DE2850956A1

DE2850956A1 - Lautsprecher

Info

Publication number: DE2850956A1
Application number: DE19782850956
Authority: DE
Inventors: Jun Kishigami; Atsushi Matsuda
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1977-11-26
Filing date: 1978-11-24
Publication date: 1979-05-31
Also published as: NL189843C; JPS5474417A; FR2410409B1; NL7811630A; CA1102443A; GB2010636A; NL189843B; US4191863A; AT360098B; GB2010636B; FR2410409A1; DE2850956C2; ATA847978A

Description

Di pi.-1 ng. H. MITSCHERLICH Π-8000 MÖNCHEN 2 2

Dipl.-lng. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

Dr. rer. not. W. KÖRBER ^ ⁽⁰⁸⁹> ' ^{29 66 8+}

Dipl.-lng. J. SCHMIDT-EVERS
PATENTANWÄLTE

SONY CORPORATION

7-35, Kitashinagawa 6-ohome

Shinagawa-ku, Tokyo, Japan

Lautsprecher

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen an mehreren Punkten angetriebenen Lautsprecher mit ebener Schwingmembran, und insbesondere auf eine Halterungseinrichtung für die Treibermechanik eines derartigen dynamischen Lautsprechers.

Bei einem der Gruppe der Lautsprecher mit ebener Schwingplatte oder Membran zuzuordnenden Lautsprecher, der mit einer Mehrzahl von Magnetkreisen arbeitet, die eine praktisch quadratische Platte oder Membran an einer Mehrzahl von Befestigungspunkten, vorzugsweise an vier auf Diagonalen der quadratischen Platten liegenden Befestigungspunkten antreibt, ist es für die Wiedergabegüte wichtig, daß die Rückseite der schwingenden Platte verhältnismäßig weitgehend offen gegenüber der Umgebungsluft ist. Ohne eine gewisse Offenheit ist die freie Bewegung des schwingenden Organs oder der Membran beeinträchtigt und wird die Frequenz des dynamischen Lautsprechers verschlechtert.

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Die Anmlederin hat erkannt, daß die Offenheit an der Rückseite des schwingenden Organs vorzugsweise mindestens 60 % beträgt, und daß durch jede wesentliche Verminderung des Offenheitsgrades an der Rückseite des schwingenden Organs der Frequenzgang des Lautsprechers verschlechtert wird.

Bei Flachplattenlautsprechern der angegebenen Art muß der die plaftenartige Membran und die magnetischen Treiberelemente tragende Rahmen eine erhebliche Steifigkeit besitzen. Wegen dieser Steifigkeitsanforderungen ist der Offenheitsgrad, der bei den bekannten rückwärtigen Halterungen zu erreichen ist, begrenzt. Die Schwierigkeit, eine ausreichende Offenheit zu erzielen, wird noch dadurch vergrößert, daß die Mehrzahl der magnetischen Treiberschaltungen selbst einen erheblichen Teil des Raumes an der Rückseite der schwingenden flachen Membran beanspruchen.

Dynamische Lautsprecher der angegebenen Art sind in der US-Patentschrift 4 122 JLk beschrieben. Danach sind vier magnetische Treiberkreise an der Rückseite der ebenen Membran angebracht und werden dort festgehalten durch einen Druckguß-Rahmen mit Armen, die parallel zu den Lautsprecherseiten verlaufen. Bei einem Aufbau gemäß dem angegebenen Patent führen die magnetischen Treiberkreise zu einer Rückkopplung der von dem Membranantrieb herrührenden Reaktionskräfte in den Halterungsaufbau, und dieser wird dadurch zu Schwingungsbewegungen veranlaßt, die die Wiedergabegüte beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit flacher Platte arbeitenden Lautsprecher zu entwickeln, bei dem die bei den bekannten Lautsprechern auftretenden Schwierigkeiten behoben sind.

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Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Lautsprecher mit flacher Platte zu entwickeln, bei dem die einer ebenen Platte gleichende Membran von einem Mehrpunktantrieb angeregt wird, der in einem Rahmen angeordnet ist, der die magnetischen Treiberelemente mit höchstmöglicher rückwärtiger Offenheit aufnimmt und bei den Durchbiegungen des Rahmenaufbaus möglichst klein gehalten sind.

Bei einem erfindungsgemäßen Lautsprecher wird eine kastenförmige Verstrebung zwischen den magnetischen Treiberelementen angewandt, und Gruppen diagonal verlaufender Versteifungselemente verbinden Paare von magnetischen Treiberorganen miteinander in einer der Membran zugewandten vorderen Ebene und in einer an den der Membran abgewandten Enden der magnetischen Treiberelemente liegenden rückwärtigen Ebene. Die diagonal verlaufenden Verstärkungs- oder Versteifungselemente werden außerdem durch einen Stab verspannt, der die Mitten der vorderen und der hinteren Gruppe der diagonalen Versteigungselemente miteinander verbindet.

Die Versteifungskonstruktion wird ferner dadurch verstärkt, daß die hintere Gruppe der diagonalen Versteifungselemente in ihrer Mitte durchgebogen wird, indem der Verbindungsstab unter Zugbeanspruchung gebracht wird. Dadurch wird die der vorderen und der hinteren Gruppe der diagonalen Versteifungselemente eigene Tendenz vermindert, nach Art eines elastischen Stabes zu schwingen.

Die obengenannten und sonstigen Merkmale, Besonderheiten und Vorteile der Erfindung lassen sich am besten anhand der nachstehenden detalJLierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung erläutern; die zuge-

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hörigen Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 eine Ansicht eines dynamischen Lautsprechers mit ebener Schwingplatte und Mehrpunktantrieb nach dem Stande der Technik von vorn;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den bekannten Lautsprecher längs der Linie 2-2 in Fig. Ij

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Lautsprechers nach einer Ausführungsform der Erfindung von hintenj

Fig. k eine Ansicht, teilweise im Schnitt längs der Linie k-k in Fig. 3.

Fig. 1 zeigt einen insgesamt mit 10 bezeichneten Lautsprecher mit ebener Platte nach dem Stande der Technik. Bei einem derartigen Lautsprecher ist eine insgesamt quadratische flache Membran 12 zentrisch in einem Rahmen Ik entsprechender Form angebracht und wird nach Bedarf von einer elastischen Umrandung 16 getragen, die die flache Membran etwa zentrisch innerhalb einer rechteckigen Öffnung 18 in dem Rahmen Ik hält. Die elastische Umrandung l6 kann aus Papier, Kunststoff, Gewebe oder einem anderen geeigneten Werkstoff bestehen.

Ein Halterahmen 20 hinter der flachen Membran 12 besitzt eine Anzahl kurzer Arme 22, die von dem Rahmen Ik ausgehen und paarweise an vier Tragringen Zk zusammengeführt sind, die symmetrisch auf Diagonalen der flachen Membran 12 angeordnet sind. Die Yerbindungsarme 26 verbinden nebeneinanderliegende Tragringe 24 und bilden dadurch den vollständigen Halterungsaufbau.

Der Rahmen Ik und der Halterahmen 20 sind vorzugsweise einstückig ausgebildet, beispielsweise als Druckguß-

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teil aus einem Material, das dem Aufbau eine erhebliche Steifigkeit verleiht. Als Werkstoffe sind geeignet Aluminium, Magnesium, Zink oder Kunststoff, jedoch ist Aluminium- oder Magnesiumguis zu bevorzugen.

Fig. 1 läßt erkennen, daß die Verbindungsarme 26 eine Versteifung bilden, die im wesentlichen die Form eines rechteckigen Kastens hat und die die Tragringe 24 an den Ecken des Rechteckkastens verbindet.

Fig. 2 zeigt besonders deutlich, daß der Halterungsaufbau 20 rückwärts hinter die flache Membran 12 durch nach hinten verlaufende Teile 28 der von dem Rahmen 14 ausgehenden Arme 22 versetzt ist.

