DE3733000A1 - Daempfungselemente fuer mehrwegmembranen - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft Dämpfungselemente für Mehrwegmembra­ nen.

Zweck

Die Erfindung soll die Membranelemente außer der Baßmembrane und insbesondere ihre Resonanzstellen oberhalb der Koppel­ frequenz zum nächst äußeren Membranelement bedämpfen, ohne daß dabei die Koppelfeder selbst bedämpft wird.

Stand der Technik

Aus der DE 29 27 848 C2 und der EP 00 22 937 B1 sind Dämp­ fungselemente bekannt, die die Koppelfedern zwischen den Membranelementen bedämpfen.

Aus den Veröffentlichungen von A. B. Cohen sind Koppelfedern mit hoher innerer Dämpfung bekannt, die aus Gummi oder Schaumstoff bestehen.

Dort ist auch eine Zentrierfeder dargestellt, die hinter der Membrane und außerhalb des Stators am vorderen Ende der Antriebsspule ansetzt.

(Quellen: A. B. Cohen/"HiFi Loudspeakers and Enclosures"/ Verlag: John F. Rider Publisher Inc. New York/Gedruckt: 1956 S. 44-47// A. B. Cohen/"Mechanical Crossover Characteristics in Dual Diaphragm Loudspeakers"/Journal of Audio Engeneering Society/Volume 5, January 1957, Number 1)

Dämpfungselemente, die die Bedämpfung der Membranelemente einer Mehrwegmembrane gestatten, sind nicht bekannt.

Kritik am Stand der Technik

Kennzeichnend für Mehrwegmembranen ist, daß die Resonanz­ stellen aller Membranelemente im Übertragungsbereich liegen. Weil die Koppelfedern erst unterhalb der jeweiligen Resonanzfrequenz quasi starr werden und so das Einkoppeln des nächst äußeren Membranelementes in die Bewegung gestatten, können diese Resonanzen prinzipiell nicht beseitigt werden. Der Einsatz von Koppelfedern mit innerer Dämpfung (z. B. Gummi) führt zu einer losen Kopplung, die sich als sattelförmige Ver­ zerrung des Amplitudenfrequenzganges darstellt. Eine Dämpfung der Resonanzspitzen ist so nicht möglich.

Die Parallelschaltung einer zweiten Feder auf eine größere Masse als die des nächst äußeren Membranelementes, wie sie die o. g. Zentrierfeder am vorderen Ende der Antriebsspule darstellt, führt zwar zur Dämpfung der Resonanz oberhalb der Koppelfrequenz. Liegt diese Zentrierfeder aber wie bekannt hinter dem Hochtonmembranelement, dann strahlt sie durch die Membrane ebenfalls. Weil sie aus technischen Gründen mindes­ tens mehrere Millimeter hinter der Membrane sitzt, was einen erheblichen Anteil der Wellenlänge im Hochtonbereich aus­ macht, interferiert ihre Abstrahlung phasenverschoben mit der des Hochtonmembranelementes. Dies führt zu Verzerrungen.

Eine Bedämpfung insbesondere des Hochtonmembranelementes gegen Teilschwingung und Materialresonanzen ist nach dem Stand der Technik unmöglich. Diese Bedämpfung muß nämlich sehr dicht hinter der Membrane liegen, damit nicht stehende Wellen entstehen, die Frequenzgangseinbrüche im Hochtonbereich bewirken. Weil jedoch das Hochtonmembranelement auch die großen Auslenkungen des Baßmembranelementes mitmacht, kann diese Bedämpfung nicht am Lautsprecherkorb angebracht werden.

Aufgabe

Die Erfindung soll

• a) die Bedämpfung der Membranelemente einer Mehrwegmembrane bewirken.
• b) Die Bedämpfung der Resonanzstellen oberhalb der jeweiligen Koppelfrequenzen bewirken.

Lösung

Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen gekenn­ zeichneten Merkmale gelöst.

III. Ausführung

Das Prinzip der Bedämpfung der Resonanzstellen oberhalb der Koppelfrequenzen, deren Ursache nicht Materialeigenschaften sind, ist schematisch in Abb. 1 dargestellt.

Die erregende Kraft greift an der kleinen Masse M 1 ein, die z. B. ein Hochtonmembranelement ist.

Unterhalb der Resonanzfrequenz des Feder-Masse-Systems M 1 F 1 M 2 koppelt die Masse M 2 in die Bewegung von M 1 ein, die z. B. ein Mitteltonmembranelement ist.

Ist nun das Feder-Masse-System M 1 F 3 M 3 so dimensioniert, daß dessen Resonanzfrequenz unterhalb der von M 1 F 1 M 2 liegt, dann wird die Resonanz von M 1 F 1 M 2 durch die Dämpfungsfeder F 3 bedämpft. Unterhalb dieser Resonanz ist F 1 quasi starr und F 3 liegt mechanisch parallel F 2.

Die Resonanz des Feder-Masse-Systems (M 1 + M 2) (F 2 + F 3) M 3 ist in gleicher Weise durch die Dämpfungsfeder F 5 bedämpft.

Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung

Die Dämpfungsfedern können Teil der Dämpfungselemente, die die Membranresonanzen dämpfen, sein. Dies ist in Abb. 3 an der Ge­ staltung des Teiles (13, 16, 17) verdeutlicht. Dieses Teil kann in einem Guß aus Kunstharz, Thermoplast oder Hartgummi mit sinnvollen Einlagen aus z. B. Fasern und Quarzmehl hergestellt werden.

Ausführungsbeispiel, dargestellt mittels Abb. 2

Dargestellt ist eine Zweiwegmembrane in einem Schnitt parallel zur Abstrahlachse, dessen Hochtonmembranelement über die Dämpfungsfeder (14) an das Joch (18) koppelt. Diese Lage der Dämpfungsfeder vermeidet Verzerrungen durch Interferenz, weil ihre Schallabstrahlung durch Joch (18), Magnet (19) und Schallabsorber (20) aufgenommen wird.

Teilschwingung und Materialresonanzen des Hochtonmembran­ elementes (1) werden durch ein plattenförmiges Dämpfungsele­ ment (11) bedämpft. Es wird über Streben, die durch Löcher im Hals der Antriebsspule (10) hindurchführen, am Baßmembranele­ ment (7) befestigt.

Ausführungsbeispiel, dargestellt mittels Abb. 3

Dargestellt ist eine Vierwegmembrane in einem Schnitt parallel zur Abstrahlachse, wobei zur Verdeutlichung die eine Hälfte des Lautsprechers nicht gezeichnet wurde.

Hinter Hochtonmembranelement (1) und Mittelhochtonmembran­ element (3) liegt ein plattenförmiges Dämpfungselement (12), das mit dem Mitteltonmembranelement (5) und der Hochtondämp­ fungsfeder (15) starr verbunden ist. Das Dämpfungselement (12) enthält Durchbrüche für die Verbindung der Antriebsspule (10) mit dem Hochtonmembranelement (1) und der Mittelhochtondämp­ fungsfeder (16) mit Dämpfungselement (16) und solidarischem Baßmembranelement (7).

Das Mitteltonmembranelement (5) wird durch ein weiteres Dämp­ fungselement (13) bedämpft, welches mit der Mittelhochton­ dämpfungsfeder (16) und dem Baßmembranelement (7) starr verbunden ist. Eine Mitteltondämpfungsfeder (17) bedämpft das Mitteltonmembranelement und koppelt auf den Lautsprecherkorb (9) bzw. mit ihm solidarische Teile.

Weil in diesem Fall die an der Antriebsspule (10) ansetzende Hochtondämpfungsfeder (15) nur geringste Relativbewegungen zwischen Hochtonmembranelement (1) und Mitteltonmembran­ element (5) zu bedämpfen hat, kann sie kurz sein und auch unmittelbar hinter der Hochtonfeder (2) zwischen Hochtonmem­ branelement (1) und Dämpfungselement (12) befestigt sein.

Bezugszeichenliste zu den Abb. 1 bis 3

1 Hochtonmembranelement
2 Hochtonfeder
3 Mittelhochtonmembranelement
4 Mittelhochtonfeder
5 Mitteltonmembranelement
6 Mitteltonfeder
7 Baßmembranelement
8 Baßfeder
9 Lautsprecherkorb
10 Antriebsspule
11 Dämpfungselement
12 Dämpfungselement
13 Dämpfungselement
14 Hochtondämpfungsfeder
15 Hochtondämpfungsfeder
16 Mittelhochtondämpfungsfeder
17 Mitteltondämpfungsfeder
18 Joch
19 Magnet
20 Schallabsorbermasse

Claims (3)

1. Lautsprecher mit Mehrwegmembrane, die

• - im vorderen Rand eines Lautsprecherkorbes (9) mit einer Baßfeder (8) aufgehängt ist,
• - durch eine Tauchspule (10) angetrieben wird,
• - aus konzentrischen Membranelementen (1, 3, 5, 7) zusammengesetzt ist, welche untereinander durch die Koppelfedern (2, 4, 6) verbunden sind,
• - bei der die verschiedenen Feder-Masse-Elemente (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) nach Art einer mechanischen Frequenzweiche so gekoppelt sind, daß bei den höchsten Frequenzen das Hochtonmembranelement (1) allein schwingt und zu tieferen Frequenzen zu die weiter außen liegenden Membranelemente (3, 5, 7) in die Schwingung eingekoppelt werden,

gekennzeichnet durch

• - Dämpfungselemente (11, 12, 13), die mit weiter außen liegenden Membranelementen starr verbunden sind und sehr nahe hinter dem jeweils durch sie bedämpften Membranelement liegen,
• - die aus zur Dämpfung geeigneten Verbundwerkstoffen oder Werkstoffmischungen bestehen,
• - und die durch Formgebung und Oberflächengestaltung die Dimensionen des zwischen ihnen und der Membranelement­ fläche eingeschlossenen Luftvolumens bestimmen.

2. Lautsprecher nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch

• - Federn mit innerer Dämpfung (14, 15, 16, 17), die auf ein weiter außen liegendes Membranelement außer dem nächst äußeren, den Lautsprecherkorb (9) oder den Stator des Antriebes (18, 19) koppeln,
• - deren innerste Feder (14, 15) mit ihrem einen Ende am hinteren Ende der Antriebsspule (10) und hinter dem vorderen Teil des Joches (18) ansitzt, und die mit ihrem anderen Ende mit dem Joch (18) oder einem weiteren Membranelement außer dem nächst äußeren verbunden ist, wobei ihre Schallabstrahlung durch Schallabsorber (20) oder Dämpfungselemente (11, 12, 13) aufgenommen wird,
• - die aus Verbundwerkstoffen oder Werkstoffmischungen luftdicht oder durchlöchert hergestellt sind.