DE2832612A1

DE2832612A1 - Dynamischer lautsprecher

Info

Publication number: DE2832612A1
Application number: DE19782832612
Authority: DE
Inventors: Saburo Egawa; Kiyofumi Inanaga; Keijiro Maeda; Akio Shimizu
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1977-07-25
Filing date: 1978-07-25
Publication date: 1979-02-01
Also published as: US4176249A; GB2001827B; JPS606157B2; CA1107384A; NL7807878A; DE2832612C3; DE2832612B2; FR2399177B1; FR2399177A1; GB2001827A; JPS5423519A

Description

Die Erfindung betrifft einen dynamischen Lautsprecher und insbesondere solch einen dynamischen Lautsprecher, bei dem die von der Membran erzeugte Reaktionskraft durch die Reaktionskraft eines angetriebenen massiven Elementes ausgeglichen werden kann.

Üblicherweise hat ein Lautsprecher einen Magnetkreis, der aus einem Magneten, einem Pol, einer Platte und einem Joch besteht, ein konusförmiges Schwingelement, das eine Tauchspule hat, die in einem Luftspalt des Magnetkreises angeordnet ist, und eine Halterung zur Lagerung des Schwingelementes, wobei das Schwingelement in Abhängigkeit von der Tauchspule zugeführten NF-Signalen schwingt. Der Magnetkreis des Lautsprechers wird mechanisch gelagert, und ein das Schwingelement tragender Rahmen wird an einer Schallwand des Lautsprechergehäuses befestigt.

Wenn das Schwingelement dieses Lautsprechers zu Schwingungen in der Vor- und Rückwärtsrichtung angetrieben wird, wirkt eine Reaktionskraft in der Rück- und Vorwärtsrichtung, die den Magnetkreis in Schwingung versetzt. In dem Magnetkreis erzeugte Schwingungen werden über den Rahmen auf die Schallwand übertragen, so daß diese ebenfalls schwingt. Schwingungen des Magnetkreises und der Schallwand haben nachteilige Einflüsse auf die Tonqualität der Tonausgangssignale, die von dem Schwingelement erzeugt werden, und verschlechtern die Tonqualität der Tonausgangssignale.

Um zu verhindern, daß der Magnetkreis und dergleichen aufgrund der beim Antrieb des Schwingelementes erzeugten Reaktionskraft schwingt, ist es bekannt, das Gewicht des Magnetkreises und dergleichen im Vergleich zu dem des Schwingelementes und der Tauchspule ausrei-

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chend zu erhöhen, jedoch ergeben sich, wenn das Gewicht des Magnetkreises und dergleichen erhöht wird, um die Reaktionskraft im wesentlichen zu überwinden, bei der praktischen Anwendung Probleme, wie Schwierigkeiten bei der Montage oder dem Transport des Lautsprechers, was für den Aufbau von Lautsprechern üblicher Art ungünstig ist. Die SchallwandJdzw. das den Lautsprecher tragende Gehäuse bestehen üblicherweise aus einem Material hoher Qualität, um Schwingungen zu verhindern, weshalb das Gehäuse teuer ist.

Bei einem Lautsprechersystem, bei dem ein Schwingelement eines ersten Lautsprechers in einer öffnung des Gehäuses angeordnet ist, und ein zweiter Lautsprecher gegenüber dem ersten in dem Gehäuse angeordnet ist, kann die Reaktionskraft des ersten von dem zweiten absorbiert werden. Jedoch wirkt der akustische Druck des zweiten Lautsprechers auf das Gehäuse dieses Lautsprechersystems. Selbst wenn es möglich ist, Schwingungen des Magnetkreises des ersten Lautsprechers zu unterdrücken, treten Schwingungen in dem Gehäuse auf, und · von dem ersten Lautsprecher erzeugte akustische Wellen stören akustische Wellen, die durch Schwingungen des Gehäuses erzeugt werden, so daß es schwierig ist, eine klare Tonwiedergabe zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Fachteile des Standes der Technik einen Lautsprecher zu schaffen, bei dem ein Magnetkreis, der eine Antriebskraft auf das Schwingelement ausübt, mit einem massiven Element kombiniert ist, das entgegengesetzt zu den Schwingungen des Schwingelementes angetrieben wird, um die durch das Schwingelement erzeugte Reaktionskraft auszugleichen.

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Es soll somit ein Lautsprecher geschaffen werden, bei dem die durch die Schwingungen des Schwingelementes erzeugte Reaktionskraft beseitigt wird, um klare Töne abzugeben.

Weiterhin soll durch die Erfindung ein Lautsprecher geschaffen werden, bei dem ein keinen Schall erzeugendes massives Element, das sich entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Schwingelementes bewegt, in dem Magnetkreis vorgesehen ist, so daß von dem Schwingelement erzeugte Töne mit hoher Güte abgegeben werden, da von dem massiven Element keine Töne abgegeben werden.

Weiterhin soll ein Lautsprecher geschaffen werden, bei dem Schwingungen des Magnetkreises, des Rahmens und des den Magnetkreis tragenden Gehäuses unterdrückt werden, um klare Töne wiederzugeben.

Auch soll durch die Erfindung ein Lautsprecher geschaffen werden, der in einem Magnetkreis ein massives Element hat, das sich entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung eines Schwingelementes bewegt, um die Reaktionskraft des Schwingelementes zu unterdrücken und so die Größe des Rahmens zu verringern.

Weiterhin soll ein Lautsprecher geschaffen werden, bei dem Schwingungen des Gehäuses ohne Verwendung eines Materials hoher Güte für das Gehäuse wirksam unterdrückt werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einem Lautsprecher entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs

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angegebenen Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und eventuelle weitere Lösungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 5 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 einen Querschnitt, aus dem der Aufbau des dynamischen Lautsprechers zusammen mit einem Gehäuse in einer ersten Ausführungsform hervorgehen ,

Figur 2 einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform mit einer ersten und zweiten Antriebseinrichtung, die gemeinsam einen Magnetkreis mit einem inneren Magneten haben,

Figur 3 einen Querschnitt, aus dem der Aufbau eines Lautsprechers in einer dritten Ausführungsform hervorgeht, bei dem ein Magnetkreis mit einem äußeren Magneten gemeinsam in einer ersten und zweiten Antriebseinrichtung vorgesehen ist, und

Figur 4- und 5 Querschnitte von Lautsprechern in einer vierten und fünften Ausführungsform, bei denen die zweite Antriebseinrichtung aus einem beweglich aufgebauten massiven Element besteht.

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Figur 1 zeigt einen Querschnitt des Lautsprechers mit Gehäuse. Eine Lautsprechereinheit 1 besteht hauptsächlich aus einem Magnetkreis 5A, einer konusförmigen Membran 8 und einem Rahmen 9· Der Magnetkreis 5A hat einen Permanentmagneten 1A, einen Pol 2A, eine Platte 3>A und ein Joch 4-A; ein Luftspalt 6A mit einer bestimmten Breite ist zwischen dem Pol 2A und der Platte 3A gebildet. Die Membran 8, die das Schwingelement bildet, ist am einen Ende mit dem vorderen Ende des Rahmens 9 durch einen Randteil verbunden, und eine um einen Spulenkern gewickelte Tauchspule 7A ist in dem Luftspalt 6A angeordnet und am anderen Ende des Schwingelementes 8 befestigt. Der Magnetkreis 5A ist an der Frontplatte des Gehäuses 10 bzw. einer Schallwand 11, die eine öffnung 11A hat, durch Schrauben oder dergleichen (nicht gezeigt) und durch den Rahmen 9 befestigt. Die Rückseite des Gehäuses 10 ist durch eine hintere Schallwand 11B geschlossen. Wenn ein NF-Strom der Tauchspule 7A in solch einem Lautsprechersystem zugeführt wird, wird das Schwingelement 8 bekanntlich nach links und rechts in Figur 1 verstellt und gibt akustische Wellen zur Außenseite des Gehäuses über die öffnung 11A ab.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung hat der Lautsprecher in Figur 1 einen zweiten Magnetkreis 5>B, der ähnlich dem ersten Magnetkreis 5A, der das Schwingelement 8 antreibt, einen Magneten 1B, einen Pol 2B, eine Platte 3B und ein Joch 4-B, das an der Rückseite des ersten Magnetkreises 5A durch einen Klebstoff oder dergleichen befestigt ist. Eine zweite Antriebseinrichtung ist durch eine Tauchspule 7B gebildet, die in einem Luftspalt 6B angeordnet ist, der im zweiten Magnetkreis 5B axial fluchtend bezüglich des Luftspaltes 6A im ersten Magnetkreis 5A gebildet ist. Die Tauchspule 7-B ist mit einem massiven Element 12 gekoppelt und

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wird entgegengesetzt zum Schwingelement 8 angetrieben* Das massive Element 12 ist mit der Tauchspule 7B verbunden und ist über einen Dämpfer 14- an einer Halteplatte 13 aufgehängt, die an der Platte 3B der zweiten Antriebseinrichtung 5B befestigt ist*

Das massive Element 12 wird von einer zweiten Antriebseinrichtung mit einer Kraft im wesentlichen gleich der Reaktionskraft des Schwingelementes 8 angetrieben, das von der ersten Antriebseinrichtung in Abhängigkeit von dem der Tauchspule 7-A- zugeführten NF-Strom angetrieben wird, da ein Teil des der Tauchspüle 7-A- zugeführten NF-Stroms auch der Tauchspule 7B zugeführt wird, um das massive Element 12 entgegengesetzt zur Verstellung des Schwingelementes anzutreiben. Durch Bestimmung der Magnetflußdichte im Magnetkreis 5B, der Größe des Luftspaltes 6B, des Gewichtes des massiven Elementes 12 und dergleichen in der zweiten Antriebseinrichtung in geeigneter Weise ist es möglich, das massive Element 12 durch die zweite Antriebseinrichtung mit einer Kraft im wesentlichen gleich der Reaktionskraft des Schwingelements8 anzutreiben ,die bei dessen Antrieb erzeugt wird, wobei der NF-Strom, der der Tauchspule TB zugeführt wird, im Vergleich zu dem der Tauchspule 7-A- zugeführten NT-Strom verringert werden kann. Durch Herstellung des massiven Elementes 12 aus einem Material mit einem großen spezifischen Gewicht, wie Eisen oder Blei, ist es möglich, zu verhindern, daß von dem massiven Element Schall ausgeht.

Bei dieser Ausführungsform kann die Reaktionskraft, die beim Antrieb des Schwingelementes 8 durch die erste Antriebseinrichtung entsteht, die aus dem Magnetkreis 5A besteht, durch die Reaktionskraft kompensiert werden, die beim Antrieb des massiven Elementes 12 durch die zweite Antriebseinrichtung ,entsteht» die aus dem Magnet-

kreis 5B besteht, und somit wirkt keine wesentliche Reaktionskraft auf die Magnetkreise 5A und 5B, so daß Auswirkungen (bzw. Schwingungen) der Reaktionskräfte im Magnetkreis 5A und 5B beim Antrieb des Schwingelementes 8 nicht festgestellt werden können. Damit werden keine Schwingungen im Rahmen 9 erzeugt, der die Magnetkreise 5-A. und 5>B mechanisch trägt, und ebenso nicht in der Schallwand 11 des Lautsprechergehäuses 10, das den Rahmen 9 trägt. Es ist daher möglich, Schwingungen von den Magnetkreises und dergleichen abzuhalten und ein akustisches Ausgangssignal sehr guter Tonqualität von dem Schwingelement 8 zu erhalten.

Bei dieser Ausführungsform sind die Magnetkreise 5A und 5B, die aus der ersten und zweiten Antriebseinrichtung bestehen, nach Art eines inneren Magneten ausgebildet, es ist jedoch auch möglich, gleiche Ergebnisse von Magnetkreisen zu erhalten, die nach Art eines äußeren Magneten ausgebildet sind. Die jeweiligen Antriebseinrichtungen bestehen aus den getrennten Magnetkreisen 5A und 5B, die entgegengesetzt miteinander verbunden sind, jedoch können die Magnetkreise in der in den Figuren 3 und 4- gezeigten Weise verbunden sein.

Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform haben der Ausführungsform der Figur 1 entsprechende Teile die gleichen Bezugsziffern, und es wird nur der Teil unterschiedlicher Konstruktion beschrieben.

Figur 2 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform, bei der die ersta und zweite Antriebseinrichtung gemeinsam einen Magnetkreis nach Art eines inneren Magneten haben.

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Bei dem Lautsprecher der Figur 2 sind eine erste und zweite Antriebseinrichtung dadurch gebildet, daß gemeinsam ein Magnetkreis nach Art eines inneren Magneten vorhanden ist, der aus einem einzigen Magneten 101 mit Polen 2A und 2B an entgegengesetzten Magnetpolflächen, einer Platte 3A, die einen Luftspalt 6A mit dem Pol 2A bildet, einer Platte 3B, die einen Luftspalt 6B mit dem anderen Pol 2B bildet, und einem damit gekoppelten Joch 4- besteht. Da die Antriebseinrichtungen dadurch gebildet werden, daß gemeinsam ein Magnetkreis vorgesehen wird, ist es möglich, den Befestigungsvorgang bei der ersten Ausführungsform zur Befestigung der getrennten Antriebseinrichtungen miteinander in entgegengesetzten Richtungen wegzulassen, und die Richtung der beim Antrieb des Schwingelementes 8 und des massiven Elementes 12 durch die jeweilige Antriebseinrichtung erzeugten Reaktionskräfte genau auszurichten. Wie bei der ersten Ausführungsform ist es möglich, Schwingungen von den Magnetkreisen und dergleichen abzuhalten und ein akustisches Ausgangssignal sehr guter Tonqualität von dem Schwingelement 8 dieser Ausführungsform zu erhalten.

Figur 3 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform, bei der die erste und zweite Antriebseinrichtung dadurch gebildet sind, daß ein Magnetkreis von der Art eines äußeren Magneten gemeinsam vorgesehen ist.

Bei der Ausführungsform der Figur 3 sind die erste und zweite Antriebseinrichtung dadurch vorgesehen, daß gemeinsam ein Magnetkreis von der Art eines äußeren Magneten vorgesehen ist, wobei eine Platte 3A einen Luftspalt 6A um die seitliche Umfangsfläche eines Endes eines runden Pols 102, eine Platte 3B, einen Luftspalt 6B um die seitliche umfangsfläche des anderen Endes des Pols

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bildet und ein Magnet 101 die Platten verbindet. Bei dieser Ausführungsform können die gleichen Wirkungen wie bei der zweiten Ausführungsform erhalten werden.

Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen besteht die zweite Antriebseinrichtung aus einer Tauchspule 7B, jedoch kann die Spule 107 der zweiten Antriebseinrichtung an dem Magnetkreis 5B befestigt werden, der beweglich ist.

Figur 4 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform, bei der die zweite Antriebseinrichtung aus einem Magnetkreis 5*> von der Art eines inneren Magneten besteht, der beweglich angeordnet ist.

Bei der Ausführungsform der Figur 4- ist eine Spule 107 der zweiten Antriebseinrichtung an einem Joch 4-A befestigt, an dem ein Magnet 1A befestigt ist, um ein Schwingelement 8 gegenüber dem Magneten 1A anzutreiben. Die zweite Antriebseinrichtung besteht aus einem Magnetkreis 5b, der aus einem Magneten 1b, einem Pol 2b, einer Platte 3b, einem Joch 4b und einer Halteplatte 13 gebildet ist, an der der Magnetkreis 5b über einen Dämpfer 14-(Figur 3) derart aufgehängt ist, daß die Spule 107 in einem im Magnetkreis 5b gebildeten Luftspalt 6b liegt.

Bei der Ausführungsform mit der zuvor beschriebenen Konstruktion wird, wenn ein NF-Strom der Tauchspule 7-Ä- der ersten Antriebseinrichtung und auch der Spule 107 der zweiten Antriebseinrichtung zugeführt wird, der Magnetkreis 5B zu Schwingungen entgegengesetzt zu denen des Schwingelementes 8 angetrieben, das von der ersten Antriebseinrichtung angetrieben wird. Somit wirkt der Magnetkreis 5b selbst als massives Element 12 der ersten Ausführungsform. Es ist daher möglich, das massive Element 12 wegzulassen, das gesondert zur zweiten Antriebs-

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einrichtung bei den vorherigen Ausführungsformen vorgesehen ist, so daß die Anzahl der Teile verringert und Herstellungskosten eingespart werden, obwohl dennoch ein akustisches Ausgangssignal sehr guter Tonqualität von dem Schwingelement 8 erhalten wird.

Bei der Ausführungsform der Figur 5 ist ein Magnetkreis 5b in der zweiten Antriebseinrichtung nach Art eines äußeren Magneten vorgesehen, der einen Magneten 1b¹, einen Pol 2b¹, eine Platte 3b¹ und ein Joch 4b¹ hat; der Kreis ist an einer Tragplatte 13 über einen Dämpfer 14 aufgehängt, um als massives Element 12 zu wirken. Eine stationäre Spule 107 ist in einem Luftspalt 6b¹ des Magnetkreises 5b¹ vorgesehen, um diesen entgegengesetzt zur Schwingplatte 8 anzutreiben. Auch hier ist es möglich, ähnliche Ergebnisse wie bei der Ausführungsform der Figur 4 zu erhalten.

Bei Lautsprechern mit der anhand der Ausführungsformen beschriebenen Konstruktion kann die Reaktionskraft, die beim Antrieb des Schwingelementes 8 durch die erste Antriebseinrichtung erzeugt wird, durch die beim Antrieb des massiven Elementes 12 bzw. eines Magnetkreises durch eine zweite Antriebseinrichtung so ausgeglichen werden, daß die Magnetkreise, der Rahmen oder die Schallwand oder dergleichen nicht beeinflußt werden, die die Magnetkreise tragen, so daß ein akustisches Ausgangssignal sehr hoher Tonqualität erhalten werden kann.

Es ist möglich, eine Schwingplatte als massives Element 12 vorzusehen und die Platte durch die zweite Antriebseinrichtung anzutreiben, wie bei den Ausführungsformen beschrieben ist, Jedoch hat in diesem Falle das von der Schwingplatte in dem Gehäuse ausgehende akustische Ausgangssignal negative Einwirkungen auf das aku-

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stische Ausgangssignal des Schwingelementes 8, das von der ersten Antriebseinrichtung angetrieben wird, und daher sollte das massive Element im Hinblick auf das Ausgangssignal nicht vorgesehen werden.

Wie zuvor beschrieben wurde, besteht der Lautsprecher gemäß der Erfindung aus einer ersten und zweiten Antriebseinrichtung mit einer Spule, die in einem Luftspalt bzw. einem Magnetspalt angeordnet ist, der in einem Magnetkreis ausgebildet ist, einem Schwingelement, das von einer ersten Antriebseinrichtung angetrieben wird, und einem massiven Element, das von einer zweiten Antriebseinrichtung entgegengesetzt zu dem Schwingelement angetrieben wird, so daß die beim Antrieb des Schwingelementes erzeugte Reaktionskraft durch die beim Antrieb des massiven Elementes erzeugte Reaktionskraft im wesentlichen ausgeglichen wird, so daß der Magnetkreis in der ersten Antriebseinrichtung zum Antrieb des Schwingelementes durch die Wirkung der in dem Schwingelement erzeugten Reaktionskraft nicht in Schwingung versetzt wird, und keine Schwingung im Rahmen bzw. der Schallwand, die den Magnetkreis trägt, entsteht. Es ist daher möglich, Schwingungen von den Magnetkreisen und dergleichen abzuhalten und ein akustisches Ausgangssignal sehr guter Tonqualität zu erhalten .

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Claims

Patentansprüche

Dynamischer Lautsprecher, bestehend aus einer Membran mit einer Tauchspule und einer ersten Antriebseinrichtung zum Antrieb der Membran zur Schallerzeugung, gekennzeichnet durch ein massives Element, das mit der ersten Antriebseinrichtung schwingungsmäßig gekoppelt ist, und eine zweite Antriebseinrichtung, um das massive Element in Schwingung zu versetzen und die von der Membran erzeugte Reaktionskraft zu beseitigen.
2. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebseinrichtung aus einem ersten Magnetkreis mit einem ersten Luftspalt besteht, daß die Tauchspule der Membran in diesem Luftspalt angeordnet ist, daß die zweite Antriebseinrichtung aus einem zweiten Magnetkreis mit einem zweiten Luftspalt besteht, in dem eine mit dem

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massiven Element verbundene Tauchspule angeordnet ist, und daß der erste und zweite Magnetkreis mechanisch starr miteinander verbunden sind.
3- Lautsprecher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Magnetkreis eine Halterung aufweist, an der das massive Element über einen Dämpfer gelagert ist.
4. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Antriebseinrichtung einen gemeinsamen Magnetkreis mit einem ersten und einem zweiten Luftspalt an entsprechenden Stellen aufweisen, daß die Tauchspule der Membran in dem ersten Luftspalt angeordnet ist, und daß eine Tauchspule, die an dem zweiten massiven Element befestigt ist, in dem zweiten Luftspalt angeordnet ist.
5· Lautsprecher nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das massive Element an dem Magnetkreis über einen Dämpfer angeordnet ist.
6. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das massive Element ein Magnetkreis mit einem Luftspalt und einer darin angeordneten Spule ist, die an der ersten Antriebseinrichtung befestigt ist.
7. Lautsprecher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkreis an der ersten Antriebseinrichtung über einen Dämpfer gelagert ist.
8. Lautsprecher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkreis aus einem Per-

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manentmagneten und einem Joch besteht.
9· Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ze lehnet, daß die erste Antriebseinrichtung aus einem Permanentmagneten, einem Joch und einem Luftspalt zur Aufnahme der Spule der Membran besteht, daß die zweite Antriebseinrichtung aus einem Permanentmagneten, einem Joch und einem Luftspalt zur Aufnahme der Spule des massiven Elementes besteht, und daß die Luftspalte auf der gleichen Axiallinie angeordnet sind.
10. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ze ichnet, daß die erste Antriebseinrichtung aus einem Permanentmagneten, einem Joch und einem Luftspalt zur Aufnahme der Tauchspule der Membran besteht, daß das massive Element aus einem Magnetkreis mit einem Permanentmagneten und einem Joch besteht, daß der Magnetkreis einen Luftspalt zur Aufnahme einer Spule zum Antrieb des Magnetkreises aufweist und daß die beiden Luftspalte auf der gleichen Axiallinie liegen.
11. Lautsprecher, bestehend aus einer an einer öffnung

im Lautsprechergehäuse angeordneten Membran und einer Einrichtung zum Antrieb der Membran zur Schallabgabe zur Außenseite des Gehäuses, gekennzeichnet durch eine mit der Antriebseinrichtung verbundene Einrichtung, die ein massives Schwingelement hat, das in dem Gehäuse angeordnet ist, und eine Einrichtung, um das massive Element entgegengesetzt zur Schwingrichtung der Membran in Schwingung zu versetzen, so daß die von der Membran erzeugte Reaktionskraft durch eine von der zuletzt genannten Einrichtung erzeugte Schwingungskraft beseitigt wird.

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