DE2946618A1

DE2946618A1 - Lautsprecher

Info

Publication number: DE2946618A1
Application number: DE19792946618
Authority: DE
Inventors: Keijiro Maeda
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1978-11-20
Filing date: 1979-11-19
Publication date: 1980-05-29
Also published as: FR2441981B1; CA1137618A; NL7908430A; JPS5568795A; GB2037123A; GB2037123B; US4322583A; FR2441981A1; DE2946618C2; JPS6133434B2

Description

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER Sony Corp.

- 4 BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen Lautsprecher oder, allgemeiner ausgedrückt, einen elektroakustischen Wandler, und insbesondere einen flachen, plattenförmigen Lautsprecher mit zwei parallelen, blattförmigen Membranen, die sandwich-artig auf beiden Seiten eines bienenwabenförmigen Kerns liegt. Für weitere Einzelheiten wird auf den Oberbegriff des Hauptanspruchs Bezug genommen.

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Bei herkömmlichen flachen, plattenförmigen Lautsprechern liegen zwei blattförmige Membranen sandwichartig auf beiden Seiten eines bienenwabenförmigen Kerns. Der Antriebskolben oder Spulenkern des Lautsprechers, um den eine Spule herumgewickelt ist, ist an einem Ende mit der rückwärtigen, blattförmigen Membran verbunden. Daher erteilt der Spulenkern der rückwärtigen Membran Schwingungen. Die auf diese Membran übertragenen Schwingungen gelangen an die vordere, blattförmige Membran aufgrund des Kolbeneffektes der schwingenden rückwärtigen Membran, die auf die Luft in dem bienenwabenförmigen Kern einwirkt.

Es ist bei derartigen Lautsprechern bekannt, daß der bienenwabenförmige Kern insgesamt eine hohe Steifigkeit in Bezug auf seine Ebene aufweist, während dies bei der vorderen und hinteren Membran nicht der Fall. Daher verbiegt sich beim Betrieb derartiger herkömmlicher flacher, plattenförmiger Lautsprecher im Falle eines Antriebe durch den Spulenkern, die rückwärtige Membran leicht in der Nähe der Verbindungsstelle mit dem Spulenkern.

Da diese Verbiegung sehr gering ist, beeinflußt sie den Frequenzbereich oder das Verzerrungsverhalten des Lautsprechers nicht. Die Verbiegung der rückwärtigen Membran reicht jedoch aus zur Erzeugung eines unerwünsch-

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ten Fremdgeräusches und vermindert somit die Qualität des durch den Lautsprecher erzeugten Tones.

Dieser nachteilige Effekt mischt sich mit einem weiteren Effekt, der auf einer Verzögerung zwischen der Schwingung, die der rückwärtigen Membran durch den Spulenkern erteilt wird, und der entsprechenden Schwingung, die die vordere Membran erfährt, beruht. Diese zeitliche Verzögerung wird verursacht durch die Zeit, die erforderlich ist, um die Luft innerhalb des bienenwabenf örmigen Kerns in resonante Bewegung zur übertragung der Schwingung auf die vordere Membran zu versetzen. Daher führt die Verbiegung der rückwärtigen Membran am Ansatzpunkt des Spulenkerns zu einem hörbaren Störgeräusch, beispielsweise einem Dröhnen.

Die Erfindung ist auf die Verwendung dieser Nachteile gerichtet.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.

Erfir.dungsgemäß werden die erwähnten Nachteile im wesentlichen dadurch überwunden, daß die vordere, blattförmige Membran direkt mit dem Spulenkern verbunden wird.

Der erfindungsgemäße Lautsprecher ist einfach und in wirtschaftlicher Weise herstellbar und bietet darüber hinaus eine bessere Qualität der Tonwiedergabe. Die Ausstrahlung und Übertragung eines unerwünschten, hörbaren Störgeräusches wird weitgehend ausgeschaltet.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist bei einem flachen, plattenförmigen Lautsprecher mit zwei sandwichartig auf beiden Seiten eines bienenwabenförmigen Kerns liegenden blattförmigen Mem-

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branen der Spulenkern direkt mit beiden, d.h. der vorderen und der rückwärtigen Membran verbunden, so daß die Schwingungen gleichzeitig auf beide Membranen übertragen werden und Verzögerungen oder Verschiebungen der übertragung der Schwingungen unterbleiben. Dadurch werden Störgeräusche und sonstige unerwünschte Geräusche ausgeschaltet.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Teilquerschnitt durch einen herkömmlichen, plattenförmigen Membran-Lautsprecher;

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch einen

Lautsprecher entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung, dessen Membran an einer Vielzahl

von Schwingungsknoten angetrieben wird;

Fig. 3 ist ein Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der Er

findung, bei dem die Membran an einem Schwingungsknoten angetrieben wird;

Fig. 4 ist ein etwas vergrößerter Teilquerschnitt zur Veranschaulichung einer Einzelheit der ersten Ausführungsform der Verbindung zwischen dem Schwingungskern und der Lautsprecher-Membran;

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Fig. 5 ist ein Querschnitt entlang der

Linie V-V in Fig. 4;

Fig. 6 ist ein Teilquerschnitt ähnlich Fig. 4, zeigt jedoch eine weitere

Ausführungsform der Verbindung zwischen dem Spulenkern und der Lautsprecher-Membran;

Fig. 7 ist ein Querschnitt entlang der

Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8, 9 und sind Querschnitte ähnlich Fig.

10 und 7, zeigen jedoch weitere Ausführungsformen der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen, flachen, plattenförmigen Lautsprecher 1 mit einer rückwärtigen und einer vorderen Membran 2 und 3, zwischen denen sandwich-artig ein Kern 4 liegt, mit dem die Membran in geeigneter Weise, beispielsweise durch einen Klebstoff verbunden sind. Der Kern 4 kann aus einem geeigneten, ausreichend stabilen und an Gewicht geringem Material bestehen, wie etwa einer bienenwabenförmigen Struktur, vorzugsweise aus Aluminium-Blech. Die Membranen 2 und bestehen vorzugsweise aus Aluminuim-Blech oder Kohlenstoff-Fasermaterial und sind an gegenüberliegenden Seiten des Kerns 4 befestigt, über den sie sich im wesentlichen erstrecken, üblicherweise ist wenigstens ein magnetischer Antrieb, wie etwa ein Spulenkern 5 vorgesehen, um den eine Spule 6 herumgewickelt ist. Der Spulenkern ist beispielsweise an der rückwärtigen Membran 2 entlang einer Umfangsflache 7 befestigt. Wenn ein herkömmlicher, flacher, plattenförmiger Lautspreeher 1 in Betrieb gesetzt wird, erregt der Spulenkern 5 die rückwärtige Membran 2 und setzt diese in Schwingung, so daß ein Kolbeneffekt auf die in den Kanälen

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8 des bienenwabenförmigen Kerns vorhandene Luft ausgeübt und diese in Schwingungen versetzt wird, durch die die vordere Membran 3 entsprechend in Schwingungen gerät. Ein flacher, plattenförmiger Lautsprecher gemäß Fig. 1 hat die oben aufgeführten Nachteile.

Fig. 2 zeigt einen plattenförmigen Lautsprecher entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Membrananordnung, die an einer Zahl von Schwingungsknoten, beispielsweise an vier Schwingungsknoten durch vier magnetische Antriebselemente angetrieben wird. Bei dieser Ausführungsform umfaßt eine rechteckige, flache, plattenförmige Membrananordnung 11, blattförmige vordere und hintere Membranen, die sandwichartig an beiden Seiten eines bienenwabenförmigen Kerns liegen und an ihren umlaufenden Rändern mit der Vorderseite und der Rückseite eines rechteckigen Stützrahmens 13 durch ein elastisches Halteglied 12 verbunden sind. Die Membrananordnung 11 wird durch vier Magnet-Antriebe 18 angetrieben, die eine flache Platte 14, ein Joch 15, einen Dauermagneten 16 und einen Polkern 17 umfassen, die an der Rückseite des rechteckigen oder quadratischen Rahmens 13 in vier im Abstand liegenden Positionen befestigt sind. Die Magnet-Antriebe 18 umfassen eine Spule 19, die auf dem Umfang eines Spulenkerns 20 aufgewickelt ist. Außerdem ist ein ringförmiger, magnetischer Spalt 21 zwischen dem Polkern 17 und der Platte 14 des Magnet-Antriebs 18 vorgesehen, und die Spulenkerne 20 sind mit ihren rückwärtigen Abschnitten in diesem Spalt 21 angeordnet. Das vordere Ende der Spulenkerne 20 ist mit der Membrananordnung 21, und zwar sowohl mit der vorderen als auch mit der hinteren Membran verbunden, wie später näher erläutert werden soll. Bei diesem Aufbau wird durch die Antriebskraft jedes Spulenkerns gleichzeitig jeder Magnetantrieb und damit zugleich jede Membran-Anordnung 11 in den vier Knotenpunkten angetrieben.

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Fig. 3 zeigt einen plattenförmigen Lautsprecher mit einer Membran-Anordnung, die in einem Schwingungsknoten durch einen Magnetantrieb mit einem einzigen Spulenkern angetrieben v/ird. Diese Ausführungsform stimmt mit der Ausführungsform der Fig. 2 weitgehend überein, unterscheidet sich jedoch dadurch, daß nur ein Magnet-Antrieb anstelle einer Anzahl von mehreren Magnet-Antrieben gemäß Fig. 2 verwendet wird.

Fig. 4 bis 8 veranschaulichen die Art der Verbindung der vorderen und hinterer. Membran mit einem Spulenkern, und jede dieser Verbindungsarten kann mit der mehrere Magnet-Antriebe auf v/eisenden Ausführungsform gemäß Fig. 2 oder det Ausführung gemäß Fig. 3 mit einem Magnet-Antrieb verwendet werden.

Fig. 4 und 5 zeigen eine erste Ausführungsform eines flachen, plattenförmigen Lautsprechers, bei dem die Membran-Anordnung 11 eine vordere Membran 23, eine rück wärtige Membran 24 aus Aluminium oder Kohlenstoff-Fasern, und einen bienenwabenförmigen Kern 25 aus ausreichend stabilem und leichtem Material umfaßt, an dessen beiden Seiten die Membranen befestigt sind.

Bei dieser Ausführungsform ist im Verbindungsbereich zwischen dem Spulenkern 22 und der Membran-Anordnung 11 ein Segment der rückwärtigen Membran 24 und des Kerns 25, das der Kreisfläche des Spulenkerns 20 entspricht, zur Bildung einer Aussparung 27 entfernt worden. Die vordere Membran 2 3 ist nicht ausgespart und weist eine zusammenhängende Blattform auf.

Der Spulenkern 20 befindet sich in der Aussparung 27 der Membran-Anordnung 11, und ein topfförmiges Stützglied 28, das aus Aluminiumfolie oder Kunststoff bestehen kann, befindet sich über dem Ende des Spulenkerns 20 innerhalb der Aussparung 27 und verstärkt die

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Membran-Anordnung 11. Das Stützglied 28 ist innerhalb der Aussparung 27 in geeigneter Weise, beispielsweise mit Hilfe eines Klebstoffes 29, befestigt, so daß der Endbereich 28a des Stützgliedes 28 an der unteren Oberfläche der vorderen Membran 23 anhaftet und der zylindrische Abschnitt 28b des Stützgliedes 28 mit angrenzenden Teilen des Kerns 25 verbunden ist.

Eine Kappe 30 ist am vorderen Ende des Spulenkerns befestigt und mit der Innenfläche des Endbereichs 28a des Stützgliedes 28 durch einen geeigneten Klebstoff 31 verklebt. Anstelle einer Verwendung der Kappe 30 kann das freie Ende des Spulenkerns 20 direkt mit der Innenfläche des Endbereichs 28a des Stützgliedes 28 verklebt sein. Alternativ kann die Außenfläche des Spulenkerns 20 direkt an eine angrenzende Fläche des Kerns 25 geklebt sein, wenn dies vorteilhaft ist. In Betracht eines möglichst geringen Gewichtes der Membran können Aussparungen im Boden des Endbereichs 28a des Stützgliedes 28 vorgesehen sein. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist ein äußerer Stützring 32 vorgesehen, der durch einen geeigneten Klebstoff an der äußeren Umfangsfläche des Spulenkerns und an der Außenfläche der rückwärtigen Membran 24 befestigt sein kann.

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In jedem Falle ist bei dieser Ausführungsform der Erfindung der Spulenkern 20 direkt mit der vorderen Membran 23 der Membran-Anordnung 11 über das Stützglied 28 verbunden, so daß die vordere Membran 23 direkt durch den Spulenkern 20 angetrieben wird. Gleichzeitig treibt der Spulenkern 20 die rückwärtige Membran 24 an, so daß beide Membranen der Membran-Anordnung zugleich durch den Spulenkern 20 in Schwingungen versetzt werden. Dadurch werden nachteilige Effekte einer leichten Verbiegung, die die rückwärtige Membran erfahren kann, und einer Verzögerung in der Schwingungsübertragung von der rückwärtigen Membran auf die vor-

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dere Membran, die sich bei herkömmlichen platten Lautsprechern gemäß Fig. 1 ergeben, wirksam ausgeschaltet.

Nunmehr wird auf Fig. 6 und 7 Bezug genommen, die eine zweite Ausführungsform der Verbindung zwischen der vorderen und hinteren Membran zeigen. Bei dieser Ausführungsform sind Teile, die bereits in Fig. 4 erläutert worden sind, mit gleichen Bezugsziffern versehen. Bei der Ausführungsform der Fig. 6 und 7 ist der Spulenkern 20 an der rückwärtigen Membran 24 mit seinem umlaufenden Rand befestigt, beispielsweise durch eine Kappe 35, die fest mit dem offenen Ende des Spulenkerns 20 verbunden und an die äußere Oberfläche der rückwärtigen Membran 24 mit Hilfe eines geeigneten Klebstoffs geklebt ist.

Der Spulenkern 20 ist direkt mit der vorderen Membran 23 über eine Anzahl von in Umfangsabständen liegenden Stützen 34 verbunden, die sich innerhalb geeigneter, ausgesparter Öffnungen 36 in dem Kern 2 5 befinden. Die Stützen 34 können massiv, rohrförmig oder sechseckig entsprechend der Form der Durchlässe des Kerns 25 sein und bestehen vorzugsweise aus Aluminium oder einem synthetischen Harzmaterial mit geringem Gewicht.

Beim Zusammensetzen der Membrananordnung 11 werden die Stützen 34 innerhalb des Kerns 25 in einer umlaufenden Reihe mit vorgegebenen Abständen untergebracht, und die vordere und die hintere Membran 23 und 24 werden mit den gegenüberliegenden Enden der Stützen 34 in geeigneter Weise, beispielsweise durch Klebstoff verbunden .

Der Spulenkern 20 dieser Ausführungsform ist mit der äußeren Oberfläche der rückwärtigen Membran 24 verbunden, und Schwingungen, die auf die Membran-Anordnung 11 durch den Spulenkern 20 ausgeübt werden, werden direkt und gleichzeitig auf die Membranen 23 und 24 übertragen.

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Anschließend soll auf Fig. 8 bis 10 Bezug genommen werden, die weitere Ausführungsformen der Verbindung der vorderen und hinteren Membranen 23 und 24 mit dem Spulenkern 20 zeigen. Bei der Ausführungsform der Fig. 8, die teilweise mit derjenigen der Fig. 7 übereinstimmt, besteht lediglich der Unterschied, daß eine größere Anzahl von Verbindungs-Stützen 34 verwendet wird, die dicht nebeneinander in einem Kreis liegen und eine weitergehende Verbindung zwischen dem Spulenkern 20 und den beiden Membranen 23 und 24 schaffen.

Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein härtbares oder aushärtendes Füllmaterial 38 innerhalb ausgewählten hexagonalen öffnungen 37 des bienenwabenförmigen Kerns 2 5 angeordnet ist. Das Füllmaterial 38 besteht vorzugsweise aus einem synthetischen Harz, beispielsweise Epoxit-Harz oder einem anderen, geeigneten, aushärtenden Material. Bei dieser Ausführungsform sind ausgewählte öffnungen 37 in einer kreisförmigen Anordnung, die an das Ende des Spulenkerns 20 angrenzen, mit dem Füllmaterial während der Montage der Membran-Anordnung 11 gefüllt worden. Wie bei den anderen Ausführungsformen sind die Membranen 2 3 und 24 in geeigneter Weise durch Klebstoff mit den beiden Enden des Füllmaterials 38 verbunden.

Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lautsprechers, bei dem ein rohrförmiges Stützglied 40, vorzugsweise aus Aluminium oder einem geeigneten synthetischen Harz vorgesehen ist. Dieses rohrförmige Stützglied 40 befindet sich in dem Kern 25 und ist mit seiner vorderen Randfläche mit dem Spulenkern 20 ausgerichtet. Wie bei den anderen Ausführungsformen, ist der Spulenkern 20 mit der rückwärtigen Oberfläche der rückwärtigen Membran 24 verklebt, und die Membranen 23 und 24 sind mit dem Stützglied 40, beispielsweise durch einen geeigneten Klebstoff fest verbunden .

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Bei allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Lautsprechers ist erkennbar, daß der Spulenkern mit beiden Membranen auf beiden Seiten des Kerns zusammenwirkt, so daß Schwingungen der Membran-Anordnung des Lautsprechers durch den Spulenkern gleichzeitig auf die vordere und rückwärtige Membran übertragen werden. Beim Betrieb des Lautsprechers entstehen daher keine hörbaren Störgeräusche aufgrund einer Verbiegung der rückwärtigen Membran oder einer leichten Verzögerung in der Übertragung der Erregung der rückwärtigen Membran auf die vordere Membran. Dadurch liefert der Lautsprecher einen Klang hoher Qualität, da die Charakteristika der Membran-Anordnung eines Kerns mit Bienenwaben-Struktur im wesentlichen wie bei herkömmliehen flachen plattenförmigen Lautsprechern dieser Art erhalten bleiben. Das Schwingungsverhalten der Membran-Anordnung und der Frequenzbereich des abgegebenen Klanges des Lautsprechers werden nicht verändert.

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Claims

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PATENTANWÄLTE

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

Beim Europllichen Patentamt zugelassene Verlreler Pro! nuprosonlatlvoe lic'oio I he European Potent Olllre Mnndatalret agreds prAs l'Ollii -n niropfam dos brevets

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister

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D-8000 MÖNCHEN 22 D-4800 BIELEFELD 1

S79P144

19. November 1979

St/ri

SONY CORPORTATION

7-35 Kitashinagawa 6-chome,

Shir.agawa-ku, TOKYO 14 1,

Japan

LAUTSPRECHER

PRIORITÄT: 20. November 1978, Japan, No. 143145/78

PATENTANSPRÜCHE

1: Flacher, plattenförmiger Lautsprecher mit einer Membran-Anordnung, die eine erste und eine zweite Membran beidseitig eines bienenwabenförmigen Kerns umfaßt, und einem magnetischen Antrieb, der einen Spulenkern umfaßt, der mit der Membran-Anordnung in Verbindung steht und diese in Schwingungen versetzt, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Kerns (25) Verbindungseinrichtungen (27,28,29,30;34;38;40) vorgesehen sind, die

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den Spulenkern (20) mit der ersten und zweiten Membran (23,24) verbinden.
2. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch g e k e η nzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen eine Aussparung (27) in dem Kern (25) und eine öffnung in der zweiten Membran (24) umfassen, in die ein Ende des Spulenkerns (20) eintritt, und daß der Spulenkern mit der zweiten Membran (24) am Rande der öffnung und mit der inneren Oberfläche der ersten Membran (23) innerhalb der Aussparung (27) dos Kerns (25) verbunden ist.
3. Lautsprecher nach Anspruch 2,gekennzeichn e t durch eine Kappe (30) am freien Ende des Spulenkerns (20), die mit dem Spulenkern und der inneren Oberfläche der ersten Membran (23) fest verbunden ist.
4. Lautsprecher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (30) mit einer angren- zenden Oberfläche des Kerns (25) innerhalb der Aussparung (27) verbunden ist.
5. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn ze ichnet, daß der Spulenkern (20) mit der äußeren Oberfläche der zweiten Membran (24) durch einen Ring (32) verbunden ist, der an dem Spulenkern und der zweiten Oberfläche um deren öffnung herum befestigt ist.
6. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen Einrichtungen (35) zur Befestigung des Spulenkerns an der äußeren Oberfläche der zweiten Membran (24) und eine Verbindung (34,38,40) innerhalb des Kerns (25) zwischen drr -^rstnr. ^ f.^r-r 7 ''.on Membran (23,24)

BAD ORIGINAL

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7. Lautsprecher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der inneren Oberflächen der beiden Membranen (23,24) eine Anzahl von Stützen (34) innerhalb des Kerns (25) im Umfang ver-

teilt angrenzend an den Spulenkern (20) vorgesehen ist.
8. Lautsprecher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (34) eine massive, zylindrische Form aufweisen.

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9. Lautsprecher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen die Form eines Zylinderringes aufweisen.
10. Lautsprecher nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Stützen einen Querschnitt entsprechend dem Querschnitt einer öffnung in dem Kern
(25) aufweisen.
11. Lautsprecher nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Stützen (38) aus einem härtbaren oder aushärtenden Material bestehen, das in ausgewählte öffnungen der Kernstruktur eingefügt ist.
12. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß eine Anzahl von Magnet-Antrieben
(18) und Spulenkernen (20) zur übertragung von Schwingungen auf die Membran-Anordnung (11) vorgesehen ist.

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