DE4122367A1 - Kalottenlautsprecher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kalotten- bzw. Kugellautspre­ cher, der eine kalotten- bzw. kugelförmige Membran hat, und insbesondere eine Befestigungskonstruktion dafür.

Ein in einem Audiosystem vorgesehener Lautsprecher ist eine elektroakustische Vorrichtung, die elektrische Signale (elek­ trische Energie) in akustische Signale (Schallenergie) umwan­ delt. Heute werden in großem Umfang elektrodynamische Laut­ sprecher verwendet.

Einer der elektrodynamischen Lautsprecher ist ein Kalotten­ lautsprecher, dessen Arbeitsprinzip demjenigen eines Konus­ lautsprechers entspricht und der eine Anordnung mit Schwing­ spule und Membran verwendet. Während eine Schwingspule des Konuslautsprechers am Scheitelpunkt einer konischen Membran vorgesehen ist, ist die Schwingspule des Kalottenlautspre­ chers um eine kalottenförmige Membran herum angeordnet, um sie in Schwingungen zu versetzen. Da die Durchmesser der Mem­ bran und der Spule bei dem Kalottenlautsprecher im wesentli­ chen gleich sind, ist es schwierig, einen Lautsprecher mit großer Membran herzustellen. Daher wird der Kalottenlautspre­ cher im allgemeinen zur Tonwiedergabe bei mittleren und hohen Fre­ quenzen verwendet.

Nach Fig. 6 hat ein konventioneller Kalottenlautsprecher ein Joch 2 mit einem Poll sowie einen ringförmigen Magneten 3 und eine Platte 4, die an dem Joch 2 befestigt sind. Eine kalottenförmige Membran 5 ist mit einem Außenumfangsdämpfer 8 und einem ringförmigen Schwingspulengehäuse 6 zwischen Mem­ bran 5 und Dämpfer 8 integriert. Das Schwingspulengehäuse 6 hat U-förmigen Querschnitt zur Aufnahme einer Schwingspule 9. Der Dämpfer 8 ist von einer ringförmigen Dichtung 7 gehal­ tert, so daß die Membran 5 über dem Pol positioniert ist und das Schwingspulengehäuse 6 den unteren Rand der Membran 5 um­ gibt. Eine Zuleitung 10 ist an die Schwingspule 9 zur Zufüh­ rung von Schallstrom angeschlossen.

Dadurch, daß die Membran 5 und das Schwingspulengehäuse 6 integral geformt sind, können die Schwingungen der Schwing­ spule 9 verlustfrei auf die Membran 5 übertragen werden. Da das Gehäuse 6 zwischen der Membran 5 und dem Dämpfer 8 ge­ bildet ist, tritt eine auf die Form des Gehäuses 6 zurück­ gehende Verzerrung nicht auf. Außerdem wird durch die inte­ grale Struktur von Membran 5 und Gehäuse 6 sowie Dämpfer 8 die Effizienz bei der Montage des Lautsprechers verbessert.

Da jedoch die Schwingspule 9 an dem Schwingspulengehäuse 6 mit einem Kautschukkleber befestigt ist, kann die Schwing­ spule 9 durch die Wärme des Klebers durchschmelzen, so daß die Schwingspule unterbrochen wird. Außerdem kann die Schwingspule 9 eventuell nicht exakt positioniert sein.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines zuverläs­ sigen Kalottenlautsprechers, der einfach zusammenbaubar ist.

Gemäß der Erfindung wird ein Kalottenlautsprecher angegeben, der folgendes aufweist: ein Joch mit einem Pol in einem zentralen Bereich und mit einer ringförmigen Positionierschulter um einen unte­ ren Bereich des Pols herum; einen an dem Joch um die Positio­ nierschulter herum angeordneten ringförmigen Magneten; eine an dem Magneten angeordnete und den Pol umgebende ringförmige Platte; einen flächenhaften Membrankörper mit einer kalotten­ förmigen Membran; ein ringförmiges Schwingspulengehäuse mit U-förmigem Querschnitt, das die Membran umgibt; einen ringförmigen Dämpfer um das Schwingspulengehäuse herum, die einstückig integriert ausgebildet sind; und eine an einem Umfangsbereich des Dämpfers gebildete Eingriffsaussparung.

