DE595319C - Papiermembran fuer Lautsprecher usw., die aus einem mittleren Konusteil und einem daran anschliessenden, sich zur Konusachse nahezu rechtwinklig erstreckendem flachen Aussenteil besteht - Google Patents

Description

Diblioiheek
Bor. ind. Eigendoi
2 2 -MEI 1934

AUSGEGEBEN Affl 11. APRIL 1934

Gegenstand der Erfindung ist eine Papier-. membran für Lautsprecher usw., die aus einem mittleren Konusteil und einem daran anschließenden, sich zur Konusachse nahezu rechtwinklig erstreckenden flachen Außenteil besteht. Die Erfindung bezweckt, den Konus in bezug auf den Außenteil innerhalb verhältnismäßig weiter Grenzen beweglich zu machen und besteht darin, .daß die Membranform durch facettenartige Faltung längs der Basis des Konus als auch des inneren Teils des Außenrandes der aus einem kreisförmigen Papierblatt mit Sektorausschnitt herzustellertden Membran entsteht. Hierdurch ist erreicht, daß Konusbasis und Innenrand des Außenteils sich längs der gemeinsamen Umfangslinie zusammenziehen und ausdehnen können, so daß sich die Länge der Verbindungslinie von Konus und Außenteil je nach der Stellung des Konus ändern kann. Infolgedessen ist der Kbnus in bezug auf den Außenteil, selbst wenn dieser mit seinem Außenrand eingespannt ist, sehr beweglich. Es ist bereits \^rorgeschlagen, Konusmembranen mit tangential angeordneten Riefelungen auszustatten, die wie eine Ziehharmonika wirken. Bei den bekannten Membranen kann aber der geriefelte Teil seine Kantenlängen in Richtung der begrenzenden Umfangskreislinien nicht ändern, und daher ist die Beweglichkeit des Konus hier nur sehr gering.

In der Zeichnung sind Membranen gemäß der Erfindung in einigen Ausführungsbeispielen dargestellt.

Fig. ι ist eine. perspektivische und Fig. 2 eine Seitenansicht einer Ausführungsform. Fig. 3 ist ein vergrößerter Teilschnitt in der Ebene HI-III der Fig. 4, die eine Einzelheit vergrößert von oben gesehen darstellt. Fig. 5 und 6 zeigen zur Herstellung der Membranen dienende Papierblätter von beiden Seiten gesehen. Fig. 6a und 6b sind Teilansichten eines Stückes des Papierblattes von entgegengesetzten Seiten gesehen. Fig. 7, 8, 9, 9a, 9b, 10 und 11 sind Darstellungen einer zweiten Ausführungsform entsprechend den Fig. i, 5, 6, 6a, 6b, 3 und 4 für die erste Ausführungsform.

Bekanntlich läßt sich ein einfacher Papierkonus leicht aus einem flachen kreisförmigen Papierblatt dadurch herstellen, daß man einen

Sektor ausschneidet und die radialen Kanten miteinander verbindet. Die Membran nach der Erfindung kann als ein derartiger einfacher Konus angesehen werden, bei der ein gewisser Materialüberschuß längs einer eingezogenen Umfangspartie vorhanden ist, die dem Verbindungsteil zwischen Konus und Randteil in der fertigen Membran entspricht. Der Materialüberschuß wächst allmählich von

ίο der Außenkante der Membran bis zu der Mitte des Verbindungsteils und sinkt von da ab wieder, bis er an der Wandung des Konus verschwindet. Hierdurch ist erreicht, daß ein Randteil des einfachen Konus flach und eben ausgebildet werden kann, weil der Innenumfang des Randteils sich zusammenziehen läßt. Dieser Randteil bildet schließlich den biegsamen Außenteil der fertigen Membran. Die Überführung des Randteils des einfachen

ao Konus in die Flachstellung, verbunden mit der Zusammenziehung seines Innenumfangs, macht auch eine Zusammenziehung desjenigen Konusteils erforderlich, der dem flachen Außenteil in der fertigen Membran benachbart ist. Die Faltung ist bei dem einfachen Konus so bemessen, daß sich dies ermöglichen läßt. Erreicht wird dies vorzugsweise durch ein weiterhin näher zu beschreibendes System von durch Faltung entstandenen Erhöhungen und Vertiefungen, durch das gleichzeitig eine gelenkige Verbindung des Konus und des flachen Randteils der fertigen Membran über den Verbindungsteil erzielt wird. Die Erhöhungen und Vertiefungen sind ferner so ausgebildet, daß sie dem Konus eine große Bewegungsfreiheit geben, weil der Verbindungsteil zwischen Konus und Randteil sich bei den Konusschwingungen ausdehnen und zusammenziehen können.

In den Fig. 1 bis 4 ist der Konus mit 1 und der mit ihm aus einem Stück bestehenden, im wesentlichen flache und zur Konusachse nahezu rechtwinklig angeordnete Randteil mit 2 bezeichnet. Der Randteil 2 kann flach sein, obgleich er mit dem Konus aus einem Stück besteht, weil eine Reihe radialer Vertiefungen 3 in dem Randteil vorgesehen sind. Diese Vertiefungen sind dort, wo der Randteil in den Konus übergeht, breiter und verjüngen sich nach außen bis auf einen Punkt und verschwinden schließlich gänzlich. Zweckmäßig erstrecken sie sich nicht ganz bis zur Außenkante des Randteils, dessen äußerer Teil zweckmäßig glatt bleibt, um zwischen Klemmringe eingespannt oder in anderer Weise mit dem Rahmen fest verbunden werden zu können. Der Randteil des Konus 1 ist mit ähnlichen Vertiefungen 4 versehen. Diese sind am Konusrand breiter und erstrecken sich zweckmäßig über eine kurze Strecke an der Konuswandung aufwärts, wobei sie sich bis zu einem Punkt verjüngen und schließlich verschwinden. In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel sind die Teile 3, 4 als von der Außenkante des Konus her konkav erscheinende Vertiefungen dargestellt, was sich als ■am zweckmäßigsten erwiesen hat. Statt dessen könnten aber auch nach außen konvexe Ausbuchtungen vorgesehen sein. Da der Randteil mit der Konuswand einen Winkel bildet, müssen auch die Vertiefungen 3 mit den Vertiefungen 4 einen Winkel bilden. Es muß auch dafür Sorge getragen werden, daß beim Schwingen des Konus die Vertiefungen sich gegeneinander beugen oder gelenkig verschwenken können. Zu diesem Zweck ist zwischen jeder Vertiefung 3 des Randteils und der entsprechenden Vertiefung 4 des Konus eine Erhöhung 5 vorgesehen, die von der Außenseite der Membran her konvex erscheint. Die Kante'6 jeder Erhöhung 5 liegt in einer Geraden oder bildet eine Fortsetzung der Kiellinien 7, 8 der Vertiefungen 4 und 3. Von der Seite gesehen (Fig. 3) bilden die Kanten 6 bzw. 7 und 8 Winkel miteinander. Die Schnittkanten 9 zwischen den Erhöhungen 5 und den Vertiefungen 3 und 4 bilden längs des Konusumfangs verlaufende Zickzacklinien, wie am besten aus Fig. 1 zu ersehen ist. Wird die Membran in einem (nicht gezeichneten) Rahmen dadurch angeordnet, daß der Außenrand des Randteils 2 zwischen Klemmringen eingespannt wird, und wird der Konus an seiner Spitze durch" eine (nicht gezeichnete) Vorrichtung in Schwingungen versetzt, so tritt längs der Zickzacklinie 9 eine Gelenkwirkung ein. Wenn der Konus schwingt, werden sich die Vertiefungen 3 und 4 ausdehnen und zusammenziehen. Diese Wirkung kann vermöge der Erhöhungen 5, die sich gleichzeitig ausdehnen und zusammenziehen, ungehindert eintreten, so daß der Konus in axialer Richtung eine merkliche Bewegungsfreiheit hat.

Die Membran gemäß Fig. r bis 4 kann da- it>5 durch hergestellt werden, daß man ein flaches ' Papierblatt zu einem Konus biegt und dann die' Erhöhungen und Vertiefungen in den Konus eindrückt, so daß die Membran die in den Zeichnungen ·dargestellte Gestalt erhält, no Besser ist es aber, das Papierblatt mittels geeigneter Stanzen oder Walzen zuerst so zu kniffen, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt. Wird das Papier mittels Stanzen passender Gestalt geknifft, so hat es eineTendenz, sich nach der einen oder anderen Richtung zu biegen.' Es möge z. B. angenommen werden, daß die benutzten Stanzen derart ausgebildet sind, daß eine Falte an der äußeren Membranseite, z. B. eine der Falten 7, dem Papier die Neigung verleiht, mit den benachbarten Flächen einen von außen gesehen konvex erscheinenden Winkel

zu bilden. Man wird dann die eine Seite des Papiers, wie in Fig. 5 dargestellt, so kniffen, daß die Linien 7, 8 und 9 eingedrückt. werden. Die entgegengesetzte Papierseite wird dann gemäß Fig. 6 so geknifft, daß sich die Linien 6 und 10 ausbilden. Die Fig. 6a und 6b zeigen die Falten der einen Seite in ausgezogenen und die der entgegengesetzten Seite in punktierten Linien.

ιό Wird ein so vorbereitetes Papierblatt zum Konus gebogen und der in der fertigen Membran den Außenteil bildende Teil aufgeklappt, so können die den Faltlinien benachbarten ' Flächen von Hand in ihre neue Lage gebracht werden, so daß sie die Erhöhungen und Vertiefungen bilden, weil das vorbereitende Falten und Kniffen den benachbarten Flächen bereits eine kräftige Neigung erteilt, in ■ ihre. endgültigen 'Stellungen überzugehen.

Wünscht man indessen diesen Arbeitsgang maschinell vorzunehmen, so kann man das.gekniffte Papier in eine Stanzpresse einsetzen oder· zwischen Stanzwalzen, deren Oberflächen Patrizen und Matrizen bilden, hindurchgehen lassen, wobei die Flächen der Erhöhungen, und Vertiefungen in ihre Erstellung gebracht werden.- Auf jeden Fall findet eine Bewegung der den Faltlinien benachbarten Flächen in ihre Endlagen zwecks BiI-dung der Erhöhungen und Vertiefungen statt, ganz gleichgültig ob die Herstellung von Hand oder maschinell geschieht. Selbst wenn die Erhöhungen oder Vertiefungen mit-

" tels Stanzpressen oder Stanzwalzen hergestellt werden, erleichtert die vorherige Kniffung des Blattes die Ausbildung dieser Teile. .

Da die Vertiefungen 4 am Konusrand die Tendenz haben, den ursprünglichen Winkel zwischen Konusfläche und Konusachse hier

_/ zu ändern, wird das Papier zweckmäßig mit einer- nahezu kreisförmigen Faltlinie 11 an derjenigen Stelle versehen, wo die Vertiefungen 4 enden, so daß die Konuswand sich längs dieser Faltlinie etwas umbiegen kann (Fig. r, 2 und 3).

Wenn die Vertiefungen 3 sich nicht vollständig bis zum Außenrand des Außenteils 2 erstrecken, so wird der letztere zweckmäßig mit radialen Schlitzen 12 am Ende einer jeden Vertiefung 3 "versehen, wodurch die Überführung des Randteils in die Flachstellung erleichtert wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 bis 11 sind der Außenteil, und der Randteil des Konus ι nicht mit Vertiefungen, sondern mit Erhöhungen 3' bzw. 4' versehen, die von außen gesehen konvex erscheinen. Die Er-

. höhungen haben mittlere Faltkanten 13 und äußere Faltkanten 14 dort, wo sie die Flächen des Konus und des Außenteils schneiden.

Die Art und Weise, in der die Erhöhungen 3, 4' miteinander einen Winkel bilden und gelenkig verbunden sind und in der sie sich beim Schwingen des Konus ausdehnen und zusammenziehen, ist von der nach Fig. 1 bis 4 etwas verschieden. Den Erhöhungen 5 bei der ersten Ausführungsform entsprechen hier Vertiefungen 15, die \^τοη außen gesehen konkav erscheinen und sich in Richtung des Konusumfangs erstreckende Faltkanten 16 haben. Durch die Faltkanten 17 ist die Vertiefung 15 so ausgebildet, daß ihre Umfangsbreite kleiner ist als die Umfangsbreite der. Erhöhungen 3' und 4'. An jeder. Wand der Erhöhungen 3' und 4' läuft eine Faltkante 18 nach unten,- die sich vom Schnittpunkt 19 der Kanten 17 und 13 zum Schnittpunkt 20 der Kanten 14 der Erhöhungen 3' und 4' erstreckt. Die Flächen beiderseits der Kanten 18 erscheinen von außen gesehen konkav. Die Kante Ϊ8 bildet mit der ihr benachbarten Kante 17 zwei Seiten eines Dreiecks, dessen Basis von einer Faltkante 21 gebildet wird. Die Flächen beiderseits der Kanten 21 erscheinen von außen gesehen konvex. Die Kanten 21 liegen in der Fortsetzung der Faltkanten 16 der Vertiefungen 15. 13, 17,

21 sind obenliegende und 14, 16, 18 untenliegende Faltkanten. Da die Schnittpunkte

22 der Kanten 17 und 16 höher als die Punkte 20 liegen, können sich die Erhöhungen 3', 4' ausdehnen und zusammenziehen, wenn der Konus schwingt. Während dieser Bewegungen nähern sich die Punkte 20 einander, während die Punkte 22 ihre gegenseitige Entfernung behalten. Gleichzeitig tritt eine geringfügige Gelenkbiegung längs der Kanten 17, 21 und 18 ein, während längs der Kanten 13 und 14 eine stärkere Biegung stattfindet.

Die in den Fig. 7 bis 11 dargestellte Membran kann ähnlich wie die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte hergestellt werden, d. h. man kann zuerst ein Papierblatt zu einem Konus biegen und dann die Erhöhungen und Vertiefungen mittels passender Stanzen in den. Kegel eindrücken. Man kann aber auch in der in den Fig. 8, 9, 9a und 9b dargestellten Weise zunächst das Papierblatt vorbereitend kniffen, ähnlich wie es an Hand der Fig. 5, 6, 6a und 6b beschrieben wurde. Der einzige Unterschied ist der, daß die Knifflinien anders angeordnet sind, so daß andere Erhöhungen und Vertiefungen entstehen. Auch hier erzeugt das Kniffen eine Neigung der benachbarten Flächen, in ihre endgültigen Stellungen überzugehen, so daß auch hier die Überführung der Flächen in diese Stellungen von Hand erfolgen kann, wenn das Papierblatt zum Konus gebogen und der Außenteil umgelegt wird. Die Stanzmaschine braucht

also gegebenenfalls nicht angewendet zu werden.

Bei beiden Ausführungsformen kann der Konus frei schwingen, weil der Konusrand · und der Innenrand des Außenteils sich ausdehnen und zusammenziehen können. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Membran durch einen Motor angetrieben -wird, dessen Anker eine große Ausschlagsamplitude hat, ίο wie es bei elektro-dynamischen Lautsprechern der Fall ist. Bei solchen muß die Membran eine große "Biegsamkeit und der Konus eine große Bewegungsamplitude haben. Der Vorteil, der durch die Möglichkeit der Zusammenziehung und der Ausdehnung des Konusrandes und des Innenrandes des Außenteils bei den Konusschwingungen erzielt wird, wird besonders dadurch ersichtlich, wenn man sich vorstellt, daß ein Papierkonus mit 'einem ao flachen ' Außenteil keine Bewegungen von großer Amplitude ausführen kann, weil jeder Punkt des Innenrandes des Außenteils längs eines gegen die Konusachse konvexen Kreis-. bogens schwingt. Infolgedessen suchen sich die Basis des Konus und der Innenrand des Außenteils auszudehnen und zusammenzuziehen. Da aber Papier sich nicht leicht ausdehnt und zusammenzieht, ist die Bewegungsmöglichkeit des Konus äußerst beschränkt. Macht man dagegen den Außenteil der gebräuchlichen Membran so nachgiebig, daß größere Bewegungsamplituden für den Konus möglich sind,' so muß man den Nachteil in Kauf nehmen, daß der Konus in radialer Richtung nicht genügend abgestützt ist. Dieser Nachteil ist gerade bei elektro-dynamischen Lautsprechern sehr schwerwiegend, weil jedes Durchhängen des Konus die Spule des Motors in Berührung mit den Wänden des ringförmigen Luftspaltes bringt.

JBei der erfindungsgemäßen Membran ist der Konus in radialer Richtung stets sicher unterstützt, obgleich er in axialer Richtung frei schwingen kann. Eine Vorstellung von der Bewegungsmöglichkeit des Konus bei der Erfindung erhält man durch die Tatsache, daß bei einer Membran mit einem Konus, dessen Durchmesser an der Grundfläche etwa 25 cm und dessen Außenteilbreite ungefähr 3 cm beträgt, der Konus Axialbewegungen mit einer Amplitude von ungefähr 2 cm ausführen kann. Derartige Amplituden kommen im praktischen Betrieb natürlich nicht vor. Über den ganzen Bewegungsbereich des Konus bleibt die elastische Rückzugskraft des Randteils nahezu konstant, ein Faktor, der sehr erheblich zur Vermeidung von Verzerrungen bei der Schallwiedergabe beiträgt.

Gute Ergebnisse haben sich mit Membranen ergeben, bei denen die Erhöhungen und Vertiefungen eine Breite von ungefähr 25 mm haben und sich um den gleichen Betrag nach außen im Außenteil und nach oben in den Konuswandungen erstrecken. Der Konus und der Randteil hatten dabei die obengenannten Abmessungen. Selbstverständlich können die Abmessungen gegebenenfalls auch anders gewählt werden.

Der Erfindungsgegenstand ist auch nicht auf Membranen aus Papier beschränkt, sondem läßt sich mit Vorteil .auch bei Membranen aus anderem Material anwenden.

Ersichtlich ist eine gemäß der Erfindung ausgebildete Membran billig, weil sie aus billigem Material hergestellt werden kann und die Herstellung selber nicht teuer ist. Sie eignet sich infolge ihres einfachen Herstellungsverfahrens zur Massenherstellung und fällt auch bei dieser Fabrikationsmethode vollkommen gleichmäßig aus.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Papiermembran für Lautsprecher usw., die aus einem mittleren Konusteil und einem daran anschließenden, sich zur Konusachse nahezu rechtwinklig erstrekkendetn flachen Außenteil besteht, dadurch gekennzeichnet, daß diese Form durch facettenartige Faltung längs der Basis des Konus (1) als auch des inneren Teils des Außenrandes (2) der aus einem kreisförmigen Papierblatt mit Sektorausschnitt herzustellenden Membran entsteht.

2. Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Konus (1) an ■seiner Basis mit kurzen radialen Vertiefungen oder Erhöhungen (4, 4') versehen ist, die in der Nähe des Außenteils (2) breiter sind als an den der Konusspitze zugewandten Seiten und daß der Außenteil gleichartige Vertiefungen oder Erhöhungen (3, 3') hat, die an der dem Innenrand des Außenteils zugewandten Seite breiter sind als an der dem Außenrand zugewandten Seite.

3. Membran nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen bzw. Erhöhungen (4,4') an der dem Außenteil (2) zugewandten Seite tiefer bzw. höher sind als an der der Konusspitze zugewandten Seite und dementsprechend die Vertiefungen bzw. Erhöhungen (3, 3') am Innenrand des Außenteils (2) tiefer bzw. höher sind als an der dem Außenrand zugewandten Seite.

4. Membran nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen bzw. Erhöhungen (4, 4', 3, 3') in gewissem Abstand von der Verbindungslinie des Konus (1) und des Außenteils (2) vollständig verschwinden.

5· Membran nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich je eine Vertiefung bzw. Erhöhung ■ (4, 4') im Konus (1) und eine Vertiefung bzw. Erhöhung (3, 3') im Außenteil gegenüberstehen und zwischen ihnen eine Erhöhung bzw. Vertiefung (5, 15) vorgesehen ist.

6. Verfahren zur Herstellung der Membran nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder nach dem Kniffen für die Faltung an der der Verbindungslinie von Konus und Außenteil entsprechenden Linie das Papierblatt zu einem Konus gebogen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen