DE886467C - Lautsprecher - Google Patents

Description

• Lautsprecher Das Problem des Lautsprechers war von jeher die Erzielung eines großen Frequenzumfanges. Wenn man von der Kombination mehrerer Lautsprecher absieht, ist es bisher noch nicht gelungen, den ganzen Hörbereich gleichmäßig wiederzugeben: Die Erfindung löst die Aufgabe, mit einem einzigen Lautsprecher einen großen Frequenzbereich zu beherrschen.
• Es hat sich gezeigt, daß bei einem Lautsprecher zwar die Schwingspule noch für alle Frequenzen schwingt, die Membran aber diese Frequenzen nicht sämtlich abstrahlt. Die üblichen Lautsprechermembranen sind nicht für alle Frequenzen steif, vielmehr besitzen sie viele Eigenschwingungen. Dadurch wird zwar für eine Frequenz bzw. einen Frequenzbereich oder eine Anzahl bestimmter Frequenzen eine gute Abstrahlung erzielt, in anderen Frequenzgebieten jedoch ist die Abstrahlung außerordentlich gering.
• Diese Nachteile werden durch den Lautsprecher nach der Erfindung vermieden, der eine Großflächenmembran mit verhältnismäßig großer Dicke aus einem Material von geTingem spezifischem Gewicht besitzt, wobei die Steifigkeit der z. B. aus einem schaumartigen Kunststoff oder anderen Werkstoffen, von, holundermarkähnlicher Beschaffenheit bestehenden Membran von der . Erregungsstelle nach den Rändern. zu derart kontinuierlich abnimmt, daß Reflexionen der der Membran an der Erregungsstelle aufgedrückten Schwingungen weitgehend vermieden werden.
• Es ist an sich bereits bekannt, Membranen von Schallgeräten in einer Dicke auszuführen, die über die üblichen Dickenabmessungen hinausgeht. Bei einer bekannten Anordnung handelt es sieh jedoch hierbei um eine aus Eisen bestehende Membran, bei der die Verstärkung der Membranmitte lediglich zu dem Zwecke vorgesehen ist, um eine möglichst gleichmäßige magnetische Flußdichte zu erzielen. Außerdem ist das spezifische Gewicht von Eisen so groß, daß sich eine brauchbareGroßflächenmembran aus diesem Material nicht herstellen läßt.
• Es ist weiterhin bekannt, bei Konusmembranen eine Vergrößerung der Steifigkeit durch größere Dicke der Membran zu erzielen. Bei diesen Membranen werden jedoch Schichten aus versteifendem Material aufeinandergelegt, wodurch sich keine kontinuierliche Abnahme der Steifigkeit nach dem Rand zu erreichen läßt. Durch die nichtkontinuierliche Abnahme der Steifigkeit werden Reflexionen der der Membran an der Erregungsstelle aufgedrückten Schwingungen begünstigt.
• Reflexionen, die sich am Rand der Membran oder auch an anderen Stellen der Membran bilden, an denen irgendwelche Stoßstellen oder andere Unstetigkeitsstellen der äußeren Form vorhanden sind, haben stehende Wellen des Membrankörpers zur Folge. Die stehenden Wellen sind aber die Ursache für die ungenügende Abstrahlung gewisser Frequenzen.
• Bei dem Lautsprecher nach der Erfindung ist die Membran so ausgebildet, -daß derartige Reflexionen weitgehend vermieden werden. Dies wird durch kontinuierliche Abnahme der Steifigkeit der Membran von der Erregungsstelle nach dem Rand zu erreicht, wobei diese Steifigkeitsabnahme sowohl dadurch bewirkt werden kann"daß die Membran nach dem Rand zu dünner rausgebildet ist! als auch durch das Membranmaterial selbst, indem nämlich das Material nach dem Rand zu weicher gewählt wird. Die Verteilung der Dicke kann nach bestimmten Gesetzen vorgenommen werden. Diese Tatsache gilt unabhängig von der Form der Membran. Es ist also gleichgültig, ob es sich um eineKonusmembran, eine flache Kolbenmembran, eine solche in Form einer Kugelkalotte oder irgendwie anderen Form handelt. Zweckmäßig wird die Dickenverteilung, ausgehend von der Erregungsstelle so vorgenommen, daß von der Erregungsstelle hinweg die Membran dünner wird. Dabei kann eine lineare Abnahme der Dicke gewählt werden. Aber auch irgendein Gesetz kann für den jeweiligen Stoff und Zweck ausgewählt werden. So kann z. B. die Abnahme der Membran im wesentlichen nach dem Gesetz wie zlx, r/x2, 1g x erfolgen, wobei x die Entfernung von Erregungsstellen bedeutet.
• Da die Membran mit einer gewissen Dicke ausgestattet wird, kann auch die Konusform, die hauptsächlich zur Erzielung einer großen Steifigkeit bei . den üblichen Membranen benutzt wurde, verlassen werden. Die Konusform hat bekanntlich verschiedene Nachteile, die durch jetzt mögliche andere Membranformen beseitigt werden können. Dafür gibt es nun auch die verschiedensten Lösungsmöglichkeiten.
• Als Beispiel ist in der Abbildung eine Membranform gezeigt, die mit einem exponentiellen Abfall der Dicke, ähnlich einer Kolbenmembran ausgebildet'-ist, wobei, wie man leicht sieht, die abstrahlende Fläche ebensogut eine Ebene sein könnte, aber in dem abgebildeten Ausführungsbeispiel zu einer Art Kegel ausgebildet ist, um für die hohen Frequenzen die Richtwirkung zu vermindern.
• Da die Membran erfindungsgemäß aus einem sehr leichten Material besteht; spielt eine mehr oder weniger große Dicke keine Rolle mehr; so daß man infolgedessen leicht beliebige Membranformen herstellen kann, wobei nur der wesentliche Gesichtspunkt der unterschiedlichen Dicke beachtet werden müß. Als Baustoff für die Membran eignen sich schaumartige Kunststoffe. Es können aber auch ebensogut natürliche Stoffe benutzt werden, die eine ähnliche Beschaffenheit! aufweisen, wies z. B. Holundermark od. dgl.
• Da es erwünscht ist, die Membran an den Rändern möglichst dünn auslaufen zu lassen, kann man dem Schaumstoff entweder Gewebefasern beimengen oder, wie .dies in dem abgebildeten Ausführungsbeispiel dargestellt ist, ein dünnes Gewebe einsieben., wobei dann dieses Gewebe über die Menbranhinausgeht und diebeweglicheLagerungbildet. Das Gewebekahn dabei dann so ausgeführt sein, @daß es dort, wo es die Membran verläßt, entweder dichter gewebt ist oder verstärkt ausgeführt wird. Ebensogut kann natürlich auch so, wie dies bisher manchmal ausgeführt wurde, die Membran ohne Gewebeeinlage hergestellt sein und an den Rändern die Halterung aufgeklebt werden. Über die Ausführungen solcher Lagerungen bestehen bekanntlich schon genügende Erfahrungen: Bei dem Lautsprecher nach der Erfindürg ist es besnaders vorteilhaft, die Membran nach den Rändern zu sehr dünn auslaufen zu lassen. Wird die Membran immer dünner und dünner, so verliert sich allmählich ihre ,Steifigkeit, und die Membran wird nach dem Rand zu ganz weich. Durch einen kontinuierlichen Übergang werden Stoßstellen und damit Reflexionen, die stehende Wellen zur Folge haben können, vermieden. Wird also eine Membran so ausgeführt, daß die Ränder nicht reflektieren, so könnten damit auch dann gute Ergebnisse erzielt werden, selbst wenn die Membran nicht aus Material mit starker innerer Dämpfung, sondern, aus bisher üblichem Membranmaterial ausgeführt wird.
• Ein erfindungsgemäßer Aufbau des Lautsprechers hat außerdem noch den Vorzug einer tiefen Eigenresonanz, da für die tiefen Frequenzen die gesamte Masse eingeht. Die Spulenlagerung wird zweckmäßig so ausgeführt, daß die Schwingspule in mehr als zwei Punkten gehaltert ist und die Halterung an jedem einzelnen Punkt zu einer durch diesen Punkt gehenden Radialen symmetrisch ist. Dadurch wird vermieden, daß bei den großen Amplituden durch -die Halterung Torsionskräfte auftreten.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Lautsprecher zur Wiedergabe eines großen Frequenzbereiches mit einer eine verhältnismäßig große Dicke aufweisenden Großflächenmembran aus einem Material von geringem spezifischem Gewicht, dadurch gekennzeichnet, daß. die Steifigkeit der z. B. aus einem schaumartigen Kunststoff oder anderen Werkstoffen von holundermarkähnlicher Beschaffenheit bestehenden Membran von der Erregungsstelle nach den Rändern zu derart kontinuierlich abnimmt, daß Reflexionen der der Membran an der Erregungsstelle aufgedrückten Schwingungen weitgehend vermieden werden.
2. 2. Lautsprecher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Membran von der Erregungsstelle nach den Rändern zu kontinuierlich linear oder im wesentlichen nach einem anderen Gesetz wie z. B. ilx, i/x2, 1g x abnimmt.
3. 3. Lautsprecher nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Membran von der Erregungsstelle nach den Rändern zu kontinuierlich weicher wird.
4. 4. Lautsprecher nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Membrankörper Gewebe oder Gewebefasern eingelagert sind, die gegebenenfalls über- die Membran hinausragen und zur Einspannung dienen.
5. 5. Lautsprecher nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspannmaterial der Membran, wie z. B. Gewebe oder Leder, entweder auf oder zwischen das Membranmaterial gelegt wird.
6. 6. Lautsprecher nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung der Schwingspule an mehr als zwei Punkten erfolgt und dabei symmetrisch zu einer Radialen, die durch diesen Punkt geht, ausgeführt ist.
7. 7. Lautsprecher nach Anspruch r bis 6, dadurch gekennzeichnet, @daß die Membran eine tiefe Eigenresonanz besitzt. Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 1639 546, i 715 598, i 756 838; britische Patentschrift Nr. 256 443; deutsche Patentschriften Nr. 657 24i, 551 i57.