DE583767C - Haltevorrichtung fuer Konusmembranen elektrischer Lautsprecher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schallwiedergab evorrichtungen der gewöhnlich als Lautsprecher bezeichneten Art und insbesondere eine Art der Aufhängung des Konus bei Konuslautsprechern.

Bei dieser Art von Vorrichtungen ist es wesentlich, daß die von einer beweglichen Spule oder einer schwingenden Zunge o. dgl. auf den Konus übertragene Bewegung soweit als möglich durch die tragenden Teile nicht verzerrt, vergrößert oder absorbiert wird, da sonst der abgegebene Ton bei allen oder bei gewissen Frequenzen, besonders den niedrigeren Frequenzen, entweder gedämpft oder verzerrt wird.

Ein Zweck der Erfindung besteht darin, den Konus eines Lautsprechers in verbesserter Weise so aufzuhängen, daß der Konus in axialer Richtung innerhalb der gewünschten Grenzen volle Bewegungsfreiheit hat.

Auf Grund von Versuchen scheint es, daß bei Übertragung von Schwingungen auf einen Konus mit Hilfe von Antriebsmitteln am Konus selbst senkrecht zu seiner Oberfläche Schwingungen auftreten. Diese Schwingungen verursachen eine Abweichung des Konus von seiner normalen Kreisform, und rufen wellenförmige Formveränderungen in Ebenen senkrecht zur Konusachse hervor. Dabei bewegen sich Teile des Konusumfangs für gegebene Frequenzen abwechselnd von den Mittelpunkten dieser Teile hinweg und auf sie zu.

Offenbar sind bei einem Konus mit freier oder im wesentlichen freier Kante die Schwingungsweiten dieser Schwingungen am größten an der freien Kante des Konus, d. h. an seinem größeren Durchmesser, und diese Schwingungen können kleiner als die Längsschwingungen des Konus in axialer Richtung oder ihnen gleich oder größer als sie sein. Offenbar beruht die Bildung dieser wellenförmigen Formveränderungen, welche die gemäß der Erfindung ausgeführte Aufhängung nicht behindert, auf der Neigung der auf den Konus durch die antreibenden Teile übertragenen Kräfte, in dem Konus selbst längs seiner Seitenwände Schwingungen hervorzurufen. Die Neigung zur Hervorrufung dieser Schwingungen gibt in Wirklichkeit Anlaß zur Bildung der wellenförmigen Formveränderungen in rechtwinklig zur Achse des Konus stehenden Ebenen. Eine vollkommene oder teilweise Beseitigung derartiger Schwingungen kann leicht durch die Tragmittel verursacht werden, die bisher zur Halterung eines solchen Konus benutzt worden sind, da diese der natürlichen Neigung des Konus, in sich selbst zu schwingen, entgegenwirken, wodurch die Klangfarbe und die Fülle des wiedergegebenen Tons beeinträchtigt wird.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es daher, die Tragmittel für den Konus so auszubilden, daß die natürliche Bewegung des Konus, wenn er auf die durch eine beweg-

liehe Spule oder eine schwingende Zunge o. dgl. auf ihn übertragenen Schwingungen anspricht, im wesentlichen erhalten bleibt. Die Tragmittel gestatten nicht nur im wesentlichen freie axiale Bewegungen des Konus, sondern auch freie Schwingungen des Konus in sich selbst, d. h. senkrecht zu seiner Oberfläche. Gemäß der Erfindung sind Schnüre o. dgl. vorgesehen, die an der Konuswand an ihrer ίο äußeren Kante, d. h. an dem größeren Durchmesser, befestigt sind. Ebenso können nahe dem Mittelpunkt oder an der Innenkante, d.h. an dem kleineren Durchmesser, Halteschnüre vorgesehen sein. Die Enden der Schnüre sind vorzugsweise so angeordnet, daß die Schnüre tangential oder doch im wesentlichen tangential zur Oberfläche oder Kante des Konus liegen. Die Enden der Schnüre können auch an dem den Konus enthaltenden Rahmen oder Gehäuse durch biegsame Aufhängungen befestigt sein.