In dem Schwingspulengehäuse ist dabei eine Schwingspule an­ geordnet, und das Schwingspulengehäuse ist in einen Spalt zwischen dem Pol und der ringförmigen Platte ein­ gesetzt.

Ein Rahmen ist an der Platte fest angeordnet, und die Eingriffsaussparung steht mit einem an der Platte geformten ringförmigen Vorsprung in Eingriff.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Kalottenlautsprecher nach der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer integral ge­ formten Anordnung aus Membran, Schwingspulengehäuse und Dämpfer im Lautsprecher von Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine im Lautsprecher von Fig. 1 vorgesehene Schwingspule;

Fig. 4 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel des Lautsprechers nach der Erfindung;

Fig. 5 einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel des Lautsprechers nach der Erfindung; und

Fig. 6 einen Schnitt durch einen konventionellen Kalot­ tenlautsprecher.

Gemäß Fig. 1 hat ein Kalottenlautsprecher ein Joch 13 mit einem Pol 11 in der Mitte sowie einer ringformigen Positio­ nierschulter 12a am unteren Rand des Pols 11, einen ring­ förmigen Magneten 14 und eine ringförmige Metallplatte 15, die an dem Joch 13 befestigt sind. Ein flächenhafter Mem­ brankörper D umfaßt in einstückiger integraler Ausbildung eine kalottenförmige Membran 16, ein ringförmiges Schwingspu­ lengehäuse 17 um die Membran herum und einen ringförmigen Dämpfer 18 um das Gehäuse herum. Der flächenhafte Membran­ körper ist so angeordnet, daß er das Joch 13 und die Platte 15 überdeckt, und ist von einem Rahmen 19 in seiner Lage gehalten. Die Platte 15 hat entlang ihrem Außenrand einen ringförmigen Vorsprung 15b.

Nach Fig. 2 ist das Schwingspulengehäuse 17, das U-förmigen Querschnitt zur Aufnahme einer kernlosen Schwingspule 17a hat, am unteren Außenumfang der Membran 16 gebildet. Am Außenrand des Dämpfers 18 ist eine ringförmige Rippe 18a vorgesehen, die an der Unterseite eine zur Verbindung be­ stimmte Auskehlung hat. Die Rippe 18a paßt auf den Vorsprung 15b der Platte 15. Der Rahmen 19 hat einen ringförmigen Vor­ sprung 19a, der an der Platte 15 und an der Innenwand der Rippe 18a anliegt, so daß der Rahmen 19 dadurch festgelegt wird. Wenn also der Lautsprecher zusammengebaut ist, sind die Membran 16 und das Gehäuse 17 durch den Dämpfer 18 fest auf der Platte 15 gehaltert.

Die Membran 16 besteht aus einem Material wie Polyimid-, Polyphenylensulfid- oder Alamidfolien, die sämtlich auch bei einer Temperatur von 100°C hohe Dimensionsstabilität und gute akustische Eigenschaften haben.

Nach Fig. 3 umfaßt die Wicklung der Schwingspule 17a einen leitenden Draht 17a1, eine Isolierschicht 17a2 auf dem Draht 17a1 sowie eine äußerste Überzugsschicht 17a3. Die Schwing­ spule 17a wird in das Gehäuse 17 eingesetzt, und anschließend wird ein durch UV-Strahlen härtender Härter eingespritzt. Bei Bestrahlung mit UV-Strahlen härtet der Härter, wodurch die Schwingspule 17a im Gehäuse 17 fixiert wird. Der mit UV-Strahlen härtende Härter kann ein Zweikomponenten-Härter oder ein anaerob härtender Härter sein, so daß die Härterkompo­ nente, die nicht mit UV-Strahlen bestrahlt wird, ebenfalls härtet.

Zur Montage des Kalottenlautsprechers wird zuerst der Magnet 14 auf dem Joch 13 befestigt. Der Magnet 14 wird dabei so positioniert, daß sein Innenumfang an dem Außenrand der Schulter 12a anliegt, wodurch der Magnet 14 exakt positio­ niert wird. Dann wird die Platte 15 auf dem Magneten 14 angeordnet und unter Anwendung einer bekannten Rachenlehre positioniert.

Dann wird der flächenhafte Membrankörper D auf der Platte 15 angeordnet. Der Membrankörper D ist so ausgebildet, daß bei Verbindung der Rippe 18a des Dämpfers 18 mit dem Vorsprung 15b der Platte 15 das Schwingspulengehäuse 17 in einem Ein­ schnitt zwischen dem Außenumfang des Pols 11 des Jochs 13 und dem Innenumfang der Platte 15 sitzt. Damit ist die kalottenför­ mige Membran 16 über dem Pol 11 angeordnet.

Danach wird die Schwingspule 17a in das Gehäuse 17 einge­ setzt. Der durch UV-Strahlen härtende Härter wird injiziert und mit UV-Strahlen bestrahlt. Infolgedessen haftet die Schwingspule 17a im Inneren des Gehäuses 17. Der Rahmen 19 wird auf die Platte 15 mit dem Membrankörper D dazwischen aufgesetzt. Der Rahmen 19 ist so ausgelegt, daß sein Vor­ sprung 19a über den Dämpfer engpassend an der Innenseite des Vorsprungs 15b sitzt, so daß er exakt positioniert ist.

Jeder Teil des Lautsprechers ist mit einem Vorsprung und einer Eingriffsaussparung zum gegenseitigen Eingreifen versehen, so daß der Lautsprecher in einfacher Weise präzise zusammen­ setzbar ist. Die Schwingspule 17a ist ebenfalls genau ausge­ richtet und mit dem durch UV-Strahlen härtenden Härter fest­ gelegt.

Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Kalotten­ lautsprechers. Dabei sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet und werden nicht erneut beschrieben. Die Platte 15 hat ein Paar von konzentri­ schen Vorsprüngen 15c und 15d an ihrer Oberseite, zwischen denen eine Ringnut 15e gebildet ist. Der Dämpfer 18 hat ent­ sprechend einen nach unten verlaufenden ringförmigen Vor­ sprung 18c zum Eingriff mit der Nut 15e. Ein Rahmen 19B hat einen ringförmigen Vorsprung 19d, der über den Dämpfer 18 in die Nut 15e paßt. Der Außenumfang des Rahmens 19B ist so ver­ längert, daß er einen nach innen umgebogenen Teil bildet, der entlang seinem Rand eine Vielzahl von Rastnasen 19e aufweist.

Zur Montage des Lautsprechers werden der Magnet 14 und die Platte 15 in der gleichen Weise wie beim ersten Ausführungs­ beispiel auf dem Joch 13 angeordnet. Der flächenhafte Mem­ brankörper D wird so auf der Platte 15 angeordnet, daß der Vorsprung 18c mit der Nut 15e zwischen den Vorsprüngen 15c und 15d in Eingriff kommt. Somit wird das Gehäuse 17 in einen Einschnitt zwischen dem Pol 11 und der Platte 15 eingesetzt. Der Rahmen 19B wird an der Platte 15 so angeordnet, daß sein Vorsprung 19d über den Vorsprung 18c des Membrankörpers D mit der Nut 15e in Eingriff kommt. Die Rastnasen 19e am Rahmen 19B liegen am un­ teren Umfangsrand der Platte 15 an. Damit können der Rahmen 19B und die Membran 16 in einfacher Weise genau festgelegt werden. Im übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel dem­ jenigen von Fig. 1.

Nach Fig. 5 weist der Lautsprecher des dritten Ausführungs­ beispiels einen Kunststoffring 20 auf, der auf der Oberseite der Platte 15 festgelegt ist. Der Ring 20 hat einen nach oben verlaufenden ringförmigen Vorsprung 20a, der in eine Aus­ kehlung 18b des Dämpfers 18 eintritt. Der untere Außenum­ fangsteil des Rings 20 ist ausgespart unter Bildung einer Schulter 20b entlang dem oberen Außenumfang des Rings 20. Ein Rahmen 19A hat einen ringförmigen Vorsprung 19b sowie Rast­ nasen 19c an einem unteren Innenrand, die an der Schulter 20a des Rings 20 angreifen.

Dieser Kalottenlautsprecher wird wie folgt montiert. Der Ma­ gnet 14 wird auf dem Joch 13 angeordnet und von der Schulter 12a in der richtigen Lage gehalten. Die Platte 15 wird dann auf dem Magneten 14 angeordnet, und der Ring 20 wird auf der Oberfläche der Platte fest angeordnet. Der flächenhafte Mem­ brankörper D mit der Membran 16, dem Schwingspulengehäuse 17 und dem Dämpfer 18 wird den Ring 20 und den Pol 11 überdeckend angeordnet. Die Lage des Rings 20 ist so festgelegt, daß die Auskehlung 18b des Dämpfers 18 mit dem Vorsprung 20a in Eingriff gelangt und das Schwingspulengehäuse 17 in einen Einschnitt zwischen dem Pol 11 und der Platte 15 paßt. Danach wird der Vorsprung 19b des Rahmens 19A in den Vorsprung 20a des Rings 20 eingesetzt, um den Rahmen 19A auf dem Ring 20 zu befestigen. Die Rastnasen 19c liegen an der Schulter 20b an, wodurch der Rahmen 19A an dem Ring 20 festgeklemmt wird. Somit wird die Membran 16 in einfacher Weise genau positioniert.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Montagewirksamkeit durch das Vorhandensein des Kunststoffrings 20 verbessert, so daß die Montage automatisierbar ist, und ferner wird die Montage­ genauigkeit verbessert.

Gemäß der Erfindung wird also ein Kalottenlautsprecher ange­ geben, bei dem die Positionierung jedes einzelnen Teils in einfacher Weise exakt durchführbar ist. Außerdem wird auch das Ausrichten und Festlegen der Schwingspule einfach und genau durchgeführt. Dadurch wird die Zuverlässigkeit des Lautsprechers verbessert und seine Montage vereinfacht.

Claims (4)

1. Kalottenlautsprecher, gekennzeichnet durch
ein Joch (13) mit einem Pol (11) in einem mittleren Bereich und einer um einen unteren Bereich des Pols (11) herum verlau­ fenden ringförmigen Positionierschulter (12a);
einen auf dem Joch (13) um die Positionierschulter (12a) herum angeordneten ringförmigen Magneten (14);
eine auf dem Magneten (14) angeordnete und den Pol (11) umgebende ringförmige Platte (15);
einen flächenhaften Membrankörper (D), der in einem Stück integriert eine kalottenförmige Membran (16), ein ringför­ miges Schwingspulengehäuse (17) mit einem die Membran (16) umgebenden U-förmigen Querschnitt sowie einen das Schwing­ spulengehäuse (17) umgebenden ringförmigen Dämpfer (18) aufweist, und mit einer an einem Umfangsbereich des Dämpfers (18) ausgebildeten Eingriffsaussparung;
eine in dem Schwingspulengehäuse (17) vorgesehene Schwing­ spule (17a);
wobei das Schwingspulengehäuse (17) in einen Einschnitt zwischen dem Pol (11) und der ringförmigen Platte (15) ein­ gefügt ist;
einen auf der Platte (15) festgelegten Rahmen (19); und Mittel zum Eingriff mit der Eingriffsaussparung mit einem ringförmigen Teil zur Positionierung des flächenhaften Membrankörpers (D).

2. Kalottenlautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Teil ein an der Platte (15) geformter ringförmiger Vorsprung (15b) ist.

3. Kalottenlautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Teil ein am Rahmen (19) geformter ring­ förmiger Vorsprung (19a) ist.

4. Kalottenlautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen auf der Platte (15) vorgesehenen Ring (20) zum Befesti­ gen des flächenhaften Membrankörpers (D) und des Rahmens (19A).