DE2518521A1 - Lautsprechereinrichtung - Google Patents

Description

üS-Ser.No. 465,856 ²⁵' ^AP^{ril 1975}

Filed: May l_f 1974 ⁹⁶²⁶"^{75 Dr}'^V'^B/E

Allison Acoustics Inc. NATICK (Mass., V.St.A.)

Lautsprechereinrichtung

Die Erfindung betrifft Lautsprecher für direkte Schallabstrahlung.

Es sind Lautsprecher dieser Art bekannt,

welche eine Membrane, einen Schwingspulenkörper sowie einen Magnetkreis enthalten und bei denen die Membrane eine Schallabstrahlfläche hat, die in der Richtung der Schallausbreitung (d.h. in Vorwärtsrichtung bezüglich einer Wandung eines Lautsprechergehäuses oder einer anderen Montagefläche) gekrümmt ist. Es gibt von solchen Membranen zwei Grundtypen. Beim ersten Typ ist eine kegelförmige Membrane versenkt in einer Montagefläche eingebaut und die Schallabstrahlung erfolgt von der Innenfläche des Kegels, welche durch die offene Basis des Kegels zugänglich ist. Membranen des zweiten Typs haben näherungsweise die Form eines Teils einer Hohlkugel, beispielsweise einer Halbkugel, und werden von einem Schwingspulenkörper am Außenrand des kugelförmigen Teils gesteuert.

509846/0401

Im größten Teil des vorgesehenen Betriebsfrequenzbereiches hat die Ausführung mit kegelförmiger Membrane, bei gegebenen Kosten der Materialien für den Magnet— kreis, von Natur aus einen besseren Wirkungsgrad als die Ausführung mit kugelkalottenförmiger Membrane, d.h. daß die erstgenannte Ausführung bei einer gegebenen elektrischen Eingangsleistung eine höhere akustische Ausgangsleistung liefert. Bei vorgegebenem Wirkungsgrad läßt sich also ein Lautsprecher mit kegelförmiger Membrane preisgünstiger herstellen als ein Lautsprecher mit kugelkalottenförmiger Membrane.

Bei Frequenzen, bei denen der Membrandurchmesser vergleichbar mit einer halben Schallwellenlänge oder größer als diese ist, gewährleistet jedoch eine kugelkalottenförmige Membrane eine gleichmäßigere Verteilung der hohen Frequenzen über einen größeren Raumwinkel, als dies selbst mit einem eine flache kegelförmige Membrane enthaltenden Lautsprecher erreichbar ist.

Zweck der Erfindung ist somit die Schaffung eines Lautsprechers, welcher das bessere Betriebsverhalten des Typs mit kugelkalottenförmiger Membrane mit den kosten- und wirkungsgradmäßigen Vorteilen des Typs mit der üblichen kegelförmigen Membrane vereinigt.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 unter Schutz gestellte Erfindung gelöst.

Bei der Lösung dieser und anderer Aufgaben, wie in der Folge erläutert wird, geht die Erfindung also von einer Lautsprecheranordnung aus, welche eine Montageplatte (beispielsweise eine Lautsprechergehäusewand), einen Lautsprecher mit einer Membrane, einen Schwingspulenkörper, der an der Membrane befestigt ist, eine Schwingepule und eine

509846/0401

magnetische Vorrichtung für den Antrieb der Schwingspule enthält. Die Membrane ist rotationssymmetrisch bezüglich einer Achse, die im wesentlichen senkrecht zu einer nach vorne weisenden Oberfläche der Platte verläuft, und hat Schallabstrahlfläche zum Abstrahlen von Schall in den sich vor der nach vorne weisenden Fläche befindenden Raum. Die Membrane erstreckt sich von einem größeren, kreisförmigen Rand zu einem kleineren, kreisförmigen Rand, welcher einen gewissen Abstand längs der Achse in Richtung des genannten Raumes von der größeren Kante hat. Der Schwingspulenkörper ist beim kleineren Rand an der Membrane befestigt. Die Schallabstrahlfläche ist so gekrümmt, daß der Winkel, den eine Tangentialebene mit der Achse bildet, zunimmt, wenn sich der Tangentialpunkt vom kleineren zum größeren Rand bewegt. Die magnetische Vorrichtung ist vorzugsweise innerhalb des von der Membrane umschlossenen Raumes angeordnet, so daß die Größe des Lautsprechers durch die Membrane selbst begrenzt wird.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lautsprechereinrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen etwas vereinfachten Axialschnitt durch einen Lautsprecher gemäß einer ersten Ausführungsform; und

Fig. 2 einen Fig. 1 entsprechenden Axialschnitt einer zweiten AusfUhrungsform.

In der Zeichnung sind Lautsprecher mit

einer Membrane 10 dargestellt, die eine äußere Schallabstrahlfläche 12 hat, welche in Richtung der gewünschten Schallausbreitung weist, die hier in einen Raumwinkel von 2ir er-

509846/0401

folgt, der durch eine Vorderfläche 13 einer Montageplatte 14 begrenzt ist. Die Membrane 10 ist rotationssymmetrisch bezüglich einer Achse 16 und reicht von einem kreisförmigen vorderen Rand 18 kleineren Umfangs zu einem kreisförmigen hinteren Rand 20 größeren Umfangs; die Mittelpunkte der beiden Ränder 18, liegen dabei auf der Achse 16. Die Schallabstrahlungsfläche ist leicht nach innen zur Achse 16 gebogen, d.h. daß eine Tangente der Fläche 12 mit der Achse 16 einen Winkel bildet, der langsam zunimmt, wenn sich der Tangen ti alpunkt vom vorderen Rand 18 zum hinteren Rand 20 bewegt. Beim vorderen Rand 18 der Membrane sind an dieser ein zu ihr koaxialer Schwingspulenkörper 22 und ein Abstrahlungsdeckel 23 für die hohen Frequenzen befestigt. Zum Antrieb des Schwingspulenkörpers über eine Schwingspule 26 ist eine magnetische Vorrichtung 24, die einen Magnetkreis bildet, vorgesehen. Die Vorrichtung 24 umfaßt eine obere Platte 27, eine untere Platte 28, einen Magneten 30 sowie ein inneres Polstück 32. Der innere Rand der Platte 27 ist längs der Achse 16 versetzt und das Polstück 1st außergewöhnlich lang, so daß man, was wünschenswert ist, einen kurzen Schwingspulenkörper 22 verwenden kann.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist die ganze magnetische Vorrichtung in dem von der Membrane 10 begrenzten Raum untergebracht. Dies ermöglicht nicht nur eine kompakte, gefällige Konstruktion des Lautsprechers, sondern gestattet bei gegebener Größe der Membrane 18 eine besonders kurze Ausbildung des Schwingspulenkörpers.

Es ist leicht einzusehen, daß die Verwendung einer Membrane 10 mit einer glatten, nach innen gebogenen Oberfläche 12 dazu führt, daß bei schwingender Oberfläche 12 an jedem ihrer Elemente Geschwindigkeitskomponenten sowohl parallel als auch senkrecht zur Achse 16 auftreten, wobei diese Komponenten miteinander in Phase sind. Infolgedessen

509846/0401

erglbt die besondere Form der Fläche 12 dieselben Vorteile wie eine kugelkalottenförmige Membrane herkömmlicher Ausführung. Bei einem entsprechenden Lautsprecher mit kugelkalottenförmiger Memb rane müßte aber der Schwingspulenkörper an einem Rand der Membrane befestigt werden, dessen Durchmesser praktisch demjenigen des hinteren Randes 20 der Membrane 10 entspricht. Die magnetische Vorrichtung zum Antreiben eines solchen Schwingspulenkörpers müßte dann aber viel größer und somit viel kostspieliger sein, als dies bei den Ausführungen nach den Fig. 1 und 2 der Fall ist, bei denen der Schwingspulenkörper am kleineren vorderen Rand 18 der Mambrane befestigt ist und somit einen Durchmesser hat, der praktisch ebenso groß ist, wie derjenige, welcher für die bekannten Lautsprecher mit kegelförmiger Membrane erforderlich sein würde.

509846/0401

Claims (5)

1. -6-Patentansprüche

   Lautsprechereinrichtung mit einer eine nach vorne gerichtete Vorderfläche aufweisenden Montageplatte, und einem an der Montageplatte befestigten Lautsprecher zur Schallabstrahlung in einen direkt vor der Vorderfläche befindlichen Raum, wobei der Lautsprecher eine Membrane, einen an ihr befestigten Schwingspulenkörper, eine daran befestigte Schwingspule und eine magnetische Vorrichtung zum Antreiben der Schwingspule aufweist und die Membrane rotationssymmetrisch bezüglich einer Achse ausgebildet ist, die praktisch senkrecht zu der Vorderfläche verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (10) eine Schallabstrahlungsfläche (12) zur Schallabstrahlung in den vor der Vorderfläche (13) liegenden Raum hat und sich von einem ersten, kreisförmigen Rand (20) zu einem kreisförmigen Rand (18), der einen kleineren Durchmesser als der erste Rand (20) hat und in Richtung des erwähnten Raumes längs der Achse (16) im Abstand von diesem angeordnet ist, erstreckt; daß der Schwingepulenkörper (22) beim zweiten Rand (18) an der Membrane (10) befestigt ist, und daß der Winkel, welchexveine Tangente an der Schallabstrahlungsfläche (12) mit der Achse (16) bildet.zunimmt, wenn sich der Berührungspunkt der Tangente auf der Schallabstrahlungsfläche vom kleineren zum größeren Rand hin teregt.

   509846/0401
2. 2. Lautsprechereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Vorrichtung (24) in dem von der Membrane (10) begrenzten Raum angeordnet ist (Fig. 2)
3. 3. Lautsprechereinrichtung nach Anspruch 1,

   d 3,i^{u r} c h gekennzeichnet, daß beim zweiten Rand/der Membrane (10) an dieser eine Abstrahlungskappe (23) für hohe Schallfrequenzen befestigt ist.
4. 4. Lautsprechereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstrahlungskappe (23) eine Krümmung hat, welche derjenigen der Schallabstrahlungsfläche (12) entgegengesetzt ist.
5. 5. Lautsprechereinrichtung mit einer Membrane, die bezüglich einer Achse rotationssymmetrisch ist und eine Schallabstrahlungsfläche hat, ferner mit einem an der Membrane befestigten Schwingspulenkörper, einer am Schwingspulenkörper befestigten Schwingspule, und einer magnetischen Vorrichtung zum Antreiben der Schwingspule, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (10) sich zwischen einem ersten kreisförmigen Rand (20) und einem zweiten kreisförmigen Rand (18) erstreckt, der einen kleineren Durchmesser als der erste Rand (20) hat und im Abstand längs der Achse (16) in der Richtung der Tonausbreitung vom erstgenannten Rand angeordnet ist; daß der Schwingspulenkörper (22) beim zweiten Rand (18) an der Membrane (16) befestigt ist, und daß die Schallabstrahlungsflache so geformt ist, daß der Winkel, welchen eine Tangente der Schallabstrahlungsfläche (12) mit der Achse (16) bildet, zunimmt, wenn sich der Berührungspunkt der Tangente vom kleineren (18) zum größeren Rand (20) bewegt.

   509846/0401

   Leerseite