DE20207154U1

DE20207154U1 - Magnetsystem und Treiber

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Publication number: DE20207154U1
Application number: DE20207154U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Gerkinsmeyer Norman De
Priority date: 2002-05-07
Filing date: 2002-05-07
Publication date: 2002-09-19
Anticipated expiration: 2012-05-08

Description

Norman Gerkinsmever - Augsburgerstraße 37 - 89231 Neu-Ulm - Tel. 0731 72 565 034 Gebrauchsmusteranmeldung

Für

Norman Gerkinsmeyer
Augsburgerstraße 37
89231 Neu-Ulm

Magnetsystem und Treiber

Bei der Erfindung handelt es sich um ein kompaktes, leichtes, hocheffektives, leicht zu montierendes und kostengünstiges Magnetsystem und Treiber für Lautsprechermembranen.

Norman Gerkinsmever - Auqsburqerstraße 37 - 89231 Neu-Ulm - Tel. 0731 72 565 034

Magnetsysteme und Treiber

Bei der Erfindung handelt es sich um ein kompaktes, leichtes, hocheffektives, leicht zu montierendes und kostengünstiges Magnetsystem und Treiber.

Bei den vorzugsweise verwendeten Lautsprechermembranen handelt es sich um Membranen die nach dem Funktionsprinzip des sogenannten &ldquor;Heil Air Motion Transformer", der einst von Oskar Heil erfunden und zu Patent gebracht wurde ( US - Patent 3.832.499 von 1977 ), funktionieren bzw. konstruiert wurden.

Da sich der Lautsprecher von Oskar Heil größter Beliebtheit erfreute und auch kommerziell ein großer Erfolg wurde, haben weitere Firmen bzw. Entwickler versucht diesen Schallwandler zu optimieren bzw. zu verändern und eigene Patente anzumelden.

Dabei wurde versucht durch Zusätze und andere Formen den o.g. Schallwandler zu optimieren. Im Ergebnis wurde das System aber entweder nur teurer und / oder in der Regel, im technischen Ergebnis schlechter als sein Vorbild.

Alle Systeme und Varianten haben eins gemein, sie sind weder kompakt ( geringe Abmaße ), leicht ( Gewicht), leicht montierbar, hocheffektiv ( Wandlerwirkungsgrad ohne weitere Mechanischen Aufbauten ) noch kostengünstig. Dies gilt zum größten Teil auch für die Urversion von Oskar Heil.

Bei dem erfindungsgemäßen Magnetsystem und Treiber wurde darauf geachtet, dass die Auslegung ( Mechanik, Material und Kosten ) aller Parameter ausgewogen sind. Das heißt, dass die Negativmerkmale vom Grundsatz her angegangen wurden.

Im Ergebnis bedeutet dies: der gemessene Schalldruck des erfindungsgemäßen Magnetsystems und Treiber liegt im Mittel ( bei 1 Watt/1 Meter Abstand gemessen ) bei 110 dB zwischen 800 Hz und 20.000 Hz. Dabei wurden weder Hornvorsätze noch Kompressionskammern verwendet.

Das sind über 10 dB mehr Schalldruck als bei allen anderen Konstruktionen und dies ohne deren Aufwand.

Es ist natürlich daran gedacht das System auch in Kombination ( je nach Anwendungsfall und Abstrahlcharakteristik ) mit Hornvorsätzen zu betreiben. Das würde den Schalldruck (je nach Form und Länge des Hornvorsatzes ) um weitere 5 6 dB (frequenzabhängig ) erhöhen.

Das erfindungsgemäße Magnetsystem und Treiber vereinigt alle Vorteile miteinander und es kann, je nach Ausführung, alle am Markt oder auch speziell gefertigten Membranen, des eingangs erwähnten Lautsprechermembrantyps, aufnehmen.

Das erfindungsgemäße Magnetsystem und Treiber ist für folgende Einsatzgebiete gedacht: der HiFi- und High - End - Bereich, Car HiFi - Bereich und der professionelle Beschallungsbereich.

Fundstellen der bisher erteilten oder veröffentlichten Patente zu diesem Thema und Membranen sind:

Patente:

Land

Jahr

4.056.697
4.039.044
4.107.479
4.160.833
4.354.066
5.325.439

USA USA USA USA USA USA

1977 1977 1978 1979 1982 1994

In den Zeichnungen ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5

eine Rückansicht des Magnetsystems und Treiber gemäß der Erfindung,

eine Draufsicht des Magnetsystems und Treiber mit Membrane mit Rahmen gemäß der Erfindung,

eine Rückansicht des Magnetsystems und Treiber für mindestens 2 Membranen gemäß der Erfindung,

Den Montagerahmen des Magnetsystems und Treiber für mindestens 2 Membranen gemäß der Erfindung,

Den Montagerahmen für das Magnetsystem und Treiber Fig. 1 Rückansicht gemäß der Erfindung,

• · · I

Fig. 6 Die entfaltete bzw. nicht geformte Lautsprechermembrane

mit einseitiger elektrischer Kontaktierung.

Fig. 7 Die entfaltete bzw. nicht geformte Lautsprechermembrane

mit beidseitiger elektrischer Kontaktierung.

Fig. 8 Die gefaltete Membrane mit Rahmen im Schnitt mit dem

Verlauf der Leiterbahnen auf den Flanken der Mäander.

Fig. 9 Das komplette Magnetsystem und Treiber in der

Seitenansicht mit rückseitigen Gehäuse und Horn für &ldquor;Long - Throw und Line Array" - Anwendungen.

Fig. 10 Das komplette Magnetsystem und Treiber in der

halbierten Draufsicht mit rückseitigen Gehäuse und Horn für &ldquor;Long - Throw und Line Array" PA Beschallungsanwendungen.

Fig. 11 Das komplette Magnetsystem und Treiber in der

halbierten Draufsicht mit rückseitigen Gehäuse und Horn für &ldquor;normale PA" Beschallungsanwendungen.

Das erfindungsgemäße Magnetsystem und Treiber wie Fig. 1, 2 und 3 darstellt, besteht im wesentlichen aus den Polplatten 2 und 9, den Magneten 3 und 8 und der erfindungsgemäßen Membrane 12 mit Rahmen 23. Die Montagerahmen 1, 7 und 10 ( Seite 1 und 2) dienen lediglich der Fixierung bzw. der Montage des Magnetsystems und Treiber in Holz-, Kunststoff oder Metallgehäusen bzw. Frontplatten oder Wänden. Die Montagerahmen 1,7 und 10 werden vorzugsweise aus nichtmagnetischen Werkstoffen hergestellt um nicht das Magnetfeld negativ zu beeinflussen. Aus dem gleichen vorhergenannten Grund werden diese auch nicht gleich als Polplatte 2 oder 9 ausgeführt. Es hat sich auch als zwingend Nötig erwiesen, dass der Luftspalt bzw. das gesamte Magnetsystem absolut betrachtet symmetrisch die Membrane 12 umschließt bzw. aufgebaut ist.

In dem Luftspalt 4 wird dann die erfindungsgemäße Membrane 12 mit ihrem Rahmen 23 eingeschoben. Es hat sich als vorteilig erwiesen, dass die Magneten 3 und 8 etwa 1-10 mm größer als die Polplatten 2 und 8 sind. Dies ist aber für die Funktion grundsätzlich nicht von Nöten. Die Polplatten 2 und 8 sollten gegenüber den Magneten 3 und 8 eine ausreichende Dicke zwischen 2 und 15 mm haben.

Die Magneten selbst sollten eine Mindestdicke von 2-50 haben und eine Länge die im mindesten der Länge der bewegten Membrane 12 entspricht. Die Öffnungen vor und hinter der Lautsprechermembrane 12 sollten vorzugsweise als Langlöcher 5 und 6 oder als Löcher mit versetzter Lochung ausgeführt werden. Wichtig ist die gleiche Teilung, Größe, spiegelbildlich Anordnung. Der akustische Durchlass vor und hinter der Membrane 12 ( Öffnungsfläche ) sollte mindestens 30 % gegenüber der Metallfläche betragen.

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Gleichfalls von Vorteil ist, dass die Langlöcher 5 und 6 oder Löcher, sowohl auf der Membran 12 zugewandten als auch auf der Austrittsseite eine Phase bzw. Verrundungen aufweisen.

