand von der Innen- wärts- und Rückwärtsrichtung einen tatsächlichen

; seite der Platte 50 haben, um zwischen den unteren Luftquerschnitt, der die Hälfte des Querschnitts'der

Enden der Laminate 54' und der Innenseite der Membranpackung beträgt, weil die Hälfte des Quer-

; Platte 50 einen Luftspalt 53 zu bilden. Die in diesem 60 Schnitts aus geöffneten und die Hälfte aus geschlosse-

Luftspalt erzeugte magnetische Kraft zieht die lamel- nen Lufttaschen besteht. Die allmähliche Zunahme

! Herten Polstücke 54' in Richtung auf die Platte 50 dieses halben Querschnitts zu seinem vollen Wert

f lind erzeugt so im Trageband 68 eine kontinuierliche kann dadurch erreicht werden, daß man die Schließ-

mechanische Spannung in einer quer zu dessen Längs- elemente der Taschen in Form von Keilen in den

richtung verlaufenden Richtung, so daß ein Nach- 65 Luftraum erstreckt. An den Enden dieser Teile er-

lassen der Spannung des Bandes in Querrichtung hält man den vollen Luftquerschnitt. Dieser Über-

;i sicher verhindert wird. Die Abschlußplatte SO ist gang ist leichter zu erreichen mit einer kleineren An-

f vorzugsweise, wie in Fig. 14 dargestellt, mit mehre- zahl größerer Keile, die mit den Lufttaschen im Ab-

^{13 U}

stand nicht koordiniert und vorzugsweise senkrecht scheibe von oben nsch unten und sind wieder mit zu den Taschen angeordnet sind. Ein noch prak- der dritten Membranscheibc verbunden usw., wahtischerer Weg zur Erzielung dieses Übergangs ist ge- rend die untere Schallspule 74 über entsprechende kennzeichnet durch gekrümmte fiachenförmige Teile Stäbe 82 mit den nicht von der oberen Scnallspiile von gleichbleibender Dicke, die keilförm.ge ge- 5 angetriebenen Membranscheiben verbunden ist. Die krümmte Lufträume bilden, welche dem gleichen Schallspuien sind in an sich bekannter Weise so anZweck der allmählichen Zunahme des Luft-Quer- geordnet, daß sie beim Durchgang eines hörfrequenschnitts dienen. Die gekrümmten flächenförmigen ten Stroms zueinander und voneinander weg schwin-Teile sind sehr starr. Die Anordnung erfordert weni- gen, so daß die jeweils in der oberen und unteren ger Raum und ist kurzer als die mit den Keilen. jo Schallspule 74 verbundenen Membranscheiben 78 Der hier beschriebene kontinuierliche Übergang ist beim Durchgang eines hörfrequenten Stroms durch wichtig. Falls er fehlt, zeigt der Wandler eine Luft- die Schallspuien zueinander und voneinander weg resonanz bei der Frequenz, bei der die Tiefe des schwingen, um hierdurch Schallwellen zu erzeugen, Luftraums zwischen den Membranen gleich einem die aus den Lufttaschen zwischen benachbarten Mem-Viertel der Wellenlänge des abgestrahlten Schalles 15 branscheiben durch die offenen Enden 81 der U-förist. migen Distanzglieder 80 austreten, wie das in F i g. 18 Die bisher beschriebenen Lautsprecher sind direkt durch die Pfeile86 angedeutet ist. In Fig. 18 sind angetrieben, d. h., die Leiter, durch die ein hörfrc- aus Gründen der Anschaulichkeit nur zwei U-förmige quenter Strom geschickt wird und die dem Einfluß Distanzstücke 80 und zwei Membranen 78 dargestellt, einem magnetischen oder elektrostatischen Feldes 20 Falls gewünscht, kann ein Horn an einer der schallausgesetzt werden, werden entweder von der Mem- abstrahlenden öffnungen des in Fig. 17 dargestellten bran selbst gebildet oder von Leitern, die sich längt Schallwandlers ι ngeordnet werden,
der Membran erstrecken und an dieser befestigt sind. Es ist auch möglich, nur eine einzige Schallspule Die erfindungsgemäße Membran kann jedoch auch 74 vorzusehen, die über Stäbe 82 mit jeder zweiten bei einem Schallwandler Verwendung finden, bei dem as Membranscheibe verbunden ist, während die andedie Membranteile indirekt angetrieben werden, d. h. ren Membranscheiben nicht mechanisch angetrieben bei einer Anordnung, bei der Leiter, durch die ein werden. Diese nicht angetriebenen Sätze von Scheihörfrequenter Strom geschickt wird, um ihr Schwin- ben können in diesem Fall schwer ausgebildet wergen in einem magnetischen Feld zu bewirken, nicht den, damit sie praktisch ortsfest bleibt. Anstatt jede selbst an den Membranteilen befestigt, sondern me- 30 der Membranen, wie in den Fig. 17 und 18 dargechdnisch mit den Membranteilen verbunden sind, um stellt, als Doppelkegel auszubilden, ist es auch mögeine Schwingung derselben zu bewirken. Hch, anders geformte Membranscheiben zu verwen-Eine solche Lautsprecheranordnung ist im Schnitt den, und diese Membranscheiben können halbkugel- und in einer vereinfachten auseinandergezogenen förmig oder in sonstiger Weise gekrümmte Flächen Darstellung in den Fig. 17 und 18 dargestellt. Wie 35 aufweisen.

in diesen beiden Figuren gezeigt, weist der indirekt Fig. 19 zeigt schematisch in auseinandergezogeangetriebene Lautsprecher ein Paar übliche, mit Per- ner Darstellung einen Kopfhörer oder ein Mikrophon manentmagneten versehene Schallspulen-Antriebsein- mit einer erfindunggemäßen Membran. Wie in der heiten 64 auf, die koaxial zueinander und mit axialem Darstellung der Fig. 19 gezeigt, kann das dort dar-Abstand voneinander angeordnet sind und jeweils 40 gestellte Mikrophon ein Paar kreisförmige Deckplateinen Permanentmagneten 66 und ein Paar Polstücke ten 88 aus Weichei-en aufweisen, die an einer zen-68 und 70 aufweisen, die zwischen sich einen ring- traten Stelle mit mehreren parallelen Schallabstrahlförmigen Spalt 72 bilden, in dem eine Schallspule 74 schlitzen 90 versehen sind, sowie einen Permanentüblicher Konstruktion so angeordnet ist, daß sie magnetring 92, der bei der fertigen Anordnung mit schwingen kann, wenn ein hörfrequenter Strom durch 45 seiner Ober- und Unterseite zwischen den Deckplatten sie geschickt wird. Nichtmagnetische Distanzsti'cke liegt und mit diesen in geeigneter Weise verbunden 76 liegen gegen die Polstücke 70 an und sind mit ist. Eine Schallblende 94 aus nichtmagnetischem Madiesen verbunden, und im axialen Raum zwischen terial mit einer zylindrischen Mantelfläche, deren den Distanzstücken 76 sind mehrere Membranschei- Durchmesser dem Innendurchmesser des Magnetben 78 angeordnet, die vorzugsweise eine Form so rings 92 etwa entspricht, ist in dessen Innerem angehaben, wie sie am besten aus Fig. 18 hervorgeht, ordnet und mit einer Mittelöffnung von quadrasowie mehrere etwa U-förmige Distanzstücke, die am tischem Querschnitt versehen, die im Inneren der besten in F i g. 18 dargestellt sind und die zwischen Schallblende einen prismatischen Raum 94' bildet. Randteilen der Membranscheiben 78 angeordnet und In diesem Raum 94' sind zwei Sätze von Polstücken mit diesen :n geeigneter Weise verbunden sind, z. B. 55 96 angeordnet, die sich mit Abstand voneinander durch Kleben. Die U-förmigen Distanzstücke 80 sind quer durch diesen Raum erstrecken und jeweils in so angeordnet, daß ihre offenen Enden abwechselnd Anlage mit der oberen und unteren Deckplatte 88 ' in entgegengesetzte Richtungen weisen, um mit den sowie in geeigneter Weise mit diesen verbunden sind, mit ihnen verbundenen Membranscheiben 78 Luft- Eine mäanderförmige Membran, die ein dünnes taschen zu bilden, die sich abwechselnd nach entge- 60 Trageband 98 sowie damit in der oben beschriebenen gengesetzten Seiten des Lautsprechers öffnen. Weise verbundene Drähte 100 aufweisen kann, bildet Die Schallspulen 74 sind jeweils abwechselnd mit zwischen den parallelen Teilen des mäanderförmigen aufeinanderfolgenden Membranscheiben 78 über Bandes mehrere Lufttaschen, die abwechselnd oben mehrere Antriebsstäbe 82 verbunden, d. h., die obere und unten durch die Polstücke 96 geschlossen sind; Schallspule 74 (bezogen auf Fig. 17) kann z. B. 65 diese Membran ist zwischen den Polstücken96 andurch mehrere Stäbe 82 mit der obersten Membran- geordnet. Das mäanderförmige Trageband 98 ist, scheibe 78 verbunden sein, und diese Stäbe gehen z. B. durch Kleber», an seinen oberen und unteren dann durch öffnungen 84 der zweiten Membran- Längskanten mit den jeweiligen Polstücken verbun-

den. Anstatt ein mäanderförmiges Trageband zu ver· wenden, ist es auch möglich, mehrere (lache Hülsen (nach Art von Schlauchabschnitten) zu verwenden, die parallel und im Abstand voneinander angeordnet sind und jeweils mit einer eng gewickelten Draht- S spirale versehen sind. Die Drahtspiralen auf jeder Hülse werden dann miteinander in Reihe oder parallel geschaltet, und ein Paar Leiter werden in bekannter, in Fig, 19 nicht dargestellter Weise mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines hörfrequenten Stromes verbunden. Bei solch einer Anordnung können die Polstücke 96 des oberen Satzes die oberen Enden der Hülsen verschließen, während die Polstücke 96 des unteren Satzes so angeordnet werden können, daß sie die Zwischenräume zwischen benachbarten Hülsen an den unteren Enden derselben verschließen. Beim Durchgang eines hörfrequenten Stromes durch die von der Membran getragenen Leiter schwingen die parallelen Teile der inä'anderförmigen Membranen oder die parallelen Teile der ao flachen Hülsen gegeneinander und voneinander weg, so daß Schallwellen durch die Schütze 90 in der oberen und unteren Deckplatte 88 abgestrahlt werden.

Selbstverständlich können die vorstehend beschriebenen Wandlerkonstruktionen und ihre verschiedenen Merkmale, einzeln oder in Kombination, auch bei anderen Bauarten von Lautsprechern, Mikrophonen od. dgl. mit Vorteil Verwendung finden.

Claims (35)

Patentansprüche:

1. Akustischer Wandler, vorzugsweise elektroakustischer Wandler, mit einer Membrananordnung, die mehrere mindestens teilweise schwingungsfähige Membranteile aufweist, welche zwisehen sich benachbarte, sich nach gegenüberliegenden Seiten öffnende Ausnehmungen bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen als enge Lufttaschen ausgebildet sind, daß die schwingungsfähigen Membranteile so miteinander verbunden sind, daß benachbarte Lufttaschen an den gegenüberliegenden Enden abwechselnd geschlossen und geöffnet sind, und daß die sich gegenüberliegenden Membranteile gegenphasig antreibbar sind.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrananordnung eine einzige Membran aufweist, in der die schwingungsfähigen Teile im Abstand voneinander in etwa parallelen Ebenen angeordnet sind und jeweils an einer Kante mit dem schwingungsfähigen Teil auf ihrer einen Seite und an der anderen Kante mit dem schwingungsfähigen Teil auf ihrer anderen Seite durch bogenförmige Verbindungsstücke vollständig verbunden sind, so daß sie eine mäanderförmige Membran bilden.

3. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bogenförmigen Verbindungsteile im wesentlichen in zwei parallelen Ebenen angeordnet sind, die sich etwa senkrecht zu den schwingungsfähigen Teilen erstrecken.

4. Wandler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bogenförmigen Verbindungsteile im wesentlichen in zwei konzentrischen Kreisen angeordnet sind.

5. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufttaschen in geeigneter Weise an gegenüber-

liegenden Längskanten der Membran verschlossen sind,

6. Wandler nach einen*» der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrananordnung mehrere schwingungsfähige Membranen (78) aufweist, die im Abstand voneinander und mindestens nahezu parallel zueinander angeordnet sind, und daß jeweils Distanzstücke (80) zwischen den Membranen angeordnet und mit Kantenteilen derselben in der Weise verbunden sind, daß benachbarte, zwischen benachbarten Membranen (78) gebildete Lutttaschen und die jeweils mit ihnen verbundenen Distanzstücke (80) sich abwechselnd zu entgegengesetzten Seiten der Mernbrananordnung hin öffnen.

7. Wandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzstücke (80) etwa U-förmig ausgebildet sind und daß die offenen Enden (81) benachbarter U-förmiger Distanzstücke in entgegengesetzte Richtungen weisen.

8. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrananordnung endlose Membranglieder aufweist, die ein Paar längliche, etwa parallele und im Abstand voneinander angeordnete schwingungsfähige Teile aufweisen, die über kurze Verbindungsstücke vollständig miteinander verbunden sind, um im Inneren jedes Glieds eine dieser Lufttaschen zu bilden, daß die Glieder mit Abstand voneinander in einer Reihe angeordnet sind, um zwischen jedem Paar benachbarter Glieder eine andere dieser Lufttaschen zu bilden, und daß die einen Lufttaschen jeweils am einen Ende jedes Glieds und die anderen Lufttaschen jeweils am anderen Ende jedes benachbarten Paares von Gliedern in geeigneter Weise verschlossen sind.

9. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingungsfähigen Membranteile mit einer geeigneten Vorrichtung (z. B. 72, 74) in Wirkverbindung stehen, die die von Schallwellen den Membranteilen beaufschlagten Schwingungen in elektrische Energie umwandelt, und umgekehrt.

10. Wandler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mindestens einen Leiter (40, 40'; 74), der mit den schwingungsfähigen Membranteilen verbunden ist, sowie eine mit dem Leiter zusammenwirkende Vorrichtung zur Erzeugung eines Flusses aufweist, um beim Anlegen von Wechselstromsignalen an diesen Leiter schallwellenerzeugende Schwingungen dieser Membranteile zu erzeugen und umgekehrt.

11. Wandler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung eines Flusses als Vorrichtung (24, 26; 28, 30; 42, 46, 50; 64, 66, 68; 92) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes ausgebildet ist, so daß beim Durchschicken eines hörfrequenten Stromes durch den Leiter schallwellenerzeugende Schwingungen von den schwingungsfähigen Membranteilen erzeugt werden, und umgekehrt.

12. Wandler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung eines Flusses als Vorrichtung (22) zur Erzeugung

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eines elektrostatischen Feldes ausgebildet ist, se daß beim Anlegen einer hörfrequcnten Spannung an den Leiter (20) schailweilenerzcugendc Schwingungen von den schwingungsfähigen Membranteilen erzeugt werden, und umgekehrt,

13. Wandler nach einem der Ansprüche 10 •bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter als Drähte (40) ausgebildet sind, die sich längs der Membrananordnung erstrecken und von dieser getragen sind.

14. Wandler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (40) miteinander "'zur Bildung einer Spule verbunden sind.

15. Wandler nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte zur BiI-dung mehrerer in Reihe geschalteter Spulen (74) «miteinander verbunden sind.

16. Wandler nach einem der Ansprüche 10 'bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter ein dünnes Band aus elektrisch leitfähigem Materiai aufweist, das mindestens teilweise mit den schwingungsfähigen Teilen der Membrananordnung verbunden ist.

17. Wandler nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrananordnung ein dünnes, aus elektrisch leit-, fähigem Material gebildetes Band aufweist, das den Leiter bildet.

18. Wandler nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrananordnung aus Plastikmaterial gebildet ist und daß der Leiter eine auf mindestens einen Teil des Plastikmaterials aufgebrachte Schicht aus elektrisch leitfähigem Material aufweist.

19. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit den schwingungsfähigen Membranteilen verbundene Vorrichtung vorgesehen ist, um diest in Schwingungen zu versetzen und so aus den offenen Enden der Lufttasche austretende Schallwellen zu erzeugen.

20. Wandler nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Vorrichtung zum

■ Erzeugen von Schwingungen eine elektromagnetische Anordnung aufweist, die mechanisch mit den schwingungsfähigen Teilen verbunden ist.

21. Wandler nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Anordnung eine in einem Magnetfeld (66; 92) bewegliche Schallspule (74; 100) aufweist.

22. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines magnetischen Feldes eine Per-. manentmagnetanordnupg vorgesehen ist, die einen mit der Außenatmosphäre in Verbindung stehenden Raum definiert, daß die Membrananordnung in diesem Raum angeordnet ist und benachbarte, mindestens teilweise schwingungsfähige Teile aufweist, die zwischen sich enge, benachbarte Lufttaschen bilden, welche an gegenüberliegenden Seiten offen sind, daß die schwingungsfähigen Teile in geeigneter Weise so verbunden sind, daß benachbarte Lufttaschen an entgegengesetzten Enden abwechselnd geschlossen und offengelassen sind, und daß mindestens ein Leiter in dem magnetischen Feld angeordnet und mindestens mit den schwingungsfähigen Teilen verbunden ist, um beim Durchgang eines hörfrequenten Stromes durch diesen Leiter ein Schwingen der schwingungsfähigen Teile zum Erzeugen von durch die offenen Enden der Lufttaschen ausgestrahlten Schallwellen hervorzurufen, und umgekehrt.

23. Wandler nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Leiter längs der Mernbrananordnung erstreckt und von dieser getragen ist,

24. Wandler nach Anspruch 2?, dadurch gekennzeichnet, d&ß die Membrananordnung die Form eines länglichen, mäanderförmigen Bandes hat.

25. Wandler nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei längliche Permanentmagnete (24) vorgesehen sind, die mindestens nahezu parallel und im Abstand voneinander angeordnet sind, daß ferner zwei Sätze von Polschuhen (26) vorgesehen sind, die sich mindestens nahezu parallel und im Abstand voneinander quer zwischen gegenüberliegenden Seiten der Permanentmagnete (24) erstrecken und zwischen letzteren einen Raum bilden, in dem sich die Merr.biananordnung (10, 12) befindet, und daß dieser Raum mit der Außenatmosphäre über die Räume zwischen den Polschuhen jedes Satzes von Polschunen in Verbindung steht.

26. Wandler nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß zwei ringförmige Permanentmagnete (28, 30) vorgesehen sind, die im Abstand voneinander längs einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, daß das He Membrananordnung bildende mäanderförmige Band (2) in einem mit den Ringmagneten (28, 30) koaxialen

. Ring im Raum zwischen diesen Magneten angeordnet ist und daß eine Anordnung (34) zur elastischen Halterung der Membrananordnung (2) an den einander zugewandten Seiten der Permanentmagnete (28, 30) und zum Verschließen der zwischen den schwingungsfähigen Teilen der Membrananordnung gelegenen Lufttaschen in Richtung auf diese Seiten vorgesehen ist.

27. Wandler nach Anspruch 26 dadurch gekennzeichnet, daß ein schallreflektierender Kegel (32) in einem der Ringmagnete (30) vorgesehen ist und mit seiner Spitze in Richtung zum anderen Ringmagnet (28) ragt, und daß sich ein Horn (36) von diesem anderen Magnet (28) nach außen erstreckt.

28. Wandler nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Permanentmagnete (42) mindestens nahezu parallel und im Abstand voneinander angeordnet sind und jeweils zwei gegenüberliegende Endflächen sowie eine Seitenfläche aufweisen, welch letztere dem anderen der beiden Magnete (42) gegenüberliegt, daß zwei nichtmagnetische Platten (44) vorgesehen sind und gegen die eine bzw. die andere der Seitenflächen der Magnete (42) anliegen, daß zwei Endplatten (46, 50) aus magnetisierbarem Werkstoff gegen die eine bzw. andere der beiden Endflächen der beiden Magnete anliegen, sich zwischen letzteren erstrecken und jeweils mit Schalldurchlaßöffnungen (4§) versehen sind, daß zwei Sätze von PoI-siück-Laminaten (54, 54') sich in den Raum zwischen den nichtmagnetischen Platten (44) von den Endplatten (46, 50) aus gegeneinander er-

strecken, daß das mäanderförmige, die Membrananordnung (60) bildende Band an gegenüberliegenden Längskantenieiien jeweils mit den Sätzen von I'olstück-Laminaten (54, 54') verbunden ist und daß die Polstück-Lam nate eines Satzes bezüglich denen des anderen Satzes versetzt sind, um die zwischen den schwing¹ mgsfähigen Teilen der Membrananordnung gebildeten Lufttaschen abwechselnd an deren den Endplatten (46, 50) zugewandten Kanten zu verschließen.

29. Wandler nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrananordnung ein Trageband (60) aus Plastik aufweist, welches an Kanten mit den Polstück-Laminaten (54, 54') verbunden ist, und daß als Leiter ein dünnes Metallband (62) vorgesehen ?st, das mit einem mittleren Längsteil des Tragebandes (60) verbunden ist, und daß die Polstück-Laminate (51, 54') jeweils zwei äußere Platten (56) mit kurz vor dem Metaliband (62) endenden inneren Enden sowie eine zwischen diesen beiden Platten (56) angeordnete und im Vergleich zu ihnen dünnere Mittelplatte (58) aufweisen, die sich über die äußeren Platten (56) hinaus im Gebiet der je- as weiligen Kante des Metallbandes (62) erstreckt.

30. Wandler nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Polstück-Laminate (54) eines Satzes an ihren äußeren Enden gegen eine der Endplatten (46) anliegen und mit diener verbunden sind, während die äußeren Enden der Polstück-Laminate (54') des anderen Satzes durch einen kleinen Luftspalt (53) von der anderen Endplatte (50) getrennt sind, so daß sie magnetisch gegen diese gezogen werden, wodurch das Plastik-Trageband (60) in einer quer zu seiner Längsrichtung verlaufenden Richtung gespannt wird.

31. Wandler nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Endplatte (50) zwisehen den Polstück-Laminaten (54') des anderen Satzes mit Einkerbungen (52) versehen ist.

32. Wandler nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Permanentmagnetanordnungen (64) vorgesehen und koaxial zueinander angeordnet sind und jeweils einen ringförmigen Luftspalt (72) bilden, in dem ein Magnetfeld erzeugt wird, daß die Membrananordnung mehrere im Abstand voneinander angeordnete, mindestens nahezu parallele Membranen (78) aufweist, die die schwingungsfähigen Teile bilden und koaxial mit den Permanentmagnetanordnungen zwischen diesen angeordnet sind, daß U-förmige Distanzstücke (80) zwischen benachbarten Membranen (78) angeordnet und mit ümfangsteiien derselben verbunden sind, um die schwingungsfähigen. Teile miteinander zu verbinden, daß die U-förmigen DistanzstUcke (80) jeweils ein offenes Ende aufweisen, daß die Distanzstücke (80) so angeordnet sind, daß die offenen Enden (81) aufeinanderfolgender Distanzstücke in entgegengesetzte Richtungen weisen, und daß als Leiter Schallspulen (74) vorgesehen sind, von denen jeweils eine in einem der beiden von den Permanentmagnetanordnungen (64) gebildeten Luftspalte (72) angeordnet ist, und daß starre Glieder (82) zur abwechselnden Verbindung der Schallspulen (74) mit aufeinanderfolgenden Membranen (78) vorgesehen sind.

33. Wandler nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranen (78) jeweils einen etwa kegelförmigen Mittelteil aufweisen.

34. Wandler nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnetanordnurig einen ringförmigen Permanentmagneten (92) mit gegenüberliegenden Endflächen aufweist, daß je eine Deckplatte (88) aus magnetisierbarem Material gegen eine dieser Endflächen anliegt und mit öffnungen (90) versehen ist, die mit dem Raum im Inneren des Ringmagneten (92) in Verbindung stehen, und daß zwei Sätze von Polstücken (96) von der einen bzw. der anderen Deckplatte (88) in diesen Raum ragen, daß das die Membrananordnung bildende mäanderförmige Band (98) mit der von ihm getragenen Leiteranordnung (100) an gegenüberliegenden Längskantenteilen mit den inneren Enden der Polstücke verbunden ist, und daß die Polstücke des einen Satzes gegenüber denen des anderen Satzes versetzt sind, so daß die Polstücke jedes Satzes abwechselnd die offenen Enden der den Deckplatten (88) zugewandten, von dem mäanderförmigen Band (98) gebildeten Lufttaschen verschließen.

35. Wandler nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringmagnet (92) eine zylindrische Innenfläche aufweist, in der eine Schallblende (94) aus nicht magnetischem Material angeordnet ist, die ihrerseits eine Mittelöffnung (94') von etwa quadratischem Que-schnitt aufweist, und daß die beiden Sätze von Polstücken (96) mit dem dazwischenliegenden mäanderförmigen Band (98) in dieser Mittelöffnung (94') angeordnet sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen