DE3638727C2 - Kompakter elektro-akustischer Übertrager - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen kompakten elektro-akustischen Übertrager, insbesondere einen neuen Lautsprecher, der hohe elektro-akustische Über­ tragungsgüte in einer kompakten Bauform aufweist und der relativ leicht und preiswert herzustellen ist.

Durch US-Patent 4,061,890 ist ein Lautsprecher mit einer Schwingspule aus einer einzigen Lage aus recht­ eckigem Draht, der auf einem geschlitzten metalli­ schen Spulenkörper gewickelt ist mit einer Kerbe in der benachbarten Polplatte. Ferner betrifft das US-Patent 4,158,756 einen dynamischen Lautsprecher mit einem Kunststoffkorb, der die vordere Polplatte einschließt. Diese Patente offenbaren einen Lautspre­ cher, der käuflich erhältlich in dem Bose 901 Laut­ sprechersystem und in dem Delco-GM-Bose Musiksystem ist. Diese Patente betreffen einen Lautsprecher mit einem gespritzten Kunststoffkorb aus glasverstärktem thermoplastischen Polyester und mit einer vorderen Polplatte aus einem Material mit geringem magneti­ schen Widerstand, welche in die Grundplatte des Korbes eingespritzt ist mit einer zentralen Bohrung. Der Lautsprecherantrieb ist hinter der eingespritzten Polplatte angeordnet.

Der Rand der Spinne, die elastisch die Schwingspule trägt, ist an einer umlaufenden Oberfläche an der Innenseite des Korbes befestigt. Eine niederohmige Schwingspule aus einer Lage aus eloxiertem Aluminiumdraht mit rechteckigem Querschnitt ist auf einem geschlitzten Spulenkörper aus ebenfalls eloxiertem Aluminium gewickelt. In der benachbarten Polplatte ist eine Kerbe für die Rückführung des Schwingspulendrahtes. Dieser Lautsprecher weist ausgezeichnete elektro-akustische und mechanische Eigenschaften auf und kann zufriedenstellend innerhalb eines weiten Bereichs von Umgebungsbedingungen betrieben werden.

Es sind zwar kompakte elektro-akustische Wandler als dosenförmige Hörerkapsel für Fernsprechapparate bekannt (AT 365 875. Diese sind jedoch lediglich für einen kleinen Frequenzbereich konzipiert und weisen gegenüber dem Membrandurchmesser eine erhebliche Bautiefe auf.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Lautsprecher anzugeben, der ausgezeichnete elektro-akustische und mechanische Eigenschaften aufweist, kompakt ist und preiswert in großen Stückzahlen herzustellen ist.

Der erfindungsgemäße Lautsprecher ist gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - eine Antriebsanordnung setzt ein elektrisches Eingangssignal in entsprechende mechanische Auslenkungen um;
• - ein Korb trägt die Antriebsanordnung zentrisch zwischen einem Vorderteil und einem rückwärtigen Teil des Korbes, das eine rückwärtige Öffnung aufweist;
• - eine Membran ist mit der Antriebsanordnung verbunden, um die mechanischen Auslenkungen in akustische Energie umzusetzen;
• - eine Spinne zur Führung der Membran ist an ihrem Umfang mit der Rückseite des Korbes verbunden und überdeckt die rückwärtige Öffnung;
• - die Antriebsanordnung umfaßt eine Schwingspule zur Umwandlung des elektrischen Eingangssignals in ein magnetisches Signal und ist zwischen der Membran und der vorderen Oberfläche angeordnet;
• - der am weitesten hinten gelegene Teil des Lautsprechers ist durch eine Ebene definiert, die im wesentlichen den hinteren Rand der Schwingspule einschließt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnah­ men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesse­ rungen der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung möglich.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend be­ schrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Explosivzeichnung des Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 eine Rückansicht des Ausführungsbeispiels,

Fig. 3 einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bei 3-3,

Fig. 4 die Verbindung zwischen der Spinne, der Mem­ bran und der Schwingspulenhalterung in ver­ größerter Darstellung,

