DE3721068A1 - Membransystem mit rotationssymmetrischer, biegesteifer membran - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Membransystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Erfindung ist anwendbar für Schallwandler, insbesondere Lautsprecher aller Art für die Wiedergabe von Sprache oder Musik.

Bei solchen Anwendungen führen unerwünschte Partialschwingungen zu Verzerrungen bei den abgestrahlten Schallschwingungen.

In der österreichischen Patentschrift Nr. 1 36 327 ist eine Membran, insbesondere für Lautsprecher beschrieben, deren Wandstärke vom Zentrum bis zum Rand zunächst zu- und dann wieder abnimmt, wobei sich das Maximum auf halbem Weg befindet (Fig. 7); zusätzlich ist eine Membran mit zwei ringförmigen Verdickungen der Wandstärke gezeigt (Fig. 6). Außerdem ist in der deutschen Auslegeschrift Nr. 19 12 057 eine Membran für einen Flachlautsprecher gezeigt (Fig. 4), die bei ansonsten konstanter Wandstärke nahe am elektromagnetischen Antrieb eine ringförmige Verdickung aufweist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Membransystem anzugeben, bei welchem die Verzerrungen abgestrahlter Schallschwingungen gering sind gegenüber den erzwungenen Schwingungen ihres Antriebes.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Membransystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung beruht auf Berechnungen und Versuchen, die ergeben haben, daß mit der gefundenen Formgebung der Platte gute mechanische Eigenschaften mit der Folge erzielt werden können, daß störende Partialschwingungen weitgehend vermieden werden. Um solche Partialschwingungen einzudämmen, muß bei der Membran von innen nach außen ein bestimmter Verlauf der Biegesteifigkeit und des Flächenträgheitsmomentes eingehalten oder angenähert werden. Vorzugsweise wird dabei auf versteifende Streben oder Fachwerke verzichtet und statt dessen eine bevorzugt massive Gestalt gewählt, zu der allerdings auch geschäumte Varianten zur rechnen sind. Bei homogenem oder geschäumtem Material werden die Exponenten m, n bevorzugt gleich 1/3 bzw. 2/3 gewählt; bei Sandwich-Ausführungen wird m = 1/5 und n = 2/5 bevorzugt.

Bei der Ausführungsform, bei welcher eine Platte das Zentrum der Membran koaxial überbrückt, kann sich die Befestigungszone, wo die Platte mit der Membran verbunden ist, und der Antrieb beim selben Radialkoordinatenwert befinden.

Im Patentanspruch 14 ist das Merkmal enthalten, daß die Platte "nahe ihrem Rand" angetrieben ist. Dies bedeutet, daß sich der Antrieb für die Platte in einem ringförmigen Randbereich der Platte befindet, der sich bevorzugt von 90% des Plattenradius bis zum Plattenrand erstreckt.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Hälfte eines Schnittes entlang eines Durchmessers eines Membransystems für einen Lautsprecher;

Fig. 2 ist ein vergrößerter Detailausschnitt aus Fig. 1;

Fig. 3 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Lautsprechers im Schnitt;

Fig. 4 gibt genauer den Querschnittsverlauf des in Fig. 3 verwendeten Membransystems an;

Fig. 5 zeigt den projizierten Wandstärkeverlauf eines Teils eines Membransystems.

Fig. 1 zeigt eine Hälfte eines Radialschnitts durch eine Membran M, die an ihrem inneren Rand mit einer Radialführung Rf (nicht zwingend) und einem elektromagnetischen Antrieb E versehen ist, der in Richtung der Membranachse 1 wirkt. Die Membran ist biegesteif, ringförmig, rotationssymmetrisch und konisch. Der Antrieb ist zugleich Platten- und Membranantrieb.

Ihre in Richtung der Membranachse 1 gemessene Wandstärke H verändert sich in Abhängigkeit von einer Radialkoordinate r, die im Zentrum der Membran M mit dem Wert r = 0 beginnt und am äußeren Rand ihren Maximalwert r = R erreicht. Dort geht die Membran M in einen Randring R _r über, der biegeelastisch und ringförmig ist sowie die Gestalt einer Sicke aufweist. (Es kann auch ein Randring mit mehreren Sicken zum Einsatz gelangen.) Dessen ebenfalls in Richtung der Membranachse 1 gemessene Wandstärke S verringert sich in Richtung einer Abstandskoordinate s von s = 0 ausgehend bis zum Außenrand. Der Randring R _r weist an seinem Außenrand einen ringförmigen Fortsatz F auf, der zur Einspannung des Randringes und damit indirekt auch der Membran M dient.

Innerhalb des inneren Randes der Membran M befindet sich nun eingeklebt eine rotationssymmetrische, biegesteife Platte P, die als Kalottenschwinger und Staubschutz für den Antrieb E dient. Die Wandstärke K dieser Platte P verändert sich in Abhängigkeit von der Radialkoordinate r, die in der Membranachse 1 mit dem Wert r = 0 beginnt und für die Platte P bis zu dem Grenzwert r = R₀ am Plattenrand läuft.

Bei r = R₀ sind die Membran M und die Platte P miteinander in nicht näher dargestellter Weise verklebt. Die Klebestelle wird Befestigungszone genannt. Ihre radiale Ausdehnung ist in der schematischen Fig. 1 als vernachlässigbar klein angenommen worden. Die Platte P und die Membran M können auch einstückig hergestellt sein. Dann weichen die Verläufe der Wandstärken K und H in der Umgebung des Radialkoordinatenwertes r = R₀ von den aufgrund theoretischer Überlegungen errechenbaren Werten in der Praxis ab; denn theoretisch ist die Wandstärke bei r = R₀ verschwindend klein, was natürlich in der Praxis nicht realisierbar ist.

Die Platte P, angetrieben durch den Antrieb E in Gestalt einer Schwingspule, wirkt als Kolbenschwinger. Ihre Wandstärke K nimmt ausgehend vom Zentrum (r = 0) zunächst bis über den halben Plattenradius (r = R₀/2) hinaus zu und dann wieder ab. Minimalwerte der Wandstärke K werden also in der Plattenachse 1 und an ihrem Rand bei r = R₀ erreicht. Zwischen diesen Minima verläuft die Wandstärke K selbst, aber auch deren Zu- bzw. deren Abnahme (also der Differentialquotient dKdr stetig oder wenigstens stückweise angenähert stetig. Dies trifft jedenfalls in einem Bereich zu, der sich von r = 0,1 R₀ bis an die Befestigungszone um r = R₀ erstreckt; denn die Befestigungszone am Rand muß aus den oben angegebenen Gründen unter Umständen bei Aussagen über den Wandstärkenverlauf ausgenommen werden, und ähnliches gilt für einen kleinen Bereich um die Plattenachse 1 herum, wo die Wandstärke theoretisch Null sein müßte, was aber in der Praxis nicht sinnvoll ist.

Das Wandstärkemaximum K _x liegt außerhalb des halben Plattenradius, aber noch innerhalb des Radialkoordinatenwertes r _i für den Antrieb E, der in dem gezeigten Beispiel gleich R₀, dem Radialkoordinatenwert für den Rand der Platte, ist.

Einzelheiten zum bevorzugten Wandstärkenverlauf der Platte P werden weiter unten noch anhand der Fig. 5 erläutert.

Die Platte und die Membran bestehen bevorzugt aus homogenen oder geschäumtem Material mit glatter Oberfläche; wenn ein höherer Aufwand und damit ein höherer Preis zugelassen ist, werden Sandwich-Formen bevorzugt, bei denen die Materialdichte im Kern geringer ist als in Deckschichten.