Die magnetischen Treiber 30 sind auf den Tragringen 24 in beliebiger (nicht dargestellter) Weise angebracht, und jeder Treiber besteht aus einem insgesamt becherförmigen Magnetjoch 32, in dem zentrisch ein Permanentmagnet Jkangeordnet ist, der seinerseits physikalisch und magnetisch mit einem permeablen, insgesamt zylindrischen Mittelpol Jb verbunden ist. Eine ringförmige Jochplatte 38 schließt das innere Ende jedes becherförmigen magnetischen Jochs 32 ab und weist eine zentrisch angeordnete Kreisbohrung 40 auf, in die der Mittelpol 36 mit radialem Zwischenraum hineinragt. Eine Schwingspule 42 ist auf einen konzentrisch zu dem Mittelpol 36 liegenden Spulenkörper 44 gewickelt und befindet sich in dem erwähnten Zwischenraum. Der Spulenkörper 44 ist an der flachen Membran 12 durch Klebstoff oder auf andere geeignete Weise befestigt. Nach Bedarf ist ein biegsames Dämpfungselement 46 zwischen jeden Spulenkörper 44 und den Halterungsrahmen 20 gelegt. Die biegsamen Dämpfungselemente 46 halten die jeweiligen Spulenkörper 44 mit ihren ßchwingspulen '42 in den kreisförmigen Bohrungen ^O ei 3ivf and fr ei zentriert und verhindern, daß die Schwingspulen

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k2 sich an den lcreisförmigen Bohrungen kO oder den Mittelpolen 36 reiben. Die flache Membran 12 und die daran befestigten Spulenkörper *)4 und die Schwingspulen bZ können auf diese Weise verhältnismäßig wenig behindert aufgrund der Verbiegungen der elastischen Umrandung l6 und der biegsamen Dämpfungselemente k6 schwingen.

Die magnetischen Treiber nach Fig. 2 stellen verhältnismäßig große Massen dar, die an ihren vorderen Enden an dem Tragrahmen gehalten werden, mit ihren rückwärtigen Enden aber frei liegen. Bei der Offenheit des .Halterungsrahmens 20 (vgl. insbesondere Fig. 1) und bei den massiven Permanentmagneten Jb und Magnetjochen 32, die lediglich an ihren vorderen Enden von den Tragringen 2k gehalten werden, hat es sich gezeigt, daß Schwingungen, vor allem Drehschwingungen um die in Fig. 1 als gestrichelte Linien k8 gezeichneten Linien in den Ecken, bei bestimmten Frequenzen und Eingangspegeln auftreten.

Demgegenüber zeigt Fig. 3» daß bei einer Ausführungsform des insgesamt mit 50 bezeichneten erfindungsgemäßen dynamischen Lautsprechers mit flacher Membran ein insgesamt quadratischer Rahmen 52 eine nach hinten vortretende Rippe 5^ aufweist. Der Rahmen 52 setzt sich hinter der Rippe 5^ fort und bildet eine insgesamt quadratische Öffnung 56, in welcher die in Fig. 3 nicht gezeichnete flache Membran angeordnet ist. Tragarme 58 > die vorzugsweise als bauliche Einheit mit dem Rahmen 52 und der Rippe 5b ausgebildet sind, reichen rückwärts/einwärts über die quadratische öffnung 56 und sind an ihrem Innenende mit Tragringen 60 verbunden. Verbindungsarme 62 verbinden seitlich nebeneinanderliegende Tragringe 60 miteinander und verlaufen paraLlel zu entsprechenden Seiten des quadratischen Rahmens 52. Diagonal angeordnete Verbindungsarme 6b

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verbinden jeden Tragring 60 mit seinem diagonal gegenüberliegenden Gegenstück. Die beiden diagonalen Verbindungsarme 64 kreuzen sich an einer Nabe 65· Der Rahmen 52, die Rippe 54, die Tragarme 58, die Tragringe 60, die Verbindungsarme 62 und die diagonal verlaufenden Verbindungsarme 64 werden vorzugsweise nach einem beliebigen der an sich bekannten Verfahren als einheitliches Bauteil hergestellt, vorzugsweise aber als Metalldruckguß aus Aluminium oder einem ähnlichen Material. Natürlich kann der Fachmann jedes ihm bekannte Material in jedem geeigneten Verfahren ebenfalls zur Herstellung von Lautsprechern nach der Erfindung verwenden.

Eine kreuzförmige Versteifungsklammer 66 liegt mit ihren senkrecht aufeinander stehenden Armen 66a in der Diagonalen des Rahmens und wird mit den diagonal einander gegenüberliegenden Magnetjochen 32 in deren Mitte auf geeignete Weise, beispielsweise durch Schrauben 68 verbunden. Da die kreuzförmige Versteifungsklammer 66 und die diagonal verlaufenden Verbindungsarme 64 jeweils in Richtung der Diagonalen des Rahmens 52 liegen, fluchten sie an den entgegengesetzten Enden der magnetischen Treiber 30 miteinander. Ein Aussteifungsstab 70 verbindet die Nabe 65 der diagonal verlaufenden Verbindungsarme 64 und die Nabe 72 der kreuzförmigen Verbindungsklammer 66 miteinander.

Nach dem in Fig. 4 gezeichneten Schnitt längs der Diagonalen des Lautsprechers 50 ist der Aussteifungsstab ein wenig kürzer als der Abstand zwischen den Naben 65 und 72 bei nicht durchgebogenen Verbindungselementen. Wenn daher eine Schraube 74 angebracht wird, die die Nabe 72 an dem Aussteifungsstab 70 befestigen soll, wird die Mitte der kreuzförmigen Versteifungsklammer 66 gegen die diagonalen Verbindungsarme 64 durchgebogen. Durch eine derartige Beanspruchung der kreuzförmigen /ersbeLfungsklammer 66 wird der

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gesamte Aufbau versteift, und Schwingungsbewegungen der kreuzförmigen Versteifungsklammer 66 mit den in Fig. 4 durch die gestrichelten Linien 76 angedeuteten Schvängungsformen werden vermieden. Schwingungen des Schwerpunktes 78 jedes magnetischen Treibers um einen Drehpunkt 80 in der benachbarten Ecke des Rahmens 52, angedeutet durch die gebogenen Linien 82 neben den Innenecken der magnetischen Treiber JO und durch die gebogenen Linien 84 um die Basis der magnetischen Treiber, werden wesentlich gedämpft.

Bei Anwendung der kreuzförmigen Versteifungsklammer 66 und der diagonalen Verbindungsarme 64 in der oben angegebenen Weise kann die Stärke der Tragarme 58 und der Verbindungsarme 62 so sehr verringert werden, daß sich hinter der flachen Membran 12 ein Offenheitsgrad ergibt, der über 60 # liegt, ohne daß Schwingungserscheinungen auftreten, die sonst bei einer derartigen Herabsetzung der Stärke unvermeidbar wären.

Wendet man die elementaren Regeln der Mechanik auf den Aufbau nach Fig. 4 an, so ergibt sich eine größte Schwingungsamplitude längs der gebogenen Linien 84 an der Basis der magnetischen Treiber 30. Die diagonalen Verbindungsarme 64 leisten Schwingungen an dieser Stelle Widerstand und überführen einen wesentlichen Teil aller Schwingungen längs der gebogenen Linien 84 in erheblich gedämpfte lineare Schwingungen längs der Achse der diagonalen Verbindungsarme.64. Derartige lineare Schwingungen führen zu keiner wesentlichen Verschlechterung der Wiedergabegüte.

Die kreuzförmige Klammer 66 kann mit einer von dem Klammerwerkstoff verschiedenen Materialmasse belegt werdein, um die Frequenz der möglichen Schwingung der kreuzförmigen Klammer 66 herabzusetzen. Dazu können Blei, Kautschuk oder Kunststoff oder andere geeignete Materialien

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benutzt werden.

Der beschriebene Lautsprecher 50 ist quadratisch und besitzt vier Treiber 30, es ist aber natürlich ohne weiteres möglich, im Rahmen des hier beschriebenen Aufbaus mehr als vier oder weniger als vier Treiber 30 symmetrisch anzuordnen. Beispielsweise läßt sich eine Dreiergruppe magnetischer Treiber 30 an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks oder eine Gruppe von fünf Treibern an den Ecken eines regelmäßigen Fünfecks anbringen usw.j der Rahmen der Erfindung wird mit derartigen Anordnungen nicht überschritten. Bei einer veränderten Anordnung von magnetischen Treibern erhält natürlich die für die oben beschriebene Ausführungsform angegebene kreuzförmige Versteifungsklammer 66 eine der neuen Anordnung entsprechende Form. Ferner könnte der Aussteifungsstab 70, der nach der obigen Beschreibung als getrennt hergestelltes und eingebautes Bauteil ausgeführt ist, auch einstückig mit den diagonalen Verbindungsarmen 64- oder der kreuzförmigen Versteifungsklammer 66 ausgebildet sein und mit seinem freien Ende an dem jeweils anderen Bauteil befestigt werden. Außerdem ist zwar nur ein einziger Aussteifungsstab 70 als Verbindungselement zwischen den diagonalen Verbindungsarmen 64 und der kreuzförmigen Versteifungsklammer 66 angegeben, im Rahmen der Erfindung können aber auch weitere Verbindungselemente dieser Art vorgesehen sein. Beispielsweise lassen sich Diagonalklammern neben dem Aussteifungsstab 70 oder an dessen Stelle zu einem (nicht gezeichneten) Fachwerk zusammensetzen, um den Aufbau noch weiter zu versteifen.

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Claims

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Shinagawa-ku, Tokyo, Japan

l.y Lautsprecher mit einem eine Öffnung umgebenden -Rahmen, einer in dieser Öffnung "befindlichen flachen Membran, einer Anzahl mit dem genannten Rahmen verbundenen Tragarme, einer Anzahl symmetrisch angeordneter magnetischer Treiber, die an ihrem einen Ende von den genannten Tragarmen hinter der genannten flachen Membran gehalten werden, und mit einer elektromagnetischen Kopplung zwischen den genannten magnetischen Treibern und symmetrisch verteilten Stellen an der Rückseite der genannten flachen Membran,

gekennzeichnet durch mindestens eine Versteif unpsklammer (66) zwischen einem zweiten Ende eines der genannten magnetischen Treiber (30) und einem weiteren Treiber.
2. Lautsprecher nach Anspruch 1, bei dem die genannte Öffnung und die genannte flache Membran quadratische Form haben, vier magnetische Treiber vorgesehen sind, die vier Treiber auf den Diagonalen der genannten flachen Membran angeordnet sind und der außerdem gekennzeichnet ist durch diagonal verlaufende Verbindungsarme (6*0, die die jeweiligen ersten

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ORiGiMAL INSPECTED

Enden der vier magnetischen Treiber (30 miteinander verbinden, wobei die Versteifungsklammer(n) (66) vier parallel zu Diagonalen der genannten flachen Membran (12) verlaufende Arme besitzt (besitzen), deren Enden mit dem jeweiligen zweiten Ende der genannten magnetischen Treiber (30) verbunden sind.
3. Lautsprecher nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein senkrecht zu der genannten flachen Membran (12) angeordnetes Aussteifungselement (70), das die Mitte der genannten diagonalen Verbindungsarme (6^f-) mit der Mitte der genannten Versteifungsklammer(n) (66) verbindet.
Jj-o Lautsprecher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge des genannten Aussteifungselements (70) kleiner ist als der senkrechte Abstand zwischen den Mitten der genannten diagonalen Verbindungsarme (640 und der Versteifungsklammer(n) (66), wodurch auf die Klammer(n) ein Zug ausgeübt wird.
5. Lautsprecher nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die der Rückseite zugekehrte Öffnung mindestens 60 % der Fläche der flachen Membran bildet.
6. Lautsprecher nach Anspruch 2 mit einer Anzahl an den Tragarmen angebrachter und gegenüber den erstgenannten Enden der genannten magnetischen Treiber ausgerichteter Tragringe, die mit den genannten magnetischen Treibern verbunden sind und von denen benachbart liegende Hinge durch Verbindungsarme verbunden sind, dadurch gekennzeichnet , daß die genannten

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diagonalen Verbindungsarme (64) diagonal einander gegenüberliegende Tragringe (60) verbinden, und daß die Versteifungsklammer (n) als kreuzförmige Versteifungsklammer(n) (66) ausgebildet ist (sind).
7. Lautsprecher nach Anspruch 6,

dadurch ge kenn ze ichne t , daß die Enden der Arme der genannten kreuzförmigen Versteifungsklammer (66) jeweils an der Mitte des genannten magnetischen Treibers (30) befestigt sind.
8. Lautsprecher nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch mindestens ein Aussteifungselement (70), das die genannten diagonalen Verbindungsarme (64) mit der genannten kreuzförmigen Versteifungsklammer (66) verbindet.

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