DE2332722A1 - Membran fuer elektroakustische wandler und verfahren sowie vorrichtung zu deren herstellung - Google Patents

Description

Patentanwälte:
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Dr. Hans-A. -;-?.ur^?

27. Juni 1973 173.139 - Case IO

Jose Juan Bertagni Hernandaris 1027, Buenos Aires, Argentinien

Membran für elektroakustisch^ Wandler und Verfahren sowie Vorrichtung zu deren Herstellung

Die Erfindung betrifft eine Membran zur Verwendung in elektroakustischen Wandlern sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Membran und eine Vorrichtung zum Abtrennen einer Materialschicht von der Membran. Im besonderen wird die Erfindung hauptsächlich in Verbindung mit sogenannten Flachlautsprechern verwendet, die eine ausgezeichnete hochwertige Tonwidergabe ergeben, obwohl sie in gleicher 'Weise in Verbindung mit der Herstellung von Mikrofonen verwendet werden kann.

In der nachfolgenden Beschreibung wird in erster Linie auf die Membran eines Lautsprechers Bezug genommen, obwohl die Erfindung in gleicher Weise auf Mikrofone anwend-

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bar ist.

In der Schwingungswandlertechnik für elektrodynamische Lautsprecher oder Mikrofone ist es bekannt, daß entweder die Spule die Membran (im Falle eines Lautsprechers)

in Schwingungen versetzen muß oder daß die Membran die Schwingungen aufnehmen und sie auf die Spule (im Falle eines Mikrofons) übertragen muß. In beiden Fällen ist die Membran durch ihre Kante oder ihren Randteil elastisch gelagert und muß sie in einer Ebene schwingen, die zur Achse der Spule im wesentlichen senkrecht ist. Mit anderen Worten, die Spule (die nachfolgend als "Schwingspule" bezeichnet wird) treibt die Membran oder wird von dieser in einer kolbenartigen Weise getrieben. Vor und hinter der Membran ist daher eine Luftmasse erforderlich, die von dieser bewegt wird.

Kürzlich wurden Versuche unternommen, die konische Membran, bei welcher diese aus Papiermasse od. dgl. geformt ist, durch eine flache Membran zu ersetzen, die aus einem Schaumstoff, beispielsweise Polystyrol, hergestellt ist, bei welcher die Schwingspule in einer Öffnung in der Membran oder in einer Eintiefung in dieser angeordnet ist, wobei die Membran als solche kolbenartig vor- und zurückschwingt, wie dies bei den vorerwähnten konischen Membranen bekannt ist. Ferner wurden Versuche gemacht, eine flache Membran mit einem mittigen trichterförmigen Teil zu versehen, der ein Loch aufweist, in welchem die Schwingspule befestigt ist. Obwohl alle diese Flachlautsprecher-Ausführungsformen nach dem gleichen Prinzip wie die vorerwähnten konischen Lautsprecher¹ arbeiten, haben die Gehäuse für diese Flachlautsprecher eine geringere Tiefe.

Eine erfindungsgemässe Membran zur Verwendung in elektrc—

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akustischen Wandlern besitzt ein festes, steifes, plattenförmiges Kunststoffelement, das durch eine kontinuierliche Zellenstruktur gebildet wird und eine heiß abgetrennte und gesiegelte Vorderseite, eine Rückseite und Seitenflächen aufweist welche die Vorderseite und die Rückseite miteinander verbinden, wobei die die Vorderseite begrenzenden Zellen unter einer höheren Spannung stehen als die nachfolgenden Zellen, welche die Membran von deren Vorderseite zu ihrer Rückseite bilden, welche Spannungen von der Vorderseite zur Rückseite fortschreitend abnehmen und die die Vorderseite bildende Fläche gehärtet ist..

Die Erfindung ist ferner auf ein Verfahren zur Herstellung einer Membran zur Verwendung in elektroakustischen Wandlern gerichtet, die aus einem zellenartigen, festen, steifen plattenförmigen Element besteht, das eine Vorderseite, eine Rückseite und Seitenflächen aufweist, welche die Vorderseite und die Rückseite miteinander verbinden, wobei sich das erfxndungsgemässe Verfahren dadurch unterscheidet, daß ein körniges Ausgangsmaterial zur Bildung eines körnigen, expandiert-gebundenen,zellenförmigen, festen, heiß abtrennbaren plattenförmigen Kunststoffelement geformt wird, das eine vorläufige flache Vorderseite, die erwähnte Rückseite und die erwähnten Seitenflächen, welche die vorläufige flache Vorderseite mit der Rückseite verbindet, welches plattenförmige Element einen randseitigen Schwingungsdämpfungsabschnitt aufweist, welcher einen Figurenabschnitt auf der Rückseite umgibt, wobei der Figurenabschnitt Zonen von geringerer Dicke als der randseitige Schwingungsdämpfungsabschnitt besitzt, eine Schicht mit der erwähnten vorläufigen flachen Vorderseite mittels eines erhitzten, im wesentlichen fadenförmigen Elements in der Weise abtrennt, daß das erhitzte, im wesentlichen fadenförmge Element durch das plattenförmige Element relativ bewegt wird

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und dabei die abgetrennten, die neue Vorderseite bildenden Körnchen gesiegelt und zusammengezogen werden, wodurch das entstehende plattenförmige Element mit einer konkaven, im wesentlichen zusammenhängend gesiegelten Vorderseite gekrümmt wird, die gehärtet ist.

Ausserdem ist die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Abtrennen eines zellenartigen, festen, steifen plattenförmigen Kunststoffelement zur Verwendung als Membran gerichtet, die eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist, welche Vorrichtung eine Führung, ein erhitztes im wesentlichen fadenförmiges Element, das sich quer zur Führung erstreckt, und eine Einrichtung besitzt, durch welche das im wesentlichen fadenförmige Element unter Zugspannung gehalten wird.

Im besonderen ist das fadenförmige Element ein elektrisch leitender Draht, dessen Höhe mit Bezug auf die Führung verstellbar ist, wobei mindestens eine Anpreßeinrichtung oberstromseitig des elektrisch leitenden Drahtes oberhalb der Führung angeordnet ist und dazu dient, auf das plattenförmige Element so einzuwirken, daß es längs der Führung zur Abtrennung einer Schicht von diesem bewegt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und zwar zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht, welche eine besondere Ausfuhrungsform einer erfindungsgemässen Membran zeigt;

Fig. 2 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 1;

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Fig. 3 eine Membran, welche die Kornanordnung eines expandiert-gebundenen zellenartigen, festen, steifen, plattenförmigen Kunststoffelements zeigt;

Fig. t eine Ansicht, welche das Verhalten der Zellen zeigt, wenn von dem plattenförmigen Element der Fig. 1 eine obere Schicht durch ein kaltes Schneidwerkzeug, beispielsweise ein Messer oder durch eine Säge weggeschnitten wird. Diese Ausfuhrungsform bildet keinen Teil der Erfindung.

Fig. 5, 6 und 7 erläuternde Darstellungen, welche das Verhalten einer Zelle zeigt, die durch ein erhitztes fadenförmiges Element geschnitten wird;

Fig. 8 eine Ansicht eines heiß abgetrennten konkav geformten plattenförmigen Elements;

Fig. 9 eine Schnittansicht einer konkav geformten Membran;

Fig.10 eine Schnittansicht der gleichen Membran wie in Fig. 9, die jedoch zusätzlichen Stufen des Herstellungsverfahrens gemäß einer weiter entwickelten Ausführungsform der Erfindung unterzogen worden ist;

Fig.11 eine Einzelheit in Schnittansicht einer zu der in Fig. 11 gezeigten alternativen Ausführungsform;

Fig.13 in schematischer und schaubildlicher Darstellung eine Vorrichtung zum Abtrennen eines plattenförmigen Kunststoffelements zur Herstellung der erfindungsgemässen Membran;

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Fig. 14 eine Ansicht, welche eine andere Ausfuhrungsform hinsichtlich der Walze für die Vorrichtung zum Abtrennen eines plattenförmigen Kunststoffelements

zur Herstellung der erfindungsgemässen Membran zeigt.

In Fig. 1 und 2 ist ein plattenförmiges Element 71 dargestellt, das eine Membran ist, welche, wie nachfolgend näher erläutert wird, eine heiß abgetrennte und volle Vorderseite 72, die gehärtet ist, und eine Rückseite besitzt, welche einen randseitigen Schwingungsdämpfungsabschnitt 73 und einen mittigen Figurenabschnitt 74 aufweist, der annähernd die Form der Ohrmuschel des menschlichen Ohres hat. Innerhalb der Mittelzone des Figurenabsc hnitts 74, jedoch ausserhalb der geometrischen Mitte desselben befindet sich eine Eintiefung 75, die ferner dem dicksten Teil des Figurenabschnitts 74 entspricht und in die zwei parallele Kanäle 76, 76' münden. Der Umfang des Figurenabschnitts 74 hat vorzugsweise eine geringere Dicke als der übrige Figurenabschnitt 74 und endet in einem endlosen Kanalabschnitt 77, dessen Bodenwand 77' so nahe wie möglich der Vorderseite 7 2 sein soll.

Wie nachfolgend näher erläutert wird, müssen besondere Hilfsmittel vorgesehen werden, um die in Fig. 2 gezeigte Anordnung zu erzielen. Der endlose Kanalabschnitt 77 verbindet den Umfang des Figurenabschnitts 74 mit einem Rand bzw. einer Seitenwand 78, die im randseitigen Schwingungsdämpfungsabschnitt 7 3 endet.

Eine elektromagnetische Einheit 7 9 für den Antrieb der Mem-

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bran, wenn das Ganze als Lautsprecher arbeitet, ist schematisch als Kapsel mit zwei elektrischen Leitern 80, 8Ό¹ dargestellt. Die Einheit 7 9 kann in die Eintiefung 75 eingesetzt werden, während die Leiter 80, 80' von den Kanälen 76, 76' zur Verbindung mit einer geeigneten elektronischen Schaltung (nicht gezeigt) aufgenommen werden können. Wenn die Anordnung als Lautsprecher verwendet wird, versetzt die Einheit 7 9 den Figurenabschnitt 74 in Schwingungen, wodurch Schall erzeugt wird, wobei die Schallerzeugungswellen an einer Bewegung in den randseitigenSchwingungsdämpfungsabschnitt 7 3 durch den endlosen Kanalabschnitt blockiert werden. Vorzugsweise ist der mittlere Abschnitt mit der Eintiefung 75 steifer als der übrige Figurenabschnitt 74, wodurch die Tonwidergabe in den Hochfrequenzbereichen verbessert wird.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemässen Membran wird dadurch hergestellt, daß ein körniges Ausgangsmaterial zur Bildung, wie in Fig. 3 gezeigt, eines körnigen expandiert-gebundenen zellenartigen, festen, steifen plattenförmigen Kunststoffelements zweckmässig aus Polystyrol oder Polyurethan geformt wird. Das plattenförmige Element 22 besteht aus expandierten Körnern 20, die, obwohl die in Fig. 3 im wesentlichen die pleiche Grosse aufweisen, in Wirklichkeit nicht so gleichmässig sind. Die Körner 20 sind miteinander verschweißt oder verschmolzen und bilden zwischen sich alveolare Zellen 21, welche während der Herstellung des plattenförmigen Elements 22 entstehende Feuchtigkeit enthalten. Die Körner sind etwas elastisch. Das plattenförmige Element 22 hat im wesentlichen die Form eines Parallelepipeds und weist eine Vorderseite 23, eine Rückseite 24 und Seitenflächen 25 auf. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann angenommen werden, daß zwischen der Vorderseite 23 und der Rückseite 24 eine Anzahl Schichten

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ausgebildet sind, welche zur Erleichterung der Erläuterung durch die in Fig. 3 gezeigten Körnerreihen dargestellt sind.· Damit besteht die Vorderseite 2 3, welche eine vorläufige Vorderseite bildet, aus einer vorderseitigen Schicht 26, die Rückseite bildet einen Teil einer rückwärtigen Schicht 27 und dazwischen liegen eine Anzahl Zwischenschichten 28, 29, und 30. Es ist offensichtlich, daß jede Schicht aus mehr als einer Reihe von Körnern bestehen kann und daß die Körner nicht so vollkommen in einer Reihe angeordnet sind, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Infolge des Umstandes, daß die Körner 20 etwas elastisch sind und daß zwischen den Körnern alveolare Zellen 21 liegen, ergibt das plattenförmige Element 22 eine innere Dämpfung, wenn beispielsweise eine Schlag- oder Schwingbewegung auf die Rückseite 24 ausgeübt wird, wie dies durch den Pfeil 31 angedeutet ist.

Um eine gute Tonwidergabe zu erzielen, ist es jedoch wünschenswert, diese Dämpfungswirkung, die zu Verzerrungen und verminderter Leistung führen kann, soweit wie möglich auszuschalten.

Für eine bessere Leistung ist es zu empfehlen, die Feuchtigkeit zumindest aus den Zellen zu entfernen, welche der Vorderseite zugekehrt sind, und die Art und V/eise, in welcher dies geschieht, wird nachfolgend beschrieben.

Es besteht jedoch noch ein weiterer Aspekt der Erfindung, der zuerst behandelt werden muß. Die Körnchen, d.h. das körnige Ausgangsmaterial, das in eine Preßform zum Formen des plattenförmigen Elements 71 gebracht werden muß, müssen eine bestimmte Mindestgrösse haben, die durch Wärme beim Preßformen des plattenförmigen Elements expandiert wird. Die Körnchenschicht, die in die Preßform gebracht werden

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muß, können jedoch nicht unter einer bestimmten Höhe sein, da sonst beim Formen der Rückseite 73, 74 des plattenförmigen Elements der Stempel in einem bestimmten Abstand vom Boden der Matrize bleiben muß, so daß in der Zone, die der Bodenwand 77' des endlosen Kanalabschnitts 77 entspricht, eine ausreichende Höhe aufrechterhalten wird, um sicherzustellen, daß das plattenförmige Element 71 eine kontinuierliche ununterbrochene Vorderseite 81 hat. Für diesen Zweck muß zuerst ein plattenförmiges Element 71 geformt werden, das eine Höhe wie die in Fig.2 gezeigte zwischen der durch den randseitigen Schwingungsdämpfungsabschnitt 7 3 bestimmten Rückseite und der vorläufigen Vorderseite 81, die nur mit gestrichelten Linien angegeben ist, hat. Das erhaltene Produkt ist jedoch kein optimales Produkt, da der Abstand, der zwischen der Bodenwand 77' und der vorläufigen Vorderseite 81 besteht, zu groß ist, und Schwingungen, insbesondere solche, die den niedrigen Frequenzen entsprechen, das Bestreben haben würden, sich durch diesen Abschnitt unter Umgehung des endlosen Kanalabschnitts 77 fortzupflanzen und in den randseitigen Schwingungsdämpfungsabschnitt 7 3 einzutreten, was zu Verzerrungen und verringerter Leistung führt.

Es wurde zuerst daran gedacht, einfach eine Schicht mit der vorläufigen Vorderseite 81 und entsprechend dem Teil zwischen der Vorderseite 72 und der vorläufigen Vorderseite 81 scheibenförmig wegzuschneiden. Wenn dieses scheibenförmige Wegschneiden beispielsweise mit einem kalten Messender mit einer Säge ausgeführt wird, würde - zumindest theoretisch gesprochen - die Vorderseitenschicht 26 in zwei Hälften geschnitten werden, wobei die eine Hälfte, nämlich die vorderseitige Schicht 26', die in Fig. 4 gezeigte Form annehmen würde. Wenn man dieser Linie folgt,

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würden die alveolaren Zellen 21 der Vorderseite 23 eliminiert werden, vorausgesetzt, daß das Abtrennen durch diejenigen Teile ausgeführt werden kann, in welchen die expandierten Körnchen miteinander verschweißt sind. Dies würde die Leistung verbessern und die Verzerrungen mit einem kleinen Anteil herabsetzen, was weder ausreichend," noch optimal ist.

Wenn zusätzliche Feuchtigkeit, die in anderen Zellen 21 vorhanden ist, entfernt werden könnte, würde dies natürlich die Qualität des Endproduktes verbessern. Es wurde deshalb daran gedacht, daß das Abtrennen mit Hilfe eines erhitzten fadenförmigen Elements, bexspielswexse mit Hilfe eines erhitzten elektrischen Drahtes, vorgenommen werden sollte. Die Wärme würde dann auch einen zusätzlichen Anteil der in den darunter befindlichen Zellen 21 vorhandenen Feuchtigkeit entfernen.

Bei der Durchführung der Versuche wurden mehrere unvorhersehbare und sehr überraschende Ergebnisse erzielt, die nachfolgend in Verbindung mit Fig. 5-8 erläutert werden sollen.Zusätzlich zum Entfernen der Feuchtigkeit kommt die erhaltene Vorderseite automatisch unter eine höhere Spannung als die nachfolgenden Körnchen der Zwischenschichten 28, 29, 30 und der rückwärtigen Schicht 27. Durch das Auftreten dieser Spannungen erhält das entstehende plattenförmige Element eine konkave Form wie in Fig. 8 und auch in Fig. 9 gezeigt, welche die tatsächliche Form der Membran mit den in Verbindung mit Fig. 1 erwähnten Merkmalen der Rückseite darstellt. Ausserdem wird die die Vorderseite bildende Fläche gesiegelt und gehärtet.

Zur Erläuterung der Ergebnisse, welche durch die Versuche erzielt wurden, wird nachfolgend eine Theorie dargelegt, die aus den Ergebnissen der Versuche abgeleitet worden ist

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und von der angenommen wird, daß sie der Grund für das Erzielen eines solchen unvorhersehbaren Ergebnisses ist. Zur Darlegung dieser Theorie wird zuerst auf ein einziges expandiertes Körnchen 20' (Fig. 5) verwiesen, welches, bevor es dem Heißabtrennvorgang unterzogen wird, für die Zwecke der Erläuterung der Theorie als eine im wesentlichen vollkommene Kugel angenommen wird, wie durch die gestrichelte Linie 8 2 teilweise angegeben. Die Achsenlinie 8 3 gibt die Schnittebene an, durch welche sich der elektrisch beheizte Draht 8 4 bewegen soll.

Es ist zu berücksichtigen, daß das Körnchen 20', wenn es beispielsweise aus Polystyrol hergestellt ist, beim Schneiden unter Hitzeanwendung an der Schnittfläche faserartige Fäden ergibt, die infolge der Hitze schmelzen und dadurch eine neue Schicht an der heiß abgetrennten Fläche bilden. Sobald der erhitzte Draht 84 mit dem Körnchen 20' in Kontakt tritt, findet eine Zusammenziehung - wenn berücksichtigt wird, daß es sich um ein expandiertes Körnchen handelt des Körnchens in der Zone benachbart dem Draht 84 statt, was sich aus Fig. 5 durch Vergleichen der voll ausgezogenen Linie mit der gestrichelten Linie 8 2 ergibt. Dieser Bewegung wird ein gewisser Widerstand entgegengesetzt, besonders durch den unteren Teil das Körnchens infolge des Umstandes, daß, wie in Erinnerung gebracht wird, der untere Teil der vorderseitigen Schicht 26 - siehe auch 26' von Fig. 4 mit der nächsten Zwischenschicht 28 verbunden ist, die ebenfalls der Wärmewirkung ausgesetzt werden, so daß die in den benachbarten Zellen 21 vorhandene Feuchtigkeit gleichzeitig im wesentlichen entfernt wird.

Wenn der Draht 84 seine Bewegung fortsetzt, wie in Fig.6 gezeigt, fallen diejenigen Fasern, die sich benachbart der Schnittzone durch die gleiche Wärme bilden können,

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auf den weggeschnittenen Teil, wodurch die Dicke dieser Schicht erhöht und diese gehärtet wird« Dies ist durch eine dickere Linie 85 dargestellt, die der Einfachheit halber auch am oberen Teil gezeigt ist, obwohl in der Praxis der obere Teil ohne Bedeutung ist; da der abgeschnittene Teil, der dem Abschnitt entspricht, welcher in Fig. 2 von der gestrichelten Linie umgeben ist, weggeworfen wird.

Die Vorwärtsbewegung des erhitzten Drahtes 84 ergibt eine zusätzliche Zugspannung in der Bewegungsrichtung des Drahtes 84 längs des Körnchens 20', so daß das "Ende" sich von der gestrichelten Linie 8 2 weiter wegbewegt. Dieser Vorgang nimmt seinen Fortgang, bis, wie Fig. 7 zeigt, der erhitzte Draht 84 durch das Körnchen 20' hindurchgetreten ist und das Letztere in zwei Hälften 20a, 20b unterteilt hat. Die untere Hälfte 20a weist eine konkav geformte abgetrennte Fläche 8 6 auf, die durch die Spannungen erzeugt wird, und das Gleiche gilt für die obere Hälfte 20b, obwohl die letztere, da sie nicht mit den zusätzlichen Zwischenschichten verbunden ist, die Neigung hat, infolge des Erinnerungsvermögens des Materials zu ihrer ursprünglichen Form zurückzukehren. Die untere Hälfte 20a verbleibt mit einer höheren Spannung, da infolge der Wärmewirkung die unmittelbar benachbarten Körnchen ebenfalls ihre Form geändert haben. Diese Spannung, wie nachfolgend in Verbindung mit Fig. 8 näher beschrieben wird, verändert auch die Form der unmittelbar benachbartenSchichten 28, 29, 30 der Körnchen. Wenn der vorangehend beschriebene Vorgang durch, eine Kette von verschweißten benachbarten Körnchen wiederholt wird, entsteht die Neigung zur Schrumpfung, wodurch das flache und ebene plattenförmige Element 2 2 in ein konkav geformtes plattenförmiges Element 87 unigewandelt wird, wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Die abgetrennte vordere

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Schicht 26" ist diejenige Schicht, die am stärksten schrumpft, während die rückwärtige Schicht 27 im wesentlichen keiner Umwandlung unterzogen wird. Das plattenförmige Element verhält sich daher wie ein belasteter Träger, der auf in Abstand voneinander befindlichen Stützen 'aufruht, zumindest bis zur neutralen Linie desselben. Auf diese Weise haben die aufeinanderfolgenden Schichten 28, 29, 30 und 27, welche die aufeinanderfolgenden Zellenreihen bilden, automatisch von der Vorderseite 72' zur Rückseite 74' fortschreitend abnehmende Spannungen. Durch dieses Verfahren wird ferner automatisch die Vorderseite 72' gesiegelt. Es ist daher keine zusätzliche Siegelungsstufe erforderlich, zumindest soweit es die Vorderseite 72' betrifft. Als Ergebnis des Verfahrens ist daher die Fläche, welche die Vorderseite 72' bildet, eine gehärtete hautartige Oberfläche, die mit dem plattenförmigen Element 2 2 fest zusammenhängt und die Vorderseite siegelt.

Während Fig. 8 lediglich das Verhalten der Körnchen der verschiedenen Reihen zeigt, um die fortschreitend abnehmende Spannung darzustellen, ist es leicht verständlich, daß in der Praxis die erhaltene Membran 88 die in Fig. 9 gezeigte Form hat, bei welcher der Bodenwandabschnitt 77' den geringstmöglichen Abstand zur Vorderseite 72' hat. Unter "geringstmöglicher Abstand" ist zu verstehen, daß eine Dicke vorgesehen ist, welche es dem Figurenabschnitt 74 erlaubt, zu schwingen, ohne daß ein Bruch in dem Abschnitt benachbart dem Bodenwandabschnitt 77' auftritt. Diese Grosse läßt sich nicht durch direktes Preßformen erzielen, sondern nur durch Abtrennen der äussersten Schicht in der vorangehend beschriebenen Weise.

Mit der Membran 8 8 nach Fig. 9, an der die elektromagneti-

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sehe Einheit 7 9 (Fig. 1) angebracht war, wurden Versuche durchgeführt, deren Ergebnisse als "ziemlich gut" bezeichnet werden können. Der Umstand, daß die Vorderseite 72' gehärtet wird, ist ein zusätzliches Merkmal, das die Spannungen erhöht, wenn berücksichtigt wird, daß die Qualität der Tonwidergabe besser wird, wenn die Spannungen in der Vorderseite zunehmen, so daß die Vorderseite wie ein gespanntes Fell einer Trommel wirkt.

Für diesen Zweck wird, wie in Fig. 10 gezeigt, die Vorderseite mit einem folienartigen Element 3 2 bedeckt, dessen Randteile 33 über die Vorderseite 72' hinausragen.

Das folienartige Element 32 kann beispielsweise aus Papier oder aus.einem Gewebe bestehen und diejenige Fläche desselben, die der an der Vorderseite 72' haftenden entgegengesetzt ist, kann mit einer geeigneten Musterung versehen werden.

Es ist nun möglich, die Körner 20 einer zweiten Spannung zu unterziehen, die parallel zu den durch die Schichten gebildeten Ebenen verläuft. Zu diesem Zweck wird das gekrümmte plattenförmige Element nach Fig. 10 mit dem an diesem haftenden folienartigen Element 32 in eine im wesentlichen ebene Lage gebracht, wie in Fig. 11 gezeigt. Da die Körner nunmehr in Ebenen parallel zu ihrer Schicht unter Spannung gesetzt werden, werden sie etwas weiter abgeflacht, so daß die Gesamtdicke des plattenförmigen Elements 22 weiter herabgesetzt wird. Gleichzeitig wird das folienartige Element 3 2 ebenfalls in seiner eigenen Ebene gespannt und um das folienartige Element in diesem gespannten Zustand zu verankern, werden die Randabschnitte 3 3 nunmehr mindestens mit den Seitenflächen

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verbunden. Falls die Länge der Randabschnitte 33 etwas grosser ist, können sie über die Randabschnitte der Rückseite 24 geschlagen werden, ohne das Endergebnis zu beeinträchtigen.

Auf diese Weise wird eine flache Membran mit vorgespannten Schichten erhalten, in welcher die Spannungen sich ausgehend von der Vorderseite zur Rückseite von Schicht zu Schicht allmählich verringern. Die Membran wird durch Befestigung an einem Rahmen 8 9 flachgehalten.

Die doppelt gespannte Membran 71, wie sie in Fig. 1 und 11 gezeigt ist, liefert daher ein noch besseres Ergebnis in der Tonwidergabe. Der übersichtlicheren Darstellung halber ist in Fig. 1 der Rahmen 89 nicht gezeigt.

Die Ausführungsform nach Fig. 12 weicht von der Ausführungsform nach Fig. 11 insofern ab, als die doppeltgespannte Membran 71' durch einen Rahmen 89' in einen im wesentlichen ebenen Zustand gebracht worden ist, ohne daß an der Membran das folienartige Element haftend angebracht worden ist. Wenn gewünscht, wird ein vorzugsweise vorgespanntes folienartiges Element 32' auf dem Rahmen 89' oberhalb und vorzugsweise im Abstand von der Vorderseite 72' gespannt. Dieses folienartige Element 32 soll für dekorative Zwecke dienen, obwohl, wenn der Abstand zwischen dem folienartigen Element 32' und der Vorderseite 72' auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird, diese in ein Zusammenwirkungsverhältnis treten, wenn die Schwingungen an der Vorderseite 72' beträchtlich sind, so daß diese das folienartige Element 32' berührt.

In Fig. 13 ist eine Vorrichtung gezeigt, die zum Abtrennen des plattenförmigen Elements nach dem vorangehend beschriebenen

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Verfahren verwendet werden kann. Die Vorrichtung besitzt ein U-förmiges Gehäuse 90, das eine Bahn 91 begrenzt, auf der eine Fördererplattform 92 mittels einer schematisch dargestellten Antriebsanordnung 93 vor und zurück bewegt werden kann. Diese Antriebsanordnung 9 3 besteht aus einer Antriebsrolle 94 und einer getriebenen Rolle 95, über welche Rollen ein Seil 96 gelegt ist, das mit der Fördererplattform 92 verbunden ist, um die letztere in den durch den Doppelpfeil 9 7 angegebenen Richtungen zu bewegen. Oberhalb der Bahn 91 ist vorzugsweise eine Walze 98 höhenverstellbar in schematisch dargestellten Lagern 99 angeordnet. Unterstromseitig der Walze 98 ist ein beheiztes fadenförmiges Element bzw. ein elektrischer Draht 100 zwischen einem stationären höhenverstellbaren Pflock 101 und einer Rolle 102 angeordnet, über welche der Draht 100 gelegt ist, der an seinem freien Ende ein Gewicht 103 trägt, Der Draht 100 steht daher immer unter einer geeigneten Zugspannung. Die Rolle 102 sowie der Pflock 101 sind über Drähte 104 und 105 mit einer Stromquelle 106 verbunden. Die Rolle 102 ist durch das Gehäuse 90 ebenfalls höhenverstellbar gelagert, was nur schematisch durch den Doppelpfeil 107 angegeben ist. Benachbart dem Pflock 101 und der Rolle 102 sind Kühlluftdüsen 108 und 109 angeordnet.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt: Die Plattform 9 2 wird oberstromseitig über die Walze 98 hinaus bewegt und ein plattenförmiges Elemert wird auf der Plattform 9 2 angeordnet, die nun unter der Walze 98 unterstromseitig bewegt wird, die einen leichten Druck auf die Vorderseite 2 3 ausübt, wobei der elektrisch beheizte Draht 100 angreift und die oberste Schicht abtrennt, so daß die Vorderseite 72' erhalten wird, und gleichzeitig die entstehende Membran eine konkave Form einnimmt, so daß das inFig. 9 gezeigte Produkt erhalten wird. Die Membran 8 8

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wird sodann von der Plattform 92 abgenommen und weiteren Behandlungen unterzogen, wie in Verbindung mit Fig. 10 und 11 vorangehend dargelegt. Die Plattform wird sodann zur Aufnahme einer neuen Last oberstromseitig bewegt. Es ist offensichtlich, daß, wenn zwei Walzen 98 auf jeder Seite des elektrischen Drahtes 100 vorgesehen werden, während jedes Hubes ein Arbeitsvorgang ausgeführt werden kann, vorausgesetzt, daß die andere Walze zurückgezogen wird, so daß sie unwirksam ist.

Die Vorrichtung mit der Plattform 92 ist nur beispielsweise dargestellt. Sie kann durch Walzen ersetzt werden, wie in Fig. 14 gezeigt. Im besonderen bewegen die unteren Walzen 110, 111 das plattenförmige Element 2 2 in der durch den Pfeil 112 angegebenen Richtung und die Anordnung der Walzen 110 und 111 mit Bezug auf den Leitungsdraht 100^f und die obere Walze 98^f kann derart sein, daß ein Zusammenwirken in dem Bestreben zur Bildung der Konkavform dadurch erzielt wird, daß die Walze 111 in einer etwas höheren Ebene als die Walze 110 angeordnet wird, wie durch die beiden strichpunktierten Linien 113, 114 angegeben.

Natürlich kann auch eine Vorrichtung vorgesehen werden, bei welcher der beheizte Draht sich mit Bezug auf das abzutrennende plattenförmige Element bewegt. Mit anderen Worten, es muß eine relative Bewegung zwischen dem Draht und dem plattenförmigen Element vorgesehen werden. Bei den vorangehend beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen befindet sich die elektromagnetische Einheit 79 in einer Eintiefung 75, die in dem rückseitigen Abschnitt vorgesehen ist. Es spricht jedoch nichts gegen die Möglichkeit, die elektromagnetische Einheit 79 mit der gehärteten Vorderseite 72^f zu verbinden.

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Es ist ferner möglich, den randseitigen Schwingungsdämpfungsabschnitt 7 3 mit einer Härtungsschicht, beispielsweise mit einer Vinylharzechicht, zu versehen, und mit dieser eine zweite elektromagnetische Einheit (nicht gezeigt) zu verbinden, die besonders für den Hochfrequenzbereich dient, um eine ausgeprägtere Tonwidergabe für grössere Tonhöhen zu erzielen. Daher läßt sich allgemein ausgedrückt sagen, daß die Membran eine unter Spannung stehende Schicht zur Erhöhung der Qualität der Tonwidergabe haben soll.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren.

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Claims (1)

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Patentansprüche

Membran zur Verwendung für elektroakustische Wandler, gekennzeichnet durch ein festes, steifes plattenförmiges Kunststoffelement (22, 71), das durch eine kontinuierliche Zellenstruktur gebildet wird, und eine gesiegelte Vorderseite (72, 72'), eine Rückseite (24)und Seitenflächen (25) aufweist, welche die Vorderseite und die Rückseite miteinander verbindet, wobei die die Vorderseite bildenden Zellen unter einer höheren Spannung als die nachfolgenden Zellen stehen, welche die Membran von der Vorderseite zur Rückseite bilden, welche Spannungen von der Vorderseite zur Rückseite fortschreitend abnehmen und die die Vorderseite bildende Oberfläche eine gehärtete hautartige Oberfläche ist, die mit dem plattenförmigen Element zusammenhängend ist und die Vorderseite siegelt, wobei die hautartige Oberfläche durch Heißabtrennung gebildet worden ist.

2. Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die gesiegelte Vorderseite (72') (Fig. 8 - 10) konkav geformt ist.

