DE2264881A1

DE2264881A1 - Lautsprecher

Info

Publication number: DE2264881A1
Application number: DE2264881*A
Authority: DE
Inventors: Noboru Koizumi; Yasuhiko Tsuge
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1971-05-28
Filing date: 1972-05-26
Publication date: 1975-08-21
Also published as: GB1384716A; GB1384717A; DE2264881B2; US3834486A; DE2225710A1; DE2225710B2; DE2225710C3; GB1384718A

Description

" Kl

MNP

Patentanwälte:

Dipl.-Ing. Tiedtke Dipl.-Chem. Bühling _n Dipl.-Ing. Kinne <,

8 München 2

Bavarlaring 4, Postfach 202403

Tel.: (089)539653-56 Telex: 524845 tipat cable address: Germaniapatent München

München, denl2. November 1974

Matsushita Electric Industrial Company, Limited

Osaka, Japan

Sekisui Kaqaku Kogyo Kabushiki Kaisha

Osaka, Japan

Lautsprecher.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lautsprecher mit einer Membran und einem ringförmigen Trichterrand.

Lautsprecher besitzen gewöhnlich Ringstreifen, üblicherweise bezeichnet als Trichterränder, die an den Süßeren Umfangsrändern der als kegelstumpfförmiger Trichter ausgebildeten Vibrationsmembranen sitzen, um auf diese Weise radiales Verziehen der Vibrationsmembranen zu verhindern, die durch die Vibrationsmembranen erreichbaren Minimalfrequenzen besser zu kalibrieren und das Ausbreiten des beim Einsatz er-

IV/l

Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070

983 A/0322

Dresdnor Bank (München) Kto. 3939844

bad orig,nal

Postscheck (München) Kto. 67043-8C4

zeugten Schalls zu dämpfen. Die Trichterränder werden gewöhnlich aus Flachmaterial aus Pappe oder aus mit Kunststoff beschichtetem Textilmaterial hergestellt und haben den Nachteil» daß infolge der aufgespaltenen Resonanz störende Töne erzeugt werden, wobei ferner die Schwierigkeit besteht, das Material genau in die erwünschte Gestalt zu bringen. Zur Beseitigung dieser Nachteile sind Trichterränder aus geschäumtem Polyurethan vorgeschlagen worden. Die geschäumten Polyurethane haben offenzelligen Aufbau mit untereinander verbundenen Zellen, wie es bekannt ist, so daß durch die Flächen der Trichterränder aus diesem spezifischen Material Luft hindurchtreten kann. Dies führt zum Abfall im akustischen Druck insbesondere bei Vibrationen in den Kolbenbereichen. Haben die die Trichterränder bildenden geschäumten Polyurethane erhöhte Dichte von beispielsweise 0,1 g/cm bis 0,2 g/cm , wie es für das Mindern der Luftdurchlässigkeit der Trichterränder praktiziert worden ist, ergibt sich erhöhtes Gewicht der Trichterrändern, wodurch die akustischen Drücke der Lautsprecher verschlechtert werden. Aus diesen Gründen und mit Rücksicht auf die noch unbefriedigende Formbarkeit von geschäumten Polyurethanen sind die Trichterränder aus diesem spezifischen Material für praktische Zwecke nicht voll brauchbar.

Es ist daher Ziel der Erfindung, die Nachteile zu beseitigen, die bisher bei Trichterrändern der bekannten Art auftraten.

509834/0322

BAD ORIGINAL

Die Erfindung schafft einen Lautsprecher mit einem verbesserten Trichterrand, der die Erzeugung von nachteiligen Tönen infolge aufgespaltener Resonanz ausschließt, wie sie zuvor bei Lautsprechern mit bekannten Trichterrändern aus Pappe oder mit Kunststoff beschichtetem Tuch auftraten. Dabei soll der Trichterrand ohne Schwierigkeit und genau in die gewünschte Gestalt gebracht werden können, und zwar mit einem gev/öhnlichen Formgebungsschritt während "der Herstellung. Dt erfindungsgemäße Trichterrand soll im wesentlichen undurchlässig für Luft von einer Stirnfläche zur anderen sein, so daß die Akustikdrücke des Lautsprechers während des Einsatzes auf den richtigen Pegel gehalten werden können. Es geht dabei der Erfindung um ein Verfahren für das Herstellen eines verbesserten Trichterrands für einen Lautsprecher.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Lautsprechers;

Fig. 2 ist eine perspektivische Teildarstellung des

Trichterrands des erfindungsgemäßen Lautsprechers;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht eines Lautsprechers mit dem Trichterrand gemäß Fig. 2; und

609834/0322 · ·

-A-

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung des Schalldrucks in Abhängigkeit von der Frequenz, wie er mit Lautsprechern erhalten wird, die bekannte Trichterränder bzw. Trichterränder gemäß der Erfindung benutzten.

Der in Fig. 1 dargestellte Aufbau eines Lautsprechers hat lediglich den Sinn eines Beispiels, d. h. die hier gezeigte Membran kann auch bei Lautsprechern anderen Aufbaus verwendet werden, sofern sie Membranen benutzen · Der Lautsprecher besitzt eine Hülle, die gewöhnlich die Form eines kegelstumpfförmigen Trichters hat, sowie ein Joch 12, das die Hülle an seinem Vorderende trägt und einen Magnet 14 aufnimmt. Eine Tonspule 16 umgibt ein Polstück 18, das wie gewöhnlich von dem Magnet 14 vorsteht. In die Hülle 10 ist eine Membran 20 mit kegelstumpfförmiger Gestalt eingesetzt, wobei das verjüngte Innenende dieser Membran mit der Tonspule 16 fluchtet. Die Membran 20 ist an ihrem äußeren Umfang an einem konzentrischen fluchtenden äußeren Umfangsende der Hülle 10 mit Hilfe eines Ringstreifens 22 befestigt, der gewöhnlich als der Trichterrand oder Kegelrand bezeichnet wird. Der Trichterrand 22 ist an seinem Innenumfang mit der Membran 20 verklebt oder in anderer Weise verbunden und an seinem Außenumfang mit Hilfe einer Ringmaske mit der Hülle 10 verbunden. Die Tonspule 16 ist über einen Zuführungsdraht 28 an eine Anschlußplatte 26 angeschlossen. Mit 30 ist ein Dämpfer und mit 32 eine Staubkappe bezeichnet.

509834/0322

Der Trichterrand dient dazu, radiale Verschiebungen oder Verwerfungen der Membran zu verhindern und eine Kalibrierung der minimalen Resonanzfrequenz zu gestatten und die Ausbreitung des erzeugten Schalls zu dämpfen. Die herkömmlichen Trichterränder oder Trichterkanten bestehen gewöhnlich aus geschäumtem Polyurethan zur Eleminierung der Nachteile der Trichterränder aus Pappe oder mit Kunststoff beschichtetem Textilmaterial. Geschäumte Polyurethane mit untereinander verbundenen Leerstellen haben eine luftdurchlässige Eigenschaft und verursachen dadurch einen Abfall im AkustlVdruck, irisbesondere bei Vibrationen oder Schwingungen im Kolbenbereich. Die nicht ausreichende Anpassbarkeit des Formgießens ist einer der Nachteile der Trichterränder aus geschäumtem Polyurethan. Die Erfindung liefert, somit ferner einen Trichterrand, der nicht die Nachteile der bekannten Trichterränder aufweist.

Der durch die Erfindung vorgeschlagene Trichterrand besteht aus geschäumtem Kunststoff mit geschlossenzelliger Struktur. Der geschäumte Kunststoff dieser Art kann ein Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeres oder eine Mischung aus Polyäthylen und einem Kthylen-Vinylacetat-Mischpolymeres sein. Wo das geschäumte Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeres verwendet wird, um den Trichterrand zu bilden, wird es bevorzugt, daß ein solches Mischpolymeres oder Copolymeres etv/a 65 bis Gew.-% A'thylen und etwa 35 bis 10 Gew.-% Vinylacetat enthält.

509834/0322

Sofern die geschäumte Mischung aus Äthylen-Vinylacetat-Mischpolypieres benutzt v/ird, kann die Mischung vorteilhaft mehr als 50 Gevi.-% Äthylen-Vinylacetat-Mischpolyneres mit einem Gehalt von 65 bis 90 Gew.-% Äthylen und 35 bis 10 Gew.-# Vinylacetat und weniger als 50 Gew.-/5 Polyäthylen enthalten.