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt II aus Fig. 1, also die Befestigungszone, wo der Randring R _r am äußeren Rand der Membran M befestigt ist. Die Befestigung wird durch einen Verbindungsring V erzielt, der an die Membran M angeklebt und einstückig mit dem Randring R _r verbunden ist, der biegeelastisch und ringförmig ist sowie die Gestalt einer Sicke aufweist. Er hat die ebenfalls in Richtung der Membranachse 1 gemessene Wandstärke S, die sich in Richtung einer Abstandskoordinate s von s = 0 ausgehend bis zum Außenrand bei s = R₂ verringert, und zwar mit stetigem Verlauf oder wenigstens einem stetigen Verlauf stückweise angenähert. Dieser Verlauf ist gegeben zwischen einersetis der Befestigungszone V, wo Membran und Randring aneinander befestigt sind, und andererseits dem Außenrand des Randringes, wo dieser nach Erreichen eines Minimums der Wandstärke in den ringförmigen Fortsatz F übergeht. Dieser Fortsatz F dient zur Einspannung des Randringes und damit indirekt auch der Membran M. Die Umgebung des Abstandskoordinatenwertes s = R₂ kann ebenfalls wieder als Befestigungszone bezeichnet werden, die wiederum bei Aussagen über den Verlauf der Wandstärke S aus praktischen Gründen außer Betracht bleibt.

Die Wandstärke S des Randringes R _r im Bereich zwischen den Befestigungszonen V und F folgt mit einer zulässigen Abweichung von ±20% der in Patentanspruch 26 angegebenen Beziehung, wobei die zulässige Abweichung bevorzugt entsprechend Patentanspruch 27 eingeschränkt ist. Dabei sollten bezüglich der Materialdichte und des Elastizitätsmoduls die in den Patentansprüchen 28 bis 30 angegebenen Merkmale eingehalten sein.

Der schematisch im Schnitt in Fig. 3 gezeigte Lautsprecher weist einen permanentmagnetischen Ringmagneten 2 mit weichmagnetischem Kern 3 und mit einer Polplatte 4 auf. Im Luftspalt des damit gebildeten magnetischen Kreises befindet sich ein Membranantrieb E′ an einem Zylinder Z, der durch eine Radialführung Rf geführt ist und über den eine Membran M angetrieben ist. Dabei handelt es sich um eine sogenannte Nawi-Membran (nicht abwickelbare Membran) die von der Konusform (Fig. 1) abweicht, aber dennoch ein der Fig. 1 entsprechendes Wandstärkeprofil aufweist. Die Membranform ähnelt einem Exponentialtrichter. Bei dieser Gelegenheit sei darauf verwiesen, daß die Erfindung auch auf andere Membran-Grundformen anwendbar ist, z. B. auf flache Membranen oder glockenförmig gewölbte.

Auch für die Platte P (deren Rand im Wandstärkemaximum der Membran an dieser befestigt ist) sind andere Grundformen als die gezeigte gewölbte verwendbar.

Bei dem Beispiel nach Fig. 3 fällt die Radialkoordinate für den Antrieb E′ nicht mit der Radialkoordinate für den Rand der Platte zusammen. Betrachtet man allerdings nur die Platte P, so wird diese tatsächlich an ihrem Rand von der Membran M unmittelbar angetrieben, die Membran ist also "Antrieb" für die Platte.

Die Membran M geht an ihrem Außenrand über in einen Randring R _r , dessen Fortsatz F an einem Lautsprecherkorb 5 befestigt ist, der seinerseits mit der Polplatte 4 verbunden ist. Für den Randring gilt das im Zusammenhang mit Fig. 1 Gesagte.

Fig. 4 zeigt einen genaueren und bevorzugten Querschnittsverlauf für Membran und Platte (jeweils aus homogenem Material) des Lautsprechers nach Fig. 3, allerdings unter Verwendung einer konischen Membran M. Es ist ersichtlich, daß die Platte P im Maximum H _m der Wandstärke der Membran M befestigt ist. Man sieht in dem halbseitigen Schnittbild, wie die Platte P den mittleren Bereich der Membran M koaxial überbrückt. In diesem mittleren Bereich ist der Membranantrieb E′ für die Membran M angebracht, während der Antrieb der Platte P durch die Membran M an der Stelle der maximalen Wandstärke H _m erfolgt. Insbesondere weil das Maximum H _m hier allerdings sehr flach ist, braucht sich der Rand der Platte P nicht unbedingt genau am Ort des Maximums H _m zu befinden. Die Platte könnte also z. B. auch nur 90% ihres Durchmessers aufweisen oder auch wesentlich größer als gezeigt sein.

Der Verlauf der Wandstärke H der Membran ist in den Patentansprüchen 1 bis 6 angegeben, während die Materialeigenschaften in den Patentansprüchen 7 bis 9 beschrieben sind. Die Exponenten m und n im Patentanspruch 5 werden bevorzugt entsprechend den Patentansprüchen 31 oder 32 materialabhängig gewählt.

Die Toleranzwerte +50% bwz. +30% der Patentansprüche 2 bzw. 3 müssen dabei als entsprechend reduziert angesehen werden, wenn der Außenradius der Membran 4r _i /3 zuzüglich der Toleranzwerte von 50% bzw. 30% gar nicht erreicht. Bevorzugt wird der Toleranzbereich nur von -5% bis +10% ausgenutzt.

In dem Diagramm nach Fig. 5 ist das Profil der Platte P nach Fig. 3 auf die r-Achse projiziert. Qualitativ gilt dieses Profil auch für die Platte P in Fig. 1.

Die Darstellung der Wandstärke K in Fig. 5 läßt zunächst erkennen, daß die Wandstärke von dem Radialkoordinatenwert r _x ihres Maximums K _x ausgehend jeweils in Richtung zum Rand (r = R₀) und in entgegengesetzter Richtung (r = 0) zunehmend steiler abnimmt. Auch die nicht parallel zur K-Achse, sondern konventionell gemessene Wandstärke W nimmt (wie die Wandstärke K) in Richtung der Radialkoordinate r zum Rand hin zunächst bis über den halben Platten- und/oder Antriebsradius hinaus zu und dann wieder ab. Bei der konventionellen Messung der Wandstärke sind die Winkel α untereinander gleich, wenn auch nicht notwendigerweise gleich 90°. Die Gerade G ist dabei so durch die Platte P gelegt, daß die kleinsten Winkel α, die auf jeder Plattenseite zwischen der Geraden und der Plattenoberfläche meßbar sind, untereinander gleich sind. Der Abstand der Schnittpunkte der Geraden mit der Plattenoberfläche entspricht der konventionell gemessenen Wandstärke W, die ebenfalls von dem Radialkoordinatenwert r _x ihres Maximalwertes W _max = K _x ausgehend in Richtung der Radialkoordinate r und in entgegengesetzter Richtung zunehmend steiler abnimmt.

Die Wandstärke K, senkrecht zur Radialkoordinate r gemessen, nimmt deutlich vor Erreichen von 90% des maximalen Radialkoordinatenwertes der Platte P und vor Erreichen von 90% des Weges von der Plattenachse zum Antrieb E (Fig. 3) wieder ab.

Für die Wandstärke K in Abhängigkeit von der Radialkoordinate r wird die in Patentanspruch 20 angegebene Beziehung bevorzugt, wobei der Toleranzbereich möglichst nur ±10% beträgt. Die Exponenten m und n werden je nach dem verwendeten Material gewählt, wie in den Patentansprüchen 33 und 34 angegeben.

Der Wandstärkeverlauf S des Randringes R _r (Fig. 1 bis 4) ist bevorzugt so, daß die Wandstärke S ausgehend von der Befestigungszone V am Innenrand des Randringes in Richtung zur Befestigungszone F am Außenrand zunehmend steiler abfällt. Grob gesagt ist der Wandstärkeverlauf des Randringes R _r qualitativ eine Spiegelung des Wandstärkeverlaufs der Platte P am Plattenumfang, wobei aber in Fig. 5 nur das Plattenprofil links vom Maximum K _x , r _x gespiegelt wird.

Ähnlich verhält es sich mit der Wandstärke H der Membran M in den Fig. 1, 3, 4: Sie ergibt sich qualitativ aus der Spiegelung der Plattenwandstärke K am Plattenumfang.

Die Membransysteme nach den gezeigten Prinzipien strahlen den Schall mit größerer Phasenreinheit ab, d. h., der Phasenverlauf über der Frequenz ist exemplarunabhängiger als bisher. Dies ist wichtig zur Erzielung eines guten Stereoeindruckes bei der Verwendung in Lautsprechern in Stereoanlagen. Die fiktive Lage von Schallquellen kann bei der Verwendung solcher Lautsprecher besser als bisher geortet werden.

Die Beträge der maximalen Wandstärken der Platte, der Membran und des Randringes werden in bekannter Weise entweder aufgrund von Erfahrungswerten mit Sicherheitszuschlägen oder aufgrund von Berechnungen oder Versuchen festgelegt. Dabei ist die Festigkeit des gewählten Materials zu berücksichtigen und auch dessen Dichte (spezifisches Gewicht), denn von den bewegten Massen hängt die untere Grenzfrequenz eines Schallwandlers ab. An sich würde man die Maximalwandstärken gerne möglichst klein wählen, muß aber mit Rücksicht auf die Gefahr von Ermüdungsbrüchen und auf die Gefahr von Klirrerscheinungen (z. B. aufgrund von Membranverformungen) Mindestwandstärken einhalten. Die maximalen Wandstärken müssen also in Übereinstimmung mit der bisherigen Praxis so gewählt sein, daß bei der maximalen Auslenkung (die abhängig ist von der vorgegebenen maximalen Belastbarkeit des Schallwandlers) der Platte bzw. Membran bzw. des Randringes weder Ermüdungsbrüche noch Klirren auftritt.

Die besten Ergebnisse im Sinne der Aufgabenstellung lassen sich erzielen, wenn die Beziehungen eingehalten werden, wie in den Patentansprüchen 5, 20 und 26 angegeben unter Beachtung der Patentansprüche 31 bis 34.

Claims (34)

1. Membransystem mit rotationssymmetrischer, biegesteifer, als Kolbenschwinger ausgebildeter Membran (M) für einen Schallwandler, an deren innerem Rand oder in deren Membranachse (1) sich eine innere Befestigungszone für einen in Richtung der Membranachse (1) wirkenden Antrieb (E, E′) befindet und deren Wandstärke sich in Abhängigkeit von einer von der Membranachse ausgehenden Radialkoordinate r ändert, die senkrecht zur Membranachse verläuft, wobei die Wandstärke (H), gemessen in Richtung der Membranachse (1), im Bereich zwischen Befestigungszonen für den Antrieb (E, E′) und für einen Randring (Rr) einen stückweise einem stetigen Verlauf angenäherten, vorzugsweise einen stetigen Verlauf aufweist und zunächst bis zu einem Maximum (H _m bei r =r _m ) zunimmt, wobei der Radikalkoordinatenwert (r _m ), wo das Maximum (H _m ) erreicht wird, näher am inneren Rand (r = r _i ) bzw. an der Membranachse (r = 0) als am äußeren Rand r = R) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (H) von der inneren Befestigungszone (r = r _i ) ausgehend mit ständig abnehmender Steigung dem Maximum (H _m ) zustrebt und vom Maximum bis zur Befestigungszone am Randring konstant bleibt oder ständig abnimmt.

2. Membransystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radialkoordinatenwert (r = r _m ), wo das Maximum erreicht wird, 4/3 des Radialkoordinatenwertes (r = r _i ) der inneren Befestigungszone mit einem Toleranzbereich von +50% bis -15% beträgt.

3. Membransystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Toleranzbereich nur von +30% bis -10% reicht.

4. Membransystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auch die konventionell gemessene Wandstärke (W) von der inneren Befestigungszone ausgehend mit ständig abnehmender Steigung einem Maximum zustrebt, das dieselben Bedingungen des jeweiligen der vorangehenden Ansprüche erfüllt, wie die senkrecht zur Radialkoordinaten (r) gemessene Wandstärke (H).

5. Membransystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht zur Radialkoordinate (r) gemessene Wandstärke (H) mit einem Toleranzbereich von ±20% bezogen auf die maximale Wandstärke gleich ist mitH _m = maximale Wandstärke, gemessen senkrecht zur Radikalkoordinate r.x= r/r _i ,r _i = Radikalkoordinatenwert an der Antriebsstelle der inneren Befestigungszone.m= 1/3 bis 1/5n= 2/3 bis 2/5

6. Membransystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Toleranzbereich nur ±10% beträgt.

7. Membransystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (M) aus homogenem oder geschäumtem Material besteht und die Materialdichte und/oder der Elastizitätsmodul unabhängig von der Radialkoordinate (r) soweit konstant ist, wie es mit üblichen Produktionsmethoden möglich ist.

8. Membransystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialdichte der Membran (K) von einem Kernbereich ausgehend in beide Axialrichtungen (A, B) zunimmt.

9. Membransystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (M) nur bezüglich ihrer Umhüllenden rotationssymmetrisch ist und aus einem geschäumten oder als Fachwerk oder wabenförmig ausgebildeten Kern zwischen zwei Deckschichten besteht.

10. Membransystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es koaxial eine rotationssymmetrische, biegesteife Platte (P) aufweist, deren in Richtung der Membranachse (1) gemessene Wandstärke (K) stückweise stetig, vorzugsweise stetig verläuft und von der Membranachse (1) in Richtung der von der Membranachse ausgehenden Radialkoordinate (r) zum äußeren Plattenrand (r = R₀) hin zunächst bis über den halben (R₀/2) Plattenradius hinaus zu- und dann wieder abnimmt.

11. Membransystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Maximum (K _x ) der Wandstärke (K) der Platte (P) einen Radialkoordinatenwert (r _x ) aufweist, der kleiner ist als der Radialkoordinatenwert (r _i in Fig. 1; r _m in Fig. 4) ihres Antriebes (E in Fig. 1; M in Fig. 4).

12. Membransystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die konventionell gemessene Wandstärke (W) der Platte (P) in Abhängigkeit von der Radialkoordinate (r) zum Rand (r = R₀) hin zunächst bis über den halben (R₀/2) Platten- und/oder Antriebsradius hinaus zu- und dann wieder abnimmt.

13. Membransystem nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (K, W) der Platte (P) vom Radialkoordinatenwert (r _x ) des Maximums (K _x ) ausgehend jeweils in Richtung zum Rand (r = R₀) und in entgegengesetzter Richtung zunehmend steiler abnimmt.

14. Membransystem nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (P) nahe ihrem Rand (r = R₀) in Richtung der Plattenachse (1) angetrieben ist.

15. Membransystem nach einem der vorangehenden Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (K, W) der Platte vor Erreichen von 90% des maximalen (r = R₀) Radialkoordinatenwertes der Platte wieder abnimmt.

16. Membransystem nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (K, W) der Platte vor Erreichen von 90% des Weges von der Plattenachse (1) zu ihrem Antrieb (E) wieder abnimmt.

17. Membransystem nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte aus homogenem oder geschäumtem Material besteht, wobei die Materialdichte und/oder der Elastizitätsmodul unabhängig von der Radialkoordinate (r) soweit konstant ist, wie es mit üblichen Produktionsmethoden möglich ist.

18. Membransystem nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialdichte der Platte von einem Kernbereich ausgehend in beide Axialrichtungen (A, B) zunimmt.

19. Membransystem nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte bei nur äußerlich bestehender Rotationssymmetrie aus einem geschäumten oder als Fachwerk oder wabenförmig ausgebildeten Kern zwischen zwei Deckschichten besteht.

20. Membransystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung der Plattenachse (1) gemessene Wandstärke (K) der Platte in Abhängigkeit von der normierten Radialkoordinate x = r/R₀ in einem Bereich zwischen x = 0,1 und der Befestigungszone für den Antrieb (E) der Gesetzmäßigkeit K = K _x · (1-x ²) ^m · x ⁿmit einem Toleranzbereich von ±20% bezogen auf die maximale Wandstärke unterliegt, wobeim= 1/3 bis 1/5 und n = 2/3 bis 2/5,K _x die maximale Wandstärke undR₀der Wert der Radialkoordinate am Antrieb (E) bzw. angetriebenen Rand ist (Fig. 5).

21. Membransystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Toleranzbereich nur ±10% beträgt.

22. Membransystem nach einem der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte einen achsnahen Bereich der Membran (M) koaxial überbrückt, welche den Antrieb der Platte bildet und ihrerseits im überbrückten Bereich angetrieben ist (Fig. 3).

23. Membransystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Platte in einem Bereich der Membran (M) auf dieser befestigt ist, der sich vom Außenrand (R) der Membran (M) bis zu 90% desjenigen Radialkoordinatenwertes (r _m ) erstreckt, wo des Maximums (H _m ) der Wandstärke der Membran (M) erreicht wird (Fig. 4).

24. Membransystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren Rand (r = R) der Membran (M) ein biegeelastischer, ringförmiger, einspannbarer Randring (R _r ), vorzugsweise mit einer umlaufenden Sicke, koaxial befestigt ist, dessen in Richtung der Membranachse (1) gemessene Wandstärke (S) zwischen Befestigungszonen an den Rändern (s = 0, s = R₂) in Abhängigkeit von einer radialen Abstandskoordinate (s) stückweise stetig, vorzugsweise stetig abnimmt, die senkrecht zur Membranachse (1) verläuft und ab der Befestigungszone am Innenrand (s = 0) des Randringes (R _r ) zählt, wobei der Innenrand (s = 0) des Randringes (R _r ) mit dem äußeren Rand (r = R) der Membran (M) durch einen Verbindungsring (V) verbunden ist, der innerhalb der inneren Befestigungszone des Randringes liegt.

25. Membransystem nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (S) des Randringes (R _r ) ausgehend von seiner Befestigungszone (V) am Innenrand (s = 0) in Richtung zur Befestigungszone (F) am Außenrand (s = R₂) zunehmend steiler abfällt.

26. Membransystem nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (S) des Randringes (R _r ) in Abhängigkeit von seiner Abstandskoordinate (s) mit einer Abweichung von maximal ±20% bezogen auf die maximale Wandstärke (S _m ) gleich S _m · |1-(s/R₂)²|1/3ist mits= Abstandskoordinate,S _m = maximale Wandstärke an der Befestigungszone am Innenrand (s = 0) des Randringes (R _r ),R₂= maximaler Abstandskoordinatenwert s an der Befestigungszone am Außenrand des Randringes (R _r ).

27. Membransystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die zulässige Abweichung auf ±10% eingeschränkt ist.

28. Membransystem nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialdichte des Randringes (R _r ) unabhängig von der Abstandskoordinate (s) soweit konstant ist, wie es übliche Herstellungsmethoden erlauben.

29. Membransystem nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Elastizitätsmodul des Randringes (R _r ) unabhängig von der Abstandskoordinate (s) soweit konstant ist, wie es übliche Herstellungsmethoden erlauben.

30. Membransystem nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstanz der Materialdichte bzw. des Elastizitätsmoduls auch in Richtung der Plattenachse (1) gegeben ist.

31. Membransystem nach Anspruch 5 oder 6, jeweils in Verbindung mit Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß m = 1/3 und n = 2/3 ist.

32. Membransystem nach Anspruch 5 oder 6, jeweils in Verbindung mit einem der Ansprüche 8, 9, dadurch gekennzeichnet, daß m = 1/5 und n = 2/5 ist.

33. Membransystem nach Anspruch 20 oder 21, jeweils in Verbindung mit Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß m = 1/3 und n = 2/3 ist.

34. Membransystem nach Anspruch 20 oder 21, jeweils in Verbindung mit einem der Ansprüche 18, 19, dadurch gekennzeichnet, daß m = 1/5 und n = 2/5 ist.