Fig. 5 einen Teil des umlaufenden Antriebsspaltes,

Fig. 6 einen Schnitt bei 6-6 der Fig. 2,

Fig. 7 einen Querschnitt durch die Verbindung zwischen der Litze und der Schwingspule,

Fig. 8 einen Schnitt bei 8-8 der Fig. 7,

Fig. 9 eine Teilansicht von vorzugsweise zu verwen­ dendem Quetschmaterial gemäß der Erfindung und

Fig. 10 ein teilweiser Aufriß des Quetschmaterials gemäß Fig. 9.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Im folgenden wird auf die Fig. 1 bis 3 Bezug ge­ nommen, welche eine Explosivansicht, eine Rückansicht und einen Schnitt bei der Linie 3-3 der Fig. 2 darstellen. Der Lautsprecher hat einen Kunststoff­ korb, dessen Vorderteil 11 von einer kreisförmigen Gaze 12 bedeckt ist und ein sich nach hinten öffnen­ des eingespritztes vorderes Polstück 13 trägt, wel­ ches mit einer umlaufenden Ausnehmung 13A versehen ist, zur Aufnahme des vorderen Endes der Schwingspu­ lenanordnung 14. Ferner ist das Polstück 13 mit einer achsparallelen Nut versehen zur Aufnahme des Leiters 14A, der von dem vorderen Ende der Schwing­ spule 14B ausgeht. Die Schwingspule 14B wird getra­ gen von einem axial gespalten zylindrischen Alumi­ niumblech.

Ein kreisscheibenförmiger Neodym-Magnet 15 ist zwi­ schen das geschlossene Ende des vorderen Polstückes 13 und die rückwärtige Polplatte 16 eingeschlossen. Die rückwärtige Polplatte 16 bildet zusammen mit dem Rand des topfförmig gebildeten Polstückes 13 einen umlaufenden Spalt für die Schwingspulenanordnung 14. Zwischen der hinteren Polplatte 16 und der zylindri­ schen Wand des vorderen Polstückes 13 bildet sich ein radiales magnetisches Feld aus.

Ein rückwärtiges Teil 17 des Kunststoffkorbes ist mit dem Vorderteil 11 des Kunststoffkorbes durch Ultraschallschweißung verbunden. Das rückwärtige Teil 17 ist mit Bolzen 17A versehen, welche Kunst­ stoffnieten enthalten, die Anschlüsse 18 tragen. Die Anschlüsse 18 sind mit flachen Litzenleitern 21 verbunden, die an ihren anderen Enden mit den Enden des Schwingspulendrahtes durch Quetschen verbunden sind.

Die Litzenleiter 21 sind durch Schlitze 22A geführt, welche in einer Ebene senkrecht zur Achse des Laut­ sprechers ausgerichtet sind. Die umlaufende Kante der Membran 22 ist zwischen den sich berührenden umlaufenden Oberflächen des Vorderteils 11 und des rückwärtigen Teils 17 des Kunststoffkorbes einge­ klemmt.

Eine Spinne 23 trägt elastisch das rückwärtige Ende der Schwingspulenanordnung 14 und ist mit ihrer außen umlaufenden Kante an einer umlaufenden Kante 17B des rückwärtigen Teils 17 mit Hilfe von Ultra­ schallschweißung befestigt. Ein Staubschutz 24 ver­ vollständigt die Lautsprecheranordnung.

Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Verbindung zwischen der Spinne 23, der Membran 22 und dem Schwingspulenträger 14C.

In Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils des umlaufenden Motorspalts zwischen dem runden Scheibenmagneten 15, der runden rückwärtigen Polplat­ te 16 und dem kreisringförmigen Teil des vorderen Polstückes 13 dargestellt.

Fig. 6 stellt den Schnitt 6-6 (Fig. 2) dar, womit die Art veranschaulicht wird, in welcher die Teile 11 und 17 sowie die kreisförmige Randzone der Mem­ bran 22 miteinander verbunden sind.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch die Verbindung eines Litzenleiters mit einem Schwingspulendraht, während Fig. 8 einen Längsschnitt durch die gleiche Verbindung darstellt. Dabei sind der Litzenleiter 21 und der Schwingspulendraht 31 überlappend angeordnet und werden von einem Quetschband 32 umgeben, das flach gepreßt ist, um einen guten elektrischen und mechanischen Kontakt mit dem Litzenleiter 21 zu ge­ währleisten. Bei 33 ist ein kleiner nicht ausgefüllter Raum (erkennbar in Fig. 8) zwischen dem Schwing­ spulendraht 31 und dem Quetschband 32. Hierdurch wird Platz für den Schwingspulendraht 31 geschaffen, um sich ohne Beschädigung von dem Quetschband 32 fort zubewegen.

Die Fig. 9 und 10 zeigen ein Quetschband 32 aus zwei Richtungen, welches aus einer bevorzugten Form des Materials hergestellt ist. Wie am besten aus Fig. 10 ersichtlich ist, hat das Quetschmaterial einen sägezahnförmigen Querschnitt mit Spitzen, wie beispielsweise 32A, und dazwischenliegenden Vertie­ fungen, wie beispielsweise 32B. Insbesondere ist das Quetschmaterial aus halbharter Bronze mit einer Zinn­ schicht von 0,025 bis 0,076 mm. Die Dicke von der Grundlinie 32C bis zu der Spitze, wie beispielsweise 32A, ist typischerweise 0,200 ± 0,0127 mm und die Entfernung von der Grundlinie 32C bis zu einer Ver­ tiefung, wie beispielsweise 32B, ist typischerweise 0,000890 mm + 0 bis 0,00127 mm. Die Länge der Quetsch­ verbindung 32 ist typischerweise 2,9 mm + 0 bis 0,127 mm.

Diese Weiterbildung der Erfindung löst ein ernstes Problem. Bei der Benutzung von flachen Quetschverbin­ dungen wurde nämlich entdeckt, daß der Leitungswider­ stand sich mit der Membranbewegung verändert. Durch den veränderlichen Widerstand wird eine unerwünschte Modulation des wiedergegebenen Tonsignals durchge­ führt. Es konnte festgestellt werden, daß die Ur­ sache dieses Problems eine Veränderung des Widerstan­ des in der Quetschverbindung ist. Die Struktur des in den Fig. 9 und 10 dargestellten Quetschmate­ rials löste dieses Problem. Diese Struktur stellt eine wesentlich größere Oberfläche für den Kontakt mit dem Schwingspulendraht 31 dar. Der Schwingspulen­ draht 31 wird um die Spitzen, wie bei 32A, gedehnt, was einen niedrigen Übergangswiderstand zur Folge hat. Die feine Struktur, welche einen Abstand zwi­ schen Spitze und Vertiefung von höchstens 0,127 mm aufweist, vermeidet eine Beschädigung des Drahtes 31 und gewährleistet einen guten Kontakt.

Hiermit wurde ein neuer Breitband-Lautsprecher erfun­ den, der durch außergewöhnliche elektro-akustische und mechanische Eigenschaften gekennzeichnet ist. Insbesondere ist der erfindungsgemäße Lautsprecher kompakt und preiswert in großen Stückzahlen herzu­ stellen. Im Rahmen des Fachmännischen können ver­ schiedene Änderungen und Abweichungen von den Ausführungsbeispielen erfolgen, ohne die Erfindung zu verlassen.

Claims (11)

1. Lautsprecher, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - eine Antriebsanordnung setzt ein elektrisches Eingangssignal in entsprechende mechanische Auslenkungen um;
• - ein Korb (11, 17) trägt die Antriebsanordnung zentrisch zwischen einem Vorderteil (11) und einem rückwärtigen Teil (17) des Korbes, das eine rückwärtige Öffnung aufweist;
• - eine Membran (22) ist mit der Antriebsanordnung (14) verbunden, um die mechanischen Auslenkungen in akustische Energie umzusetzen;
• - eine Spinne (23) zur Führung der Membran (22) ist an ihrem Umfang mit der Rückseite des Korbes (11, 17) verbunden und überdeckt die rückwärtige Öffnung;
• - die Antriebsanordnung umfaßt eine Schwingspule (14B) zur Umwandlung des elektrischen Eingangssignals in ein magnetisches Signal und ist zwischen der Membran (22) und der vorderen Oberfläche angeordnet;
• - der am weitesten hinten gelegene Teil des Lautsprechers ist durch eine Ebene definiert, die im wesentlichen den hinteren Rand der Schwingspule einschließt.

2. Lautsprecher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• - das rückwärtige Ende der Membran (22) ist mit der Schwingspule (14B) verbunden;
• - die Spinne (23) ist einerseits mit der Schwingspule (14B) und der Membran (22) und andererseits mit dem rückwärtigen Teil (17) des Korbes derart verbunden, daß die Schwingspule (14B) und die Membran (22) elastisch gelagert sind.

3. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: die Antriebsanordnung weist ferner ein topfförmiges vorderes Polstück (13) aus Material mit niedrigem magnetischen Widerstand auf, das in das Vorderteil (11) des Korbes eingespritzt ist und dessen offene Seite nach rückwärts gerichtet ist; eine kreisscheibenförmige rückwärtige Polplatte (16) aus Material mit niedrigem magnetischen Widerstand; ein kreisscheibenförmiger Permanentmagnet (15), der zwischen der rückwärtigen Polplatte (16) und dem Boden des topfförmigen vorderen Polstücks (13) ange­ ordnet ist und zwischen dem Rand des vorderen Pol­ stücks (13) und der hinteren Polplatte (16) einen ringförmigen Spalt bildet.

4. Lautsprecher nach Anspruch 3, gekennzeich­ net durch folgende Merkmale: der Korb (11, 17) besteht aus Kunststoff und trägt zwei Anschlüsse (18); flache Litzenleiter (21) verbinden die Anschlüsse mit den Enden der Schwingspule (14B).

5. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Korb (11, 17) mit einer umlaufenden Kante (17B) an der Rückseite versehen ist und daß die Spinne (23) mit Gaze versehen ist, welche am Umfang der Spinne an der umlaufenden Kante (17B) der Rückseite des Korbes (11, 17) befestigt ist.

6. Lautsprecher nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinne (23) am Korb (11, 17) mittels Ultra­ schallschweißung befestigt ist.

7. Lautsprecher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinne (23) mit Gaze versehen ist, welche am Umfang der Spinne mittels Ultraschallschweißung am Korb (11, 17) befestigt ist.

8. Lautsprecher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flachen Litzenleiter (21) mechanisch und elektrisch durch Quetschverbindungen (32) mit den Enden (31) der Schwingspule (14B) verbunden sind.

9. Lautsprecher nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Membran (22) mit der Schwingspule (14B) ver­ bunden ist, welche vom Korb (11, 17) gehalten wird, und daß die Membran (22) mit zwei Schlitzen (22A) in der Nähe der Schwingspule (14B) versehen ist, wo die Membranbewegung gering ist, und daß die flachen Litzenleiter (21) durch die Schlitze (22A) hindurchtreten.

10. Lautsprecher nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Quetschverbindung (32) verwendete Material (32) in der Größenordnung von 0,25 mm dick ist und auf mindestens einer der Oberflächen mit einem feinen kantigen Muster (32A, 32B) versehen ist, um satt am Ende (31) der Schwingspule (14B) anzuliegen.

11. Lautsprecher nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die flachen Litzenleiter (21) radial ent­ lang der Membran (22) von den Enden der Schwingspule (14B) durch die Schlitze (22A) und zu den Anschlüs­ sen (18) erstrecken.