DE2461256C3 - Membrane für einen elektroakustischen Wandler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Membran für einen elektroakustischen Wandler, die aus einem kreisrunden Zuschnitt eines nichtmagnetischen Isoliermaterials besteht und wenigstens an der einen Oberfläche mit einer Reihe elektrischer Leiter versehen ist, die an zv/ei randseitig angeordnete Anschlußklemmen angeschlossen sind.

Die für solche Membranen interessierenden elektroakustischen Wandler haben unter Hinweis auf die F i g. 1 der Zeichnung eine größere Vielzahl stabförmiger Dauermagnete 2 und 3, die so in abwechselnder Polarität zu beiden Seiten der Membran 1 angeordnet sind, daß bei jedem Paar gegenüberliegender Dauermagnete sich gleiche Polaritäten gegenüberliegen, die unterschiedlich zu den gleichen Polaritäten des nächsten Paares sind. Die einen Dauermagnete 2, 2', 2"... sind an einer mit Perforationen 7 versehenen Weicheisenplatte 5 angeordnet, während die anderen Dauermagne- te 3,3', 3" ... an einer ungelochten Weicheisenplatte 6 befestigt sind, und diese Dauermagnete sind auf der Seite von der Membran 1 angeordnet, auf deren Oberfläche die elektrischen Leiter 4 verlegt sind. Mit dieser Anordnung der Dauermagnete ergibt sich ein in der Erstreckungsrichtung der Membran und einer dazu im ,vesentlichen parallelen Ebene fließender Induktionsfluß, der mit den gestrichelten Linien dargestellt ist. Die Kraftlinien dieses Induktionsflusses werden in Querrichtung von geradlinigen Abschnitten 8 der bei einer rechteckigen Membran gemäß F i g. 2 mäanderförmig verlegten elektrischen Leiter durchkreuzt, so daß die Membran in einen Schwingungszustand versetzt wird, sobald ein Stromdurchfluß durch die elektrischen Leiter auftritt. Dadurch kommt es zu einer Klangerzeugung, wobei der elektroakustische Wandler in Abhängigkeit davon, ob dieser Stromdurchfluß durch die elektrischen Leiter eine primäre oder eine sekundäre Funktion hat, entweder als Lautspreclier oder als Mikrofon arbeitet.

Bei einer kreisrunden Membran sind die elektrischen Leiter 10 indessen meistens spiral- bzw. schneckenförmig verlegt, wie es in F i g. 3 gezeigt ist. Sofern bei einem solchen Verlauf die stabförmigen Dauermagnete des Wandlers die Anordnung gemäß Fig. 1 haben, so ist· davon im Vergleich zu dem mäanderförmigen Verlauf der elektrischen Leiter bei einer rechteckigen Membran gemäß F i g. 2 eine doch wesentlich schwächere elektromagnetische Antriebskraft für die Membran zu erwarten, weil die einzelnen Abschnitte einer solchen Spirale oder Schnecke praktisch überhaupt keine rechtwinklige Durchkreuzung der Kraftlinien des Induktionsflusses ergeben. Da nun diese elektromagnetische Antriebskraft für die Membran maßgebend für deren Schwingungsverhalten und damit generell auch maßgebend für die Qualität der Klangwiedergabe ist, wurde bis jetzt bei solchen kreisrunden Membranen meistens versucht, über eine abweichende Anordnung der einzelnen Dauermagnete ein verbessertes Schwingungsverhalten zu erreichen. Hierbei ergibt sich indessen die Schwierigkeit, daß das Schwingungsverhalten der Membran auch davon abhängig ist, wie stark die mit den elektrischen Leitern belegten und damit entsprechend steiferen Teilbereiche der Membran und deren unbelegte und daher die volle ursprüngliche Elastizität des regelmäßig sehr dünnen nichtmagnetisehen Isoliermaterials der Membran ausnutzenden Teilbereiche ausgeglichen sind. Hierbei gilt, daß das Isoliermaterial unter dem Gesichtspunkt besonders dünn gewählt wird, um damit die Schwingungsamplitude vergrößern zu können, und im Verhältnis dazu haben die auf der einen Oberfläche verlegten elektrischen Leiter eine immerhin bald doppelte bis dreifache Dicke, so daß der Unterschied in der Steifigkeit zwischen den belegten und den unbelegten Teilbereichen doch ganz beträchtlich ist. Diese unterschiedliche Steigigkeit kann

μ bei den kreisrunden Membranen mit spiral- bzw. schneckenförmig verlegten Leitern der beispielsweise aus der US-PS 30 13 905 (F i g. 9) bekannten Art sicher besser erreicht werden als bei den rechteckigen bis

quadratischen Membranen mit mäander- bzw. zickzackförmig oder auch in gleichgroßen Teilbereichen der Membran mit geradlinig abgewinkelten Abschnitten labyrinthartig verlegten Leitern, wie ebenfalls aus der US-PS30 13905(Fig. 12)bekannt. Bei den kreisrunden Membranen ist jedoch andererseits das Schwingungsverhalten auch noch von der randseitigen Befestigung der Membran am umgebenden Membranenkorb beeinflußt, wo ein Ausgleich zwischen der an dieser Stelle besonders starken mechanischen Belastung der Membran durch die Schwingungen und der erreichbaren Schwingungsamplituden gesucht werden muß. Für diesen Ausgleich wird meistens angestrebt, entlang maßgeblicher Radien der Membran ein etwa gleiches Schwingungsverhalten zu erreichen, damit der Schwingungszustand der gesamten Membran entsprechend vergleichmäßigt wird, und es ist hierzu beispielsweise nach der US-PS 32 83 086 (Fig. 1) vorgesehen, die Membran mittels einer Vielzahl elastischer Halteringe am umgebenden Membranenkorb zu verspannen, was aber besonders unter dem Gesichtspunkt nicht für die Erreichbarkeit einer optimalen Klangqualität ausreicht, daß solche elastische Halteringe regelmäßig ein anderes Elastizitätsverhalten als die Membran haben und daher einen entsprechend unterschiedlichen Schwingungszustand ergeben. Auch wird das Schwingungsverhalten entlang der durch diese Halteringe festgelegten Radien sofort dann verändert, wenn der zugeordnete Haltering ausfällt oder auch nur in der Spannkraft nachläßt, was dann sofort eine entsprechende Veränderung des gesamten Schwingungszustandes der Membran ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Membran der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit geringem Aufwand eine verbesserte VergleichmäBigung des Schwingungsverhaltens der Membran erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektrischen Leiter im zentralen Bereich der Membran aus im wesentlichen parallel zueinander liegenden, etwa U-förmig aneinandergereihten Abschnitten bestehen, an die sich im wesentlichen radial nach außen ausgerichtete Verbindungsabschnitte mit randseitig angeordneten und etwa konzentrisch zueinander liegenden Leiterabschnitten anschließen.

Bei einer solchen Membran wechseln sich mithin kontinuierlich geradlinige und gekrümmte Leiterabschnitte ab, wenn der Leiterverlauf von der einen randseitig angeordneten Anschlußklemme hin zu der anderen Anschlußklemme betrachtet wird. Durch diesen laufenden Wechsel wird einmal erreicht, daß bei einer parallelen Anordnung der stabförmigen Dauermagnete die Kraftlinien des Induktionsflusses entsprechend der Häufigkeit der geradlinigen Abschnitte auch rechtwinklig durchkreuzt werden, so daß an diesen Stellen eine entsprechend stärkere elektromagnetische Antriebskraft auf die Membran ausgeübt wird. Dabei tritt noch die Besonderheit auf, daß bei der Parallelanordnung der Dauermagnete die Fließrichtung des Stromes an diesen geradlinigen Abschnitten häufig wechselt. Die gekrümmten Leiterabschnitte tragen andererseits dazu bei, diese an den geradlinigen Lehrabschnitten auftretenden stärkeren Antriebskräfte zu vergleichmäßigen, so daß ein entsprechend gleichmäßigeres Schwingungsverhalten der Membran auftritt und damit eine entsprechend verbesserte Klangqualität erhalten wird.

Weitere zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen 2 bis 8 erfaßt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

ίο Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die bereits beschriebene Schemaansicht eines elektroakustischen Wandlers bekannter Ausführungsform,

Fig.2 und 3 eine jeweilige Draufsicht auf die für diesen Wandler benutzte Membran gemäß zwei verschiedenen bekannten Ausführungsformen,

Fig.4 eine entsprechende Draufsicht auf eine Membran nach der Erfindung und

Fig.5 eintn Querschnitt dieser Membran nach der Linie V-V in Fi g. 4.