Zur Bereitung den geschäumten Kunststoffs mit geschlossenzelliger .Struktur kann den Athylen-Vinylacetat-Mischpolyineres oder der Mischung aur, einem solchen Mischpolymeres und Polyäthylen ein blähmittel der zersetzenden Art, z.B. Azodicarbonamid beigegeben werden und dann das Gemisch auf eine vorbestimnte Temperatur zur Eildung von unzähligen geschlossenen Zellen erwärmt werden; auch ist es möglich, ein Blähmittel der flüchtigen Art wie z. E. Dichlordifluormethan dem geschmolzenen /ithylen-Vinylacetat-Mischpolymeres oder der geschmolzenen Mischung aus dem Mischpolymeres und Polyäthylen unter Druck zugegeben werden, v/obei dann das Gemisch atmosphärischem Druck ausgesetzt wird, damit sich der Schaum bilden kann.

Damit der in dieser Weise hergestellte geschäumte Kunststoff mit vollständig geschlossenen, in der Abmessung gleichmäßigen und gleichmäßig verteilten, ausreichend kleinen Zellen gebildet wird und damit der sich ergebende geschäumte

BAD ORIGINAL

B09834/0322

Kunststoff befriedigenden Wärmewiederstand besitzt und an Formgebungs- und Bearbeitungsverfahren anpaßbar Ist, wird das Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeres oder die Mischung aus dem Mischpolymeres und Polyäthylen vorzugsweise mit quervernetzenden Bindemitteln versetzt, indem man ein geeignetes organisches Peroxyd wie z. B. Dicumolperoxyd hinzugibt oder indem man eine Bestrahlung mit Elektronenstrahlen oder eine ionisierende Bestrahlung vornimmt, bevor das Mischpolymeres oder die Mischung aus dem idschpolymeres und Polyäthylen dem Schäumungspro? ss unterworfen wird.

Der geschäumte Kunststoff aus dem Äthylen-Vinylaceta. Mischpolyneres ist insbesondere vorteilhaft' für die Erzielung ausreichender Flexibilität, die der Trichterrand haben muß, wobei jedoch gleichzeitig der geschäumte Kunststoff übermäßig weich sein kann, wobei die Wärinewiderstandsfühigkeit abnimmt, wo solche geschäumten Kunststoffe praktisch angewendet werden. Diese Probleme werden vollständig gelöst, wenn die Mischung aus Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeres und Polyäthylen als das Material für den' Trichterrand erfindungsgemäß verwendet wird. Es soll daher hervorgehoben werden, daß die Mischung aus Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeres und Polyäthylen für die praktische Anwendung besser ist als das Mischpolymeres allein.

Die Fig. 2 zeigt ein Beispiel für den Trichterrand oder die Trichterkante 22, die in der vorbeschriebenen V/eise hergestellt v/orden ist. Dieser Trichterrand 22 hat einen ring-

509834/0322

BAD ORIGINAL

y ν ι

förinigen erhöhten Zentralabschnitt 2?a, so daß er mit befriedigender Qualität ochwingbewegungen Übertragen kann. Der Trichterrand 22 mit der; ringförmigen.'erhöhten Abschnitt 22a v/ird an seinem Innenun.fang an die äußere Umfan^skante der Vibrationsmembran 20 und an seinem äußeren Umfang an der äußeren .Unifangskante der Hülle 10 angebracht, und zwar mit Hilfe der Maske 2¹J, wie es in Fig. 3 angedeutet ist.

Es wurden Versuche rr.it zwei Trichterrändern durchgeführt, die erfindungsgemäß in zwei unterschiedlichen V/eisen hergestellt wurden, wobei die Akustikdruck-Frequenz-Kennwerte dieser Trichterränder ermittelt wurden. Kin Trichterrand wurde aus einem A'thylen-Vinylace'tat-Mischpolyneres mit einem Gehalt an 20 Gew.-* Vinylacetat hergestellt und um das 15-fache geschäumt. Der sich ergebende Trichterrand hatte eine Dicke von 1,5 mm und einen Innendurchmesser von 25 cm. Die Akustikdrück-Frequenz-Kennwerte des Lautsprechers, der diesen Trichterrand verwendete, sind in Fig. 4 durch die Kurve E- wiedergegeben. Der andere Trichterrand wurde aus einer Mischung aus 75 Gew.-% Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeres mit einem Gehalt von 25 Gew.-Ϊ Vinylacetat und 25 Gew.-" niedrigdichtem Polyäthylen hergestellt. Die Mischung wurde um das 15-fache geschäumt, wobei der sich ergebende Trichterrand aus geschäumtem Kunststoff mit geGchlossenzelliger Struktur eine Dicke von 1,5mm und einen Innendurchmesser von 25 mni hatte. Die η it einem diesen Trichterrand verwendenden Lautsprecher erzielten Akustikdruck-Frequenz-Kennwerte sind in der Fig. 4 durch die Kurve F wiedergegeben.

Beide bei den Versuchen verwendeten Trichterränder erhielten

509834/0322 .

BAD ORIGINAL

die Gestalt gemäß Fig. 2, und zwar durch Erhitzen und Pressen von geschäumtem Kunststoff, der in Forir von Flachmaterial vorlag. Die Kurve G in Fig. .4 zeigt die Akustikdruck-Frequenz-Kennwerte, wie sie mit dem Lautsprecher erhalten wurden, der einen bekannten Trichterrand verwendete, welcher a.us geschäumtem Polyurethan mit offenzelliger Struktur gebildet und um das 15-fache geschäumt wurde, wobei dieser Trichterrand im Endzustand eine Dicke von 1,5 mm und einen Innendurchmesser von 25 crn besaß. Der Vergleich zxvischen den Kennwerten E und F der Trichterränder nach der Erfindung und der Kurve G für den Trichterrand nach dem Stand der Technik macht deutlich, daß die Akustikdruckpegel, wie sie mit den mit Trichterrändern gemäß der Erfindung ausgerüsteten Lautsprechern erzielt wurden, um 2 Dezibel im Mittel höher sind als die V.'erte, wie sie mit dem Lautsprecher erhalten wurden, der den bekannten Trichterrand benutzt, und.zwar in dem Kolbenbereich von etwa 50 bis 1000 Hz.

Man sieht aus der Vorbeschreibung, daß der erfindungsgemäß vorgeschlagene Trichterrand in äußerst einfacher V/eise hergestellt werden kann und darüberhinaus in einer ausserordentlich verkürzten Verfahrensstufe, wobei ausgezeichnete akustische Leistungen erhalten werden. Es ist hervorzuheben, daß der geschäumte Kunststoff, der aus dem Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeres oder der Mischung aus dem Mischpolymeres und Polyäthylen hergestellt worden ist, in etwa 6 bis 7 Sekunden in die endgültige Gestalt gepreßt werden kann, während man filr die Bildung des Trichterrands aus geschäumtem Polyurethan hierfür

509834/0322

BAD ORIGINAL

- Io -

etwa 60 Sekunden benötigt. Da darüberhinaus der den Trichterrand nach der Erfindung bildende geschäumte Kunststoff geschlossenzelligen Aufbau hat, v/erden dip akustischen Kennwerte erheblich gegenüber denjenigen verbessert, wie sie mit dem herkömmlichen Trichterrand erhalten werden, der aus dem geschäumten Kunststoff mit offenzelligem Aufbau, z. B. aus Polyurethan, hergestellt worden ist. Vyο der Trichterrand , aus geschäumtem Kunststoff mit offenzelliger Struktur in dem Lautsprecher verwendet wird, kann der durch die Vibrationsmembran entwickelte Akustikdruck außer Phase mit den Vibrationen geraten, die durch die elektrischen Elemente erzeugt werden, und zwar infolge des Durchtritts von Luft durch die Stirnflächen des Trichterrands, so daß sich eine Verminderung der Pegel der Akustikdrücke des Lautsprechern ergibt. Ein solcher Abfall der Akustikdruckpegel kann vermieden werden, wo ein erfindungsgemäßer Trichterrand bei einem Lautsprecher verwendet· wird, da der Trichterrand luftundurchlässig ist.

