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Die
Erfindung betrifft einen Lautsprecher, der mit einem Rahmen, einer
Membran und einer Antriebseinheit ausgestattet ist.
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Solche
Lautsprecher sind im Allgemeinen bekannt. 8 der beigefügten Zeichnungen
zeigt einen bekannten Lautsprecher. Dieser Lautsprecher weist einen
Rahmen (1), eine Membran (2) und eine elektromagnetische
Antriebseinheit (4) auf. Die Membran wird durch einen konischen
Körper
(2a) gebildet und weist einen flachen äußeren Umfangsrand (2b)
und einen flachen inneren Umfangsrand (2c) auf. Die Antriebseinheit
ist mit einem ortsfesten Teil (4a) und einem beweglichen
Teil (4b) ausgestattet. Der ortsfeste Teil, der einen Permanentmagneten und
ein magnetisches Joch umfasst, ist an dem Rahmen befestigt. Der
bewegliche Teil umfasst eine Schwingspule und einen zylinderförmigen Spulenhalter
(4b1). An ihrem äußeren Umfangsrand
ist die Membran durch eine flexible Aufhängung (6) mit dem Rahmen
verbunden, und an ihrem inneren Umfangsrand ist sie an dem Spulenhalter
befestigt, der wiederum durch eine Spinne (Zentriermembran) (8)
mit dem Rahmen verbunden ist.
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Der
herkömmliche
konische Körper
der Membran des abgebildeten bekannten Lautsprechers weist eine
bestimmte Höhe
auf, um ausreichend steif zu sein. Die Membran sollte eine bestimmte
Mindeststeifigkeit aufweisen, um sich für niederfrequente Wiedergabe
wie ein Kolben bewegen zu können
und bei und über
dem ersten Break-up (Membranresonanz)
der Membran für
mittel- und hochfrequente Wiedergabe ein kontrolliertes Verhalten
aufzuweisen. Aus diesem Grund entstehen Probleme in Bezug auf das
Leistungsverhalten des Lautsprechers, wenn ein flacher Lautsprecher,
d.h. ein Lautsprecher mit geringer Höhe, für bestimmte Anwendungen erforderlich
ist.
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JP-A 54-6523 offenbart einen
flachen Lautsprecher, der mit einer schwach konischen Membran ausgestattet
ist, die zur Verbesserung des Membranverhaltens eine Wellenstruktur
aufweist. Die Membran weist einen Außenumfangsteil, der an einen
elastischen Aufhängungsring
geklebt ist, und einen Innenumfangsteil auf, der an einen Schwingspulenkörper geklebt
ist. Die Wellenstruktur wird durch radiale Wellen gebildet, die
in Richtung des Außenumfangsteils
abnehmen und in Richtung des Innenumfangsteils zunehmen. Aufgrund
dieser Struktur umfasst der Außenumfangsteil
einen flachen, ringförmigen äußeren Rand,
der an den Aufhängungsring
geklebt ist, und der Innenumfangsteil umfasst einen welligen inneren
Rand, der an den Spulenkörper
geklebt ist. Der Lautsprecher ist weiters mit einer an dem Schwingspulenkörper angebrachten
Spinne (Zentriermembran) ausgestattet.
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Wenngleich
der aus
JP-A 54-6523 bekannte Lautsprecher
ein Mittel zur Lösung
des Problems in Zusammenhang mit mangelnder Steifigkeit einer schwach
konischen Membran umfasst, tritt ein anderes Problem auf, nämlich ein
Problem in Zusammenhang mit der Instabilität der Membranbewegungen aufgrund
dem geringen Achsenabstand zwischen der durch den Aufhängungsring
gebildeten Aufhängungsvorrichtung
und der Spinne (Zentriermembran).
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Lautsprecher bereitzustellen,
der mit geringer Höhe
gestaltet werden kann, ohne dass sein Klangleistungsverhalten beeinträchtigt wird,
und der während
seiner Verwendung stabile Membranbewegungen aufweist.
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Dieses
Ziel wird durch den erfindungsgemäßen Lautsprecher erreicht,
der mit einem Rahmen, einer Membran und einer Antriebseinheit ausgestattet
ist, wobei die Membran einen äußeren Umfangsrand,
der an dem Rahmen aufgehängt
ist, und einen inneren Umfangsrand aufweist, wobei die Antriebseinheit
einen ortsfesten Teil, der an dem Rahmen befestigt ist, und einen
verlagerbaren Teil aufweist, der an dem inneren Umfangsrand der
Membran befestigt ist, wobei die Membran einen Membrankörper umfasst,
der in einer Umfangsrichtung gesehen, ein Muster von Falten aufweist,
die sich radial zwischen dem inneren Umfangsrand und dem äußeren Umfangsrand
der Membran erstrecken, wobei diese Falten, von dem Membrankörper aus
zu der Antriebseinheit in einer im Wesentlichen zu der Membran senkrechten
Richtung gesehen, eine Tiefe aufweisen, die von den Rändern in
Richtung eines Bereichs zwischen dem inneren Umfangsrand und dem äußeren Umfangsrand
zunimmt, wobei in diesem Bereich die Falten mit Flächen versehen
sind, wobei ein Aufhängemittel
bereitgestellt ist, das an dem Rahmen und an den genannten Flächen befestigt
ist.
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Der
erfindungsgemäße Lautsprecher
ist mit einem Membrankörper
ausgestattet, der so gewellt ist, dass Faltenabschnitte, die zum
Anbringen der Aufhängungsvorrichtung
geeignet sind, in dem Bereich bereitgestellt sind, wie z.B. eine
an sich bekannte Spinne (Zentriermembran). Diese einstückig ausgebildeten
Faltenabschnitte befinden sich in beträchtlichem Achsenabstand, d.h.
einem Abstand entlang der Bewegungsrichtung der Membran, zu dem
aufgehängten äußeren Umfangsrand
der Membran. Auf diese Weise weist der erfindungsgemäße Lautsprecher
eine Aufhängung
auf, die einen großen Hub
und stabile Bewegungen der welligen Membran ermöglicht. Außerdem ermöglicht die spezifische Wellenstruktur
der Membran ein ausgezeichnetes akustisches Leistungsverhalten aufgrund
der hervorragenden Steifigkeit und des geringen Gewichts.
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Es
ist anzumerken, dass
EP-A 914
020 einen Lautsprecher mit einer flachen Membran offenbart, die
mit einem ringförmigen
Stützelement
bereitgestellt ist, an dem eine Zentriermembran befestigt ist. Das
ringförmige
Stützelement
ist an der der Antriebseinheit des Lautsprechers gegenüberliegenden
Seite der flachen Membran bereitgestellt. Das Stützelement erstreckt sich um
die Mittelachsen des Lautsprechers und dient dazu, einer Rotationsbewegung der
flachen Membran entgegenzuwirken. Ein solches ringförmiges Stützelement
ist nicht für
eine Membran geeignet, die, wie im Fall des erfindungsgemäßen Lautsprechers,
mit einem Faltenmuster ausgestattet ist.
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Es
ist weiters anzumerken, dass
US-Patent Nr.
1.699.786 eine gefaltete Membran offenbart, die eine Vielzahl
an muldenförmigen
Wellen umfasst, die sich radial von einer zentralen Nabe aus erstrecken. Die
Wellen werden durch eine Vielzahl an abwechselnd angeordneten Rippen
und Vertiefungen definiert. Die Rippen sind auf beiden Seiten der
Membran für
den Großteil
ihrer Länge
in parallelen Ebenen angeordnet. An einem Punkt, der von dem Umfang etwas
nach innen versetzt angeordnet ist, sind Rippen auf einer Seite
der Membran von der Ebene, in der sich der Großteil dieser Rippen erstreckt,
nach unten gebogen und enden in einer Ebene, die sich pa rallel zu
der ersten Ebene und zwischen dieser und der Ebene befindet, in
der der Großteil
der Rippen auf der anderen Seite der Membran angeordnet ist.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Lautsprechers
weist das kennzeichnende Merkmal auf, dass der innere Umfangsrand und
der äußere Umfangsrand
der Membran im Wesentlichen flache Ränder sind.
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Der
Lautsprecher gemäß dieser
Ausführungsform
ist mit einer Membran ausgestattet, die nur in einem Bereich gewellt
ist, der sich zwischen ihren im Wesentlichen flachen Umfangsrändern erstreckt. Deshalb
ist dieser Lautsprecher einfach zu produzieren, da die Umfangsränder flach
oder zumindest im Wesentlichen flach sind, wobei die Verbindung
der Membran mit dem Rahmen und die Befestigung der Membran an dem
Spulenhalter auf herkömmliche Weisen
erfolgen kann, die im Allgemeinen für die Befestigung von flachen
Membranen bekannt sind. Die Befestigung des flachen inneren Umfangsrands
der Membran an dem Spulenhalter kann durch einen geeigneten Kleber
erfolgen, wie es der gängigen
Praxis entspricht.
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Es
ist anzumerken, dass der Ausdruck "im Wesentlichen flach" in diesem Dokument
flach oder praktisch flach bedeutet. Eine Abweichung von der Flachheit
der Ränder,
so vorhanden, muss im Vergleich mit der maximalen Tiefe der Falten
gering sein.
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Aufgrund
der spezifischen Wellenstruktur, die in dem Membrankörper des
erfindungsgemäßen Lautsprechers
zur Anwendung kommt, wird die Membran über ihre Oberfläche hinweg
verstärkt
und weist ausreichend Steifigkeit auf, um als flache Membran geeignet
zu sein. Das Ausmaß der
Wellung hängt
von der Form der Falten ab. Im Prinzip können die Falten eine beliebige
Form aufweisen, wie z.B. rund oder spitz zulaufend. Das Faltenmuster
ist vorzugsweise in Umfangsrichtung gesehen regelmäßig, z.B.
einheitlich.
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Ein
flacher Lautsprecher, der mit einer wie oben beschriebenen Membran
ausgestattet ist, weist aufgrund seiner guten Eigenschaften bei
und über dem
ersten Membran-Break-up ein ausgezeichnetes Klangleistungsverhalten
auf. Anders ausgedrückt kommt
es auch bei und über
dem ersten Membran-Break-up kaum zu einer Verzerrung des wiedergegebenen
Klangs.
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Die
Falten weisen vorzugsweise eine von dem Membrankörper aus gemessene Tiefe auf,
die in Richtung des im Wesentlichen flachen äußeren Umfangsrands und/oder
des im Wesentlichen flachen inneren Umfangsrands der Membran gleichmäßig abnimmt.
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In
einer praktischen Ausführungsform
ist der Membrankörper
ein konkaver Körper,
insbesondere ein leicht konkaver Körper, wobei der im Wesentlichen
flache innere Umfangsrand und der im Wesentlichen flache äußere Umfangsrand
in parallelen Ebenen angeordnet sind. In diesem Fall handelt es
sich bei dem Membrankörper
vorzugsweise um einen stumpfförmigen,
leicht konischen Körper.
Im Allgemeinen ist der innere Umfangsrand kreisförmig; der äußere Umfangsrand kann eine
andere Form aufweisen, wie z.B. mehr oder weniger elliptisch oder
rechteckig.
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Eine
weitere praktische Ausführungsform weist
das Merkmal auf, dass der Membrankörper ein Körper ist, dessen innerer Umfangsrand,
insbesondere der im Wesentlichen flache innere Umfangsrand, und
dessen äußerer Umfangsrand,
insbesondere der im Wesentlichen flache äußere Umfangsrand, in einander
im Wesentlichen deckenden Ebenen angeordnet sind.
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Es
ist praktisch, die Aufhängungsvorrichtung,
insbesondere die Spinne, durch einen Kleber an den Flächen der
Falten zu befestigen, wobei die Falten, wie oben beschrieben, in
dem Bereich zwischen den inneren und äußeren Rändern der Membran angeordnet
sind.
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Es
ist auch praktisch, die Membran an den beweglichen Teil der Antriebseinheit,
insbesondere an den Spulenhalter, zu kleben. Zu diesem Zweck können bestehende,
geeignete Kleber eingesetzt werden.
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Es
ist anzumerken, dass der erfindungsgemäße Lautsprecher für die Klangwiedergabe
in Hi-Fi-, Heim-, Kraftfahrzeugs-, TV- und Multimedia-Systemen und
insbesondere für
Anwendungen mit sehr geringen Einbautiefen geeignet ist.
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Bezugnehmend
auf die Ansprüche
ist anzumerken, dass verschiedene Kombinationen der in den Ansprüchen beschriebenen
Ausführungsformen und
Merkmale im Umfang der Erfindung möglich sind.
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Die
Erfindung wird nun zur Veranschaulichung detaillierter unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen beschrieben, wobei
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1 bis 3 schematische
Querschnittsdarstellungen von drei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Lautsprechers
zeigen,
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4 eine
schematische Draufsicht der in 1 dargestellten
Membran ist,
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5 eine
schematische Querschnittsansicht der in 1 dargestellten
Membran ist,
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6 eine
Darstellung der Falten/Faltenform-Verteilung der in 1 dargestellten
Membran ist,
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7 eine
schematische Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Lautsprechers
zeigt, und
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8 eine
schematische Darstellung eines herkömmlichen Lautsprechers zeigt.
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Die
in 1 bis 3 dargestellten Lautsprecher
sind mit einem Rahmen 101, einer Membran 103 und
einer elektromagnetischen Antriebseinheit 105 ausgestattet.
Im Prinzip weist die Membran 103 einen flachen Membrankörper 104 auf,
der mit einem flachen äußeren Umfangsrand 104a und
einem flachen inneren Umfangsrand 104b und einem Muster
radial angeordneter Falten 104c bereitgestellt ist, wobei
sich dieses Muster, in Umfangsrichtung gesehen, über die Oberfläche der
Membran 104 er streckt. Die Falten 104c weisen
eine Tiefe (d) auf, die von dem äußeren Rand 104a in
Richtung des mittleren Bereichs 104A, der durch einen ringförmigen Abschnitt
zwischen den Rändern 104a und 104b gebildet
wird, und von dem inneren Rand 104b in Richtung dieses
Bereichs 104A zunimmt, wobei sich die Maximaltiefe (d)
im Bereich 104A befindet. Die Falten 104c sind
im Bereich 104A mit Flächen 104C ausgestattet.
Der Membrankörper 104 kann
z.B. aus Papier, insbesondere aus verstärktem Papier, bestehen. Die
Antriebseinheit 105 umfasst einen ortsfesten Teil 106a und
einen beweglichen, d.h. verlagerbaren, Teil 106b. Der ortsfeste
Teil 106a ist an dem Rahmen 101 befestigt und
umfasst ein Magnetsystem, dass einen Permanentmagneten 107a und
ein magnetisches Joch 107b aufweist, und der verlagerbare
Teil 106b umfasst ein Spulensystem, das eine Schwingspule 108a und
einen Spulenkörper
oder – halter 108b aufweist,
an dem die Spule 108a befestigt ist. Das Magnetsystem und
das Spulensystem wirken während
der Verwendung durch einen Luftspalt 109 hindurch magnetisch
zusammen. Der Spulenhalter 108b ist mittels eines geeigneten
Klebers, der ein bekannter Kleber sein kann, an dem inneren Umfangsrand 104b der
Membran 104 angeklebt.
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Der äußere Umfangsrand 104a der
Membran 104 ist durch ein elastisches Mittel 113,
wie z.B. einen Rollkragen, der an sich bekannt ist, z.B. aus Gummi
oder Schaumstoff, mit dem Rahmen 101 verbunden.
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Die
Membran 104 ist auch durch eine Aufhängungsvorrichtung, insbesondere
eine Spinne 111, die vorzugsweise mittels eines Klebstoffs
an ihrem Außenrand
an dem Rahmen 101 und an ihrem Innenrand an den Flächen 104C der
Falten 104c befestigt ist, mit dem Rahmen 101 verbunden.
In der in 3 dargestellten Ausführungsform
werden zwei Spinnen 111 eingesetzt.
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Anstelle
des flachen Membrankörpers
kann ein leicht konischer Membrankörper eingesetzt werden, ohne
dass die charakteristischen Vorteile der Erfindung beeinträchtigt werden.
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Die
in 4 und 5 angeführten Bezugszeichen für die Membran
entsprechen den in der Beschreibung der Ausführungsformen aus 1 bis 3 verwendeten
Zeichen.
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Die
schematische Darstellung in 6 zeigt die
Falten 104c und die Form der Membran 103. Die Falten 104c,
die auf der Membranfläche
regelmäßig verteilt
sind, weisen im mittleren Bereich 104A ihre Maximaltiefe
(d) auf.
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Die
in 7 dargestellte Variante ist mit einem Rahmen (201),
einer Membran (203) und einer Antriebseinheit (205)
ausgestattet. Die Membran weist einen flachen äußeren Umfangsrand (204a) auf,
der an dem Rahmen (201) aufgehängt ist, und einen flachen
inneren Umfangsrand (204b). Die Antriebseinheit (205)
weist einen ortsfesten Teil (206a) auf, der an dem Rahmen
(201) befestigt ist, und einen verlagerbaren Teil (206b),
der mit einem Spulenhalter (208b) ausgestattet ist, der
an dem inneren Umfangsrand (204b) der Membran (203)
befestigt ist. Die Membran (203) umfasst einen leicht konischen
Membrankörper
(204), wobei der äußere Umfangsrand
(204a) und der innere Umfangsrand (204b) nicht
in derselben Ebene, sondern in parallelen Ebenen angeordnet sind.
In Umfangsrichtung gesehen weist der Membrankörper (204) ein Muster von
Falten (104c) auf, die sich radial zwischen dem inneren
Umfangsrand (204b) und dem äußeren Umfangsrand (204a)
der Membran erstrecken. In einer zu der Membran (203) senkrechten
Richtung von dem Membrankörper
(204) in Richtung der Antriebseinheit (205) gesehen,
weisen die Falten (104c) eine Tiefe (D) auf, die von den
Rändern
(206a, 206b) zu dem mittleren Bereich (204A)
hin, der sich zwischen den beiden Rändern (206a, 206b)
befindet, zunimmt. In diesem Bereich (204A) sind die Falten,
oder zumindest einige Falten, mit Flächen (204C) bereitgestellt.
Die Membran (203) ist an dem Rahmen (201) mit
Hilfe einer ersten Aufhängungsvorrichtung
in Form eines ringförmigen
elastischen Elements (213), die an sich bekannt ist, und
einer zweiten Aufhängungsvorrichtung
in Form einer so genannten Spinne (211), die an sich bekannt
ist, aufgehängt.
Das ringförmige
Element (213) ist an dem äußeren Umfangsrand (204a)
der Membran (203) und an dem Randabschnitt des Rahmens
(201) befestigt. Die Spinne (211) ist an den Flächen (204C)
des Membrankörpers
(204) und an einem anderen Abschnitt des Rahmens (201)
befestigt.
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Es
ist anzumerken, dass die offenbarten Ausführungsformen nur zur Veranschaulichung
angeführt
sind. Im Umfang der Erfindung ist es möglich, die angeführten Beispiele
zu variieren. Das regelmäßige Faltenmuster
kann beispielsweise, wenn gewünscht,
durch ein unregelmäßiges Muster
ersetzt werden, oder es können
gewellte innere und/oder äußere Umfangsränder eingesetzt
werden.