Die aus einem sehr dünnen nichtn.agnetischen Isoliermaterial, wie vorzugsweise einem Polyamid, einem Polyester, einem Phenol, Glimmer od. dgl., bestehende Membran 11 ist an der einen Oberfläche mit einer Reih:; elektrischer Leiter 12 versehen, die an zwei randseitig angeordnete Anschlußklemmen 14 und 15 angeschlossen sind. Die elektrischen Leiter 12 umfassen im wesentlichen parallel zueinander liegende, etwa

jo U-förmig aneinandergereihte Abschnitte AX, A 2..., die schachteiförmig angeordnet sind und von der Mitte der Membran aus nach außen größer werden. Die eine Anschlußklemme 14 ist an den einen Schenkel der innersten U-Form A 1 über einen im wesentlichen radial ausgerichteten Leiterabschnitt 16 angeschlossen, während der andere Schenkel dieser innersten U-Form A 1 über einen weiteren solchen im wesentlichen radial ausgerichteten Leiterabschnitt 16' an das eine Ende eines gekrümmten Leiterabschnittes 16" angeschlossen ist. Dessen anderes Ende ist wieder über einen im wesentlichen radial ausgerichteten Leiterabschnitt 16'" an deii einen Schenkel der nächstgrößeren U-Form A 2 angeschlossen usw. Durch die schachteiförmige Anordnung ergeben die etwa U-förmigen Leiterabschnitte AX, A 2... für die Mitte der Membran 11 eine wesentlich höhere Belegungsdichte im Vergleich zu dem mit einem Stützring 13 unterlegten Randbereich. Dadurch erhält diese Mitte der Membran ein entsprechend größeres Beharrungsvermögen, das einen gewissen Ausgleich zu der randseitigen Befestigung der Membran schafft und damit zu einer entsprechend starken Vergleichmäßigung des Schwingungsverhaltens beiträgt. Diese Vergleichr.iäßigung des Schwingungsverhalt."!!!: kann weiter dadurch vergünstigt werden, daß die beispielsweise aus aufgedrucktem Aluminium oder Kupfer bestehenden Leiter in der Mitte der Membran eine größere Dicke erhalten als die im Randbereich der Membran liegenden Abschnitte oder aber auch dadurch, daß der gegenseitige Abstand dsr etwa U-förmigen

M) Lehrabschnitte auf andere Werte eingestellt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   ). Membran für einen elektroakustischen Wandler, die aus einem kreisrunden Zuschnitt eines nichtmagnetischen Isoliermaterials besteht und wenigstens an der einen Oberfläche mit einer Reihe elektrischer Leiter versehen ist, die an zwei randseitig angeordnete Anschlußklemmen angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter (12) im zentralen Bereich der Membran (11) aus im wesentlichen parallel zueinander liegenden, etwa U-förmig aneinandergereihten Abschnitten (Ai, A 2...) bestehen, an die sich im wesentlichen radial nach außen ausgerichtete Verbindungsabschnitte (16, 16', 16'") mit randseitig angeordneten und etwa konzentrisch zueinander liegenden Leiterabschnitten (16") anschließen.

   Z Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die etwa U-förmigen Leiterabschnine (Ai, /42...) schachteiförmig angeordnet sind und von der Mitte der Membran (11) aus nach außen größer werden.

   3. Membran nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlußklemmen (14, 15) am äußeren Ende der beiden im wesentlichen radial ausgerichteten Leiterabschnitte (16) angeordnet sind, die an den einen Schenkel des innersten und an den einen Schenkel des äußersten etwa U-förmigen Leiterabschnittes angeschlossen sind.

   4. Membran -»ach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen radial ausgerichteten Leiterabschnitte (16, 16', 16'") in im wesentlichen gleichen gegenseitigen Abständen angeordnet sind.

   5. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die etwa U-förmigen Leiterabschnitte (Ai, A2...) in einem engen gegenseitigen Abstand angeordnet sind.

   6. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Bereich der Membran (11) eine höhere Belegungsdichte mit elektrischen Leitern (12) hat als der Randbereich.

   7. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der im zentralen Bereich, der Membran (11) angeordneten Leiterabschnitte (Ai, A 2...) größer ist als die Dicke der randseitigen Leiterabschnitte (16").

   8. Membran nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder im wesentlichen radial ausgerichtete Leiterabschnitt (16, 16', 16'") entlang einer Teillänge etwa tangential bezüglich einer konzentrischen Kreislinie verläuft und in einer weiteren Teillänge genau radial ausgerichtet ist.