Der Trichterrand aus geschäumtem Polyurethan zeigt erhebliche hygroskopische Eigenschaften und absorbiert Feuchtigkeit aus der atmosphärischen Luft, wenn er längere Zeit benutzt wird. Dies erhöht das Gewicht des Trichterrands während der Benutzung, woraus sich eine Verschlechterung des Lautsprechers in der Steuerung der Trägheit ergibt, 30 daß sich die Dampfleistung des Lautsprechers und dementsprechend die akustischen Kennwerte verschlechtern. Im Gegensatz zu dem bekannten Trichterrand dieses Aufbaus hat der erfindungsgemäß vorgeschlagene Trichterrand äußerst geringe hygroskopische Tendenz, z. D. von etwa 0,13 %, wenn das Kunststoffmaterial um das

509834/0322 _BAD original

- li -

15-fache geschäumt worden ist, so daß die akustischen Kennwerte unverändert bleiben, selbst wenn der Lautsprecher mit diesem Trichterrand dort verwendet wird, v/o hohe Luftfeuchtigkeit vorherrscht, so daß der Lautsprecher für lange Zeiträume befriedigend bleibt» ^:

BAD ORIGINAL

509834/0322

Claims

^atentansnrüche

U Lautsprecher mit einer Membran und einem ringförmigen Trichterrand, dadurch nekennzeichnet, daß der Trichterrand (22) aus einem geschäumten Kunststoff mit geschlossenzelligem Aufbau gebildet ist.
2. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geschäumte Kunststoff ein geschäumtes Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeres ist.
3. Lautsprecher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das A'thylen-Vi.nylacetat-Mischpolymeres 65 bis 90 Gew.-% Äthylen und 35 bis 10 Gew.-% Vinylacetat enthält.
4. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geschäumte Kunststoff eine geschäumte Mischung aus einem A'thylen-Vinylacetat und Polyäthylen ist.
5. Lautsprecher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus A'thylen-Vinylacetat und Polyäthylen mehr als 50 Gew.-% Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeres und weniger als 50 Gew.-% Polyäthylen enthält.
6. Lautsprecher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das A'thylen-Vinylacetat 65 bis 90 Gew.-% Äthylen und 35 bis 10 Gew.-% Polyäthylen enthält.

509834/0322 bad original

2764881
7. Lautsprecher nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichterrand (22) einen ringförmigen erhabenen Zentralabschnitt (22a) aufweist.
8. Verfahren zur Herstellung eines Trichterrandes für einen Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man ein wenigstens teilweise ein Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeres enthaltendes Material mit einem Blähmittel der zersetzenden Art vermischt, die Mischung aus diesem Material und dem Blähmittel zur Bildung eines geschäumten Kunststoffs mit geschlossenzell·'ger Struktur erwärmt und den geschäumten Kunststoff in eine allgemein ringförmige Gestalt bringt.
9.-Verfahren zur Herstellung eines Trichterrands für einen Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man ein flüchtiges Blähmittel einem geschmolzenen Material, das wenigstens teilweise ein Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeres enthält, unter Druck zugibt, die sich ergebende Mischung aus dem Blähmittel und dem Material atmosphärischem Druck zur Bildung eines geschäumten Kunststoffs mit geschlossenzelliger Struktur aussetzt und diesen geschäumten Kunststoff in eine allgemein ringförmige Gestalt bringt.

50983 A /0322
10. Verfahren zur Herstellunq eines Trichterrands für einen Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem Material, das wenigstens teilweise ein Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeres enthält, eine Quervernetzungsbindung herbeiführt, dem Material eine Blähmasse zugibt, um einen geschäumten Kunststoff mit geschlossenzelliger Struktur zu erhalten und daß man dann den geschäumten Kunststoff in eine allgemein rinqförmige Gestalt brinqt.
11. Verfahren nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß das Material einer Reaktion mit einem organischen Peroxyd zur Herstellung der Quervernetzungsbindung ausgesetzt wird.
12. Verfahren nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit einer ionisierenden Strahlung für die Bildung der Quervernetzungsbindung bestrahlt wird.

509834/0322

Leerseite