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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lautsprecher für Wand- oder Deckeneinbau gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
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Ein weiterer Lautsprecher ist z. B. aus der
EP 1788836 A2 bekannt. An der Rückseite des Lautsprechergehäuses wird eine dreiarmige Blattfederkonstruktion angeschraubt, deren einzelne Federarme in Richtung der Sichtseite des Lautsprechers aufgespreizt sind, wodurch sich eine Art federnde Konusform ergibt, mit der das Gehäuse in eine Wandöffnung eingesetzt werden kann. Die einzelnen Blattfedern drücken von innen gegen die Wandung. Des Weiteren weisen die Federarme sowohl Rastnasen als auch Rastzungen auf, mit denen sie sich an der Innenwandung verkrallen können. Durch die Form und den Öffnungswinkel der Blattfederarme ist ein Entfernen des Lautsprechergehäuses aus der Öffnung nur sehr schwer oder nur unter wesentlicher Zerstörung der Installationswand möglich. Derartige Lautsprechereinheiten werden bevorzugt in Leichtbauwände oder abhängte Decken eingesetzt, die z. B. aus Gipskartonageplatten oder Sperr- oder Pressholzplatten bestehen.
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Eine weitere Blattfederanordnung ist aus der
DE 8127293 U1 bekannt. Bei dieser Konstruktion weist die Blattfeder eine Form auf, die ein Verhaken an der Rückseite der Leichtbauwand möglich macht. Hierdurch ist zwar eine einfache Montage der Lautsprecher möglich; jedoch wird für das Herausnehmen ein Werkzeug benötigt, das die Federarme wieder zusammendrückt.
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Des Weiteren sind vielfältige Konstruktionen bekannt, bei denen höhenverstellbare Arme verwendet werden, mittels derer Lautsprechergehäuse an die verschiedensten Leichtbauwand- und Deckenstärken anpassbar sind. Solche Konstruktionen haben aber den Nachteil, dass die Montage immer einige Zeit in Anspruch nimmt, während bekannte Blattfederkonstruktionen einfach in die vorgesehenen Öffnungen eingesteckt werden und die Einheit an Ort und Stelle aufgrund ihrer Federkraft halten. Allerdings lässt die Demontage solcher Einheiten, insbesondere bei empfindlichen Wand- oder Deckenmaterial zu wünschen übrig.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Lautsprecher der eingangs genannten Art zu verbessern.
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Die Aufgabe wird mittels eines Lautsprechers gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Die Blattfederarme sind, zumindest im unbelasteten Zustand, ausgehend von den an einem vorderen Bereich des Lautsprecherchassis angebrachten Befestigungsabschnitten, gemeinsam konusförmig aufgespreizt und der Federabschnitt weist einen geringeren Biegequerschnitt auf als zumindest der größte Biegequerschnitt des Anlagebereichs. Die Aufspreizung der Blattfederarme erfolgt also genau in die entgegengesetzte Richtung zum obigen Stand der Technik. Zum Einschieben des Lautsprechers in die Wand oder die Decke müssen die Blattfederarme zusammengedrückt werden, was aber aufgrund der einfachen Zugänglichkeit, keine Probleme darstellt. Für das Herausnehmen bzw. Herausziehen aus der Wand- oder Deckenöffnung ist lediglich eine Axialkraft zur Überwindung der durch die Blattfederarme erzeugten Anpresskraft notwendig. Zu einem intensiven Verhaken, was zu einem weiteren Aufspreizen der Blattfederarme führen würde, kommt es nicht.
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Der Befestigungsabschnitt ist im Wesentlichen parallel zur Sichtseite des Lautsprechers angeordnet. Dies vereinfacht die Anbringung der Blattfederarme weiter. Je nach Anordnungszustand kann durch die Blattfederarme nicht nur eine radiale, sondern auch eine axiale Kraft erzeugt werden. Am Lautsprecherchassis ist ein Anlageflansch vorgesehen, der mit der Sichtseite einer Wand oder eine Decke in Anlage bringbar ist und somit eine Abstützung für achsparallel wirkende Kraftkomponenten der Federarme bereitstellt. Ein solcher Flansch liegt außen auf der Wandseite oder Deckenseite auf und überdeckt in aller Regel auch den Spalt zwischen der Öffnung in der Wand oder der Decke und dem Lautsprechergehäuse. Je nach Ausgestaltung der Blattfederarme und deren Aufspreizung kann für eine bestimmte Öffnungsdicke die Axialkraft sehr gut vorherbestimmt werden. Eine möglichst großflächige Verbindung zwischen dem Chassis und dem Befestigungsabschnitt wird bewirkt, wenn der Befestigungsabschnitt mittels des Befestigungsmittels zwischen dem Chassis und dem Anlageflansch eingeklemmt ist. Mit ein und demselben Befestigungsmittel können dann z. B. der Anlageflansch und die Blattfederarme am Lautsprecherchassis angebracht werden.
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Damit auch sensible Materialien durch das Einsetzen und Herausziehen keinen nennenswerten Schaden erleiden, sind die Blattfederarme relativ biegeweich ausgestaltet. Hierzu weist der Federabschnitt einen geringeren Biegequerschnitt auf, während der Anlagebereich mit einem größeren Biegequerschnitt versehen ist. Dies führt, sofern ein Blechquerschnitt von gleicher Dicke verwendet wird, automatisch zu einem breiteren Anlagebereich und so zu einer großflächigeren Anlage des durch die Ausgestaltung des Federabschnitts biegeweichen Blattfederarms. Es können also trotz der relativ weichelastisch ausgestalteten Blattfederarme noch ausreichend große Anpresskräfte an der Innenwand der Öffnungen in Decken oder Wänden erzeugt werden. Die größeren Anlagebereiche sorgen auch dafür, dass die Kräfte sich über einen größeren Bereich verteilen und deshalb weniger Schäden am relativ weichen Wand- oder Deckenmaterial, z. B. Gipskartonageplatten, entstehen. Selbst ein mehrfaches Einsetzen und Herausnehmen ist daher problemlos möglich, ohne dass nachteilige Schäden an der Innenwandung der Öffnung verbleiben.
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Eine eindeutige Abgrenzung zwischen Befestigungsabschnitt und Federabschnitt mag im einzelnen Fall schwierig sein, da es auf die Ausgestaltung der Befestigung des Befestigungsabschnitts am Lautsprecherchassis sehr stark ankommt. Dieselben Probleme ergeben sich aber im Detail bei jeder Biegebalkenkonstruktion. Der Federabschnitt beginnt auf jeden Fall dort, wo von einer festen Anordnung, Einspannung oder Befestigung des Befestigungsabschnitts nicht mehr gesprochen werden kann und der Querschnitt betrachtet wird, der der größten Biegebeanspruchung beim bestimmungsgemäßen Gebrauch ausgesetzt ist. Diese Beanspruchung wird beim bestimmungsgemäßen Gebrauch immer nur zu einer elastischen Verformung der Blattfederarme führen. Wie bei einem Biegebalken befindet sich die Stelle der größten Belastung an nur einem relativ kleinen Abschnitt angrenzend der einseitigen Fixierung, daher braucht der Federabschnitt auch nicht allzu groß ausgestaltet sein. Hier ist ein Kompromiss zu suchen zwischen der Größe des Federabschnitts und dem Beginn des Anlagebereichs, da der Federbereich möglichst nicht mit der Innenwandung der Decken- oder Wandöffnung in Berührung kommen soll. Der Begriff „Federkennlinie” soll hier breit verstanden werden und bedeutet allgemein, dass die Federeigenschaften zum großen Teil von dem Federabschnitt vorgegeben werden. Ebenso soll der Begriff „konusförmig” funktional und nicht streng geometrisch verstanden sein und sämtliche Ausführungsformen, die eine sich aufweitende, aber eine federbare Gestalt annehmen umfassen, also auch Lautsprecher mit nicht kreisförmigem Querschnitt.
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Bevorzugt kann der Blattfederarm im Bereich des Federabschnitts einen Knick oder eine Abbiegung aufweisen, wodurch die Anlagebereiche der Federarme im unbelasteten Zustand in einem Winkel (α) von 25 bis 60°, bevorzugt 35 bis 45°, zu einer Mittellinie des Lautsprechers verlaufen. Durch einen solchen Knick vereinfacht sich die Anbringung der Blattfederarme am Lautsprecherchassis unter Bereitstellung des gewollten Aufspreizwinkels der Blattfederarme. Die Anordnung des Knicks hat maßgeblichen Einfluss auf das elastische Verformungsverhalten der Blattfederarme. In aller Regel dürfte es günstiger sein, diesen Knick oder die Abbiegung möglichst nahe am Befestigungsabschnitt anzuordnen.
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Damit sich eine ausreichende Federwirkung des Federbereichs ergibt, kann der Anlagebereich im Abstand zum Knick oder der Mitte der Abbiegung an den Federabschnitt angrenzen. Der Abstand wird in aller Regel so gewählt, dass bei Verwendung der üblichen Einbautoleranz gewährleistet ist, dass ausschließlich der Anlagebereich mit der Innenwandung oder der rückwärtigen Kante der Bohrung in Berührung kommt. Bevorzugt kann hierbei der Abstand zum Knick oder der Mitte der Abbiegung mindestens das 0,2-fache der Breite des Federabschnitts am Knick oder der Mitte der Abbiegung betragen. Gemäß einer Variante kann darüber hinaus weiter vorgesehen sein, dass der Abstand zum Knick oder der Mitte der Abbiegung maximal das 0,5-fache der Breite des Federabschnitts am Knick oder der Mitte der Abbiegung beträgt. Für die üblichen Einbauverhältnisse ist hierdurch gewährleistet, dass bei Verwendung einer möglichst weichen Biegekennlinie der Federabschnitt nicht mit der Wand oder der Decke in Berührung kommt, sondern der großflächigere Anlagebereich zur Anlage kommt.
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Versuche haben gezeigt, dass eine günstige Ausführungsform dann entsteht, wenn am Übergang zwischen Federabschnitt zum Anlagebereich die Breite des Biegequerschnitts um mindestens das 1,2-fache, bevorzugt mindestens das 1,4-fache, ansteigt. Hierdurch wird ein günstiges Verhältnis zwischen der gewünschten Biegenachgiebigkeit und ausreichender Andrückfläche gewährleistet. An dieser Stelle sei ergänzend erwähnt, dass die Länge des Anlagebereichs im Wesentlichen der für den bestimmungsgemäßen Einsatz entsprechenden maximalen Wand- oder Deckendicke entspricht.
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Damit auch bei sehr dicken Wänden oder Decken, d. h. bei sehr stark zusammengedrückten Blattfederarmen, auch im Bereich der größten Andrückkraft eine ausreichende Anlagefläche bereitgestellt wird, kann die Breite des Biegequerschnitts am Übergang zwischen Federabschnitt zum Anlagebereich sprunghaft ansteigen.
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Insbesondere bei dicken Wänden und Decken und bei der Verwendung sehr harter Materialien wie Pressholz, ist es weiter von Vorteil, wenn gemäß einer Variante mindestens eine vorbestimmte Länge einer Seitenkante des Anlagebereichs mit einer Verzahnungsprofilierung versehen ist. Diese Verzahnungsprofilierung kann sich dann zumindest oberflächlich mit der Innenseite der Wand- oder Deckenbohrung verkrallen und ein axiales Verrutschen, insbesondere auch bei sehr stark zusammengedrückten Blattfederarmen bewirken.
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Aus Vereinfachungsgründen kann der Befestigungsabschnitt im Wesentlichen die gleiche Breite aufweisen, wie der daran angrenzende Federabschnitt. Hierdurch werden auch sprunghafte Veränderungen im Biegeverlauf, insbesondere im Bereich oder in der Nähe der Stellen größter Belastung verhindert. Hierbei ist insbesondere berücksichtigt, dass oftmals der Ort größter Biegebelastung unmittelbar am Übergang vom Befestigungsabschnitt und Federabschnitt vorliegt.
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Der Befestigungsabschnitt kann mindestens eine Befestigungsbohrung aufweisen und der Befestigungsabschnitt kann mittels der Befestigungsbohrung und eines Befestigungsmittels am Lautsprecherchassis angebracht sein. Hier eignen sich die gängigen Verbindungsmethoden, wie Anschrauben und Annieten.
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Damit auch das Befestigen des Lautsprechers an der Wand und an der Decke vereinfacht wird, kann am freien Ende des Blattfederarms ein abgewinkelter Handhabeabschnitt vorgesehen sein, der im unbelasteten Zustand schräg auf die Mittellinie des Lautsprechers gerichtet ist. Hierdurch erhält dieser Handhabeabschnitt eine Kontur, die beim Einfädeln der freien Enden der Blattfederarme in die Wand- oder Deckenöffnung hilft.
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Der Blattfederarm zeichnet sich durch einen Befestigungsabschnitt zum Anbringen an ein Lautsprecherchassis, einen maßgeblich die Federkennlinie vorgebenden Federabschnitt und einen Anlagebereich, der mit der Wand oder Decke in Anlage bringbar ist, aus. Der Federabschnitt weist hierbei einen geringeren Biegequerschnitt auf als zumindest der größte Biegequerschnitt des Anlagebereichs. Hierdurch ist es möglich, insbesondere wenn eine Blattfeder gleichbleibender Dicke verwendet wird, den Anlagebereich großflächiger auszugestalten, so dass dieser sanfter mit der Innenwandung der Wand- oder Deckenöffnung in Berührung kommt. Das Verhältnis von Bohrungs- bzw. Öffnungsdurchmesser und Breite der Blattfederarme ist derart groß, dass es für die meisten Anwendungszwecke ausreichend ist, wenn gerade bzw. flache Blattfederarme verwendet werden. Es besteht aber durchaus die Möglichkeit, diese nach außen konvex gebogen auszugestalten, so dass sie an die konkave Innenkontur der Öffnung angepasst sind, sofern im Querschnitt kreisförmige Lautsprecher eingesetzt werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines in einer Decke eingebauten erfindungsgemäßen Lautsprechers,
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2 eine erste Ausführungsform eines Blattfederarmzuschnitts in einer Draufsicht,
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3 einen aus dem Zuschnitt aus 2 gebogenen Blattfederarm in einer Seitenansicht,
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4 eine zweite Ausführungsform eines Blattfederarmzuschnitts in einer Draufsicht und
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5 einen aus dem Zuschnitt aus 4 gebogenen Blattfederarm in einer Seitenansicht.
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Bei dem in 1 dargestellten Lautsprecher 1 handelt es sich um einen elektrodynamischen Schallwandler, dessen Funktionsweise hinlänglich bekannt ist und die hier im Detail nicht näher beschrieben werden muss. Der Lautsprecher 1 weist ein Lautsprecherchassis 2 auf, an dem die notwendigen Funktionseinheiten, wie Schwingspule, als Bestandteil des elektromagnetischen Antriebs, Membran (im vorliegenden Fall Konusmembran) etc. angeordnet sind. Der Lautsprecher 1 ist für den Wand- oder Deckeneinbau ausgestaltet. In 1 ist dieser in der kreisrunden Öffnung 3 einer Decke 4 angebracht. Hierbei wird der Lautsprecher 1 mittels sich an der hinteren Kante 3.1 der Öffnung 3 abstützenden Blattfederarmen 5 und einem an der Vorderseite 6 der Decke 3 abstützenden Flanschring 7 gehalten. Der Flanschring 7 ist im Durchmesser größer als die kreisrunde Öffnung 3. Der Innendurchmesser des Flanschrings 7 ist für einen ausreichenden Schallaustritt entsprechend ausgelegt. Anstelle eines Flanschrings 7 könnte auch ein Abdeckgitter bzw. eine Kombination aus Flanschring 7 und Abdeckgitter verwendet werden. Die abgehängte Decke 4 wird im vorliegenden Fall von einer Gipskartonagenplatte (z. B. Rigips-Platte) gebildet. Die Federkraft der Blattfederarme 5 sollte daher so gewählt werden, dass zwar eine ausreichend sichere Befestigung des Lautsprechers 1 ermöglicht ist; jedoch auch ein mehrfacher Ein- und Ausbau ohne nennenswerte Schädigung, insbesondere der Kanten der kreisrunden Öffnung 3, gewährleistet bleibt. In 1 sind die Blattfederarme 5 in ihrer eingefederten Stellung gezeigt. Zum Einsatz können insbesondere die in den 2 und 3 sowie 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen von Blattfederzuschnitten 5' und Blattfederarmen 5 zur Anwendung kommen. Im vorliegenden Beispiel kommen insgesamt vier gleichmäßig am Umfang des Lautsprecherchassis 2 verteilt angeordnete Blattfederarme 5 zur Anwendung. Allerdings können auch andere Anzahlen von Blattfedern 5, soweit zweckdienlich, verwendet werden, um eine in Richtung der Rückseite aufgespreizte konusförmige Anordnung zu erzielen.
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Der in den 2 und 3 dargestellte Blattfederarmzuschnitt 5' und Blattfederarm 5 lässt sich im Wesentlichen in vier Abschnitte unterteilen. Zuerst folgt ein in der Draufsicht rechteckförmiger Befestigungsabschnitt 8, der eine Befestigungsbohrung 9 zur Anbringung am Lautsprecherchassis 2 aufweist. Übergangslos schließt sich an den Befestigungsabschnitt 8 ein maßgeblich die Federkennlinie vorgebender Federabschnitt 10 an. Im Wesentlichen angrenzend an den Befestigungsabschnitt 8 weist der Federabschnitt 10 einen Knick 11 auf. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Knick 11 einen sehr kleinen Biegeradius auf. Entsprechend den Werkstoffeigenschaften, insbesondere des Federstahls, des Blattfederarms 5, können auch größere Biegeradien verwendet werden, so dass eine Abrundung entsteht. Aufgrund dieses Knicks 11 verläuft der abgewinkelte Teil des Federabschnitts 10 zum Befestigungsabschnitt 8 in einem Winkel α von ca. 40° (25 bis 60°, bevorzugt 35 bis 45°). An den Federabschnitt 10 grenzt ein Anlagebereich 12 an, der sich gegenüber dem Federabschnitt 10 durch einen sprunghaften Anstieg der Breite abgrenzt. Die Breite BA ist im vorliegenden Fall 1,45× so groß, wie die kleinste Breite BF des Federabschnitts 10 (d. h. mindestens das 1,2-fache, bevorzugt mindestens 1,4-fache der kleinsten Breite BF). Da jeder Blattfederarm 5 durchgehend die gleiche Dicke aufweist und durchgehend aus dem gleichen Werkstoff besteht, ergibt sich für den Federabschnitt 10 ein kleinerer Biegequerschnitt als für den Anlagebereich 12.
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Der Anlagebereich 12 weist einen Abstand AA zum Knick 11 auf, der dem 0,38-fachen der Breite BF des Federabschnitts 10 entspricht (also mindestens dem 0,2-fachen der Breite BF und maximal dem 0,5-fachen der Breite BF).
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Der Anlagebereich 12 geht über in einen Handhabe- oder Einfädelbereich 13, der einen Knick 14 aufweist, so dass das freie Ende 15 des Handhabeabschnitts 13 im gleichen Winkel α zurückgebogen ist. Das freie Ende 15 ist abgerundet, damit der Benutzer gegen Verletzungen geschützt und das Einfädeln erleichtert ist.
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Der Befestigungsabschnitt 8 wird mittels einer Schraube frontseitig an das Lautsprecherchassis 2 angeschraubt. Diese Schraube (nicht dargestellt) befestigt auch gleichzeitig den Flanschring 7, so dass der Befestigungsabschnitt 8 zwischen der Rückseite des Flanschrings 7 und der Vorderseite des Lautsprecherchassis eingeklemmt ist. Hierdurch verläuft der Befestigungsabschnitt 8 im Wesentlichen parallel zur Sichtseite des Lautsprechers 1. Im unbelasteten Zustand knickt der Blattfederarm 5 im Winkel α zur Mittellinie M nach außen hin ab. Aufgrund der Tatsache, dass das freie Ende 15 des Handhabeabschnitts 13 ebenfalls im gleichen Winkel wieder zurückgeknickt ist, ist dieses im Wesentlichen parallel zur Mittellinie M ausgerichtet.
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Der Befestigungsabschnitt 8 endet im Wesentlichen dort, wo die Einklemmung zwischen dem Flanschring 7 und der Vorderseite des Lautsprecherchassis 2 endet. An dieser Stelle ist auch im späteren Einsatz die größte Biegebeanspruchung des Blattfederarms 5, also im Bereich des Federabschnitts 10, zu erwarten. Der Querschnitt des Federabschnitts 10 gibt also die Federeigenschaft bzw. die Federkennlinie des am Lautsprecherchassis 2 angeordneten Blattfederarms 5 vor. Demgegenüber weist der Anlagebereich 12 eine wesentlich größere Außenfläche auf, mit der dieser schonend an der hinteren Kante 3.1 der Decke 4 oder sofern die Decke wesentlich dicker ist, an der Innenwandung der Öffnung 3 anliegt. Die Kombination von relativ weicher Feder aufgrund des schmaleren Federabschnitts 10 und der großen Anlagefläche zwischen Anlagebereich 12 und Öffnung 3 ist auch ein mehrfaches Einfügen und Herausnehmen, ohne nennenswerte Beschädigung der Öffnung 3 möglich.
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Zur Montage des Lautsprechers 1 werden von Hand die Blattfederarme 5 nach innen zusammengedrückt. Hierdurch nehmen die freien Enden 5 eine Stellung ein, die das Einfädeln in die Öffnung 3 begünstigen. Sobald die Blattfederarme 5 eingefädelt sind, kann durch einfaches axiales Drücken der Lautsprecher 1 komplett in die kreisrunde Öffnung 3 eingeschoben werden. Die Blattfederarme 5 legen sich dann mit entsprechender Federkraft an der Öffnung 3 an. Das Herausnehmen des Lautsprechers 1 erfolgt durch leichtes Anheben des Flanschrings 7, Untergreifen desselben und einfaches Herausziehen. Da die Blattfederarme von der Vorderseite des Lautsprechers zur Rückseite des Lautsprechers hin konusförmig aufgespreizt sind, gestaltet sich der Demontagevorgang sehr einfach und führt nicht zu einer nennenswerten Beschädigung der Decke 4.
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Anstelle des in den 2 und 3 gezeigten Blattfederarmabschnitts 5' und Blattfederarms 5 kann auch der in den 4 und 5 gezeigte Blattfederarmabschnitt 5' und Blattfederarm 5 eingesetzt werden. Es ist allerdings auch eine Kombination beider Blattfederarmvarianten möglich. Im Folgenden soll nur auf die wesentlichen Unterschiede zum vorangegangenen Ausführungsbeispiel eingegangen werden, weshalb unter Verwendung der gleichen Bezugsziffern ergänzend auf die obige Beschreibung verwiesen wird.
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Der Hauptunterschied dieser zweiten Ausführungsform besteht darin, dass die Seitenkanten des Anlagebereichs 12 mit einer Verzahnungsprofilierung 16 versehen sind. Im vorliegenden Fall sind dies dreiecksförmige Zacken. Die Verzahnungsprofilierung 16 beginnt im Wesentlichen angrenzend an den Federabschnitt 10 und endet nach einer Länge LV, die in etwa der maximal zugeordneten Decken- oder Wanddicke für diesen Blattfederarmtyp entspricht. Eine solche Verzahnungsprofilierung 16 wird insbesondere bei besonders dicken Decken 4 und Wänden und/oder bei besonders harten Materialien, wie z. B. Pressholz eingesetzt. Insbesondere bei dicken Decken 4 und Wänden kommt es nicht mehr zu einer deutlichen Anlage der Blattfederarme an einer hinteren Kante 3.1 der Öffnung 3. Dieser fehlende Hintergriff muss durch ausreichende Reibung an der Innenwandung der Öffnung 3 ausgeglichen werden, weshalb hier die Verzahnungsprofilierung 16 vorteilhaft ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3529453 A1 [0002]
- EP 1788836 A2 [0003]
- DE 8127293 U1 [0004]
