DE592373C - Grossflaechenmembran, die durch ueberdeckte Aussparungen zwischen Mitte und Rand in Zonen verschiedener Eigenschwingungszahl aufgeteilt ist - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine, Membran für akustische Vorrichtungen, insbesondere für Lautsprecher, die sich durch eine sehr gleich-

" mäßige Wiedergabe des gesamten Frequenzbereiches auszeichnet.

Zur Erzielung einer frequenzunabhängigen Wiedergabe sind bereits verschiedene Wege vorgeschlagen worden. Der eine grundsätzliche Weg war der, die Eigenschwingung der Membran sehr tief zu legen, beispielsweise bei 2 bis 3 Hz, so daß die auftretenden höheren Harmonischen so dicht im Frequenzbereich nebeneinanderliegen, daß irgendwelche Resonanzspitzen sich nicht mehr bemerkbar machen können. Eine

ig andere Lösung war, die Membran selbst so steif auszubilden, daß sie im Hörbereich als starrer Körper schwingt und dabei die Eigenschwingung des Systems, die im wesentlichen von der Masse der Membran und der Größe der elasti-

_ao sehen Rückführungskräfte abhängig ist, in die Gegend von 30 bis 70 Hz zu legen. Auf diese Weise sollte das Auftreten der Resonanzspitzen im Frequenzbereich auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. Die letzterwähnte Aufgabe

₂g ■ scheitert im allgemeinen daran, daß es technisch unmöglich ist, Membranen mit einem Durchmesser von größer als 10 cm bei der erforderlichen . Leichtigkeit herzustellen, die im Hörbereich (d. h. unter 10 000 Hz) als starrer Körper schwingen. Man hat dies beispielsweise in der Weise versucht, daß bei einem durch Rippen versteiften Kegel das Material ausgespart wurde, so daß ein Traggerüst übrigblieb, das zur Unterstützung eines Kegels aus dünnem Papier, aus Seide oder aus ähnlichem leichtem Werkstoff dient. Abgesehen davon, daß es auch hier technisch nicht möglich ist, größere Membranen herzustellen, die im Hörbereich starr sind, so haben derartige Membranen auch den Nachteil, daß sie infolge der besonderen An-Ordnung der Aussparungen bevorzugte Eigenschwingungen aufweisen, die die gleichmäßige Wiedergabe bzw. die entsprechende ausreichende Breite des Frequenzbandes nicht gewährleisten. Ein weiterer Nachfeil ist das verhältnismäßig große Gewicht, so daß auch bei der Verwendung von Leichtmetall die Empfindlichkeit der Membran recht gering ist.

Des weiteren ist bereits vorgeschlagen worden, eine Membran herzustellen, die aus einer starren go Grundplatte besteht, die mit Aussparungen versehen ist. Diese Aussparungen sind durch Papier, Seide oder Leinen verschlossen, wobei die die Öffnung abschließenden Teile als kleinere Membranen wirken, die für sich selbständig schwingen, um auf diese Weise eine Verbreiterung des zu übertragenden Frequenzbereiches herbeizuführen.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Joachim Leopold in Berlin.

Die Erfindung löst das gestellte Problem auf anderem Wege. Gemäß der Erfindung wird eine Großflächenmembran, die durch überdeckte Aussparungen zwischen Mitte und Rand in Zonen verschiedener Eigenschwingungszahlen aufgeteilt ist, vorzugsweise Formmembran, aus mit Natur- oder Kunstharzen getränktem Papier, Seide o. dgl. verwendet, und es werden die Aussparungen mit einem Lack- oder gelatine-ίο artigen Überzug geschlossen. Es läßt sich auf diese Weise der Frequenzgang des" Lautsprechers durch geeignete Membrankonstruktion in Verbindung mit der richtigen Wahl der Aussparungen im gesamten Frequenzgebiet derart beeinflussen, daß lineare Verzerrungen herbeiführende Eigenresonanzen nicht mehr störend hervortreten können. Ein weiterer Vorteil der neuen Membran ist in der Herabsetzung der Membranmasse bei gleicher wirksamer Oberfläche zu erblicken. Durch die Membranunterbrechungen, die durch den Überzug wieder geschlossen werden, erhält die Membran je nach der Anordnung der Unterbrechungen verschiedene Teilmassen und Teilelastizitäten, so daß gewisse Resonanzen, die stets bei Membranen größerer Abmessungen auftreten, durch diese Unterbrechungen verschoben bzw. abgeschwächt werden können. Die Unterbrechungen können beispielsweise bei einer Kegelmembran ringförmig konzentrisch zum Grundkreis des Kegels angeordnet sein, so daß sie eine ähnliche Aufgabe erfüllen können wie die bei Kegelmembranen bekannten, in die Membran eingepreßten, zum Kegelgrundkreis konzentrischen ringförmigen Rippen. Der Vorteil der Durchbrechungen gegenüber diesen Ringen besteht darin, daß sich der mechanisch ähnliche Aufbau mit Hilfe der Durchbrechungen mit weniger Membranmasse erzielen läßt. Die Membran erhält auf diese Weise zahlreiche Oberflächenteile, die verschiedene Eigenschwingung besitzen, so daß ein breites Frequenzband bei gutem Wirkungsgrad wiedergegeben wird. Durch einige Versuche sowie durch Rechnung lassen sich die erforderlichen Teilmassen und Teilelastizitäten verhältnismäßig leicht feststellen. Da es anzustreben ist, die Membran wetterfest zu machen, wird ein Lack verwendet, der wetterbeständig ist und auch chemischen Einflüssen, beispielsweise Säuredämpfen, widersteht.

Unter Anwendung des Erfindungsgedankens läßt sich eine Membran herstellen, deren Anfertigung keine fabrikatorischen Schwierigkeiten entgegenstehen und die dabei doch außerordentlich günstige Bedingungen für die Wiedergabe aufweist. Die Membranmasse und die erforderliche Steifheit werden bestimmt durch die Größe, Zahl und Anordnung der Durchbrechungen.

Die Figuren veranschaulichen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, und zwar sind Kegelmembranen dargestellt. Der Erfindungsgedanke läßt sich selbstverständlich auch für jede andere Membran verwenden.

Aus der Fig. 1 ist deutlich die Anordnung der Aussparungen zu ersehen. Als Werkstoff des Kegels ι dient mit Kunstharzen getränktes Papier; die Aussparungen 2 sind mit wetter- und säurefestem Lack überzogen. Auf diese Weise ist das Gewicht der neuen Membran gegenüber der Membran gleicher wirksamer Oberfläche aus dem Ausgangswerkstoff, beispielsweise aus Papier, herabgesetzt und dabei noch der Vorteil vorhanden, eine gleichmäßigere Wiedergabe des ganzen Frequenzgebietes zu erhalten.

Die Fig. 2 zeigt eine Kegelmembran mit ringförmig konzentrischen Unterbrechungen 3. Damit die Form der Membran in diesem Fall erhalten bleibt, ist es zweckmäßig, das Material nicht vollkommen ringförmig auszusparen, sondem an einigen Stellen — in der Abbildung sind sie mit 4 bezeichnet — stehenzulassen.

Nach Fig. 3 wird der gleiche Zweck durch in Ringen angeordnete runde Aussparungen erzielt, wobei die Abstände der Ringe nach dem Rande zu zunehmen können.

Die Durchbrechungen können so angeordnet sein, daß die Teilmassen zum Rande zu größer werden, was mit Rücksicht auf die Wiedergabe der tiefen Frequenzen erwünscht sein kann. Dies wird z. B. erreicht, wenn bei ringförmig konzentrischer Anordnung der Durchbrechungen ihr Abstand und ihre Breite von innen nach außen zu konstant bleibt oder aber dieser Abstand von innen nach außen vergrößert wird.

Die Nachgiebigkeit der Membran wird erhöht, wenn der Öffnungswinkel des Kegels größer als 90⁰ ist, da bei kleinerem Öffnungswinkel die Steifheit der Membran zunimmt, was ja gemäß der Erfindung gerade vermieden werden soll.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Großflächenmembran, die durch überdeckte Aussparungen zwischen Mitte und Rand in Zonen verschiedener Eigenschwingungszahlen aufgeteilt ist, vorzugsweise Formmembran, aus mit Natur- oder Kunstharzen getränktem Papier, Seide o. dgl. für akustische Einrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen durch einen lack- oder gelatineartigenÜberzug geschlossen sind.

2. Membran nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine regelmäßige Anordnung der Durchbrechungen, so daß definierte Partialschwingungen auftreten.

3. Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aufbauende Element und das die Durchbrechungen schließende Element hinsichtlich Masse und Elastizität verschieden sind.

4. Membran nach Anspruch 1, insbeson-

dere für Lautsprecher, gekennzeichnet durch einen mit Aussparungen versehenen Kegel, beispielsweise aus Papier, als formhaltendes Element und dünne Häutchen aus Gelatine oder Celluloid als die Aussparungen akustisch abschließendes Element.

5. Kegelmembran nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen mit einem wetterbeständigen und chemischen Einflüssen, insbesondere Säuredämpfen, widerstehenden Lack verschlossen sind.

6. Kegehnenibran nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch im wesentlichen ringförmige Unterbrechungen mit gleichem oder nahezu gleichem Abstand voneinander.

7. Membran nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch im wesentlichen ringförmige Unterbrechungen, deren Abstand nach dem Rande zu kleiner wird.

8. Kegelmembran nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilmassen nach dem Rande zu größer sind als die Teilmassen nach der Kegelspitze zu.

9. Kegelmembran nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel größer als 90⁰ ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen