DE69302820T2 - Lautsprecher - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Lautsprecher der einen induktiv gekoppelten Hochtonlautsprecher insbesondere, aber nicht notwendig nur zur Verwendung in einem seibsterregendem Audiosystem, wie aus EP-A-0 344 375 bekannt.
• Ein herkömmlicher Lautsprecher weist eine Magnetanordnung mit einem ringförmigen Spalt, der ein radiales Magnetfeld in dem Spalt hat, auf. Eine Schwingspule ist in dem Magnetfeld derartig aufgehängt, daß sie axial ohne Berührung der wandungen der Magnetanordnung bewegbar ist. Die Schwingspule ist um einen festen Tubus, der mit einer Membran verbunden ist, gewunden, wobei deren äußeres Ende von einem Rahmen, der selbst an einem Teil der Magnetanordnung festsitzend befestigt ist, flexibel gehalten ist. Mit dieser Art von Lautsprecher ist die Frequenzbreite des erzeugten Schalls jedoch auf niedrige und mittlere Frequenzen beschränkt, so daß zur Erzeugung hochfrequenten Schalls die Aufnahme eines induktiv gekoppelten Hochtäners vorgeschlagen wird.
• Die Anordnung von induktiv gekoppelten Hochtönern in Lautsprechern ist bekannt. Beispielsweise beschreibt GB 545712 einen induktiv gekoppelten Leiter in Form einer abstrahlenden Haube, die im Magnetspalt innerhalb der Hauptschwingspule eines Lautsprechers angeordnet ist. Ein konventioneller Konuslautsprecher strahlt den Schall mit niedriger und mittlerer Frequenz ab, die Haube erzeugt den hochfrequenten Schall und ein spezielles Horn, das am mittleren Pol fixiert ist, steuert die Abstrahlrichung.
• In dem U.K.-Patent Nr. 2118398 wird eine ähnliche Anordnung beschrieben, in der eine abstrahlende Haube über dem mittleren Pol angeordnet und von einer ringförmigen Aufhängevorrichtung gehalten ist. Die Haube ist innerhalb des Tubus oder des Spulenkörpers, der die Schwingspule hält, angeordnet und empfängt ihre Erregersignale induktiv von der Schwingspule. Die Haube ist mittels derselben Membran wie die Schwingspule mit einem Horn belastet, erzeugt aber hochfrequenten Schall.
• Neuere Vorschläge sind in den Europäischen Offenlegungsschriften der Anmeldungen 0344974 und 0344975 enthalten. Die Europäische Veröffentlichung 0344974 ist eine Verbesserung eines Lautsprechers, wie in dem GB-Patent Nr. 2118398 offenbart und weist ein vom Pol durch ein Loch in der Haube gehaltenes, fixiertes Element auf, das eine Phasenkorrektur bewirkt. Sowohl eine ringförmige, flexible Aufhängung auf der Polfläche als auch eine andere, kleinere, flexible Aufhängung auf der Unterseite der phasenkorrigierenden Vorrichtung hält die abstrahlende Haube. Dies stellt zwei kleine, abgedichtete Kammern zur Verfügung. An dem freien Ende des Spulenkörpers befindet sich eine hornartige, bzw. sich nach außen erweiternde Verlängerung, welche zur weichen, akustischen Impedanzumwandlung ausgelegt ist.
• Die Europäische Veröffentlichung Nr. 0344975 offenbart einen ähnlichen elektro-akustischen Wandler, wie er in dem GB Patent Nr. 2188398 beschrieben ist, betrifft aber das Vorsehen einer elektrisch isolierenden Schicht zwischen der Haube dem mittleren Pol. Dadurch ist es möglich, daß der ringförmige Spalt ein minimales Spiel bzw. minimale Aussparung bei gleichzeitiger Verhinderung eines Kurzschlusses zwischen Pol und Haube hat.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Lautsprecher mit einem induktiv gekoppelten Hochtöner zur Verfügung zu stellen.
• Die vorliegende Erfindung stellt einen Lautsprecher zur Verfügung, mit einem Pol, einem Ringmagneten, der mit dem Pol einen ringförmigen Spalt bildet, einem rohrförmigen Spulenkörper, einer von dem Spulenkörper getragenen und im ringförmigen Spalt angeordneten Schwingspule, und mit einer leitenden, abgeflankten Haube, die auf dem Pol mittels einem isolierten Halter gehalten ist, wobei die Flanke im ringförmigen Spalt derart angeordnet ist, daß sie bei angeregter Schwingspule mit dieser induktiv gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierte Halter mehrere voneinander beabstandeter Halterungspositionen aufweist.
• Die Haube liegt vorzugsweise auf drei bogenförmigen Haltepunkten auf. Eine profilierte Dichtung stellt die drei Haltepunkte derart zur Verfügung, daß bogenförmige Haltepunkte vorgesehen sind. Die leitende Haube beinhaltet in geeigneter Weise eine zentrale Öffnung mit einem derartigen Spiel bzw. Aussparung, daß diese einen Phasenstecker aufnimmt, der am Pol mit einem sich durch die Öffnung erstreckenden Fuß befestigt ist. Die Unterseite des Phasensteckers beinhaltet um seinen mittleren Pflock zur Verhinderung einer Wanderung der Haube eine zweite Dichtung an der die Haube befestigbar ist oder nicht, so daß die Flanke immer im ringförmigen Magnetspalt angeordnet ist.
• Die Verminderung der Halterung der Haube mittels einer Polflächendichtung mit drei bogenförmigen Haltepunkten anstatt eines vollständigen Kreises reduziert effektiv die aufgehängte Masse und verbessert die Leistungsfähigkeit des Hochtöners.
• Der Phasenstecker weist vorteilhafterweise ein Horn auf, das sich über die Schablone hinaus erstreckt.
• Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Haube zur Bildung eines induktiv gekoppelten Hochtöners im Lautsprecher eine elektrisch leitenden Flanke und einen isolierten Haubenbereich zur Erzeugung hochfrequenten Schalls auf. Der isolierte Haubenbereich ist aus einem elektrisch nicht-leitenden Material wie Papier oder Kunststoffmaterial oder einem elektrisch leitenden Material wie Aluminium gewählt, aber von der Flanke isoliert.
• Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten zeichnungen beschrieben, in denen:
• Fig. 1 ein schematischer Schnitt eines erfindungsgemäßen Lautsprechers ist;
• Fig. 2 eine Draufsicht auf die haltende Dichtung von Figur 1 ist;
• Fig. 3A und 3b jeweils eine Draufsicht und einen seitlichen Schnitt eines erfindungsgemäß bevorzugten Phasensteckers zeigen; und
• Fig. 4 ein schematischer Schnitt einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, die den Phasenstecker von Figur 3 beinhaltet, ist.
• In Figur 1 weist ein Lautsprecher 1 eine herkömmliche rückseitige Anordnung 2 mit einem Ringmagneten 3 mit einem Joch 4 und einer ringförmigen Frontplatte 5, die mit dem Ringmagneten 3 verbunden ist, auf. Das Joch 4 beinhaltet einen zylindrischen Pol 6, der sich durch die von der ringförmigen Platte und dem Ringmagneten 3 gebildeten Öffnungen erstreckt, so daß ein ringförmiger Spalt 7 gebildet ist. Eine Hohlzylinderschablone 8 bzw. ein Spulenkörper ist derart angeordnet, daß sie sich konzentrisch über ein freies Ende des mittleren Pols 6 erstreckt und teilweise innerhalb des ringförmigen Spalts 7 liegt und eine Membran 9 ist mit dem Spulenkörper verbunden. Der Spulenkörper 8 und die Membran 9 sind mit einem Chassis 10 mittels einer flexiblen Aufhängung 11 verbunden. Eine Schwingspule 12 ist um den Spulenkörper gewickelt und liegt innerhalb des ringförmigen Spalts 7.
• Zur Wiedergabe von hochfrequentem Schall ist ein, induktiv gekoppelter Hochtöner aus einer Aluminiumhaube 13 vorgesehen, die innerhalb des Spalts 7 auf einer Dichtung 14, die drei bogenförmige, beabstandete Haltepositionen hat, gehalten ist. Die Haube 13 ist mit der Schwingspule 12 induktiv gekoppelt und weist eine zentrale Öffnung 15 auf, durch die ein feststehender Phasenstecker an dem Spulenkörper befestigt ist.
• Die Haube 13 ist eine einstückige Aluminiumfolie mit einer Flanke 17, die im ringförmigen Magnetspalt 7 innerhalb der Hauptschwingspule 12 angeordnet ist. Die Haube 13 schwingt frei, ist aber auf der steifen, mit der Endfläche des Pols 6 verbundenen Dichtung 14 gehalten. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, hat die Dichtung eine derartige Profilierung, daß sie einen Kontakt mittels etwa drei gleichmäßig beabstandeten, bogenförmigen Positionen 18 herstellt. Die Aufhängung mittels Dichtung erlaubt der Haube 13 bei minimaler Lagerung durch die Dichtung 14 frei zu schwingen.
• Wenn im Betrieb ein elektrisches Signal an der Schwingspule 12 anliegt, entstehen Kräfte die den Spulenkörper 8 und die Membran 9 zur Erzeugung von Schall mit niedriger und mittlerer Frequenz entsprechend dem Signaleingang auslenken. Bei Anlegen des Signals an die Schwingspule 12 schwingt die Haube 13 aufgrund der induktiven Kopplung mit der Flanke 17 der Haube und erzeugt hochfrequenten Schall. Die Oberfläche der Haube zwischen dem Phasenstecker 16 und dem Spulenkörper 8 strahlt den Schall ab. Es ist üblich, zur Verhinderung der Abstrahlung vom mittleren Bereich der Haube, die mit der vom Randbereich interferiert, einen Phasenstecker zu verwenden.
• Das Vorsehen einer Stützdichtung mit nur drei Lagerpositionen minimiert die gehaltenen Masse und verbessert die Leistungsfähigkeit des induktiv gekoppelten Hochtöners. Die von dem äußeren Teil der Dichtung 14 gebildeten Lagerpositionen 18 sind radial einwärts von den Ecken bzw. Rändem des Pols 6 angeordnet. Diese Anordnung hält die Haube 13 genau über dem Radius auf dem Polrand, so daß die Haube 13 während des Betriebs den Pol nicht erreicht oder berührt.
• Die Haube 13 kann an mehr oder weniger beabstandeten Positionen gelagert sein und diese Positionen müssen nicht gleichmäßig beabstandet sein. Die Haube kann mit der Dichtung mittels Selbstkleber oder anderen Mitteln verbunden sein oder auch nicht. Die Dichtung kann auf der Oberfläche des Pols 6 befestigt oder konzentrisch ausgerichtet sein. Nötigenfalls kann zur leichten Rückhaltung der Haube 13 in der korrekten Position eine zweite, weiche Dichtung (in Figur 1 nicht dargestellt) um die Unterseite des Phasensteckers 16 herum vorgesehen sein, wobei entweder eine kreisförmige Berührung oder lediglich eine Berührung an mehreren Punkten stattfindet. Die zweite Dichtung kann mit der Haube 13 verbunden sein oder auch nicht. Wenn die zweite Dichtung mit der Haube 13 und der Unterseite des Phasensteckers 16 verbunden ist, dann hält die Dichtung die Haube 13 derart, daß diese nicht frei schwingt, aber das Material der Haube 13 erlaubt dieser sich im Betrieb zu biegen.
• Der Phasenstecker 16 besitzt einen passenden Radius an seiner Unterseite, der dem der Haube 13 entspricht und der zur enpen Passung dient, obwohl eine Aussparung in der Unterseite zur Anordnung der zweiten weichen Dichtung, falls vorgesehen, vorhanden sein kann. Nötigenfalls kann zur Verhinderung eines Kurzschlusses zwischen der Haube 13 und dem Pol 6 die Innenseite der Haube 13 oder die Außenseite des Pols 6, wie bei Leitern, die neben anderen Metallteilen angeordnet sind, in elektrisch üblicher Weise isoliert sein.
• In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Spulenkörper 8 aus akustischen Anpassungsgründen zur Abstrahlung der von dem Hochtöner und der Schwingspule erzeugten höheren Frequenzen mit einer konventionellen akustischen Säuseleinrichtung aus Papier (nicht dargestellt) ausgestattet.
• Der Phasenstecker kann, wie in Figuren 3a und 3b dargestellt ist, ein separates oder mit ihm einstückig ausgebildetes Horn aufweisen. In dieser Anordnung weist der Phasenstecker 16 einen zentralen Phasenkorrekturabschnitt 19 und einen Hornabschnitt 20 auf. Der zentrale Abschnitt 19 kann zur Befestigung am Pol 6 ein zentrales Loch 21 haben. Der zentrale Hornabschnitt 20 ist zur Bildung eines Schallhalses 22 von dem zentralen Abschnitt 19 beabstandet und wird mittels drei oder mehr dünner Gewebe bzw. Netze 23, die den Hornabschnitt 20 mit dem zentralen Abschnitt 19 verbinden, in Position gehalten. Der Hornabschnitt 20 ist nach außen gebogen und weist an seiner Außenseite eine ringförmige Schulter 24 auf, die derart dimensioniert ist, daß ein ringförmiger Falz 25 gebildet ist, der das bewegliche, freie Ende des Spulenkörpers 8 aufnimmt. Die innere Endfläche 26 des Hornabschnittes 20 ist, wie dargestellt, gekrümmt, so daß sie im wesentlichen mit der gekrümmten Fläche der Haube 13 übereinstimmt. Figur 4 zeigt im Schnitt die Anordnung mit einer zweiten Dichtung 27, die mit der Haube und mit der Unterseite des Phasensteckers verbunden ist.
• Im Betrieb strahlt die Membran 9 den Schall mit niedriger und mittlerer Frequenz ab und die induktiv gekoppelte Haube 13 erzeugte verstärkten und durch den Schallhals 22 des Hornabschnitts 22 gerichteten hochfrequenten Schall. Da die äußere Fläche des Hornabschnitts 20 mit dem freien Ende der Schablone 8 zusammenwirkt und die Schulter 24 an dem freien Ende des Spulenkörpers 8 ausgerichtet ist, erfolgt kein Übersprechen bzw. Schallübertragung zwischen der äußeren Fläche des Hornabschnitts 20 und dem Spulenkörper 8, so daß die, gebogenen Fläche des Hornabschnitts 20 den gesamten von der Haube 13 erzeugten hochfrequenten Schall gerichtet abgestrahlt. Der Hornabschnitt 20, der in keiner Weise mit dem Spulenkörper 8 verbunden und vorzugsweise einstückig mit dem Phasenkorrekturbereich 19 ausgebildet ist, bewirkt eine stabile akustische Anpassung und im Vergleich mit einem an dem beweglichen Spulenkörper 8 befestigten Horn reduzierte Masse.
• Obwohl in Figuren 3a und 3b der zentrale Bereich 19 und der Hornabschnitt 20 als einstückig ausgeformt dargestellt sind, können sie auch nötigenfalls getrennt sein. Der mittels Verwendung einer auf der Polfläche angeordneten 3-Punkt-Aufhängungsdichtung reduzierte Haltebereich vermindert die aufgehängte Masse und ermöglicht der Haube die Schallerzeugung mit weicherer Frequenzantwort und mit verbesserter Empfindlichkeit.
• In der bevorzugten Ausführungsform ist die Haube 13 als eine einstückige Aluminiumfolienhaube beschrieben. Zur Verhinderung von durch Kurzschluß über die Haube induziertem Strom, kann die Flanke 17 leitend sein mit einer nicht leitenden gekrümmten oberen Fläche aus nichtleitendem Papier oder Kunststoff.

Claims (12)

1. Ein Lautsprecher (1) mit einem Pol (6), einem Ringmagneten (3), der mit dem Pol einen ringförmigen Spalt (7) bildet, einen rohrförmigen Spulenkörper (8), einer von dem Spulenkörper (8) getragenen und im ringförmigen Spalt (7), angeordneten Schwingspule (12), und mit einer leitenden, abgeflankten Haube (13), die auf dem Pol mittels einem isolierten Halter (14) gehalten ist, wobei die Flanke im ringförmigen Spalt (7) derart angeordnet ist, daß sie bei angeregter Schwingspule (12) mit dieser induktiv gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierte Halter (14) mehrere voneinander beabstandete Halterungspositionen (18) aufweist.

2. Lautsprecher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (13) auf drei beabstandeten Halterungspositionen (18) aufliegt.

3. Lautsprecher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Halterungspositionen (18) bogenförmig und mit einer profilierten Dichtung (14) versehen ist.

4. Lautsprecher (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (14) an der Innenseite der Haube (13) befestigt ist.

5. Lautsprecher (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (13) eine einstückige Aluminiumfolie ist.

6. Lautsprecher (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (13) eine zentrale Öffnung (15) mit einer Aussparung zur Aufnahme eines Phasenstekker (16), der am Pol mit einem sich durch die Öffnung erstreckenden Fuß befestigt ist, aufweist.

7. Lautsprecher (1) nach Anspruch 6, mit einer zweiten Dichtung (27), die zwischen der Unterseite des Phasensteckers (16) und der Oberseite der Haube (13) angeordnet ist.

8. Lautsprecher (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Dichtung (27) sowohl am Phasenstecker (16) als auch an der Haube (13) derart befestigt ist, daß die Haube in ihrer Position gehalten wird.

9. Lautsprecher (1) nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenstecker (16) ein Horn (20) aufweist, das sich über Spulenkörper (8) hinaus erstreckt und einen Falz (25) zur Aufnahme der Bewegung des Spulenkörpers aufweist.

10. Lautsprecher (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Horn (20) einstückig mit dem Phasenstecker (16) ausgebildet ist.

11. Lautsprecher (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (13) eine elektrisch leitende Flanke und einen isolierten Haubenbereich zur Erzeugung hochfrequenten Schalls aufweist.

12. Lautsprecher (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierte Haubenbereich der Haube aus einem elektrisch nichtleitenden Material wie Papier oder Kunststoffmaterial oder einem elektrisch leitenden Material wie Aluminium ausgewählt, aber von der Flanke isoliert ist.