Fig. 3 zeigt die Rückansicht des Magnetsystems und Treiber im Maßstab 1 : 2 für größere ( längere ) Lautsprechermembranen oder für 2 oder mehrere Membranen 12. Gegenüber der Fig. 1 ändern sich aber nur die Menge oder Länge der Magneten 8, die Länge der Polplatten 9, die Länge der Montagerahmen 7 und die Anzahl der Langlöcher oder Löcher. Alle anderen Maße ( der Draufsicht ) sind in der Regel identisch mit denen der Draufsicht von Fig. 2.

Fig. 4 zeigt den Montagerahmen im Maßstab 1 : 2 für Magnetsysteme und Treiber nach Fig. 3. Dieser wird entweder über Schrauben oder Kleben mit dem Magnetsystem und Treiber Fig. 3 verbunden. Wird das Magnetsystem und Treiber in eine Gehäusefront bzw. Platte bündig eingefräst, ist im Prinzip keinerlei mechanische Verbindung von Rahmen und Magnetsystem und Treiber von Nöten.

Fig. 5 zeigt den Montagerahmen für Maßstab 1 : 2 für Magnetsysteme und Treiber nach Fig. 1 und 2. Dieser wird entweder über Schrauben oder Kleben mit dem Magnetsystem und Treiber Fig. 1 verbunden. Wird das Magnetsystem und Treiber in eine Gehäusefront bzw. Platte bündig eingefräst, ist im Prinzip keinerlei mechanische Verbindung von Rahmen und Magnetsystem und Treiber von Nöten.

In der Regel weist eine der beiden Polplatten 2 oder 9 eines Magnetsystems und Treiber noch eine kleine Bohrung 11 auf um die Kabel der Membranen aus dem System herauszuführen.

Es hat sich als günstig erwiesen, die Magneten 3 und 8 aus beschichtetem bzw. oberflächenbehandelten oder unlackiertem bzw. lackiertem Neodym - Eisen, Neodym - Eisen - Bor, Seltene - Erden - Cobalt ( SmCo5 oder Sm2Co17 ), Samarium - Cobalt 5 oder Hartferriten herzustellen. Die Schutzrechte beinhalten natürlich auch zukünftig erhältliche bessere Magnetmaterialien.

Die Polplatten 2 und 9 können aus unlackiertem bzw. lackiertem oder anderweitig beschichtetem ( magnetischem ) Material hergestellt. Auf jeden Fall sollte das komplette Magnetsystem und Treiber oberflächenbehandelt werden damit dieses vor Feuchtigkeit und anderen Umwelteinflüssen usw. geschützt wird.

Fig. 6 zeigt die erfindungsgemäße Membrane 12 des Magnetsystems und Treiber mit einseitiger elektrischer Kontaktierung 13 und 14. 17 zeigt eine offene Leiterbahn die lediglich der Stabilität dient bzw. um gleiche mechanische Verhältnisse beim Falten der Membrane 12 zu Mäandern vorzufinden.

Fig. 7 zeigt die erfindungsgemäße Membrane 12 des Magnetsystems und Treiber mit beidseitiger elektrischer Kontaktierung 13 und 14. 17 ist hier zweimal vorgesehen und zeigt zwei offene Leiterbahnen die lediglich der Stabilität dienen bzw. um gleiche mechanische Verhältnisse beim Falten der Membrane 12 zu Mäandern vorzufinden.

Es hat sich als günstig erwiesen, die erfindungsgemäße Membrane 12 aus einer bis zu 300 &mgr;&eegr;&eegr; dicken Kunststoff - Folie herzustellen. Auf diese wird dann eine bis zu 400 &mgr;&eegr;&igr; dicke Aluminiumfolie aufkaschiert oder beschichtet. Aus dieser Aluschicht wird dann die Leiterbahn 15 herausgearbeitet. Dabei ist darauf zu achten, dass die Abstände 16 gleich ausfallen.

Fig. 8 zeigt die bereits in Mäandern gefaltete erfindungsgemäße Membran 12 mit ihrem Rahmen 23 und die Leiterbahn 15 im Längsschnitt.

Fig. 9 zeigt das fertig montierte Magnetsystem und Treiber mit Membrane 12 in der Seitenansicht mit rückseitig montiertem Gehäuse 19 mit Dämmmaterial 20. Auf der Vorderseite ist ein Hornsystem 18 montiert welches hauptsächlich bei sogenannten Long - Throw - oder Line Array - Systemen zum Einsatz kommt bzw. hier als Mittelhochtöner eingesetzt wird. Dieser wird in der Regel in ein weiteres Horn mit Bässen und Mitteltönern integriert. Der vertikale Gesamtöffnungswinkel beträgt bei dieser Anwendung bis zu 30°.

Fig. 10 zeigt das fertig montierte Magnetsystem und Treiber mit Membrane 12 in der halbierten Draufsicht mit rückseitig montiertem Gehäuse 19. Auf der Vorderseite ist ein Hornsystem 21 montiert welches hauptsächlich bei sogenannten Long - Throw oder Line Array - Systemen zum Einsatz kommt bzw. hier als Mittelhochtöner eingesetzt wird. Dieser wird in der Regel in ein weiteres Horn mit Bässen und Mitteltönern integriert. Der horizontale Gesamtöffnungswinkel beträgt dann bei dieser Anwendung bis zu 130°.

Fig. 11 zeigt das fertig montierte Magnetsystem und Treiber mit Membrane 12 in der halbierten Draufsicht mit rückseitig montiertem Gehäuse 19. Auf der Vorderseite ist ein Hornsystem 22 montiert welches hauptsächlich bei normalen Beschallungssystemen zum Einsatz kommt bzw. hier als Mittelhochtöner eingesetzt wird. Der horizontale Öffnungswinkel des Hornsystem 22 beträgt dann bis zu 130° und der vertikale bis zu 100°.

Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.

Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmahle des jeweiligen Unteranspruchs hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.

Claims

1. Magnetsystem und Treiber, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen bis 10 mm dicken, bis 100 breiten und 600 langen Luftspalt 4 für eine Lautsprechermembrane 12 aufweist.

2. Magnetsystem und Treiber nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mindestens zwei, bis zu 15 mm dicke, 300 mm breite und 600 lange Polplatten 2 und 9 aus magnetischen Material aufweist.

3. Magnetsystem und Treiber nach einem oder beiden vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mindesten zwei, bis zu 50 mm dicke, 50 mm breite und 600 mm lange Magneten 3 und 8 aufweist.

4. Magnetsystem und Treiber nach einem oder mehreren vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses nach Fig. 2 zur einen Seite den Nordpol und zur anderen Seite den Südpol bildet.

5. Magnetsystem und Treiber nach einem oder mehreren vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polplatten 2 und 9 Langlöcher 5 und 6 oder Löcher aufweisen die an der Eintritts und Austrittsseite mit einer Phase oder Radius versehen werden.

6. Magnetsystem und Treiber nach einem oder mehreren vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Langlöcher 5 und 6 oder Löcher eine akustische Öffnungsfläche von mindesten 30% und höchsten 99% bilden.

7. Magnetsystem und Treiber nach einem oder mehreren vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lochbild der Polplatten 2 und 9 auf beiden Seiten des Magnetsystem und Treibers gleich ist.

8. Magnetsystem und Treiber nach einem oder mehreren vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand der Polplatten 2 und 9 eine oder keine Phase oder Radius aufweist.

9. Magnetsystem und Treiber nach einem oder mehreren vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneten 3 und 8 aus beschichtetem bzw. oberflächenbehandelten oder unlackiertem bzw. lackiertem Neodym - Eisen, Neodym - Eisen - Bor, Seltene - Erden - Cobalt (SmCo5 oder Sm2Co17), Samarium - Cobalt 5 oder Hartferriten hergestellt werden.

10. Magnetsystem und Treiber nach einem oder mehreren vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses durch mindestens einen bis 10 mm dicken, bis 300 mm breiten und 700 mm langen Montagerahmen 1, 7 und 10, der aus nichtmagnetischen oder auch magnetischen Werkstoffen gefertigt wird, montiert werden.

11. Magnetsystem und Treiber nach einem oder mehreren vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen bis 15 mm dicken, bis 300 mm breiten und 700 mm langen, aus magnetischen Werkstoffen gefertigten, Montagerahmen 1, 7 und 10 aufweist der gleichzeitig eine der beiden Polplatten 2 und 9 bildet.

12. Magnetsystem und Treiber nach einem oder mehreren vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses auch, in einer längeren Ausführung Fig. 3, für mehrere (mindestens zwei) Membranen 12 des gleichen Typs oder eine entsprechend längere Membran ausgelegt werden kann.

13. Magnetsystem und Treiber nach einem oder mehreren vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses unter anderem für die Lautsprechermembran konstruiert und entwickelt wurde, die nach dem Prinzip des "Oskar Heil" (US Patent 3.832.499 von 1977) funktionieren.

14. Magnetsystem und Treiber nach einem oder mehreren vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfindungsgemäße Membrane 12 aus einer bis zu 300 µm dicken Kunststofffolie aus Polyester, Polyvinyl, Polyimid besteht.

15. Magnetsystem und Treiber nach Schutzanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erfindungsgemäße Membrane 12 auf der Kunststofffolie eine bis zu 400 µm dicke Aluminiumschicht aufkaschiert oder beschichtet wird.

16. Magnetsystem und Treiber nach Schutzanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erfindungsgemäße Membrane 12 in einen bis zu 20 mm dicken Kunststoffrahmen montiert wird.

17. Magnetsystem und Treiber nach Schutzanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erfindungsgemäße Membrane 12 an einer Seite Fig. 6-13 und 14 elektrisch kontaktiert wird.

18. Magnetsystem und Treiber nach Schutzanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erfindungsgemäße Membrane 12 an zwei Seiten Fig. 7-13 und 14 elektrisch kontaktiert wird.

19. Magnetsystem und Treiber nach einem oder mehreren vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser die Membrane 12 mit Rahmen 23 enthält und in einer rückseitig offenen Schallwand oder nur auf ein Gehäuse montiert betrieben wird.

20. Magnetsystem und Treiber nach einem oder mehreren vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser die Membrane 12 mit Rahmen 23 enthält und in ein teilgeschlossenes oder geschlossenes Gehäuse Fig. 9-19 eingebaut wird.

21. Magnetsystem und Treiber nach Schutzanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Montagerahmen 1, 7, und 10 oder einer der beiden Polplatten 1 und 9 ein Horn Fig. 9, 10 oder 11-Nummer 18, 21 und 22 zwecks Schalldrucksteigerung und Schallführung, montiert wird.

22. Magnetsystem und Treiber nach Schutzanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Montagerahmen 1, 7, und 10 oder einer der beiden Polplatten 1 und 9 ein Horn Fig. 9 und 10-Nummer 18 und 21 montiert wird welches für "Long-Throw bzw. Line Array- Beschallungssystem Systeme" konstruiert ist und einen Öffnungswinkel vertikal bis zu 30° und horizontal bis zu 130° aufweist.

23. Magnetsystem und Treiber nach Schutzanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Montagerahmen 1, 7, und 10 oder einer der beiden Polplatten 1 und 9 ein Horn Fig. 11-Nummer 22 montiert wird welches für "normale-Beschallungssystem Systeme" konstruiert ist und einen Öffnungswinkel vertikal bis zu 100° und horizontal bis zu 130° aufweist.

24. Magnetsystem und Treiber nach einem oder mehreren vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses in einer rückseitig offenen Schallwand oder nur auf ein Gehäuse montiert wird und auf dem Montagerahmen 1, 7, und 10 oder einer der beiden Polplatten 1 und 9 ein Horn Blatt 5-Nummer 18, 21 und 22, zwecks Schalldrucksteigerung und Schallführung, montiert wird.

25. Magnetsystem und Treiber nach einem oder mehreren vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses in einer rückseitig offenen Schallwand oder nur auf ein Gehäuse montiert wird und auf der Forder- und Rückseite ein Horn Blatt 5-Nummer 18, 21 und 22, zwecks Schalldrucksteigerung und Schallführung montiert wird.