Es ist schon vorgeschlagen worden, Kissen oder Netzwerke zu verwenden, die aus Schnüren aus Seide oder anderem geeigneten Material gemacht sind und gegen die eine große konische Membran durch einen leichten Druck gehalten wird. Diese Netzwerke üben eine zusammendrückende Wirkung auf die Membran aus, so daß sie ihrer Oberfläche eine gewisse Starrheit verleihen und ihre Symmetrie während des Schwingens wahren, d. h. sie hindern eine Schwingung der Membran in einer Richtung quer zu ihrer Achse. Überdies dienen diejenigen Schnüre, die sich über der Membran und an deren Seiten befinden, nicht dazu, die Membran aufzuhängen, da diese Schnüre nicht an der Membran selbst befestigt sind, d.h. das Gewicht der Membran wird vollständig durch die unteren Schnüre aufgenommen.

Bei der Anordnung gemäß der Erfindung sind demgegenüber sämtliche Schnüre an der Membran befestigt und so angeordnet, daß sie letztere keiner zusammendrückenden Beanspruchung unterwerfen; die Schwingungen der Membran sind daher in Richtung quer zu ihrer Achse Unbehindert. Zu gleicher Zeit vermag auch die Membran frei in axialer Richtung zu schwingen, wird aber an einer Bewegung als Ganzes quer zu ihrer Achse gehindert.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird der Konus von vier Schnüren getragen, die an dem Konus an der äußeren Kante oder gegen den Mittelpunkt oder die innere Kante hin an entgegengesetzten Enden von rechtwinklig zueinander stehenden Durchmessern befestigt sind, so daß die Schnüre ein Quadrat oder Rechteck bilden. Die Enden der die Winkel bildenden Schnüre können mit vier weiteren kurzen Schnüren verbunden sein, die unter 45° zu den Seiten des Quadrats angeordnet und zwischen festen Haltern auf der Innenseite des den Konus enthaltenden Rahmens oder Gehäuses gespannt sind. Bei «hier abgeänderten Ausführungsform bilden die tangential an dem Trichter befestigten vier Schnüre die vier gleichen Seiten eines Achtecks, und zwar zusammen mit vier kürzeren Schnüren, die ihre Enden verbinden und die anderen vier Seiten bilden. In diesem Fall kann jede Ecke des so gebildeten Achtecks unmittelbar oder mittels kurzer Schnüre an dem Rahmen oder Gehäuse befestigt sein. Die kurzen Schnüre können mit Einstellvorrichtungen versehen sein, so daß die Spannung der Hauptschnüre verändert oder die Lage des Konus eingestellt werden kann. Es ist selbstverständlich, daß die Anzahl der mit dem Konus verbundenen Schnüre verändert werden kann, und daß die angeführten vier Schnüre nur ein Beispiel darstellen.

Die beschriebenen Anordnungen können verdoppelt werden, um eine Tragvorrichtung für den Mittelpunkt oder das innere Ende des Konus zu bilden, wenn letzterer mit einer beweglichen Spule verbunden ist.

Die beschriebenen Aufhängungen smd in einer rechtwinklig zur Konusachse liegenden Ebene starr, aber in axialer Richtung sehr nachgiebig und gestatten dem Konus, wenn er mit einer geeigneten Einrichtung verbunden ist, sowohl auf die niedrigsten als auf die höchsten hörbaren Frequenzen anzusprechen, ohne daß eine Verzerrung oder ein Verlust an Klangfülle eintritt.

In den Zeichnungen ist in Fig. ι und 2 eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, während die Fig. 3 bis S abgeänderte Ausführungsformen zeigen.

Fig. 6 ist erne Darstellung einer Einzelheit und

Fig. 7 eine schematische Erläuterung der Schwingungen des Konus senkrecht zu seiner Oberfläche.

In Fig. 7 stellt der Kreis ti eine Vorderansicht eines Konus dar oder kann auch als Schnitt in einer Ebene quer zur Achse angesehen werden, und zwar bei normaler Form des Konus, d. h. wenn keine Schwingungen auf ihn übertragen werden. Die gestrichelten Linien ν und 1/ stellen die äußersten abwechselnden Abweichungen des Konus von seiner normalen Form in dem betreffenden Konusabschnitt dar, wenn ein Ton von bestimmter Frequenz durch den * Antriebsteil auf den Konus übertragen wird. Formveränderungen des Konus, die den dargestellten ähnlich sind, bilden tatsächlich die resultierenden Schwingungen des Konus in sich selbst. Wie ersichtlich, ermöglichen die be-

schriebenen Aufhängungsarten nicht nur eine freie axiale Bewegung des Konus, sondern auch die freie Bildung dieser resultierenden Schwingungen senkrecht zur Konusoberfläche. Bei der Ausführungsform nach Fig. ι und 2 ist ι ein Konus und 2 ein fest damit verbundener zylindrischer Teil, der mit einer Spule 3 versehen ist, die innerhalb eines Ringraumes 4 zwischen den Polstücken eines Magneten S liegt. 6 ist ein den Konus tragender Ring, der auf einer Grundplatte 7 befestigt ist, auf der auch Tragringe 8 für den Magneten S angebracht sind.

9 sind Schnüre, die tangential zur Oberfläche des Konus 1 nahe seiner Grundfläche oder seinem äußeren Ende bei 10 befestigt sind und ein Quadrat bilden, und 11 sind Schnüre, die mit einem Ende an den Schnüren 9 in den Ecken. des Quadrats und mit dem anderen Ende an Haltern 12 aus federndem Material befestigt sind, die am Ring 6 sitzen. Die Schnüre 9 können an der Außenkante des Konus 1 befestigt werden. Da indessen die Schwingungsweite der Eigenschwingungen des Konus senkrecht zu seiner Oberfläche an der Außenkante am größten ist, so ist es vorzuziehen, die Schnüre, wie in den Figuren dargestellt, in einem solchen Abstand von der Außenkante des Konus zu befestigen, der kein einfacher Bruch der Länge des Konus ist. Der Konus 1 wird in der Nähe seines inneren Endes durch Schnüre 13 getragen und zentriert, die ähnlich den Schnüren 9 und 11 angeordnet und an Ein-Stellschrauben 14 befestigt sind, die in am Magneten befestigten Böcken 15 angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Befestigungspunkte der Aufhängungsschnüre am Konus an seinem inneren Ende so angeordnet, daß sie nicht in derselben Ebene liegen wie die Befestigungspunkte der Aufhängungsschnüre am äußeren Teil des Konus. Vorzugsweise liegen die Befestigungspunkte sowohl an der inneren als an der äußeren Kante des Konus so, daß die durch jeden Aufhängungspunkt und die Achse des Konus hindurchgehenden Ebenen gleiche Winkel miteinander bilden. Auf diese Weise ermöglicht die Aufhängung die größte Schwingungsfreiheit des Konus.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die Schnüre 9 an den Ecken des Quadrats unmittelbar an Stiften 16 befestigt, die auf dem Ring 6 sitzen. Gewünschtenfalls kann die Anordnung nach Fig. 2 so abgeändert werden, daß die Schnüre 11 unmittelbar an vom Ring 6 getragenen Stiften befestigt sind, wie mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben.

Bei der Anordnung nach Fig. 4 bilden die vier tangential zur Oberfläche des Konus 1 befestigten Schnüre 9 vier Seiten eines Achtecks, dessen übrige Seiten von Schnüren 17 gebildet werden. Jede Ecke des Achtecks ist durch Schnüre 18 mit dem Ring 6 verbunden.

Es ist natürlich selbstverständlich, daß die Anzahl der Befestigungspunkte der Schnüre am Konus und die entsprechende Zahl von Schnüren veränderlich ist, und daß die erwähnte Zahl von vier Schnüren nur ein Beispiel darstellt. Indessen wird diese Ausführung vom praktischen Standpunkt als die zweckmäßigste angesehen. Es ist erwünscht, möglichst wenig Befestigungspunkte zu haben und die Befestigungsvorrichtungen selbst so klein und leicht wie möglich zu machen, um das dem -Konus hinzugefügte Gewicht zu vermindern und so ihre dämpfenden und sonstigen Einwirkungen auf die schwingende Fläche möglichst zu verkleinern. Man könnte die Schnüre 9 in Form eines Dreiecks anordnen und so die Anzahl der Befestigungspunkte auf drei vermindern. Es ergibt sich aber dann ein technischer Nachteil, weil die Seiten des Dreiecks so lang sind, daß man dem Ring 6 einen so großen Durchmesser geben muß, daß das gesamte Gerät unhandlich wird.

Wie in Fig. 2 dargestellt, erhalten die Schnüre vorzugsweise einen kleinen Abstand von der Oberfläche des Konus, indem sie durch kleine dünne Papierscheibchen oder gn Unterlegscheiben 10 daran befestigt werden. Diese Scheibchen sind durch die kleinen Kreise an den BefestigungssteUen 10 der Schnüre am Konus angedeutet und ihrerseits an dem Konus befestigt. Auf diese Weise berühren die Tragschnüre während des Schwingens den Konus nicht, insbesondere bei den wellenförmigen Formveränderungen des Konus längs seiner Umfangsteile. Vorzugsweise werden indessen die unmittelbar mit dem Konus verbundenen Tragschnüre nicht genau tangential zur Oberfläche des Konus angeordnet, sondern beiderseits des Befestigungspunktes in einem sehr kleinen Winkel zur Tangente. Gewünschtenfalls können bei tos dieser Art der Verbindung der Schnüre auch noch zusätzliche Abstandsplättchen vorgesehen werden.

Fig. 6 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Zentrier- und Tragvorrichtung, bei der jede der Tragschnüre an einer C-förmigen Feder 22 befestigt ist, die an einem Gleitstück 23 sitzt, das auf einem Bock 24 verschiebbar ist. Das Gleitstück kann mittels einer Schraube 25 verstellt werden, die in ein Gewinde im Bock 24 eingreift und gegen das Gleitstück .23 drehbar, aber nicht axial verschiebbar ist.

Gewünschtenfalls können die in Fig. 1 dargestellten Tragvorrichtungen 12 oder 15 bei den Anordnungen gemäß den anderen Figuren verwendet werden. Natürlich können die

Schnüre 11 durch Schrauben- oder Spiralfedern ersetzt oder damit versehen sein.

Die nicht unmittelbar mit der äußeren Kante des Konus verbundenen Schnüre oder Federn, die zu den Trägern 12 oder dem Ring 6 führen, können mit Einstellvorrichtungen versehen sein, so daß die Spannung der Haupttragschnüre verändert oder die Stellung des Konus eingestellt werden kann, wie bei 14 in Fig. 1 und bei 25 in Fig. 6 gezeigt. Bei den Vorrichtungen nach Fig. 2 und 4 können die zu den Trägern 12 oder dem Ring 6 führenden Schnüre durch leichte Federn o. dgl. ersetzt werden. Auf diese Weise haben kleine Veränderungen in der Länge der Haupttragschnüre, wie sie z. B. infolge von Veränderungen der Luftfeuchtigkeit oder der Temperatur eintreten können, keinen Einfluß auf die Spännung der Aufhängevorrichao tung.

Um das Auftreten von harmonischer^ Schwingungen der Tragschnüre bei den Bauarten zu verhindern, bei denen die an dem Konus befestigten Schnüre durch besondere Schnüre mit dem Ring 6 verbunden sind, haben die Schnüre vorzugsweise verschiedene Längen, so daß diese Längen nicht gleich und keine Vielfachen voneinander sind.

Die beschriebenen Aufhängungsarten sind in einer Ebene rechtwinklig zur Konusachse außerordentlich starr, so daß eine Bewegung des Konus als Ganzes quer zu seiner Achse verhindert wird. Sie sind indessen sehr nachgiebig für eine Axialbewegung des Konus und ermöglichen letzterem eine freie Abweiclmng von seiner normalen Form, genau entsprechend den ihm durch die Antriebsvorrichtung erteilten Schwingungen. Dies gilt besonders für die bevorzugten Aufhängungsanordnungen, bei denen die Schnur tangential oder im wesentlichen tangential zur Konusoberfläche an einem Punkt befestigt ist. Die hier beschriebenen Aufhängungsarten sind besonders günstig für die richtige Wiedergabe von Tönen niedriger Frequenz, da für die vollkommene Wiedergabe eines Tons von sehr niedriger Frequenz eine erhebliche Schwingungsweite des Konus notwendig ist, um Schallwellen von der richtigen Schwingungsweite hervorzurufen. Es ist im allgemeinen zu beobachten, daß die durch die verbesserte Aufhängung ermöglichte Verbesserung der Fülle des wiedergegebenen Tons derart ist, daß die Anbringung von Dämpfungsplatten bei sogenannten Konuslautsprechern mit freier Kante oder elektrodynamischen Lautsprechern weniger notwendig wird. Außerdem kann ein mit der verbesserten Aufhängungsvorrichtung versehener Konus eine natürliche Schwingungsperiode von weniger als fünf Schwingungen in der Sekunde haben, und infolgedessen können die Grundfrequenzen der tiefsten Töne mit ihrer richtigen Klangfülle und Klangfarbe und liicht durch Resonanzwirkungen wiedergeben werden. Endlieh ist bei diesen Aufhängungsarten die Dämpfungswirkung so niedrig,-daß der Konus im wesentlichen in semer Form unverzerrt bleibt, abgesehen von den ihm durch die bewegliche Spule bei dynamischem Antrieb oder durch den schwingenden Zungendraht bei Antrieb mit schwingendem Anker erteilten wirklichen Teilschwingungen. Im Ergebnis ist der endgültige Ton außerordentlich frei von Verzerrung, klar und von großer Fülle sowohl bei den niedrigsten als bei den höchsten hörbaren Frequenzen.

Es ist ersichtlich, daß bei den Ausführungen mit Federn kleine Änderungen der Längen der Schnüre, wie sie beispielsweise durch Änderungen der Luftfeuchtigkeit oder der Temperatur auftreten können, die Spannung der Aufhängungsvorrichtung nicht wesentlich beeinflussen. Es ist femer ersichtlich, daß bei den Anordnungen gemäß den Fig. 2, 3, 4 und 5 der Konus von Beanspruchungen ent' lastet und infolgedessen nicht verzerrt wird.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Haltevorrichtung für Konusmembranen elektrischer Lautsprecher, bei denen tangential an der Außenseite des Konus in zur Achse rechtwinkligen Ebenen verlaufende Schnüre den Schwingkörper halten, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnüre einzeln für sich an dem Konus befestigt sind, so daß sie lediglich zu seiner Aufhängung dienen, ohne eine zusammendrückende Wirkung auf die Membran auszuüben, die infolgedessen unbehindert in axialer Richtung und quer zur Achse zu schwingen vermag.
2. 2. Trichterhaltevorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichter an seinen beiden Enden an zwei Gruppen von Schnüren (9 und 13) aufgehängt und eine dieser Gruppen (9) an ihren Ecken unmittelbar oder mittels Spannschnüre (11) an Stiften (16) eines festen Halteringes (6) befestigt ist.
3. 3. Trichterhaltevorrichtung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteschnüre (9 und 13) mit ihren an den Ecken angreifenden Spannschnüren (11 und 13') an stellbaren Haitern (22 bis 25 und 14, 15) befestigt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen