DE2429464A1

DE2429464A1 - Akustischer wandler, insbesondere breitbandlautsprecher

Info

Publication number: DE2429464A1
Application number: DE2429464A
Authority: DE
Inventors: Burton Adams Babb
Original assignee: BABBCO Ltd
Current assignee: BABBCO Ltd
Priority date: 1973-06-21
Filing date: 1974-06-18
Publication date: 1975-01-16
Also published as: GB1478372A; AU7032974A; CA1034247A; IT1013486B; SE400012B; GB1478371A; AU502616B2; SE7408098L; BR7405068A; BE816429A; NL7408220A; US3983337A; SE7711233L; JPS5050036A; FR2234730B1; JPS5542559B2; DK335074A; FR2234730A1

Description

UE<KÜLC 4 SIOLE^HR'3 PATENTANWÄLTE

2 HAMBURG 52 '

BESELERSTRASSE 4

DR. J.-D. FRHR. von UEXKÜLL

• - ' . DR. ULRICH GRAF STOLBERG

DIPL.-INQ. JÜRGEN SUCHANTKE

Babbco, Ltd. * ■' (Prior 21. Juni 1973

US 372 074 - 11448) 6618 Briarhaven Drive "

Dallas, Tex./V.St.A, Hainburg, 18. Juni 1974

Akustischer Wandler, insbesondere Breitbandlautsprecher

Die Erfindung-betrifft akustische Wandler, wie Lautsprecher, und insbesondere Vollbereichslautsprecher mit einem elektromechanischen Hochpaß-Wandler, einem akustisch-mechanischen ' Hochpaß-Wandler und einem Aufhängungssystem für sich bewegende Teile des elektromechanischen Wandlers und den ganzen akustischmechanischen Wandler. .

Viele Menschen können akustische Signale zwischen 30 Hz und 2OOOO Hz wahrnehmen. Musik erscheint einigermaßen angenehm, wenn sie Frequenzen von 150 Hz bis ungefähr 12000 Hz mit gleichförmigen Amplituden eines gleichförmigen elektrischen Signals, also einem flachen Frequenzverlauf, enthält. Viele Menschen sind jedoch der Ansicht, daß ein System, das in der Lage ist, Frequenzen im Bereich von 50 Hz zu erzeugen, die . den tiefen Baßnoten entsprechen und die vom Körper gefühlt werden können, und das auch sehr hohe Frequenzen wiedergeben kann, die in erster Linie Oberschwingungen der tieferen Töne sind, ein bedeutend größeres Hörvergnügen erzeugt. Solche

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Systeme werden im allgemeinen als high fidelity, oder "hi-fi"-Systeme bezeichnet. In vielen Systemen wird die Baßkurve tatsächlich über die als flach angesehene Kurve angehoben.

Alle Breitbandlautsprechersysteme verwenden im wesentlichen eine Mehrzahl akustischer Treiber in einem gemeinsamen Gehäuse. Jeder Treiber kann innerhalb eines begrenzten Frequenzbandes bei einem flachen Frequenzverlauf arbeiten und wird durch ein Netzwerk angesteuert, das die entsprechenden elektrischen Signale innerhalb der zugehörigen Frequenzbänder nur dem entsprechenden Treiber zuleitet. Abweichungen des Frequenzverlaufes des Lautsprechers innerhalb des Filterdurchlaßbereichs können elektrisch im Netzwerk oder durch Verwendung eines angepaßten Verstärkers kompensiert werden.

Systeme mit mehreren Lautsprechern, Netzwerken und elektrischer Kompensation haben auf dem Mark beachtlichen Eingang gefunden. Diese Systeme sind aber alle relativ teuer und verursachen bei geringer Qualitätszunahme beträchtliche Kostensteigerungen. Darüber hinaus haben sogar die besten Multitreibersysteme aufgrund des Netzwerkes und des mechanischen Aufhängungssystems des Treibers Verzerrungen und "Löcher" im Frequenzverlauf. Multitreibersysteme sind, im allgemeinen auch relativ groß, da sie zur Aufnahme sowohl des großen Tieftontreibers als auch des Mittelton- und Hochtontreibers ein großes Gehäuse benötigen.

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Daher wählt man im allgemeinen aufgrund der Raum- und Kostenfrage nicht das beste erhältliche System aus. ■ ] .

Es wurden viele Ansätze gemacht, einen einzigen Treiber mit einem flachen Frequenzverlauf über ein breites Frequenzband zu entwickeln, um die offensichtlichen Vorteile der niederen Kosten, kleineren Abmessungen und der theoretischen Möglichkeit der Verbesserung der Tonqualität durch Weglassen des Ansteuernetzwerkes in Anspruch zu nehmen. Dies hat sich jedoch aufgrund des Konfliktes zwischen dem theoretisch idealen System sur Tieftonerzeugung und dem System zur Hochtonerzeugung als sehr schwierig erwiesen.

Um einen gut klingenden tiefen Ton zu erzeugen, muß bei der gewünschten Frequenz eine relativ große Luftmenge bewegt werden. Dies kann man durch Bewegen eines festen Kolbens von großem Durchmesser mit relativ kurzem Hub oder durch Bewegen eines im Durchmesser kleineren Kolbens über einen längeren Hub erreichen. Außerdem darf man den Luftdruck hinter dem. Kolben sich nicht mit dem Luftdruck vor dem Kolben vermischen lassen, da bei niederen Frequenzen eine relativ lange Wellenlänge auftritt. Am günstigsten wäre es, den Kolben in einer festen Wand oder in einer Trennwand von unendlicher Abmessung zu versiegeln.

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Die theoretischen Kriterien zur Erzeugung eines hochfrequenten Tones stehen in direktem Gegensatz zu den praktischen Anforderungen an die Erzeugung eines niederfrequenten Tones. Die hohen Frequenzen verlangen eine hohe Beschleunigungsrate des Kolbens und fordern auf diese Weise im Idealfall Masselosigkeit des Kolbens. Durch Verkleinerung des Kolbendurchmessers kann eine hinreichend kleine Masse zur Erzeugung hoher Fre- ■ quenzen erhalten werden; die Kolbenverkleinerung verschlechtert jedoch das Niederfrequenzverhalten des Kolbens. Eine Spule zum Treiben einer großen Fläche muß so groß sein, daß ihr Gewicht und ihre Induktivität selbst ein Begrenzungsfaktor für das obere Ende des Bandpasses wird.

Konstruktionsversuche eines Breitbandlautsprechers wurden in der Vergangenheit durch den elektrisch-mechanischen Bewegungswandler, besonders die Magnet- und Spulenanordnung vereitelt. Im wesentlichen verwenden alle Treiber eine rohrartige Spule, die durch einen ringförmigen Magnetflußspalt entsprechend dem durch die Spule fließenden Strom hin und her bewegt wird. Der Begrenzungsfaktor in nahezu jedem Fall scheint die magnetische Flußsättigung der zylindrischen Mittelstange der Magnetanordnung zu sein. Für eine Mittelstange gegebenen Durchmessers und einen Magneten hinreichender Stärke zur Sättigung der Stange gibt es eine geometrische Grenze der axialen Länge des Magnetweges maximaler Stärke. Da die von einem im Durchmesser

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kleinen gesättigten Magnetfeld erzeugte Kraft nicht ausreicht, einen Kegel großen Durchmessers zur Erzeugung guter niederer Frequenzen zu treiben, verbleibt nur die Möglichkeit, die Spulenlänge zu vergrößern und damit einen längeren Weg zu schaffen. Wird jedoch die Länge der Spule vergrößert, so verhindern die vergrößerte Induktivität der Spule und die vergrößerte Masse des sich hin und her bewegenden Teils die hohen Beschleunigungsraten zur Erzeugung hochfrequenter Bewegungen der Spule bei gegebener angelegter Spannung. Sowohl die Größe als auch die lineare Entfernung, über die eine konstante Kraft durch den übertrager erzeugt wird, kann durch Vergrößerung des Durchmessers der Mittelstange und durch Vergrößerung des Magnets zur Sättigung der Stange erreicht werden. Dies führt. jedoch ebenfalls zu einer Vergrößerung der Induktivität, dem Spulengewicht und der Spulenform, so daß die größere Kraft die Spule noch immer nicht hinreichend beschleunigen kann, um das Hochfrequenzverhalten zu verbessern, obwohl dies das Niederfrequenzverhalten verbessert.

Selbst wenn ein elektrisch-mechanischer Wandler konstruiert werden könnte,¹ bliebe das Problem der übertragung von mechanischer Energie auf Luft durch einen breitbandigen mechanischakustischen Wandler zu lösen. Die Abstrahlfläche des benötigten, idealen Kolbens zur wirksamen Erzeugung niederer Frequenzen ist selbst bei Anwendung eines langen Weges so groß, daß sie

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aus einem so leicht wie möglichen Material zur Erzeugung guter Niederfrequenzeigenschaften bestehen muß. Daraus folgt, daß die Abstrahlfläche gewöhnlich so dünn wie möglich gemacht wird, jedoch ausreichend fest zur Erzeugung niederer Frequenzen ist. Selbst in diesem Fall ist die Abstrahlfläche noch so schwer, daß sie das obere Frequenzbandende begrenzt. Darüber hinaus gibt es für Frequenzen mit Wellenlängen, die kleiner sind als der von der Spulenform bis zum Rand der Abstrahlfläche das Problem, 'daß dieser Teil der Abstrahlfläche sich wölbt und außer Phase ist, wodurch tatsächlich ein Auslöschen derjenigen hohen Frequenzen erfolgt, die mögiicherweise über den elektromechanischen Wandler gelangt sind.

Selbst wenn die Probleme der Herstellung eines breitbandigen, elektromechanischen Wandlers und die übertragung dieser breitbandigen Energie auf Luft durch eine wirksame breitbandige Abstrahlfläche gelöst wurden, existiert noch ein anderes größeres Problem, das in zufriedenstellender Weise gelöst sein muß, um letztlich breitbandige Schällenergie zu erzeugen. Das Problem liegt im Abstützen des sich bewegenden Teils des elektromechanischen Wandlers und der gesamten Abstrahlfläche, die den mechanisch-akustischen Wandler bildet, in der Weise, daß der Teil entlang eines vorgegebenen axialen Weges geführt wird, damit der Teil innerhalb gewisser Grenzen entlang des axialen Weges beschränkt ist, und im Abschließen

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des Randes des Abstrahlteiles mit einem umgebenden festen niederfrequenten Schallschirm. Diese drei Anforderungen müssen ohne merklichen Gewichtszusatz zur Vorrichtung und ohne Anwendung von übermäßiger mechanischer Federkraft auf die Vorrichtung, welche über jene hinausgeht, die zur Vorspannung der Vorrichtung benötigt wird, um sie in Ruhelage in Mittelstellung zu bringen, erfüllt werden.

Ein weiteres größeres Problem aller bekannten Lautsprecher und insbesondere aller gegenwärtig im Handel erhältlichen Lautsprecher liegt in der Aufhängungsvorrichtung. Die meisten handelsüblichen Lautsprecher verwenden derzeit mit Kunstharz imprägniertes Tuch sowohl für die rückwärtige Aufhängung, das heißt für die Aufhängungsvorrichtung, die die Spulen vorn abstützt und führt, als auch für die aufgerollte Kante, die beim Aufhängen und führen der Außenkante des Kegels hilft. Diese Aufhängungsvorrichtungen haben eine deutliche Neigung zum Durchhängen oder erschlaffen mit dem Alter. Das trifft besonders dann zu, wenn der Lautsprecher mit der Spulenachse senkrecht aufgehängt wird, was häufig dazu führt, daß die Spule dauernd vom Mittelpunkt des Magnetfeldes entfernt gehalten wird. Dies führt zur Frequenzverdoppelung und Verzerrung, wenn der Lautsprecher zur Erzeugung großer Amplituden tiefer Töne voll ausgesteuert wird. Wird der Lautsprecher mit der Achse der Spulenform und des Kegels horizontal aufgehängt,.so führt

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das dadurch entstehende Durchsacken der Aufhängungsvorrichtung oft zu einem Kontakt zwischen der Spule und der Magnetvorrichtung. Um dem entgegenzuwirken, wird entweder eine relativ steife Aufhängungsvorrichtung verwendet oder zwischen der Spule und dem Magneten ein großer Zwischenraum gelassen. In jedem Fall leidet die Wirkungsweise des Lautsprechers darunter beachtlich.

Die Erfindung betrifft einen Vollbereichslautsprecher, der einen neuen breitbandigen elektromechanischen Wandler enthält, der eine gleichmäßige Kraft über eine viel größere Distanz erzeugt, als ein herkömmlicher Wandler vergleichbarer Größe. Der Wandler hat eine Spulenanordnung von mittlerer Größe und Gewicht. Die Erfindung schlägt weiter eine neue Abstrahlfläche mittlerer Größe vor, die die lange Bewegung des Übertragers wirksam auf die Luft überträgt, um niedere hörbare Frequenzen zu erzeugen. Zusätzlich ist die wirksame oder dynamische Masse der Abstrahlfläche so, daß ihr Gewicht in Verbindung mit dem Spulengewicht des elektromechanischen Wandlers es hohen Frequenzen erlaubt, diskrete akustische Übertragungswege zu erreichen. Die Übertragungswege übertragen die akustische Energie von der Spulenform etwa mit Schallgeschwindigkeit in Luft nach außen. Die hohen Frequenzen werden entlang des hochfrequenten Übertragungsweges auf eine leichte, übertragungslangsame Membran übertragen, und die Membran überträgt die

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hohen Frequenzen au£ die Luft. Da die Energie in der Ebene der Abstrahlfläche mit Schallgeschwindigkeit in Luft übertragen wird, ist die gesamte Abstrahlfläche im wesentlichen in Phase, und bildet daher eine große phasengleiche Abstrahlfläche von minimaler Spulenlast. Die Erfindung schlägt weiterhin eine
neue Aufhängungsvorrichtung zum Aufhängen der sich hin und her bewegenden Spülenanordnung und der Abstrahlfläche vor, wobei der sich hin und her bewegende Teil bezüglich eines axialen Weges genau ausgerichtet gehalten wird, um einen geringeren Abstand zwischen der Spule und dem Magneten zu erhalten und dadurch die Wirkungsweise bzw. den Wirkungsgrad erheblich zu verbessern. Die. Aufhängungsvorrichtung dichtet auch den
ringförmigen Raum um die Abstrahlfläche ab und führt das Teil in eine zentrierte Ruhestellung unter Langzeitstabilität zurück.

Vorzugsweise enthält der elektromechanische Wandler eine
Magnetvorrichtung, die ein ringförmiges Magnetfeld erzeugt, und eine Spulenanordnung mit einem rohrartige elektrischen
Stromfeld, das wechselweise dem Magnetfeld ausgesetzt wird. Eines der Felder, zum Beispiel das magnetische Feld ist kontinuierlich und das andere Feld, zum Beispiel das Stromfeld ist aus Teilfeldern aufgebaut, deren Mittellinien voneinander
genauso weit entfernt angeordnet sind, wie die wirksamen
Ränder des Magnetfeldes auseinanderliegen. Mit anderen Worten

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sind die Teilfelder bezüglich den wirksamen Rändern des kontinuierlichen Feldes im Ruhezustand zentriert. Ein sich veränderndes Stromfeld, das durch Anlegen einer Spannung an die Spule hervorgerufen wird, führt zur herkömmlichen Wechselwirkung zwischen den Feldern und veranlaßt die Spule, sich relativ zum Magneten hin und her zu bewegen. In der Weise, in der jedes Teilfeld sich in das Magnetfeld hineinbewegt, bewegt sich ein anderes Teilfeld aus dem Magnetfeld im gleichen Betrag heraus. Auf diese' Weise wird zwischen den beiden Feldern eine konstante Obertragungskraft zur axialen Verschiebung der Spule erzeugt, die mehrere Male größer als jene Kraft ist, die bei kontinuierlichen Strom- und Magnetfeldern über die gesamte Länge auftreten kann. ■

Die breitbandige Abstrahlfläche erreicht man durch Ausbildung getrennter schneller Übertragungswege, die sich vom Spulenkörper radial nach außen erstrecken. Jeder Übertragungsweg hat vorzugsweise eine übertragungsgeschwindigkeit für die aus axialer Spulenbewegung erzeugte akustische Energie, die im wesentlichen der Schallgeschwindigkeit in Luft entspricht. Insbesondere sind die Übertragungswege Rippen, deren axiale Abmessungen das Vielfache der axialen Abmessungen eines herkömmlichen LautSprecherkegels.betragen, wobei ümfangsabmessungen von der gleichen Größenordnung wie herkömmliche

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Lautsprecherkegel sind. Die Rippen werden in typischer Weise aus Kunststoff, wie Polystyrol hergestellt. Diese Übertragungsrippen treiben über ihre ganze Länge eine Membran von herkömmlicher Dicke und gegebenenfalls aus üblichem Papier. Während die Amplitude hochfrequenter Bewegungen aufgrund des zur dünnen Fläche hinzugefügten Rippengewichtes reduziert wird, wird die durch die Fläche erzeugte Amplitude der hochfrequenten Töne
aufgrund wesentlich erhöhter phasengleicher Abstrahlfläche
wesentlich erhöht. Außerdem versteifen die Rippen den Kegel
zur Verbesserung der Niederfrequenzeigenschaften, und der
steifere Aufbau kann wirksamer von der Umrandungskante
abgestützt werden, wie es weiter unten beschrieben wird.

Erfindungsgemäß wird die Spulenkörperaufhängung und die Aufhängung der Abstrahlfläche durch eine Aufhängungsvorrxchtung erreicht, in der der Spulenkörper gleitend bzw. verschiebbar ■ auf der Magnetvorrichtung angebracht ist und der Umfang der
Abstrahlfläche durch eine Feder mit dem äußeren Befestigungsflansch verbunden ist.

Insbesondere ist der rohrartige Spulenkörper auf der-zylinddrisehen Zentrierstange der Magnetvorrichtung durch eine geeignete Lagervorrichtung gleitend gehalten. Die Lagervorrichtung enthält vorzugsweise eine aus Kunststoff bestehende

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Oberfläche eines Teils mit einem sehr niedrigen Reibungskoeffizient/ wie zum Beispiel Teflon, und ein geeignetes Lagerflächenmaterial wie Stahl, Nylon, Aluminium usw. auf dem anderen Teil. Die Verwendung der Lagervorrichtung oder Führung ermöglicht das Aufbringen einer maximalen Zahl von Drahtwindungen eines gegebenen Durchmessers im Magnetspalt einer vorgegebenen lichten Weite, und verbessert dadurch die Wirkungsweise wesentlich. Dies gilt besonders bei der Verwendung der erfindungsgemäßen geteilten Spule, wie sie weiter unten beschrieben wird.

Die erfindungsgemäße Federvorrichtung, die den Rand der Abstrahlfläche hält, hat vorzugsweise aus Federstahl, Glas oder einem entsprechenden nichtschrumpfenden Stoff hergestellte Federteile. Die Federteile sind kurze Drähte, die sich zwischen der Abstrahlfläche und dem Ümfangs-Halteflansch erstrecken und werden vorzugsweise an einem flexiblen, gerollten Kantenverschluß angebracht oder eingebettet, der die Eigenresonanz der Federn dämpft und zusätzlich eine gewisse Federkraft erzeugt. Die Federteile wirken vorzugsweise nur mit einer solchen mechanischen Federkraft auf die Abstrahlfläche und den Spulenkörper, daß eine Langzeitstabilität durch Vorspannen der Spule zur Erreichung der gewünschten Ruhestellung im Magnetfeld erhalten wird. Die flexible gerollte Kante hat eine

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abgestufte Steifheit, um ein ."blow-out" zu verzögern, wenn mit einem kleinen Gehäuse und hohem Schalldruck gearbeitet wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Ausführungsbeispiele zeigenden Figuren näher erläutert.. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Lautsprechers und "insbesondere den erfindungsgemäßen mechanischakustischen Wandler;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 aus Fig. 1;

Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt ähnlich wie in Fig. 2, wobei, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromechanischen Wandlers und eine Ausführungsform

des Aufhangungssystems erkennbar sind;

Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Erklärung der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen elektromechanischen Wandlers aus Fig. 3;

Fig. 5 eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 4, die die Arbeitsweise eines typischen bekannten Wandlers ver-

deutlicht; '

Fig. 6, 7 und 8 Schemazeichnungen zur weiteren Darstellung und Erklärung der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen elektromechanischen Wandlers; ■

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Fig. 9 einen Teilschnitt ähnlich Fig. 3, der eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromechanischen Wandlers und eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerung darstellt;

Fig. 10 eine vergrößerte Ansicht des erfindungsgemäßen, verbesserten Spulenkörpers;

Fig. 11 einen Teilschnitt entlang der Linie 11-11 aus Fig. 10;

Fig. 12 eine vereinfachte Seitenansicht einer anderen erfindungsgemäßen Lagerungsausführungsform;

Fig. 13 ein Schnitt entlang den Linien 13-13 der Fig. 12;

Fig. 14 eine vereinfachte Seitenansicht ähnlich der Fig. 12, wobei eine weitere erfindungsgemäße andere Ausführungsform der Lagerung dargestellt ist;

Fig. 15 einen Schnitt entlang der Linien 15-15 aus Fig. 14;

Fig. 16 einen Schnitt ähnlich dem in Fig. 15, wobei eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerung dargestellt ist;

Fig. 17 einen Schnitt ähnlich dem in Fig. 16, wobei eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Lagerung gezeigt ist; .

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Fig. 18 einen Schnitt ähnlich dem in Fig.17, wobei eine andere erfindungsgemäße Äusführungsform der Lagerung dargestellt ist;

Fig. 19 einen vereinfachten Schnitt entlang den Linien 19-19 aus Fig. 1; oder entlang den Linien 19-19 aus Fig. 2, mit Einzelheiten der erfindungsgemäßen tibertragungsrippen;

Fig. 20 eine Vorderansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen mechaiiischakustischen Wandlers;

Fig. 21 eine vergrößerte Teilansicht der in Fig. 1 dargestellten Lautsprecheransicht, wobei ein Teil des Aufhängungssystems erkennbar ist;

Fig. 22 einen Schnitt entlang den Linien 22-22 aus Fig. 21;

Fig. 23 einen vereinfachten Schnitt ähnlich dem aus Fig. 22 durch eine andere Ausführungsform des 'erfindungsgemäßen Aufhängungssystems;

Fig. 24 einen Teil einer Vorderansicht ähnlich Fig. 21 einer

anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auf- -■-■.-.. hängüngsvorrichtung;

Fig. 25 einen vereinfachten Schnitt ähnlich dem in Fig. 22 durch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufhängungsvorrichtung.

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In den Figuren wird der erfindungsgemäße Lautsprecher allgemein durch die Bezugsziffer 10 in Fig. 1 und 2 bezeichnet. Der Lautsprecher enthält einen akustischen Treiber 12 und ein Gehäuse 14.

Das Gehäuse 14 ist vorzugsweise von der in der deutschen Patentanmeldung P 23 22 499.9 beschriebenen Art. Es enthält ein festes Rippennetzwerk 16 und einen dünnen Mantel 18, der mit den Rippen verbunden ist. Die Rippen 16 sind in typischer Weise spritzgußgeformte. Kunststoffrippen von 13 mm bis 19 mm Höhe und 19 mm bis 25 mm Abs'tand. Der dünne Mantel kann in typischer Weise aus Kunststoff wie zum Beispiel Resopal hergestellt sein und eine Dicke von ungefähr 0,75 mm haben. Ein solches Gehäuse unterdrückt in wirksamer Weise niedere Frequenzen, läßt jedoch hohe Frequenzen in hinreichendem Maße durch, so daß eine Resonanzbildung innerhalb des Gehäuses verhindert wird. Zusätzlich hat das Gehäuse bei maximalem innerem Luftvolumen minimale Außenabmessungen. Diese Vorteile sind in der oben angeführten Anmeldung beschrieben.

Der Treiber 12 enthält eine Magnetvorrichtung 20, die auf einem gepreßten Metall oder Kunststoffrahmen 22 gehalten wird, der als Korb bezeichnet wird. Die Magnetanordnung 20 enthält einen Magneten 24, ein Mittelpolstück 26, und ein äußeres Polstück 28, das aus einem Metallbügel gebildet ist. Der Bügel 28 ist

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mit dem hinteren Ende des Magneten 24 verbunden und hat eine das zylindrische Mittelpolstück 26 umgebende Öffnung 30, wodurch ein ringförmiger Magnetspalt 31 zwischen den Rändern der Öffnung 30 und dem Mittelpolstück gebildet wird. Eine rohrartige Staubabdeckung 32 erstreckt sich zwischen dem Polstück 28 und dem Magneten 24 und bildet einen Ringraum für die zu beschreibende Spulenanordnung.

Das Polstück 28 ist an dem Mittelflansch 34 des Korbes 22 angebracht. Der Mittelflansch 34 legt eine Mittelöffnung fest, die mit der Öffnung 30 übereinstimmt. Der Korb enthält typischerweise vier Stege 36, die sich vom Mittelflansch 34 bis zu einem Außenflansch 38 erstrecken. Der Außenflansch 38 enthält eine mit einer Ausnehmung versehene Schulter 40, an der eine Feder und eine Kantenbefestigungsvorrichtüng angebracht sind, und die zur Erzeugung einer mechanischen Verbindung und eines luftdichten Abschlusses mit einer Kante des Gehäuses verbunden sein kann.

Der Treiber 12 enthält auch eine hin und her bewegbare Spulenanordnung42. Diese hat einen rohrartigen Spulenkörper 44, der ■ aus dünnem steifen Karton oder Aluminiumfolie in herkömmlicher Weise hergestellt sein kann. Eine Drahtspule 46 ist um den Spulenkörper gewickelt und beide sind dem magnetischen Ring- *.

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spalt 31 ausgesetzt. Eine zwischen dem Spulenkörper 44 und dem Mittelpolstück am Spulenkörper angeordnete Gleitlagerung 48 gewährleistet für den Spulenkörper bei seiner hin und her gehenden axialen Bewegung entlang des Mittelpolstückes 26 eine sichere Führung.

Eine kegelförmige Abschallfläche 50 ist mit dem äußeren Ende des Spulenkörpers 44 verbunden und öffnet sich iiach außen hin in Richtung auf den Außenflansch 38. Eine Staubkappe 52 verschließt das Ende des Spulenkörpers 44. Der Spulenkörper 44, der Kegel 50, und die Staubkappe 52 können aus herkömmlichem Material und von üblicher Bauform sein. Eine Mehrzahl akustischer Übertragungsrippen 56 sind über ihre ganze Länge am Kegel 50 angebracht und erstrecken sich vom Spulenkörper 44 radial nach außen.

Ein dehnbarer gerollter Kantenverschluß 54 erstreckt sich zwischen dem äußeren Umfang des Kegels 50 zur ausgenommenen Schulter 40 des Ringflansches 38. Eine Mehrzahl von Federn 58 sind an der Schulter 40 fest angebracht und entsprechen der Außenform der gerollten Kante 52 bis nahe an den Rand des Kegels 5O.

Eine bekannte Lautsprecherstoffabdeckung 60 kann auf einer steifen Platte 62 mit einer Mittelöffnung 64 angebracht sein,

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und der Stoff und die Platte 62 werden durch einen mit der Kante des Gehäuses 14 verbundenen Frontring 66 festgehalten.

Fig. 3 zeigt die Ausbildung der Spule 46 in zwei deutlich axial voneinander getrennte Teile 46a und 46b. Man sieht, daß die Teile 46a und 46b gleich lang und auf die gegenüberliegenden Kanten des sich zwischen den Polen 26 und 28 ausbildenden wirksamen Magnetfeldes zentriert sind. Die Teilspulen 46a und 46b werden aus einem nicht unterbrochenen Drahtstrang gebildet, der sich von der rechten Seite der Teilspule 46b entlang der direkt auf den Spulenkörper 44 aufgewickelten Innenlage zum linken Rand der Teilspule 46b erstreckt, dann direkt zum rechten Ende der Teilspule 46a läuft und dort unter Bildung der ersten Lage zum linken Ende läuft. Der axiale Verlauf des Drahtes wird dann umgekehrt, um ihn von links nach rechts entlang der linken Teilspule 46a, über den Zwischenraum zwischen den Teilspulen laufen zu lassen und dann die zweite Wicklungslage von links nach rechts in der Teilspule 46b zu bilden. Die Drahtenden können sich entlang des Spulenkörpers 42 und entlang der Kegelkante 50 zu flexibel umsponnenen nicht eingezeichneten Zuleitungen erstrecken, die in herkömmlicher Weise vom Kegel zu den Stegen 36 verlaufen.

Der Vorteil der geteilten Spule 46 wird am besten durch Vergleich der Figuren 4, die die Arbeitsweise der Spule 46 darstellt, mit Fig. 5, die die Arbeitsweise einer nichtgeteilten

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bekannten Spule der gleichen .Drahtdimensxonierung und der gleichen Wicklungsanzahl je Längeneinheit zeigt, veranschaulicht. Es werden in Fig. 4 ideale Bedingungen angenommen, unter denen an den Rändern des Polstückes 30 keine Streufeldbehinderung auftritt, so daß das Magnetfeld über die axiale Länge des Polstückes 30 gleichförmig ist. Es wird auch angenommen, daß das von den Teilspulen 46a und 46b erzeugte elektrische Stromfeld genau die gleiche wirksame Länge hat, wie es den entsprechenden Spulenteilen entspricht. Wird nun die Spule 46 auf die Mittellinie 70 zentriert, so stellt der flache Teil 72a der Kurve 72 die Gesamtwindüngszahl der Spule innerhalb des Magnetfeldes dar. Bewegt sich die Spule 46 nach links, so verläßt die Teilspule 46a das Magnetfeld in gleichem Maße, in dem die Teilspule 46b in das Magnetfeld eintritt. Es folgt daraus, daß die dem Magnetfeld ausgesetzte Gesamtwindüngszahl der Spule bis zur Zentrierung der Spule auf die Linie konstant bleibt. An diesem Punkt nimmt die innerhalb des Magnetfeldes liegende Windungszahl linear ab, bis die Spule zur Linie 74 zentriert ist, von wo an keine Wicklungen mehr innerhalb des Magnetfeldes liegen. Das gleiche geschieht bei der Bewegung der Spule 46 nach rechts, wodurch eine zur Mittellinie 70 symmetrische Kurve 72 erhalten wird. Die Kurve 72 ist eine idealisierte Darstellung der auf den Spulenkörper ausgeübten Kraft, die aus der Einwirkung des in der Spule

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erzeugten Stromfeldes und der von den Stromlinien des Stromfeldes geschnittenen Magnetlinien folgt. Man beachte, daß die Kurve 72 über eine Strecke L₁ flach verläuft, die der axialen Länge des wirksamen Magnetfeldes M plus der Entfernung S zwischen den Teilspulen 46a und 46b der Spule 46 entspricht.

Fig. 5 liegt nun die Annahme zugrunde, daß das gleiche, 2C lange Magnetfeld 30 verwendet wird, daß aber eine nicht unterteilte Spule 46 verwendet wird. Es wird weiter angenommen, daß die nicht unterteilte Spüle 76 die gleiche Anzahl Windungen je . Einheitslänge wie die Teilspulen 46a und 46b der Spule 46 hat, und daß die gesamte Länge der Spule 76 2C + S, also der Gesamtlänge der Spule 46 entspricht. Man sieht, daß bei Zentrierung der Spule 76 in dem von Polstück 30 erzeugten Magnetfeld die ,innerhalb des Magnetfeldes liegende Gesamtwindungszahl doppelt so groß wie bei Spule 46 ist, so daß die durch Kurve 80 dargestellte Idealkraft ungefähr doppelt so groß, wie die durch Kurve 72 angegebene ist, wenn die Spule sich in der Mittellage 81 befindet und ein gleicher Strom wie im Beispiel zu Fig. 4 durch die Spule 76 geleitet wird. Sobald jedoch die Spule 76 sich um C/2 nach links in die Position 82 bewegt hat, beginnt die im Magnetfeld verbleibende Windungsanzahl linear bis zur' Zentrierung auf die Linie 84 abzunehmen, bei der alle Windungen der Spule 76 -aus dem Magnetfeld heraus gelangt sind. Man sieht daher, daß die Länge

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L2 des flachen Kurventeiles der Kurve 80 der Länge der Spule 2C + S minus der Länge des Magneten M entspricht. Ist daher zum Beispiel S=C, dann ist L₉= (2C+S}-(2C)=S. Auf diese Weise wäre der flache Teil 72a der Kurve 72 dreimal so lang wie der flache Teil 80a der Kurve 80. Bei erster Betrachtung könnte es erscheinen, daß die auf die Spule 46 ausgeübte Kraft auf die Hälfte der auf Spule 76 ausgeübten Kraft reduziert ist, was bei gleichen Stromwerten zutreffen würde. Die Induktivität, der Widerstand und das Gewicht der Spule 46 werden jedoch ebenfalls auf 2/3 der Werte für Spule 76 reduziert, so daß für einen gegebenen Verstärker der Strom praktisch ansteigt und die auf von der Spule 46 tatsächlich erzeugte Kraft der der Spule 76 entspricht.

Die Figuren 6, 7 und 8 zeigen die Wirkung von Veränderung der Längen der Teilspulen und von veränderten Beziehungen der Teilspulen zu den wirksamen. Rändern des Magnetfeldes. Es sei angenommen, daß das Magnetfeld M eine ideale oder wirksame axiale Länge von acht Einheiten hat, wie es durch die gestrichelten Linien 100a und 100b dargestellt ist. Ebenfalls sei angenommen, daß die Spule aus Teilspulen 102a und 102b gebildet ist, daß jede Teilspule eine gleiche Windungszahl je Längeneinheit hat, und daß die axiale Länge sechs Einheiten beträgt. Weiterhin sei angenommen, daß jede Teilspule auf die wirksamen Ränder 100a und 100b des Magnetfeldes zentriert wird. Dann würde die "S*

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Kurve 102 die gesamte Windungszahl der Teilspulen innerhalb des Magnetfeldes angeben, wenn die Teilspule sich um die Mittellinie des Magnetfeldes hin und her bewegt. Man sieht daher, daß volle sechs Einheiten der Spulen 102a und 102b innerhalb des Magnetfeldes im flachen Mittelteil der Kurve 102 liegen. Man sieht auch, daß der flache Kurventeil sich über fünf Einheiten erstreckt, wonach der linke Rand der Teilspule 102b das Magnetfeld zu verlassen beginnt. Die Kurve fällt dann linear auf null ab, wenn die Teilspule 102b vollständig aus dem Magnetfeld herausbewegt ist. Die Kurve ist natürlich zur Mittellinie des Magnetfeldes symmetrisch und bildet in axialer Länge einen flachen Teil von 10 Einheiten.

Bei einer Spule aus voneinander getrennten Teilspulen 104a und 104b, die jede vier Einheiten lang sind und zu den Rändern 10Oa und 10Ob des Magnetfeldes zentriert werden, stellt die Kurve 1O4 die Windungszahl innerhalb des Magnetfeldes, dar, wenn die Spule sich durch das Magnetfeld bewegt. Man sieht, daß zur Ausbildung des flachen Kurventeils maximal vier Einheiten innerhalb des Magnetfeldes liegen. Man erkennt jedoch, daß sich jetzt der flache Kurventeil 104 über 12 Einheiten erstreckt. In ähnlicher Weise stellt die Kurve 106 bei einer Spule aus Teilspulen 106a und 106b von jeweils zwei Einheiten axialer Länge, die auf die Ränder 100a und 100b des Magnetfeldes zentriert sind, die gesamte im Magnetfeld liegende

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Windungszahl dar. Man sieht, daß jetzt die Gesamtlänge des Bereiches gleichmäßiger Kraft der Kurve 106 14 Einheiten lang ist, aber daß nur 2 Einheiten der Spulenwicklungen innerhalb des Magnetfeldes liegen. Dies zeigt, daß die Beziehung L=M+S in jedem Falle gültig bleibt und daß der lineare Bereich in dem Maße zunimmt, in dem die Entfernung zwischen den Teilspulen zunimmt.

Fig. 7 zeigt die Wirkung der Auswärtsbewegung der Teilspulenzentren von den wirksamen Rändern 10Oa und 10Ob des magnetischen Feldes. Bringt man ein Teilspulenpaar 108a und 108b von jeweils 6 Einheiten axialer Länge in zu den Rändern des Magnetfeldes nicht zentrierte Lage, dann ergibt sich die Kurve 108. In ähnlicher Weise führen Teilspulen 11Oa und 11Ob von 4 Einheiten axialer Länge zur Kurve 110 und Teilspulen 112a und 112b von jeweils 2 Einheiten zur Kurve 112. Man sieht in jedem Falle, daß ein deutlicher Abfall in der im Magnetfeld liegenden Windungszahl auftritt, wenn die Spulen relativ zum Magnetfeld zentriert werden, was die in Fig. 6 gezeigte gleichmäßige entwickelte Kraft unterbricht.

Die Kurven 114, 116 und 118 in Fig. 8 zeigen die Ergebnisse für die innerhalb der wirksamen Ränder 10Oa und 10Ob des gleichen Magnetfeldes zentrierten Teilspulen 114a und 114b, 116a und 116b und 118a und 118b. Da die Teilspulen 114a und

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114 b in Verbindung miteinander dargestellt sind, entspricht die Kurve 114 tatsächlich jener für eine bekannte Anordnung und hat einen flachen Bereich, der der Gesamtspulenlänge minus der Länge des Magnetfeldes entspricht. Die Gesamtwindungszahl im Magnetfeld innerhalb des flachen Gebietes beträgt 8 Einheiten, was der.Windungszahl einer Spulenlänge entspricht, die, so lang wie das Magnetfeld ist. Bei den Teilspulen 116a und 116b sowie 118a und 118b führt das Zentrieren der Teilspulen innerhalb der Ränder des Magnetfeldes zu Spitzen in den Kurven 116 und 118 und unterbricht ebenfalls den gleichmäßigen Kraftverlauf, wie er in Fig. 6 dargestellt ist.

Aus Fig. 6, 7 und 8 folgt, daß die Teilspulen zu den wirksamen Rändern 100a und 100b des Magnetfeldes M zentriert werden sollten, um eine gleichmäßige Kraftverteilung über einen beträchtlichen axialen Spulenweg zu erzielen. Man erkennt auch, daß der axiale Bereich, über den eine gleichmäßig hohe Kraft erzeugt werden kann, der axialen Länge des Magnetfeldes plus dem Abstand zwischen den Teilspulen entspricht. Je kürzer somit die axiale Länge der Teilspulen ist, desto größer ist die Länge des gleichmäßigen Bereiches der magnetischen Einwirkung, im Gegensatz zu einer nicht unterbrochenen Spule, in der die Länge des gleichmäßigen Bereiches der Kraftkurve nur der Spulenlänge minus der Länge des Magnetfeldes entspricht, wenn die axiale Spulenlänge die axiale Länge des-Magnetfeldes übersteigt, oder der axialen Länge des Magnetfeldes minus der

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axialen Länge der Spule entspricht, wenn die Länge des Magnetfeldes die Spulenlänge übertrifft.

Erfindungsgemäß können auch die Form des Magnetfeldes und die Form der Spule vertauscht werden, so daß das Magnetfeld geteilt ist und die Spule ungeteilt bleibt, was die gleichen theoretischen und praktischen Ergebnisse ergibt. Ein solcher Aufbau 130 ist in Fig. 9 dargestellt. Der mittlere Magnetpol 132 kann wie der Magnetpol 26 ausgebildet sein. Der äußere Magnetpol 134 hat eine ringförmige Öffnung 136, in die eine Ringnut 138 zur Ausbildung zweier gleicher Teile 1.40a und 140b eingeschnitten ist. Die gesamte axiale Länge der beiden Teile 140a und 140b kann der Länge des äußeren Magnetpols 28 plus dem Raum zwischen den Teilspulen entsprechen. Die Spule 142 wird auf einem Spulenkörper 144 angebracht, der dem Spulenkörper gleichen kann. Die Spule 142 hat eine axiale Länge, die der Entfernung der Mittellinien der Teile 140a und 140b des Magnetpols entspricht, so daß die Teile 140a und 140b auf die Enden der Spule zentriert sind. Veränderungen in der axialen Länge und dem Abstand der Magnetpolteile 140a und 140b in Bezug auf die Spule 142 führen zu Kraftverlaufskurven, die denen der Figuren 6, 7 und 8 entsprechen. Eine zusätzliche Untersuchung zeigt, daß alle anderen Anordnungen zu einem nicht gleichmäßigen Abschnitt der Kraftverlaufskurven führen. Man sieht auch,

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daß die Beziehung zwischen den Teilspulen 104a und 104b so ist, daß die Kraft durch Hinzufügung weiterer Magnetfelder der gleichen Länge und von ähnlichem Abstand zueinander endlos gleich gehalten werden kann. Eine solche Anordnung führt jedoch zu keinen praktischen Vorteilen.

Aus Fig. 3 und 6 sieht man, daß bei der Zunahme der axialen Länge des flachen Kurvenstückes für ein Magnetfeld gegebener axialer Ausdehnung, die gesamte Spulenlänge abnehmen muß, so daß die gesamte mit dem Magnetfeld gekoppelte Windungszahl abnimmt. Für eine festgelegte Spulenanzahl wird jedoch die Spuleninduktivität, das Spulengewicht und der Spulenwiderstand in gleichem Verhältnis reduziert. Daraus folgt eine Stromerhöhung für einen gegebenen Verstärker, besonders für die hohen Frequenzen, so daß die Gesamtkraft für eine gegebene Signalquelle nicht stark reduziert wird. Auf diese Weise kann erfindungsgemäß das Hochfrequenzverhalten des Lautsprechers deutlich erhöht werden. Mit der Verbesserung des Hochfrequenzyerhaltens führt die vergrößerte Länge des gleichmäßigen Amplitudenbereiches ebenfalls zu einer deutlichen Verbesserung des Niederfrequenzverhaltens des Lautsprechers. Zusätzlich erfolgt eine bedeutend geringere Verzerrung der Hochfrequenzsignale bei der Überlagerung über Niederfrequenzsignale, da die den Hochfrequenzsignalen entsprechende vorhandene Kraft über den weiten, von den niederfrequenten Signalen herrührenden Auslenkbereich konstant bleibt.

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Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Gleitlagerung, zum Beispiel die Lagerung 48 aus Fig. 3, zwischen der Spulenanordnung und der Magnetvorrichtung. Die reibungsfreie Lagerung erlaubt es dem Spulenkörper, sich über einen großen axialen Weg ohne Wirkung einer axialen Rückstellfederkraft auf die Spule hin und her zu bewegen. Die Lagerung hält darüber hinaus den Spulenkörper und damit die Spule innerhalb des Magnetspaltes genau in Position, so daß der Zwischenraum zwischen dem Spulenkörper, der Spule und der Magnetvorrichtung verkleinert werden kann. Die Lagerung ermöglicht auch die Verwendung von Drahtlagen größerer Dicke für Teilspulen in einem Magnetspalt gegebener lichter Abmessung, verglichen .mit bekannten Endaufhängungsvorrichtungen. Der Vorteil dieser Lagerung wird in Verbindung mit den Figuren 10 und 11 beschrieben.

Bekannte Aufhängungsvorrichtungen verwenden im allgemeinen gewellte Membranen oder "Endaufhängungen", die den Korbflansch 35 mit dem äußeren Ende des Tonspulenkörpers 44 verbinden (Fig. 2) . Solche Aufhängungsvorrichtungen erfüllen einen doppelten Zweck, und zwar bewirken sie eine radiale Ausrichtung und erzeugen eine Rückstellkraft zum Zurückstellen der Spule in eine Mittelstellung zum Magnetpolstück 28 in Ruhestellung. Berührt die Tonspule das Polstück, so tritt aufgrund des hohen Reibungskoeffizienten zwischen den beiden Flächen eine hörbare Verzerrung auf. Selbst geringe Reibungskräfte verzerren den

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Ton, ^as.besonders-.tei niedrigen Amplituden der Fall ist. Zusätzlich ,wird durch-die Reibung die Tonspule abgescheuert, bis der Lautsprecher-nicht mehr funktioniert. Diese Endaüfhängungsart muß zur Erreichung ausreichender Spulenstabilität im Magnetspalt eine, beträchtliche axiale Federkraft aufbringen, die die axiale Bewegung der Spulenanordnung begrenzt und dadurch die Niederfrequenzexgenschaften des Lautsprechers ebenfalls begrenzt. Diese Endaufhängungsvorrichtungen haben ein beträchtliches Gewicht und aufgrund der benötigten großen Fläche, eine höhe "akustische" Impedanz im Hochfrequenzbereich. Daraus folgt, daß bekannte Endaufhängungsvorrichtungen die■ Hochfrequerizeigenschaften des Lautsprechers verschlechtern und eine nichtlineare Federkonstante haben, die dazu neigt, die vom. Treiber erzeugte akustische Energie zu verzerren. Darüber hinaus neigen bekannte Aufhängungsvorrichtungen bei bestimmten Frequenzen zur Respnanzbildung, wie es bei einer Trommelbespannung der Fall ist, die ebenfalls den erzeugten Ton. verzerrt. Die erfindungsgemäße Lagerung kann entsprechend einer der Ausführungsbeispiele der Figuren 2, 3, 9, 11 und bis 18 erfolgen. ; ■ .' , .

Eine bevorzugte vAusführungsform eines erfindungsgemäßen ' > elektromechanischen., Wandlers, 200> die ..unter Verwendung der :■ erfindungsgemäßen .Lagerung aufgebaut -wurde, ist in den Figuren_; , 10 und 1-1 dargestellte. Der Wandler 200 hat eirie-Magnetanord- nung, die der in den Fig. 2 und 3 dargestellten entspricht. Die

Magnetanordnung enthält einen Magneten (nicht gezeigt), einen Mittelpol 202, und einen äußeren Pol 204, die den vorher beschriebenen Magnetringspalt bilden. Ein Aluminiumspulenkörper 206 trägt axial voneinander getrennte Teilspulen 208a und 208b, die im Magnetspalt in Hin- und Herbewegung versetzt werden. Eine sich über die Gesamtlänge des Mittelpols 202 erstreckende Lagerfläche kann eine dünne Teflonschicht 210 aufweisen. Der Innendurchmesser des Spulenkörpers 206 ist nur wenig größer als der Durchmesser der Teflonumhüllung und kann daher über seine ganze Länge in Gleitkontakt stehen. Dadurch wird der Spulenkörper 206 sehr genau innerhalb des Magnetspaltes geführt.

Die Spulen 208a und 208b sind aus vier Lagen quadratischen Drahtes aufgebaut, die weitgehend so angeordnet sind, wie es die Fig. 11 zeigt, um eine dicht gepackte Anordnung maximaler Windungszahl für einen Draht mit gegebenem Querschnitt herzustellen. Dadurch wird eine maximale Windungszahl des Drahtes je axialer Längeneinheit jeder Teilspule erreicht.

Die Spule 206 kann durch Aufwickeln von Draht auf den Spulenkörper bei gleichzeitigem Durchlaufen von Rollen gebildet werden. Der Draht kann entlang des Pfades 214 in die Teilspule 208 gelangen und die erste Lage der Teilspule 208b bilden. Danach kann der Draht zur Bildung der ersten Lage der Teilspule 208a entlang des Pfades 216 geführt werden, und dann zur

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Bildung der zweiten, dritten und vierten Lage der Teilspule 208a aufgewickelt'werden. Danach kann der Draht entlang des Pfades 218 zur Teilspule 208b zurücklaufen, um die zweite, dritte und vierte Lage der Teilspule 208b auszubilden und schließlich entlang des Pfades 220 zur Verbindung mit der Signalquelle gelangen. Die Spulen 208a und 208b können in der angeführten Reihenfolge unter Verwendung bekannter Spulenwickelvorrichtungen hergestellt werden. Dies erfolgt unter der Verwendung von Klebestreifen oder anderen Mitteln zum zwischenzeitlichen Ausbilden von "Seitenwänden" für die vier Drahtlagen, bis der übliche Spulenlack aufgebracht wird. Runder Draht kann nach dieser Technik ebenso in vier Lagen gewickelt werden.

Man erkennt, daß bei dieser Drahtanordnung in den Teilspulen 208a und 208b ungefähr doppelt so viele Drahtwindungen im Magnetspalt entsprechender radialer Abmessungen unter Verwendung bekannter Spulenanordnungen untergebracht werden können. Das ist deshalb der Fall, weil bei der Verwendung der bekannten Endaufhängungssysteme ein beträchtlicher Zwischenraum zwischen der Spulenanordnung und der Magnetanordnung gewährleistet sein muß, damit die Spüle und der Magnet sich im Betrieb auch über lange Zeit nicht berühren. Die von der erfindungsgemäßen Teilspulenanordnung erzeugte Gesamtkraft kann daher sehr hoch sein und auch über eine lange Strecke aufrechterhalten werden. Zusätzlich steigert die dichte Packung des quadra ti seilen

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Drahtes den Wärmeaustausch zwischen den Drähten und verstärkt den Spulenkörperaufbau 206. Der Spulenkörper 206 kann vorzugsweise im Spritzgußverfahren hergestellt/ gepreßt oder aus einem geeigneten Material mit niederem Reibungskoeffizienten herausgearbeitet und mit einer Teflonbeschichtung 210 versehen werden. Anstelle von Aluminium kann auch zum Beispiel Nylon oder Polystyrol verwendet werden. Die Teflonbeschichtung 210 kann durch jedes geeignete bekannte Beschichtungsverfahren auf den Mittelpol 202 aufgebracht werden. Vorzugsweise wird auch die Oberfläche des äußeren Poles 204, der den Ringspalt bildet, mit Teflon beschichtet. Es können auch beide Polschuhe mit Teflon beschichtet sein. Wenn nun die Spulkörperachse sich aus der Magnetspaltachse bewegt oder der Spulenkörper nicht mehr rund ist, dann kann der Spulenkörper entweder auf einem oder beiden Polstücken gleiten. Man kann die Spulenkörperanordnung auch sowohl innerhalb als auch außerhalb mit Teflon beschichten und es können beide Seiten beschichtet sein und auf dem Metall der Polstücke oder auf dem Teflon des einen oder der beiden Polstücke gleiten.

In einem typischen Ausführungsbeispiel des Wandlers gemäß den Figuren 10 und 11 kann der Mittelpol einen Durchmesser von ungefähr 18 mm und der Magnetringspalt eine Erstreckung von ungefähr 0,9 mm in radialer Richtung haben. Die Teflonschicht 210 kann 0,05 mm dick sein und der Abstand zwischen dem Teflon

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und dem Spulenkörper 206 kann ungefähr 0,025 mm betragen. Der Spulenkörper ist ungefähr 0,74 mm dick und läßt einen Raum von 0,12 ram zwischen dem Spulenkörper und dem äußeren Pol 204 frei. Der Außenpol ist in axialer Richtung 5 mm stark, und die Teilspulen 208a und 208b sind mit ihren Mittellinien 5,5 mm voneinander entfernt angeordnet, um dem Magnetfeld ausgesetzt zu werden. Jede Teilspule 208a und 208b ist 2,28 mm lang und die beiden Drahtlagen bedecken 0,61 mm der 0,74 mm der radialen Abmessung des Spulenkörpers.

Nach Fig. 2 und 3 kann eine andere Ausführungsform der Lagerung 48 ein kontinuierliches öder unterbrochenes faseriges Teflonband enthalten, wie es in bekannter Weise als Schmier- und Dichtungsmittel bei der Herstellung geschraubter Rohrverbindungen verwendet wird. Ein solches Material ist flexibel und paßt sich der Innenfläche des Spulenkörpers 44 leicht an. Gleichzeitig paßt es sich automatisch an das Mittelpolstück 26 an. Das Mittelpolstück 26 wird vorzugsweise mit hoher Präzision aus Eisen gefertigt, und bildet auf diese Weise einen sehr guten Zylinder und eine gute Lagerfläche, auf der das Teflon gleiten kann.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Größe der Kraft'in dem gleichmäßigen Kraftbereich der Kurve durch eine Vergrößerung der Windungszahl in der Teilspule zu erhöhen, wie es die

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Anordnungen der Figuren 10 und 11 zeigen. In diesem Fall entsprechen das Gewicht, die Induktivität und die Impedanz der Spule wieder ungefähr den Werten für eine nicht unterbrochene Spule, es ist jedoch eine große Auslenkung bei hoher Krafteinwirkung erreicht. Dies setzt die Helligkeit des Hochfrequenzverhaltens des Treibers herunter, während das Niederfrequenzverhalten verbessert wird, so daß insgesamt der Klang des Lautsprechers abgesenkt wird, was die meisten Leute als angenehm empfinden. Die größere Spulenimpedanz kann zur besseren Anpassung an gewisse Verstärker dienen, die zur Verwendung mit bekannten 8 Ohm-Lautsprechern entwickelt wurden. Die erfindungsgemäße Spulenimpedanz kann im wesentlichen in gewünschtem Maße durch Parallelschaltung der verschiedenen Spulenlagen zur Absenkung der Impedanz eingestellt werden, solange jeder Zweig in jeder Teilspule die gleiche Anzahl von Windungen enthält.

Ein anderer Vorschlag, einen Teflonlagerung auf dem Mittelpolstück anzubringen, wird in Fig. 9 gezeigt, wo ein Teflonring 145 in eine Ringnut 146 am Ende des Mittelpolstücks 132 federnd eingesetzt ist. Der Spulenkörper 147 kann aus Aluminium oder aus einem geeeigneten Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten mit einem Teflonring hergestellt sein; er kann aber auch aus mit einem Kunststoff beschichteten oder imprägniertem Papier bestehen.

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In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Lagerung aus einem gepreßten Ring 150 hergestellt und in einen gepreßten oder auf bekannte Weise geformten Spulenkörper 152 eingesetzt, wie es Fig. 12 und 13 zeigen. Die iagerung 150 kann aus jedem geeigneten Lagermaterial bestehen, wie zum Beispiel Teflon oder- ein anderer Stoff, der bezüglich dem Eisen des Mittelpolstückes 26 einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten hat. Die Lagerung 150 kann auch mit dem Spulenkörper 152 zusammen hergestellt werden, besonders wenn das Mittelpolstück mit Teflon beschichtet ist, wie es früher beschrieben wurde. Die Lagerung 150 kann nach Fig. 13 unterbrochen werden, um eine kleinere Kontaktfläche zu bilden, sie kann aber auch an ihrem ganzen Umfang nicht unterbrochen sein, um einen weitgehend vollständigen Oberflächenkontakt mit dem Mittelpolstück 26 herzustellen. Die Lagerung 150 ist als"am hinteren Ende des Spulenkörpers 150 angeordnet gezeigt, sie kann aber in axialer Richtung an jedem beliebigen Punkt des Spulenkörpers vorgesehen sein, der eine dauernde Verbindung mit dem Mittelpolstück 26 aufrechterhält.

Eine weitere erfindungsgemäße Lagerung ist in Fig. 15 gezeigt. Mehrere Lagereinsätze 156 werden in am Umfang des Spulenkörpers voneinander getrennt angeordnete öffnungen eingesetzt. Jeder Lagereinsatz hat einen Schaft 156a,· der von der öffnung aufgenommen wird, und einen Kopf 156b, der das Schaftende automatisch in eine richtige Lage bringt.

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Die Lagereinsätze 156 können auch, wie in Fig. 16 gezeigt, mit ihren Köpfen 156b zum Mittelpolstück 26 zeigen, wobei dann die Schäfte durch die Öffnungen des Spulenkörpers 158 nach außen gerichtet sind.

Man sieht auch, daß die Lagerung 156 in Fig. 16 zwischen den Teilspulen 46a und 46b liegt. Dies erlaubt noch ein größeres Abweichen der Spulenkörperachse von der Achse des Mittelstücks 26 während des Zusammensetzens, ohne daß zwischen der Tonspule und dem äußeren Magnetpol Berührung erfolgt.

Eine weitere erfindungsgemäße Lagerung 160 ist in Fig. 17 dargestellt. Diese Lagerung wird durch Eintauchen des Spulenkörperendes 162 in eine plastische Lösung des Lagermaterials und anschließendes Aushärten zu einer Randwulst gebildet.

Eine weitere erfindungsgemäße Lagerung 164 ist in Fig. 18 gezeigt. Die Lagerung 164 wird durch Aufsprühen oder anderes Aufbringen des Lagermaterials in flüssiger Form auf einen Spulenkörper 166 und anschließendes Aushärten hergestellt.

Vorzugsweise folgt die Lagerung zwischen dem Spulenkörper und dem Mittelpolstück praktischen Erwägungen. Die Lagerung kann jedoch auch zwischen dem Außenteil der Spulenanordnung und dem äußeren Magnetpol durch Anbringung eines Teflonmantels um den

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Spulenkörper und die Spule herum vorgesehen sein, wobei eine Beschichtung in Form eines rohrartigen Überzugs das Metall des Außenpols direkt berührt. Andererseits kann aber auch die äußere Polfläche mit Teflon und die Spulenaußenfläche mit Nylon oder einem anderen Material beschichtet sein, das mit Teflon eine gute Gleitfläche ergibt. ·

Wie bereits beschrieben, schlägt die Erfindung einen Breitbandlautsprecher vor,, der einen Kegel 50 und Übertragungsrippen enthält, wie es die Figuren 1, 2 und 19 zeigen. Die Rippen übernehmen mehrere Funktionen. Eine,wichtige Aufgabe liegt in der wesentlichen Erweiterung des Frequenzbereiches des Kegels zu hohen Frequenzen. Ebenso vermindern die Rippen die Verzerrung der niederfrequenten Töne hoher Amplitude, wenn der . Treiber in einem kleinen Hochdruckgehäuse sitzt. Außerdem dienen die Rippen zur Stabilisierung des Kegels bei der erfindungsgemäßen Verwendung der Randfederaufhängungsvorrichtung.

Die Rippen 56 haben eine so ausgewählte axiale Ausdehnung, daß eine an dem einen Rippenende angelegte axiale Schwingungsbewegung entlang der Rippe etwa mit Schallgeschwindigkeit in Luft radial nach außen weitergeleitet wird. Daher bleibt 'jeder, einzelne Punkt entlang der Rippen 56 phasengleich mit den im

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Zentrum des Kegels durch die Bewegung des Spulenkörpers 44 erzeugten und sich entlang des Kegels nach außen hin ausbreitenden akustischen Wellen. Zu diesem Zweck v/erden die Innenenden der Übertragungsrippen 56 zur Erzielung einer guten mechanischen Verbindung vorteilhafterweise direkt mit dem Spulenkörper verbunden. Da die Rippen über ihre ganze Länge mit dem Kegel verbunden sind, bleibt der Kegel ebenso weitgehend mit der abgestrahlten akustischen Energie, die durch die Spulenkörperbewegung im Kegelmittelpunkt erzeugt wird, phasengleich.

Wie bereits erwähnt, kann der Kegel 50 aus bekannten papierartigen Stoffen hergestellt sein, wie sie bei der Herstellung mittlerer Lautsprecherkegel mit einem Durchmesser von 75 bis 125 mm verwendet werden. DiesesMaterial ist typischerweise 0,5 mm dick. Andererseits können die Übertragungsrippen 56 aus relativ steifem Polystyrol bestehen. Sehr wichtig ist es, daß die axiale Ausdehnung der Übertragungsrippen 56 um ein Vielfaches größer als die axiale Ausdehnung des mit den Rippen verbundenen Kegels oder der Membran ist, um hohe Übertragungsgeschwindigkeiten zu erreichen. Ebenso wichtig ist es, daß die axiale Ausdehnung der Membran und die Umfangsabmessung der Rippen so klein wie möglich gehalten werden, damit das Gesamtgewicht des Lautsprechers zur Erzeugung der niederen und mittleren Töne minimal gehalten werden kann. Beispielsweise soll bei der Verwendung von nichtgeschäumtem Polystyrol die

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axiale Abmessung der Rippen zur Erzielung der gewünschten maximalen Geschwindigkeiten in der Größenordnung von 6,4 mm liegen. Die Konstruktion der Übertragungsrippen zur Erzielung der gewünschten Übertragungsgeschwindigkeiten wird durch Beachtung der folgenden Gleichung (1) erleichtert, die die Übertragungsgeschwindigkeit VOvon Schallwellen in Rechteckrippen mit" einer Dicke t in Schwingungsrichtung der Schallwellen, eine Dichte S und eine Steifheit Y* nach dem Young Modul haben. Die Geschwindigkeit V wird durch die Winkelgeschwindigkeit ω , die Massenübertragungsgeschwindigkeit C und den Drehradius K angegeben: .

V= (COCK)¹/² (1) Die Winkelgeschwindigkeit ist

ω = 2fff,

worin f die Treib.frequenz in Hz ist. Die Massenübertragungsgeschwindigkeit ist

l/2

worin y der Youngsche Elastizitätsmodul und ξ die Dichte des Rippenmaterials ist. Der Drehradius für eine rechteckige Rippe ist

Gleichung (1) kann dann auf die Form gebracht werden

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Die Übertragungsgeschwindigkeit ist eine Funktion der Frequenz und kann der Schallgeschwindigkeit in Luft nur ungefähr angenähert werden, die 3,46 χ 10 cm/Sek. über einen Frequenzbereich von 8000 Hz bis 16000 Hz beträgt, welches der Bereich der Phasenauslöschung ist, die im allgemeinen die Wirkungsweise großer Lautsprecherkegel begrenzt.

Werden die Rippen aus Polystyrol mit einer Dichte von ρ =

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1,05 g/cm und Sp = 28 χ 10 Dyne/cm gefertigt, dann ergibt sich C = 1,63 χ 10 cm/Sek. Wenn t für die Rippen 4,76 mm be-

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trägt, dann ist y = 4,1 Ji 10 cm/Sek., was ein wenig höher liegt, als die Schallgeschwindigkeit in Luft. Aber zur tatsächlich wirksamen Rippenmasse muß die reflektierte akustische Massenbelastung und die Masse des Kegelpapiers gerechnet werden. Diese höhere wirksame Masse setzt die Übertragungsgeschwindigkeit so weit herunter, daß sie ungefähr der Schallgeschwindigkeit in Luft entspricht. Bei 8000 Hz ist die Geschwindigkeit um ungefähr 20 % kleiner als die Schallgeschwindigkeit in Luft, und bei 16000 Hz ist die Übertragungsgeschwindigkeit ungefähr 20 % größer als die Schallgeschwindigkeit in Luft. Diese Geschwindigkeitsanpassungen sind ausreichend, so daß keine wesentliche Phasenauslöschung bei einem großen Lautsprecherkegel von ungefähr 75 mm bis ungefähr 200 mm Durchmesser auftritt. Dies steht.im Gegensatz zu bekannten Lautsprecherkegeln, die eine typische Dicke t von ungefähr 0,5 mm

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bis ungefähr 0,75 mm haben, und bei denen die radiale Übertragungsgeschwindigkeit über die Kegelfläche ungefähr 1/3 der Schallgeschwindigkeit in Luft beträgt und bei denen Phasenauslöschung bei 12 kHz bereits dann auftritt, wenn der Kegelradius ungefähr 38 mm übersteigt. Eine Umfangsabmessung von ungefähr 0,5 ram hat sich mehr als hinreichend für Polystyrolrippen erwiesen und herkömmliche Tieftonlautsprecherkegel bis zu einer Größe von 200 mm Durchmesser bei einer Anordnung nach Fig. 1 und 20 nicht überlastet. Das Material soll so steif wie möglich sein, was durch einen hohen Youngschen Elasti-. zitätsmodul gegeben ist,, muß jedoch geringe Dichte haben. Kunststoffe wie Polystyrol sind besonders geeignet für solche AnWendungszwecke, da sie leicht bearbeitet werden können und dennoch die erwünschten physikalischen Eigenschaften besitzen. Aluminium ist physikalisch gesehen besser geeignet, weist jedoch in den Kosten und der Herstellung Nachteile auf. Sehr starker Karton mit Jp-und S -Werten, die dem Polystyrol entsprechen, kann ebenso wirksam verwendet werden. In praktischen Äusführungsformen liegen die Abmessungen der Rippen senkrecht zur Abstrahlüngsflache zwischen 3,7 mm für Aluminium, 6,5 mm für Polystyrol und ungefähr 7,7 mm für Karton. Die ■ transversale Abmessung der Rippen parallel zur abstrahlenden Membranfläche soll so klein wie möglich sein, um das Gewicht der Rippen zu reduzieren, ohne daß sie sich durchbiegen. Diese Abmessungen liegen im allgemeinen zwischen«0,25 mm und 0,75 mm.

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Die Stärke des Kegels oder der Membran liegt senkrecht zur Abstrahlungsflache bei ungefähr 0,38 mm. Man sieht daraus, daß die Abmessung der Rippen senkrecht zur Äbstrahlungsoberflache wenigstens um eine Größenordnung größer ist, als die Abmessung des Kegels senkrecht zur Abstrahlungsoberfläche, und daß die transversale Abmessung der Rippen parallel zur Abstrahlungsoberfläche von der gleichen Größenordnung wie die Abmessung des Kegels senkrecht zur Abstrahlungsoberfläche ist.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Lautsprechers 180 ist in Fig. 20 dargestellt. Der Übertrager 180.kann von gleichem Aufbau wie der in den Fig. 1 und 2, mit Ausnahme der Ausbildung der Übertragungsrippen 182 sein. Jede Übertragungsrippe verzweigt sich gabelartig bei 182a, so daß die Entfernung von einem Hochgeschwindigkeitsübertragungspfad zu irgendeinem Punkt der langsamen Membran auf einen Wert reduziert wird, der die Membran phasengleich mit der Schallwelle in der unmittelbar anschließenden Luft bleiben läßt. Diese Anordnung hat sich bei der Verwendung von Papierkegeln bis zu 200 mm Durchmesser als wirksam erwiesen, bei der akustische Energie bis zur oberen Hörgrenze bei weitgehend gleichem Pegel wie die von Kegeln großen Durchmessers erzeugte niederfrequente Energie erzeugt wird. Die· axialen und Umfangsabmessungen der Rippen 182 und 182a können weitgehend denen der Rippen 52 entsprechen, da die axiale Abmessung so ausgewählt wurde, daß sie

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ein Minimum zur Erzielung de.r. gewünschten übertragungsgeschwindigkeit ist, wobei die Umfangsabmessung minimal gewählt wurde, um das Gewicht der Rippen niedrig zu halten, ohne daß ein Verwerfen auftritt. .

Die Übertragungsrippen 56 können durch jeden geeigneten Kleber mit verdampfendem Lösungsmittel mit dem Papierkegel verbunden werden, welcher Polystyrol anlöst. Der Spulenkörper 44, die Staubkappe 52, die Rippen 56 und die Membran 50 sollen zur Massenherstellung als Einheit aus Polystyrol gefertigt werden. Es kann jedoch auch günstig sein, diese Einheit zur einfacheren Fertigung aus zwei oder mehreren Teilen, die anschließend zusammengeklebt werden, herzustellen.

Der Übertragungsrippen und Membran enthaltende mechanischakustische Wandler verlängert das obere Ende der Frequenzkurve des Lautsprechers wesentlich. Dies gilt sogar dann, wenn der vorzugsweise als Membran verwendete Kegel von solcher Größe und solchem Gewicht ist, wie es allgemein bekannten Tiefton- oder Mittel- bis Tieftonlautsprechern entspricht, die gewöhnlich zur Erzeugung des vollen Hörbereiches mit einem Hochtonlautsprecher, der von dem Wandler unter Verwendung der Übertragungsrippen erzeugt werden kann, gekoppelt sind. Dies gilt selbst dann noch, wenn die Rippen zusätzliches Gewicht auf den Kegel übertragen, was normalerweise das Hochfrequenzverhalten zusatz-

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lieh wesentlich einschränken würde. Dies gilt deshalb, weil das phasengleiche Gebiet des* Wandlers stark vergrößert wird, so daß die gesamte auf Luft übertragene Energie vergrößert wird, obwohl die Amplituden der hochfrequenten Bewegungen der Vorrichtung durch die hinzugefügte Masse deutlich reduziert werden.

Die Übertragungsrippen 56 verstärken auch deutlich die Abstrahlungsflache des Kegels 50 und ermöglichen es dem Kegel, bei Anordnung des Lautsprechers in einem kleinen akustischen Aufhängungsrahmen wirksame niederfrequente akustische Energie zu erzeugen. Ein kleines abgedichtetes Gehäuse, wie das Gehäuse 14, bildet hinter dem notwendigen Lautsprecher einen großen akustischen Druck, aufgrund der Bewegung der hinteren Fläche des Lautsprecherkegels aus. Diese Drücke können den Lautsprecherkegel verformen und dadurch den von der Vorderseite des Lautsprecherkegels ausgestrahlten Ton in ungünstigem Sinne beeinflussen.

Die Lageraufhängungen der Fig. 12 bis 18- haben unbegrenzte Federung in axialer Richtung, und bei Gleichheit aller anderen Kenngrößen erzeugt ein Lautsprecher, der eine Tiefe Note spielt und die erfindungsgemäße Aufhängungsvorrichtung verwendet, wesentlich höhere Rückdrücke, als es bei bekannten Aufhängungsvorrichtungen der Fall ist. Die geteilte Tonspule kann ebenfalls aufgrund ihrer flachen Einwirkungskurve in weit ausge-

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lenktem Zustand größe Kräfte erzeugen. Die Teilspule kann bei der Erzeugung tiefer Töne bedeutend größere Kräfte als eine ; bekannte Spüle entwickeln. Die Lagerung und die Teilspule haben diese hohe Rückdruckfähigkeit, was zur Erzeugung lauter tiefer Töne, aus einem kleinen Gehäuse führt. Die auftretenden hohen Rückdrücke bei den lauten tiefen Tönen machen es aber noch notwendiger,"daß der Kegel besonders starr ausgebildet ist, damit er physikalisch nicht verformt wird. Bei einem bekannten Lautsprecher dienen die Rippen dazu, den Verformungsgrad niedrig zu halten, wenn laute tiefe .Töne gespielt werden. Mit der verbesserten Aufhängungs- und Tonspulenanordnung tragen die Übertragungsrippen sehr wesentlich zu guten lauten Tieftoneigenschaften bei, wenn der Lautsprecher in einem äußerst kleinen Gehäuse, in das er paßt, untergebracht ist.

Als weiterer Vorteil verstärken die Rippen 56 die Stabilität der gesamten sich hin und her bewegenden Vorrichtung, wenn sie durch eine am Umfang des Kegels angebrachte Federkraft zur Zurückführung in eine neutrale Lage vorgespannt ist.

Der Ringraum zwischen dem sich hin und her bewegenden festen Kegel 50 und dem feststehenden Ringflansch 38 kann durch jede geeignete bekannte Vorrichtung verschlossen werden. In einer erfindungsgemäßen Anwendung wird jedoch vorzugsweise eine veränderte bekannte Bespannungskantenrolle 54 verwendet. Die

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Kantenrolle 54 enthält einen bekannten gewebten Bespannungsring mit einem in den Fig. 2 und 22 gezeigten Querschnitt. Die Innenkante des Ringes wird mit dem Außenrand des Kegels 50 und die äußere Kante mit der ausgenommenen Schulter 40 des Ringflansches 38 verbunden. Wenn der Treiber 12 in Fig. 2 in dem Gehäuse 14, das vorzugsweise so klein wie möglich ist, untergebracht wird, kann der Druck in dem Gehäuse so groß werden, daß die Kantenrolle 54 sich aufgrund der besonderen Spule 46 unter dem Druck umgekehrt biegt oder sich hinauswölbt. Die Kantenrolle 54 wird gegen solches Hinauswölben durch Anbringen eines Versteifungsmaterials verstärkt, etwa durch eine oder mehrere Schichten biegsamen Klebemittels 54a (Fig. 23) am äußeren und inneren Drittel der Rollenoberfläche 54, ohne, daß dadurch die Eigenschaften des Treibers wesentlich beeinflußt werden. Zum Beispiel kann niemals vollständig aushärtender , aufstreichbarer Kontaktkleber der Marke "FORMICA 140" zur Versteifung der Gewebekante 54 verwendet werden. Eine solche Beschichtung führt zu einer Kantenrolle von-abgestufter Steifheit. Die Ausbiegkraft ist ein Produkt des Druckes, der Fläche und des Hebelarms, so daß die Mitte der Kantenrolle frei von Ausbiegkraft ist, und die Kraft auf den Rand jeder Kante zu quadratisch zunimmt. Dementsprechend wird die Steifheit der Kantenrolle abgestuft. Dies ergibt eine optimale Verbindung von hoher Federung und Ausbeulwiderstandsfähigkeit, und erleichtert dadurch die Erzeugung lauter, tiefer Töne.

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Wie erwähnt, sieht die Lagerungsvorrichtung des Spulenkörpers zur Rückstellung der Spule in eine Mittelstellung im Magnetfeld keine Federyorspannung vor. Die Federn 58 verursachen die Federvorspannung zur Zurückstellung der Spule 46 in eine Mittelstellung bezüglich der Magnetanordnung. Zusätzlich bildet die Verbindung von reibungsfreier Lagerung 48 und der mit dem Außenumfang des Kegels 50 verbundenen Federn 58 eine hervorragende axiale Stabilität für den hin und her bewegbaren Teil/ während eine extrem niedrige Federkraft zur Vorspannung des hin und her bewegbaren Teils in einer Mittelruhestellung aufgewendet wird.

In einer bedeutenden, vorzugsweisen erfindungsgemäßen Anwendungsform werden die Federn 58 aus Federstahl oder aus nichtschrumpfendem Material hergestellt. Die Kraft der Federn muß lediglich ausreichen, bei vertikaler Spulenkörperachse die hin und her bewegbare Vorrichtung in Mittelstellung zu halten. Zusätzlich müssen die Federn die volle axiale Bewegung der Spule gestatten, ohne irgendeine übermäßige Federkraft hinzuzufügen, damit die vom Treiber erzeugte akustische Energie minimal verzerrt wird.

Klaviersaite aus Federstahl mit einem Durchmesser von Ungefähr 0,18 mm liefert bei einer um 90 versetzten Anbringung am Umfang des Kegels 50 die gewünschten Resultate. Draht mit

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einem Durchmesser von 0,15 bis 0,25 mm wurde erfolgreich verwendet. Im allgemeinen wird vorzugsweise der dünnere Draht benutzt. Die Stahldrähte werden entsprechend dem Querschnitt der Kantenrolle 54 nach Fig. 22 verformt. Ein Ende jedes Drahtes sollte zur .Erzielung einer Nullstellungsvorspannung entweder mit dem Kegel oder dem Außenflansch verbunden sein. Die Außenenden können günstigerweise mit dem Teil der Kantenrolle 54 verbunden sein, der zur Herstellung einer festen Abstützung mit der Schulter 40 des Flansches 38 verbunden sein. Das innere Ende des Drahtes 58 braucht sich nur bis zu einem Punkt nahe des Außenrandes des Kegels 50 zu erstrecken und ist vorzugsweise nicht fest mit dem Kegel verbunden, um eine bewegliche Verbindung mit dem Kegel herzustellen. Die ganze Länge jedes Drahtes 58 wird zur Dämpfung der natürlichen Federdrahtresonanzen und zur Verhinderung von Resonanzen stehender Wellen vorzugsweise bei 64 mit einem biegsamen Überzug versehen oder auf andere Art mit der Kantenrolle 54 verbunden .

Eine andere Ausführungsform einer Kegelrandhaltefeder ist in Fig. 23 gezeigt. Die Feder 250 kann aus demselben Material wie die Feder 58 hergestellt und an gleicherweise voneinander am Umfang entfernten Punkten angeordnet sein. Die Feder 250 ist jedoch wie in Fig. 23 dargestellt ausgebildet und das äußere Ende 252 wird fest durch die Kantenrolle mit dem Flansch 38

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verbunden, das innere Ende 256 ist fest mit dem Rand des Kegels 50 verbunden, und das Mittelstück 254 ist zur Dämpfung der Federresonanz mit der Mitte der Kantenrolle 54 verbunden. Kontaktkleber kann zur Verbindung der Federn an den einzelnen Punkten 252, 254 und 256 verwendet werden.

Die Federn 58 und 250 helfen das Ausbeulen oder Ausbiegen der Kantenrolle 54 unter Einwirkung hoher Drücke in dem Gehäuse 14 zu verhindern. Diese Funktionsweise kann noch dadurch verbessert werden, daß die Federn 58 aus sehr kleinen Drähten hergestellt werden und ihre Zahl vergrößert wird. Die Federn köntnen daher in anderer Weise als in Fig. 24 gezeigt zur weiteren Verhinderung des Ausbeulens der Kantenwelle gefertigt werden. Gemäß Fig. 24 ist eine Mehrzahl von schmalen. Stegen 260 einstückig mit einem Ring 262 ausgebildet, der so groß ist, daß er in die ausgenommene Schulter 40 des Flansches 38 paßt. Die Stege 260 und der Ring 262 können gleichzeitig aus einem sehr dünnen Metallblech gestanzt oder geformt und nachfolgend zur Erzielung eines nichtkriechenden Federmaterials gehärtet werden. Die Verwendung von Federstahl oder anderen nichtschrumpfenden Federmaterialien ist für eine Langzeitstabilität sehr wichtig. Die Stege 260 und der Ring 262 können nun mit der Kantenrolle 54 über die ganze Fläche verbunden werden: Die . Entfernung zwischen den kleinen Stegen 210 kann so klein ge-

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macht werden, daß sie der Kantenrolle 54 helfen-_t dem Druck innerhalb des Gehäuses standzuhalten.

Eine weitere erfiridungsgemäße Ausführungsform wird in Fig. gezeigt, wo die metallenen Federelemente 264 mit den Fasern der Bespannungskantenrolle 268 verwoben gezeigt sind. Die Federelemente 264 verursachen hier sowohl das Vorspannen als auch Ausrichten, während sie gleichzeitig der Kantenrolle helfen, den Drücken innerhalb des Gehäuses standzuhalten. Das Gewebe dämpft außerdem die Resonanzen der Federfasern wie es vorher beschrieben wurde.

Der erfindungsgemäße Lautsprecher besitzt einen ungewöhnlich gleichmäßig flach verlaufenden Frequenzgang über nahezu dem gesamten Hörbereich, das heißt von 50 Hz bis zu ungefähr 20OOQ Hz. Dies wird durch den neuen breitbandigen elektromechanischen Wandler ermöglicht, der eine gleichmäßige Kraft über eine um ein Vielfaches größere Strecke als bei bekannten Anordnungen erzeugt. Zusätzlich ist ein breitbandiger mechanischakustischer Wandler mit dem elektro-mechanischen Wandler gekoppelt und strahlt die breitbandige Energie wirksam an Luft ab. Die Wirkungsweise dieser beiden Wandler wird wesentlich durch das erfindungsgemäße neue Aufhängungssystern verbessert, das für den Spulenkörper eine Gleitlagerungsvorrichtung

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enthält. Diese Lagerung ermöglicht eine wesentliche Vergrößerung der Windungslagenzahl, die mit einem gegebenen Magnetspalt verwendet werden, während gleichzeitig ohne Einführung einer Vorspannkraft ein langer Spulenkörperweg gewährleistet wird_r Die Lagerungsanordnung setzt auch die Herstellungskosten durch Herabsetzung der Einzelteilkosten und Vereinfachung der Anordnung deutlich herab. Der zweite Teil des Aufhängungssystems erzeugt die notwendige Federvorspannung zur Zentrierung der Spulenanordnung. Durch Anordnung der Federn am Kegelumfang kann die Federkonstante herabgesetzt und dennoch der benötigte lange Kegelweg erreicht werden. Außerdem können die Vorspannfedern mit der Kantenrolle in der Weise verbunden sein, daß die Kantenrolle die Federn dämpft und die Federn die Kantenrolle verstärken. Der Federstahl ermöglicht auch die gewünschte Langzeitstabilität,

Es sei darauf hingewiesen, daß die Federrückstellkraft am Außenrand des Kegels angreift, wo hochfrequente Bewegungen eine bedeutend kleinere Amplitude verglichen mit gleichen Bewegungen in der Nähe der Tonspule haben. Daher' hat die Federmasse nur wenig Wirkung auf die Hochfrequenzeigenschaften des Treibers.

Während jede der Komponenten des beschriebenen Lautsprechersystems für sich die anderen Komponenten zur Bildung eines

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hervorragenden Lautsprechersystems ergänzt, kann jede einzelne Verbesserung ebenso in vorteilhafter Weise in verbindung mit bekannten Lautsprechern verwendet werden..Die Teilspulenanordnung ist vorzugsweise beim Bau bekannter Lautsprecher von großer Nützlichkeit. Die Spulenkörperlagerungsanordnung kann ebenfalls mit beträchtlichem Vorteil bei bekannten Lautsprechern verwendet werden, da sie die mit einer gegebenen, bekannten Magnetanordnung und bekannter nicht unterbrochener Spule versehene Anordnung durch Ermöglichung einer deutlichen Erhöhung der Windungszahl je Spulenlängeneinheit verbessert. Der neue mechanisch-akustische Wandler, also die Abstrahlfläche, kann ebenso in vorteilhafter Weise mit bekannten elektro-mechanischen Wandlern benutzt werden. Die ganze Aufhängungsvorrichtung, wozu die Spulenkörperlagerung und/oder die Randfedern und die Kantenrolle gehören, kann ebenfalls in vorteilhafter Weise in Verbindung mit bekannten elektro-mechanischen und mechanisch-akustischen Wandlern aufgrund der verbesserten Wirkungsweise und der einfacheren Herstellungsart verwendet werden. Verschiedene erfindungsgemäße Anordnungen können außer in Lautsprechern auch vorteilhafterweise bei Schwingungssensoren, Schwingungsgeneratoren, Mikrophonen usw. eingesetzt werden.

Der hierin verwendeteAusdruck "Teflon" betrifft die in "The Condensed Chemical Dictionary" beschriebenen Stoffe, die

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für einen bekannt niedrigen Reibungskoeffizienten von ungefähr O, O4 bis ungefähr 0,08 bekannt sind. Der Ausdruck "wenig schrumpfendes" Federmaterial schließt Federmetall wie zum Beispiel 'Federstahl, Kupfefberyllium, Phosphorbronze, und entsprechende Materialien ein, die durch sehr große Langzeitst'abilität selbst bei sehr hohen Temperaturen gekennzeichnet sind. Diese Federmaterialien unterscheiden sich'von der Klasse der langkettigen synthetischen Stoffe und Harze, die Langzeitinstabilität des "Schrumpfens" aufgrund der eingeprägten thermoplastischen Eigenschaften der Stoffe haben.

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Claims

Ansprüche

.J Akustischer Wandler, insbesondere Lautsprecher, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zur Erzeugung eines länglichen Magnetfeldes und durch Vorrichtungen zur Erzeugung eines im Magnetfeld angeordneten veränderlichen Stromfeldes zur Hin- und Herbewegung in Bezug auf die das Magnetfeld bildende Vorrichtung in der Erstreckungsrichtung des Magnetfeldes, wobei eines der Felder durchgehend und das andere axial im Abstand voneinander angeordnete Teilfelder geteilt ist, und zwar derart, daß bei Bewegung des Stromfeldes in eine Richtung bezüglich des Magnetfeldes eines der Teilfelder mit dem anderen Feld in verstärktem Maße gekoppelt und das andere Teilfeld mit dem anderen Feld in abnehmendem Maße gekoppelt ist, und daß bei Bewegung des Stromfeldes in die andere Richtung in Bezug auf das Magnetfeld in umgekehrter Weise eines der Teilfelder mit dem anderen Feld in abnehmendem Maße und das andere Teilfeld mit dem anderen Feld in zunehmendem Maße gekoppelt ist, wodurch über eine beträchtliche Strecke der Relativbewegung ein weitgehend gleichmäßiger Kopplungsgrad zwischen den zwei Feldern erzielt wird.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromfeld in Teilfelder unterteilt ist.

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3. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld in Teilfelder unterteilt ist.

4. Wandler nach einem-der Ansprüche T bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung zwischen den Mittellinien der Teilfelder ungefähr dem Abstand zwischen den wirksamen Rändern bzw.'■ Grenzen des anderen Feldes entspricht.

5-._,' Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das ausgedehnte Magnetfeld bildende Vorrichtung einen Permanentmagneten und Polstücke enthält, die einen magnetischen Ringspalt bilden, und daß die das Stromfeld bildende Vorrichtung eine rohrartige Spule aufweist, die eine Mehrzahl von im Magnetspalt hin und her bewegbaren Wicklungen hat.

6.' Wandler nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein kontinuierliches Magnetfeld und die Unterteilung der Wicklungen der rohrartigen Spule in getrennte Teilspulen zur Erzeugung der Teilfelder.

7. Wandler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ringförmigen, um ein Mittelpolstück angeordneten Magnetspalt und durch einen um das Mittelpolstück angebrachten, einen

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Teil der Spulenanordnung bildenden Spulenkörper, der zur Führung der Spulenanordnungsbewegung in Bezug auf die Magnetanordnung in Gleitkontakt mit mindestens einem der - ■:.-. Pole steht.

8. Wandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine akustische Abstrahlfläche hin und her bewegbar mit einem Spulenkörperteil verbunden ist und einen äußeren Umfang, eine mit der Magnetfelderzeugungsvorrichtung verbundene Haltevorrichtung und einen Ringflansch hat, der nahe dem Außenumfang der akustischen Abstrahlfläche angebracht ist, sowie äußere Haltevorrichtungen aufweist, die einen ringförmigen, luftdichten Verschluß zwischen dem Umfang der Abstrahlfläche und des Flansches bilden, während sie gleichzeitig für die radiale Ausrichtung der Abstrahlfläche sorgen.

9.' Wandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Haltevorrichtung im wesentlichen die einzige axiale Federvorspannung für die hin und her bewegbare Anordnung erzeugt und diese in eine vorgegebene Ruhelage vorspannt.

1O. Wandler nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Metallfedern zur Erzeugung der Federvorspannung, die mit dem Ringflansch und dem Umfang der Abstrahlfläche verbunden sind.

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.11. Wandler -naoh Anspruch "B;:'' dadurch'gekennze lehnet, daß die AiDstrahlOberfiSche durch eine Mehrzahl schmalery getrennter akustischer übertraguhgswege, ■ die sich vom ' Spulenkörper aus erstrecken, gebildet ist, Wobei jeder Weg eine akustische Übertragungsgeschwindigkeit vom ■ * Spulenkörper'entläng des Weges besitzt, die ungefähr* der Schkligeschwindigkeit in''Luft entsprich't'v und daß ' leine Membran an diesen Wegen'angebracht ist> die'- eine be-

deutend geringere Schallgeschwindigkeit hat, wodurch 'akustische Energie von'einer geringeren Wellenlänge als - die iiänge der Wege "wirksam ah Luft abgestrahlt wird.'.

12. Wandler näöh Anspruch 1-1, gekennzeichnet durch einen sich' vom Ririgflansch erstreckenden Schallschirm;

13. Wandler nach Anspruch 11, gekennzeichnet' duirch ein sich vom Ringflansch erstreckendes und die Magnetanordnung um-

"" schließerideW Lüftäüfhängüngsgehäti^e,^: " ; . .

■ ι; ,

14.* Wandler nach Anspruch '8, gekennzeichnet durch' eine Halte-"" vorrichtung," die^: eine biegsame, halbkreisförmig geformte Kantenwelle bzw. Kantenrolle enthält, die an den Innen- und: Aüßenirändern gr"Ößei:e^: S-teifheit besitzt als· in der .' MitteV ^y:- "^rA ^-·--- ' ■=-■■·' · ■■-■.■„"»·:■ ■/ ■ ·,·■ ■■>. ·■ ..-. - -_; -:-. -■■■■■:

OWGlNAL JNSPECTEO

15. Akustischer Wandler, gekennzeichnet durch eine Magnetan--Ordnung, die einen zwischen einem.zylindrischen Mittelpolstück und einem äußeren, um den inneren Pol angebrachten Pol gebildeten, ringförmigen Magnetspalt hat, und durch eine Spulenanordnung mit einer ringförmigen, im Magnetspalt.hin und her bewegbaren. Spulenkörperanordnung, wobei diese zur Führung in Bezug auf die Magnetanordnung in Gleitkontakt mit der Magnetanordnung steht.

16. Wandler nach Anspruch 15, dadurch.gekennzeichnet, daß die Spulenkörperanordnung eine reibungsfreie Lagerfläche enthält, die in Gleitkontakt mit einer Fläche der den Magnetspalt bildenden Magnetanordnung steht. . .

17. Wandler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die reibungsfreie Lagerung einen auf der Spulenkörperanordnung befindlichen Kunststoff μη& eine auf dem.Mittelpolstück befindliche metallische Fläche enthält.

18. Wandler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die reibungsfreie Lager fläche !Teflon ist. .

19. Wandler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet _r daß

die reibungsfreie Lagerung, im wesentlichen §in kontinuierlicher Ring mit einer axialen Ausdehnung ist,, die, wesentlich kürzer als die Spulenkörperanordnung ist. _t,

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20. Wandler nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die reibüngsfreie/Lagerung zur Verkleinerung der Auflagefläche am Umfang unterbrochen ist.

21. Wandler nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine mit der Magnetanordnung verbundene Lagerfläche aus reibungsfreiern Material, auf der eine Fläche der Spulenkörperanordnung gleitet.

22. Wandler nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß

das reibüngsfreie Material Teflon ist.

23. Wandler nach Anspruch'22, gekennzeichnet durch eine Lagerfläche auf dem Mittelpolstück innerhalb des Magnetspaltes,

24. Wändler nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch eine Lager-V fläche auf dem Aüßenpolstück innerhalb des Magnetspaltes.

ΐ Wandler nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die eine mit der Spulenanordnung verbundene und beim Durchgang eines elektrischen Signals durch die Spule hin und her bewegbare akustische Abstrahlfläche bildet, und durch eine Haltevorrichtung, die einen am Umfang angebrachten luftdichten Verschluß zwischen der Äbstrahlfläche und einem Schallschirm sowie eine radiale Abstützung der Abstrahlflache bildet.

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26. Wandler nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung die Abstrahlfläche auch in axialer Richtung in eine vorgegebene axiale Lage vorspannt und die einzige, axiale Vorspannung der Abstrahlfläche und der Spulenanordnung bildet.

27. Wandler nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung einen am Umfang angebrachten Abstützungsflansch und eine Mehrzahl von Federmetallteilen aufweist, die sich zwischen dem Außenrand der die akustische Abstrahlfläche bildenden Vorrichtung und dem äußeren Halteflansch erstrecken.

28. Wandler nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung eine flexible Membran enthält, die sich zur Erzielung des luftdichten Verschlusses zwischen dem Außenrand der die Abstrahlfläche bildenden Vorrichtung und dem äußeren Halteflansch erstreckt, und daß die Membran zur Dämpfung der Resonanz der Federmetallteile mindestens mit dem Mittelpunkt jedes Federmetallteils verbunden ist. #

29. Akustischer Wandler, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die hin und her bewegbar entlang einer Achse angeordnet ist und eine Mehrzahl getrennter Übertragungswege aufweist,

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. ; die sich sternförmig von der Achse aus erstrecken/ wobei jeder .Weg eine Übertragungsgeschwindigkeit für akustische SchwingungBener;gie parallel .zur Achse hat, die in AbT hängigkeit von der .Schwingungsfrequenz das 0,6 bis 1,3 fache der Schallgeschwindigkeit ,in Luft beträgt,., sowie durch eine Membran, die sich von den Übertragungswegen erstreckt _;und eine wesentlich geringere übertragungsgeschwindigkeit für die gleiche Schwingungsenergie hat, wobei die-eine akustische .Abstrahlfläche bildende;Membran in einem Winkel zu der Achse angeordnet ist.

30. Wandler nach Anspruch 29,dadurch gekennzeichnet, daß

die Übertragungswege eine Abmessung senkrecht zur Abstrahlflache haben,.die wesentlich größer als die Ausdehnung der Membran senkrecht zur Abstrahlfläche ist., .

31. Wandler nach Anspruch 30, !dadurch.gekennzeichnet, daß die . Abmessung der; .Übertragungswege senkrecht zur Abstrahlflache mindestens etwa .zehnmal so groß, wie die Abmessung der Membran .senkrecht zur Abstrahlfläche ist.. ...,·■

32. Wandler nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die _r-. -Abmessung, äex Übertragungswege.guer zu? den Wegen und .

.parallel.;Zur,<Abstrahlfläche._;in,der .gleichen: Größenordnung <-:, wie. die Abmes.sung der Membran senkrecht zur Abs tr ahl fläche ist. "■

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. OFWGiNAL INSPECTED

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33. Wandler nach Anspruch 29-,. dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungswege aus Kunststoff bestehen.

34. Wandler nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungswege aus Polystyrol bestehen.

35. Wandler nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungswege aus Aluminium bestehen.

36. Wandler nach einem der Ansprüche 29 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran aus Papier besteht.

37. Wandler nach einem der Ansprüche 29 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran aus Kunststoff besteht.

38. Wandler nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Übertragungswege als auch die Membran einstückig aus. Kunststoff hergestellt sind.

39. Akustischer Wandler, gekennzeichnet durch-Vorrichtungen zur Bildung einer akustischen Abstrahlfläche mit einem äußeren Rand, einem um den Außenrand angebrachten und davon getrennten Halteflansch, durch Vorrichtungen zur Hin- und Herbewegung der die Abstrahlfläche bildenden

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Vorrichtungen entlang einer sich durch den Halteflansch erstreckenden Achse, und durch eine Mehrzahl von Federelementen, die sich zur Erzielung einer radialen Ausrich-¹ tung der die Abstrahlfläche bildenden Vorrichtung und zur Erzeugung einer axial gerichteten Federkraft zur Vorspannung in eine vorgegebene axiale Lage der die Abstrahlfläche bildenden Vorrichtung.zwischen dem Außenrand und dem Halteflansch erstrecken.

40. Wandler nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß eine bewegliche Membran zwischen der die akustische Abstrahlfläche bildenden Vorrichtung und dem Halteflansch einen luftdichten Verschluß bildet, wobei die Membran zur Dämpfung der Resonanz der Federkörper mit jedem Federelement verbunden ist.

41. Wandler nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß

' die Membran mit den Federelementen an einem isolierten Punkt verbunden ist.

42. Wandler nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet; daß die Membran mit dem Federelement über im wesentlichen dessen gesamte Länge verbunden ist. .

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43. Wandler nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran in radialem Querschnitt halbkreisförmig ist, und daß die Federelemente der halbkreisförmigen Ausbildung der Membran angepaßt sind.

44. Wandler nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente sich in einem beträchtlichen Winkel zu einer vom Mittelpunkt der Abstrahlfläche radial verlaufenden Linie erstrecken.

45. Wandler nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Mehrzahl von Federelementen mit einer zugehörigen metallischen Ankerplatte mit dem Halteflansch verbunden sind.

46. Wandler nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß

die Federelemente die Membran gegen Ausbeulen durch Drücke verstärken, die durch die Bewegung der die akustische Abstrahlfläche bildenden Vorrichtung erzeugt werden.

47. Wandler nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran eine gewebte Bespannung ist und die Federelemente in die Fasern der Bespannung eingewebt sind.

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48. Wandler .nach_:. Anspruch/ 39/ dadurch, gekennzeichnet, daß die Federelemente aus einem, Federmaterial mit niedrigen

, Kriecheigensehaften bestehen, etwa Federstahl, Kupferberyllium, Phosphbrbronze oder Glas.

49. Akustischer Wandler, .gekennzeichnet durch Vorrichtungen zum Hin-.und Herbewegen_: entlang einer Achse, durch eine zu der Achse in_; einem Winkel stehende, akustische Abstrahlfläche und durch eine Vorrichtung, die einen Membranteil und eine Mehrzahl länglicher tibertragungsrippenabschnitte enthält, die S;iphypn einem Mittelteil der Abstrahlf lache radial nach außen ,erstrecken, wobei die iJbertragungs-,-.:■: : rippenabschnitte eine Querabmessung senkrecht zur Abstrahlungsflache der Membran haben, die ungefähr zehnmal so groß wie die Abmessung der Membran senkrecht zur Abstrahlungsfläche: ist^ .-·.:..;■ -. ■ ... -.--.-;

50. Wandler., nach Anspruch.49, dadurch gekennzeichnet, daß die Querausdehnung der Rippenabschnitte -parallel zur Abstrahlf lache in der gleichen Größenordnung wie die Ausdehnung der Membran, senkrecht zur-Abstjrahlf.lache ist.

51. Wandler., nach Anspruch_; 5Q-«·.- ;dadurch_; gekennzeichnet,, - daß die Querausdehnung der Rippenabschnitte so gewählt ist,

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daß die mittlere longitudinale Übertragungsgeschwindigkeit von Schallschwingungen senkrecht zur Abstrahlflache im Frequenzbereich von ungefähr 8000 Hz bis ungefähr 16.000 Hz etwa der Schallgeschwindigkeit in "Luft entspricht.

52. Wandler nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Querausdehnung der Rippenabschnitte senkrecht zur Abstrahlfläche zwischen etwa 3,8 mm und etwa 6,4 mm, die Querausdehnung der Rippenabschnitte parallel zur Abstrahlfläche zwischen etwa 0,25 mm und etwa 0,89 mm und die Ausdehnung der Membran senkrecht zur Abstrahlungsflache zwischen etwa 0,2 mm und etwa 0,89 mm liegte

53. Wandler nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenabschnitte aus Kunststoff, Aluminium öder Preßpapier bestehen.

54. Wandler nach Anspruch 53, gekennzeichnet durch Rippenabschnitte aus Kunststoff.

55. Wandler nach Anspruch 54, gekennzeichnet durch eine Papiermembran.

56. Wandler nach Anspruch 54, gekennzeichnet durch eine

Membran aus Kunststoff.

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57. Wandler nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen rohrartigen Spulenkörper enthält, dessen Achse mit der Achse der Hin- und Herbewegung zusammenfällt, und daß die Rippenabschnitte an jeweils einem Rippenende mit dem Spulenkörper verbunden sind und sich radial vom Spulenkörper weg nach außen erstrecken.

58. Wandler nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen rohrartigen Spulenkörper, dessen Achse mit der Achse der Hin-und Herbewegung zusammenfällt, und eine auf den Spulenkörper aufgebrachte Spule enthält, und daß eine Permanentmagnetvorrichtung ein die Spulendrähte schneidendes Magnetfeld erzeugt.

59. Wandler nach Anspruch 58, gekennzeichnet durch einen um den Außenrand angeordneten und davon getrennten Halteflansch und eine Mehrzahl von metallischen Federelementen, die sich zur Erzielung einer radialen Ausrichtung der die Abstrahlfläche bildenden Vorrichtung zwischen dem Außenrand und dem Halteflansch erstrecken und eine axial gerichtete Federkraft erzeugen, die die Abstrahlfläche bildende Vorrichtung in eine vorgegebene axiale Lage vorspannt. . '

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60. Wandler nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß eine flexible Membran einen luftdichten Verschluß zwischen der die akustische Abstrahlfläche bildenden Vorrichtung und dem Halteflansch bildet, wobei die Membran zur Dämpfung der Federresonanz mit jedem Federelement verbunden ist.

61. Wandler nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran mit den Federelementen an einem getrennten Punkt verbunden ist.

62. Wandler nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran mit den Federelementen über weitgehend deren gesamte Länge verbunden ist.

63. Wandler nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran in radialem Querschnitt halbkreisförmig ist und daß die Federelemente dieser halbkreisförmigen Ausbildung der Membran angepaßt sind.

64. Wandler nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente sich in einem großen Winkel zu einer vom Mittelpunkt der Abstrahlfläche radial verlaufenden Linie erstrecken.

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65. Wandler nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Mehrzahl der Federelemente mit einer zugehörigen.Metallänkerplatte, mit dem Halteflansch verbunden sind. . . ." ,

66. Wandler nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente die Membran gegen Ausbeulung durch Drücke verstärken., die bei der Bewegung der die akustische Abstrahlfläche bildenden Vorrichtung erzeugt werden.

67. Wandler nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran eine gewebte Bespannung ist und die Federelemente mit den Fasern in die Bespannung eingewebt sind.

68. Akustischer Wandler, gekennzeichnet durch eine Magnetanordnung·, die einen kontinuierlichen Magnetspalt mit einer wirksamen Länge, bildet und durch eine Spulenanordnung im Magnetspalt, die in/Bezug auf den Magnetspalt hin und her bewegbar ist und zwei getrennte Teilspulen aufweist, deren Mittellinie e.twa so weit voneinander entfernt sind, wie sich die wirksame Länge des von der Magnetanordnung .erzeμgten Magnetspaltes erstreckt. . ,. . "

69. Wandler nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, daß, eine Fläche der Spulenanordnung.* zur=\Führung der Spulen-

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anordnungsbewegung in Bezug auf die Magnetanordnung in Gleitkontakt mit einer Fläche der den Magnetspalt bildenden Magnetanordnung steht.

70. Wandler nach Anspruch 69, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Flächen aus Teflon besteht.

71. Wandler nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, daß

die ,Magnetanordnung fest und die Spulenanordnung beweglich in Bezug auf die Magnetanordnung ist, und daß eine mechanisch-akustische Kopplungsanordnung vorgesehen ist, die mit der Spulenanordnung verbunden und mit ihr hin und her bewegbar ist.

72. Wandler, gekennzeichnet durch eine Magnetanordnung mit . zwei getrennten Spalten und durch eine Spulenanordnung, die durch jeden der Spalte hin und her bewegbar ist, wobei die Spulenanordnung eine kontinuierliche Wicklung mit einer Länge hat, die etwa der Entfernung der beiden getrennten Magnetspaltmittellinien entspricht.

73. Wandler nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fläche der Spulenanordnung zur Führung der Spulenanordnungsbewegung in Bezug auf die Magnetanordnung in Gleitkontakt mit einer Fläche der Magnetanordnung steht.

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74. Wandler nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Magnetspalt liegende Fläche der Spulenanordnung zur Führung der Spulenanordnungsbewegung in Bezug auf die Magnetanordnung in Gleitkontakt mit einer Fläche der Magnetspalt bildenden Magnetanordnung steht.

75. Wandler nach Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet, daß . mindestens eine der Flächen aus Teflon besteht.

76. Wandler nach Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetspalt durch ein zylindrisches Mittelpolstück und ein äußeres ringförmiges Polstück gebildet wird, und daß die Spulenanordnung rohrartig geformt ist und eine Spule um das Mittelpolstück angeordnet hat.

77. Akustischer Wandler, gekennzeichnet durch eine Magnetanordnung mit einem Mittelpolstück und einen äußeren Polstück, das einen ringförmigen Magnetspalt zwischen zwei gegenüberliegenden zylindrischen Flächen bildet, und durch eine rohrartige Spulenanordnung, die im Magnetspalt hin und her bewegbar ist, wobei mindestens eine Fläche zur ■Führung der Bewegung der Spulenanordnung innerhalb des Magnetspaltes in Gleitkontakt mit mindestens einer Fläche der Magnetanordnung steht.

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78. Wandler nach Anspruch 77, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der in Gleitkontakt stehenden Flächen aus einem Material mit wesentlich niedrigerem Reibungskoeffizienten als die Magnetpole besteht.

79. Wandler nach Anspruch.78, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Fläche aus Teflon besteht.

80. Wandler nach Anspruch 77, dadurch gekennzeichnet, daß eine, eine akustische Strahlungsfläche bildende Vorrichtung mit einer Spulenanordnung verbunden ist und entsprechend einem durch die Spulenanordnung fließenden Strom hin und her bewegbar ist, daß ein um den Außenrand der Abstrahlfläche angebrachter äußerer Flansch vorgesehen ist, und daß ein ringförmiges flexibles Teil, das um den Rand der Abstrahlfläche eine Dichtung bildet, wobei das flexible Teil einen im allgemeinen halbkreisförmig ausgebildeten Querschnitt mit einem deutlich stärker federnden Mittelabschnitt als mindestens einer der Außenabschnitte aufweist.

81. Wandler nach Anspruch 80, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenflansch an einem im wesentlichen luftdichten Aufhängungsgehäuse von begrenztem Volumen befestigt ist.

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82. Wandler nach Anspruch 81, dadurch gekennzeichnet, daß getrennte Federvorrichtungen den Rand der die Abstrahlungsoberflache bildenden Vorrichtung mit dem Außenflansch an am Umfang voneinander entfernten Punkten verbinden, um die die Abstrahlungsoberflache bildende Vorrichtung axial in eine vorgegebene Ruhelage vorzuspannen.

83. Wandler nach Anspruch 82, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Teil zur Dämpfung der Schwingungsresonanz der Federvorrichtungen mit diesen verbunden ist.

84. Wandler nach Anspruch 82, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtungen aus Federstahl bestehen.

85. Wandler nach Anspruch 82, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtungen aus Glas bestehen.

86. Wandler nach Anspruch 82, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Federvorrichtungen im wesentlichen die einzige axiale Vorspannkraft zur axialen Einstellung der die Äbstrahlungsflache bildenden Vorrichtung erzeugen.

87. Akustischer Wandler, gekennzeichnet durch eine einen Magnetspalt bildende magnetische Anordnung, durch eine Spulenanordnung mit einer· im Magnetspalt hin und her

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bewegbaren Spule, durch eine eine akustische Abstrahlungsflache bildende Vorrichtung, die mit der Spulenanordnung verbunden ist und einen Außenrand hat, durch eine Gehäusevorrichtung, die um die Magnetanordnung angebracht ist und eine ringförmige Öffnung um den Außenrand der Abstrahlfläche bildet, und durch eine flexible Membran, die die ringförmige öffnung unter gleichzeitigem Ermöglichen der Hin- und Herbewegung der die akustische Abstrahlfläche bildenden Vorrichtung verschließt, wobei die flexible Membran einen halbkreisförmigen radialen Querschnitt hat, wovon ein Mittelbereich wesentlich nachgiebiger ist, als mindestens einer der Ränder.

88. Wandler nach Anspruch 87, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Membran aus gewebter Bespannung besteht und durch einen elastischen überzug entlang mindestens einer Kante, jedoch nicht im Mittelbereich versteift ist.

89. Wandler nach Anspruch 88, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Membran entlang beider Ränder durch den elastischen Überzug versteift ist.

90. Akustischer Wandler, gekennzeichnet durch eine einen Magnetspalt bildende Magnetanordnung, durch eine Spulenanordnung mit einer im Magnetspalt hin und her bewegbaren

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Spüle, durch eine Vorrichtung zur Erzeugung einer akustischen Abstrahlfläche, die mit der Spulenanordnung verbunden ist und einen Äußenrand hat, durch eine Vorrichtung zur Bildung einer ringförmigen Öffnung um den Außenrand, durch eine flexible Membran zum Verschließen der ringförmigen Öffnung unter gleichzeitiger Ermöglichung der Hin- und Herbewegung der die Abstrahlfläche bildenden Vorrichtung, und durch eine Mehrzahl von am Umfang voneinander getrennter Federvorrichtungen, die die Abstrahlfläche bildende Vorrichtung und die öffnungsbildende Vorrichtung verbinden, wobei die Federvorrichtungen im hörbaren Bereich eine Resonanzfrequenz haben, und die Federvorrichtungen und die flexible Membran zur Dämpfung der Federresonanz im hörbaren Bereich verbunden s ind.

91. Wandler nach Anspruch 90, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran aus einer gewebter Bespannung besteht und einen im allgemeinen halbkreisförmigen radialen Querschnitt hat.

.92. Wandler nach Anspruch 90, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrxchtungen aus Federmetall bestehen.

93. Wandler nach Anspruch 90, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrxchtungen aus Glas bestehen.

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