DE2461257B2

DE2461257B2 - Membran für einen elektroakustischen Wandler

Info

Publication number: DE2461257B2
Application number: DE2461257A
Authority: DE
Inventors: Shunichi Tokio Tabuchi
Original assignee: FOSTER ELECTRIC Co Ltd TOKIO
Current assignee: FOSTER ELECTRIC Co Ltd TOKIO
Priority date: 1974-12-23
Filing date: 1974-12-23
Publication date: 1978-03-09
Also published as: GB1478169A; DE2461257C3; US3922503A; DE2461257A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Membran für einen elektroakustischer! 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.

Die für solche Membranen interessierenden elektroakustischen Wandler haben unter Hinweis auf die F i g. 1 der Zeichnung eine größere Vielzahl stabförmiger Dauermagnete 2, die an eine Weicheisenplatte 4 angeklebt sind und auf der einen Seite der Membran 1 einen geringen Abstand zu dieser einhalten. Die Dauermagnete 2 sind in abwechselnder Polarität angeordnet, wodurch in einer zu der Membran im wesentlichen parallelen Ebene ein in der Erstreckungsrichtung der Membran fließender Induktionsfluß auftritt, der mit gestrichelten Linien dargestellt ist Die Kraftlinien dieses Induktionsflusses werden in Querrichtung von geradlinigen Abschnitten der bei einer rechteckigen Membran gemäß Fig.2 mäanderförmig verlegten elektrischen Leiter 3 durchkreuzt, die auf der zu den Dauermagneten abgewandten Oberfläche der Membran 1 angeordnet sind und meistens aus aufgedrucktem Aluminium oder Kupfer bestehen. Bei einer kreisrunden Membran sind die elektrischen Leiter 3' indessen meistens spiral- bzw. schneckenförmig verlegt, wie es in F i g. 3 gezeigt ist In beiden Fällen ist eine Kontinuität der Leiter gewahrt so daß für den Stromdurchgang durch die Leiter nur zwei Anschlußklemmen benötigt werden.

Bei solchen elektroakustischen Wandlern wird die Membran in einen Schwingungszustand versetzt sobald die elektrischen Leiter 3 bzw. 3' mit Strom durchflossen sind. Dadurch kommt es zu einer Klangerzeugung, wobei der elektroakustische Wandler in Abhängigkeit davon, ob der Stromdurchgang durch die elektrischen Leiter eine primäre oder eine sekundäre Funktion hat, entwedsr als Lautsprecher oder als Mikrofon arbeitet Damit nun das Schwingungsverhalten der Membran eine weitgehend vergleichmässigte Klangwiedergabe in den maßgeblichen Frequenzbereichen bringt und gleichzeitig diese Frequenzbereiche weiter ausgedehnt sind, muß dafür gesorgt sein, daß 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 nichtmagnetischen Isoliermaterials der Membran ausnutzenden Teilbereiche weitgehend ausgeglichen sind. Dieser für den mithin ziemlich großen Unterschied in der Steifigkeit zwischen den unbelegten und den belegten Teilbereichen der Membran erforderliche Ausgleich ist bei den kreisrunden Membranen mit spiral- bzw. schneckenförmig verlegten Leitern der beispielsweise aus der US-PS 30 13 905 (Fig. 9) bekannten Art besser erreichbar als bei den rechteckigen bis quadratischen Membranen mit mäander- bzw. zickzackförmig oder auch in gleich großen Teilbereichen der Membran mit geradlinig abgewinkelten Abschnitten labyrinthartig verlegten Leitern, wie ebenfalls aus der US-PS 30 13 905 (Fig. 12) bekannt Bei den kreisrunden Membranen ist indessen nach wie vor das Schwingungsverhaiten maßgeblich von der randseitigen Befestigung der Membran am umgebenden Membranenkorb beeinflusst wo ein Ausgleich zwischen der dort besonders starken und damit eine entsprechende Bruchgefahr ergebenden mechanischen Belastung durch die Schwingungen und der erreichbaren Schwingungsamplituden gesucht werden muß. Solange dieser Randbereich der Membran im Vergleich zu deren restlichem Flächenbereich eine zu große Steifigkeit hat und zu fest am umgebenden Membranenkorb eingespannt ist können damit nur relativ kleine Schwingungsamplituden erhalten werden, die allenfalls für einen ausgesprochenen Hochtöner interessant sein können, im übrigen aber unerwünscht sind, weil sie doch den maßgeblichen Frequenzbereich zu stark einengen. Man ist daher zur Erreichbarkeit einer optimalen Klangqualität versucht, die randseitige

Befestigung der Membran so zu gestalten, daß entlang aller maßgeblichen Radien hin zur Membranenmitte ein gleiches oder zumindest angenähert gleiches Schwingungsverhalten auftritt, um somit für die gesamte Membran einen entsprechend vergl sichmäßigten s Schwingungszustand zu erhalten. Nach der US-PS 32 83 086 (Fig. 1) ist daher beispielsweise vorgesehen, die Membran mittels einer Vielzahl elastischer Halteringe am umgebenden Membranenkorb zu verspanüen, was indessen gleichfalls keine optimale Klangqualität ergibt, da selche Halteringe ein von dem Material der Membran abweichendes Elastizitätsverhalten haben und daher einen entsprechend unterschiedlichen Schwingungszustend ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Membran der eingangs genannten Art so auszubilden, daß damit über eine weiterreichende Vergleichsmässigung des Schwingungsverhaltens eine verbesserte Klangqualität erhalten 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, und daß im wesentlichen im Übergangsbereich der etwa U-förmigen Leiterabschnitte und der im wesentlichen radial ausgerichteten Leiterabschnitte einer Vergleichmäßigung des Schwingungszustandes der Membran dienliche Versteifungselemente vorgesehen sind.

Mit einer solchen Membran ist es möglich, über eine entsprechend angepaßte größere Belegungsdichte des zentralen Bereichs eine Art Beharrungsvermögen der Membran zu erzielen, um so für diesen zentralen Bereich im Schwingungsverhalten eine stärkere Angleichung an den Randbereich der Membran zu erhalten. Es ist damit also eine größere Vergleichmäßigung des Schwingungszustandes erreichbar, wozu auch noch die Versteifungselemente beitragen, die praktisch nur an den ohne größere Schwierigkeiten zu ermittelnden Stellen der Membran angebracht werden, an denen an einem bestimmten Klangbild störende Klangspitzen auftreten, die folglich dann durch diese Versteifungselemente auf die gemeinsame Klanghöhe gedämpft werden. Mit der besonderen Leiterführu" und diesen Versteifungselementen wird folglich auch ein optimaler Ausgleich zwischen den unbelegten und den belegten Flächenbereichen der Membran in der Weise erhalten, daß entlang aller maßgeblichen Radien ein gleicher oder zumindest im wesentlichen gleicher Schwingungszustand auftritt, wobei die randseitige Befestigung am umgebenden Membranenkorb deshalb weniger kritisch ist, weil eben mit einer entsprechend dichteren Belegung des zentralen Bereichs der Membran ein optimaler Ausgleich erhalten wird.

Aus der DE-PS 9 20 014 und der DE-AS 12 07 964 ist noch für Membranen, die mittels einer zentral angeordneten Schwingspule in den Schwingungszustand versetzt werden, bekannt, die materialbedingte Steifigkeit durch das Anbringen oder Einprägen von Versteifungsrippen bzw. durch die Ausbildung kuppeiförmiger Ausbuchtungen zu vergrößern. Bei Vermeidung einer Erhöhung der Masse wird folglich mit diesen Maßnahmen erreicht, daß die Membran höhere Belastungen aushalten kann und mithin hauptsächlich im zentralen Bereich eine besonders große Steifigkeit erhält, da bei solchen Membranen an dieser Stelle durch die dort angeordnete Schwingspule die höchsten Belastungen auftreten.

Weitere zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen 2 bis 7 erfaßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

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

F i g. 4B einen Querschnitt dieser Membran.

Die aus einem sehr dünnen nichtmagnetischen Isoliermaterial bestehende Membran 1' ist an der einen Oberfläche mit einer Reihe elektrischer Leiter 3' versehen, die an zwei randseitig angeordnete Anschlußklemmen S und 6 angeschlossen sind. Die elektrischen Leiter 3' umfassen im wesentlichen parallel zueinander liegende, etwa U-förmig aneinandergereihte Abschnitte Ai, /42.., die schachteiförmig angeordnet sind und von der Mitte der Membran aus nach außen größer werden. Mit diesen etwa U-förmigen Leiterabschnitten sind weitere, im wesentlichen radial nach außen ausgerichtete Verbindungsabschnitte 7 mit randseitig angeordneten und etwa konzentrisch zueinander liegenden Leiterabschnitten 7" verbunden mit der Besonderheit, daß die eine Anschlußklemme 5 über einen solchen im wesentlichen radial ausgerichteten Leiterabschnitt 7 mit dem einen Schenkel der innersten U-Form A 1 verbunden ist, deren anderer Schenkel über den nächsten im wesentlichen radial ausgerichteten Leiterabschnitt T an einen solchen in Umfangsrichtung der Membran verlaufenden Leiterabschnitt 7" angeschlossen ist, der wiederum über einen im wesentlichen radial ausgerichteten Leiterabschnitt T" an den einen Schenkel der nächstgrößeren U-Form A 2 angeschlossen ist. Auch die zweite Anschlußklemme 6 ist am Ende eines im wesentlichen radial ausgerichteten Leiterabschnittes 7 angeordnet, der an seinem anderen Ende mit einem in Umfangsrichtung der Membran verlaufenden Leiterabschnitt 7" verbunden ist. Die etwa U-förmigen Leiterabschnitte A 1, A2... ergeben für die Mitte der Membran 1' eine wesentlich höhere Belegungsdichte im Vergleich zu dem mit einem Stützring 8 unterlegten Randbereich. Dadurch ergibt sich für die Mitte der Membran ein entsprechend größeres Beharrungsvermögen, womit ein gewisser Ausgleich zu der randseitigen Befestigung der Membran erhalten wird und damit eine entsprechende Vergleichmiissigung des Schwingungszustandes. Diese Vergleichmäßigung des Schwingungszustandes wird weiter dadurch verbessert, daß im wesentlichen im Übergangsbereich der etwa U-förmigen Leiterabschnitte A 1, A2... und der im wesentlichen radial ausgerichteten Leiterabschnitte 7, T, T" zusätzliche Versteifungselemente 9 bis 14 vorgesehen sind, welche gegen die elektrischen Leiter 3' elektrisch isolierte Metallteile sein können und zu dem Zweck angeordnet sind, an einem bestimmten Klangbild evtl. auftretende Klangspitzen unmittelbar am Entstehungsort zu dämpfen. Diese an der Vergleichmäßigung des Schwingungszustandes der Membran mithelfenden Versteifungselemente können daher auch verschieden groß ausfallen und sie müssen weiterhin keinesfalls in

einer regelmäßigen Verteilung angeordnet werden, vielmehr ist nur von Bedeutung, daß sie überall dort vorgesehen werden, wo über eine damit erreichte örtliche Beeinflussung des Schwingungszustandes der Membran eine verbesserte Klangqualität erhalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Membran für einen elektroakustischer! 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 (3') im zentralen Bereich der Membran (1') aus im wesentlichen parallel zueinander liegenden, etwa U-förmig aneinandergereihten Abschnitten (Ai, /42...) bestehen, an die sich im wesentlichen radial nach außen ausgerichtete '⁵ Verbindungsabschnitte (7, T, T") miv randseitig angeordneten und etwa konzentrisch zueinander liegenden Leiterabschnitten (7") anschließen, und daß im wesentlichen im Übergangsbereich der etwa U-förmigen Leiterabschnitte (/4 1, /42...) und der im wesentlichen radial ausgerichteten Leiterabschnitte (7, T, T") einer Vergleichsmäßigung des Schwingungszustandes der Membran (1') dienliche Versteifungselemente (9 bis 14) vorgesehen sind.

2. Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Bereich der Membran (1') eine höhere Belegungsdichte mit elektrischen Leitern (3') hat als der Randbereich.

3. Membran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die etwa U-förmigen Leiterabschnitte (Λ 1, A 2...) schachteiförmig angeordnet sind und von der Mitte der Membran (V) aus nach außen größer werden.

4. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen radial ausgerichteten Leiterabschnitte (7, 7', 7'") in im wesentlichen gleichen gegenseitigen Abständen angeordnet sind.

5. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschluß- ⁴" klemmen (S, 6) jeweils am äußeren Ende eines im wesentlichen radial ausgerichteten Leiterabschnittes (7) angeordnet sind.

6. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungselemente (9 bis 14) gegen die elektrische Leiter (3') elektrisch isolierte Metallteile sind.

7. Membran nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungselemente (9 bis 14) aus demselben Material bestehen wie die elektrischen so Leiter (3').