3. Membran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderseite im wesentlichen eben ist, die Membran eine im wesentlichen flache Membran ist und ein folienartiges Element (32) haftend an seiner Vorderseiti

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aufweist und ein Rahmen (8 9) für die Membran vorgesehen ist, die mit dem Rahmen verbunden ist.

4. Membran nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das folienartige Element C32) unter Zugspannung steht,

5. Membran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderseite im wesentlichen eben ist, die Membran (71¹,) (Fig. 12) eine im wesentlichen flache Membran ist und ein folienartiges Element (32') vor seiner Vorderseite (72') aufweist, und ein Rahmen (89') vorgesehen ist, welches folienartige Element von dem Rahmen getragen wird, die Membran mit dem Rahmen verbunden und unterhalb des folienartigen Elements im Rahmen angeordnet ist.

6. Membran nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Rückseite einen randseitigen Schwingungsdämpfungsabschnitt (7 3) bildet, der einen Figurenabschnitt (74) umgibt, welcher einen Mittelteil aufweist, der steifer als der übrige Figurenabschnitt ist und innerhalb einer Zone des Figurenabschnitts angeordnet ist, die sich ausserhalb der geometrischen Mitte desselben befindet, welcher steifere Teil eine Mitte (75) zur Aufnahme der Schwingungen bildet.

7. Membran nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen

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endlosen Kanalabschnitt (77) mit einer Bodenwand (77') benachbart der erwähnten Vorderseite (72), welcher Abschnitt den Umfang des Figurenabschnitts (74) mit dem r"andseitigen Schwingungs dämpf ungs abschnitt (7 3) verbindet.

Verfahren zur Herstellung einer Membran nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) ein körniges Ausgangsmaterial zur Bildung eines expandiert-gebundenen, zellenartigen, festen und heiß abtrennbaren plattenförmigen Kunststoffelement (71) geformt wird, das eine vorläufige flache Vorderseite (81), die erwähnte Rückseite sowie die erwähnten Seitenflächen, welche die vorläufige flache Vorderseite mit der Rückseite verbinden, aufweist, welches plattenförmige Element einen randseitigen Schwingungsdämpfungsabschnitt (7 3) besitzt, der einen Figurenabschnitt (74) auf der Rückseite im wesentlichen umgibt, welcher Figurenabschnitt Zoner. von geringerer Dicke als der randseitige Schwingungsdämpfungsabschnitt besitzt;

b) eine Schicht mit der erwähnten vorläufigen flachen Vorderseite mittels eines erhitzten, im wesentlichen fadenförmigen Elements (84) dadurch abtrennt, daß das erhitzte, im wesentlichen fadenförmige Element durch das plattenförmige Element relativ bewegt wird und dabei die abgetrennten Körner, welche die neue Vorderseite (72*) bilden, gesiegelt und verengt werden, so daß das erhaltene plattenförmige Element mit einer konkaven, im wesentlichen zusammenhängenden gesiegelten Vorderseite, die gehärtet ist, gekrümmt wird.

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9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit der konkaven Vorderseite (72') ein dünnes folienartiges Element (32) haftend verbunden wird und das gekrümmte plattenförmige Element (Fig. 10) in einen im wesentlichen ebenen Zustand (Fig. 11) belastet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das gekrümmte plattenförmige Element in einen im wesentlichen ebenen Zustand belastet und das plattenförmige Element auf einem Rahmen (89) angeordnet vird.

11, Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein folienartiges Element (32') vor dem plattenförmigen Element (71'Angeordnet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das folienartige Element auf den erwähnten Rahmen (89^f) aufgelagert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das folienartige Element sich in einem gereckten Zustand befindet.

14. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der abzutrennenden Schicht derart ist, daß die Zonen von geringerer Dicke des Figurenabschnitts auf

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ihre zulässige Mindestdicke verringert werden, die geringer als diejenige ist, die durch Preßformen des körnigen Materials erzielbar ist."

15, Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druck (98) zumindest auf die vorläufige flache Vorderseite oder auf die Rückseite unmittelbar vor der Durchführung des Abtrennvorgangs ausgeübt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Rückseite, der dem randseitigen Schwingungsdämpfungsabschnitt entspricht, mit einer Härtungsschicht beschichtet wird.

17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den vorangehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch eine Bahn (91), ein beheiztes im wesentlichen fadenförmiges Element (100), welches die Bahn überquert, und eine Einrichtung (103), durch welche das fadenförmige Element unter Zugspannung gehalten wird.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das fadenförmige Element (100) ein Leitungsdraht ist, der höhenverstellbar (101, 102) mit Bezug auf die Bahn angeordnet ist, und mindestens ein Druckorgan (98) oberstromseitig des Leitungsdrahtes oberhalb der Bahn dazu dient, das plattenförmige Element zur Bewegung längs der Bahn zu belasten, um eine Schicht von diesem abzutrennen.

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