DE902015C

DE902015C - Hyperbaric loudspeaker

Info

Publication number: DE902015C
Application number: DEK5061D
Authority: DE
Inventors: Friedrich Roesch
Original assignee: Klangfilm GmbH
Current assignee: Klangfilm GmbH
Priority date: 1940-09-04
Filing date: 1940-09-04
Publication date: 1954-01-18

Description

Druckkammerlautsprecher Die Erfindung bezieht sich auf Druckkammerlautsprecher; das: sind solche Lautsprecher, bei denen die Luftbewegung, welche die Membran erzeugt, über eine Druckkammer auf einen Trichter übertragen wird. Solche Lautsprecher sind an sich .bekannt und werden vorzugsweise für die Übertragung höherer Frequenzen verwendet. Diese bekannten Lautsprecher mi@gen nun eine verhältnismäßig unregelmäßige Frequenzkurve. Dies ist einmal darauf zurückzuführen, daß die Grundresonanz der Membran eine Überhöhung der Frequenzkurve erzeugt und zum anderen darauf, daß infolge der Trägheit der zu bewegenden Massen ein Abfall in dem Bereich höherer Frequenzen hervorgerufen wird. Es wurde bereits versucht, .die sich hieraus ergebenden linearen Verzerrungen durch eine besondere Ausgestaltung der Membran zu vermeiden, indem der Albfall in den Höhen durch Teilresonanzen der Membran kompensiert wurde. Hierdurch entsteht zwar eine gewisse Verbesserung der Wiedergabe höherer Frequenzen, die Frequenzkurve bleibt jedoch in diesem Gebiet nach wie vor verhältnismäßig unregelmäßig, da sie verschiedene Spitzen erhält.Pressure Chamber Loudspeakers The invention relates to hyperbaric loudspeakers; that: are those loudspeakers in which the air movement generated by the membrane is transferred to a funnel via a pressure chamber. Such speakers are known per se and are preferred for the transmission of higher frequencies used. These known loudspeakers now have a relatively irregular one Frequency curve. This is due to the fact that the fundamental resonance of the Membrane generates an exaggeration of the frequency curve and, on the other hand, that as a result the inertia of the masses to be moved a drop in the range of higher frequencies is caused. Attempts have already been made to reduce the resulting linear Avoid distortions by a special design of the membrane by the nightfall in the heights was compensated by partial resonances of the membrane. Through this there is a certain improvement in the reproduction of higher frequencies, the frequency curve remains, however, still relatively irregular in this area, since it gets various tips.

Nach bekannter Anordnung kann eine Vergleichmäßigung der Frequenzkurve und damit eine weitgehende Unterdrückung der linearen Verzerrungen dadurch erreicht werden, daß eine mit der vorderen Druckkammer in :der Farm im wesentlichen übereinstimmende hintere Druckkammer vorgesehen wird, die durch schalläbsorbierentde, Mittel belastet ist. Die Wirkungsweise 'beruht dabei darauf, an Stelle eines mechanischen Prinzips zur Beeinflussung des Frequenzganges ein akustisches Prinzip anzuwenden. Die Wirkung der zweiten Druckkammer läuft bei entsprechender Gestaltung darauf hinaus, @daß sie eine wesentliche Erhöhung der Geschwindigkeitstransformation mit sich bringt und damit eine Anhebung der Frequenzkurve im Bereich höherer Frequenzen bewirkt. Gleichzeitig bewirkt die zweite Druckkammer eine vermehrte Dämpfung der Grundresonanz der Membran, die im Gebiet tiefer Frequenzen liegt, und verringert dadurch die mit dieser Grundresonanz verbundene Überhöhung der Frequenzkurve. Die für die Korrektur der Frequenzkurve erforderliche Drucktransformation, oder mit anderen Worten die Ausgestaltung der Druckkammer, ist im wesentlichen von der Steifigkeit der Membran und ihrer Masse abhängig. Je größer die Steifigkeit und die Masse der Membran sind, um so. größer muß die Geschwindigkeitstransformation sein, um eine geradlinige Frequenzkurve zu erzielen.According to a known arrangement, the frequency curve can be made uniform and thus an extensive suppression of linear distortion is achieved that one with the front pressure chamber in: the farm essentially coincides rear pressure chamber provided that is caused by sound absorbing, Medium is charged. The way it works is based on it, instead of a mechanical one Principle to influence the frequency response to apply an acoustic principle. The effect of the second pressure chamber, if designed accordingly, amounts to @ that it brings with it a substantial increase in the speed transformation and thus an increase in the frequency curve in the range of higher frequencies. At the same time, the second pressure chamber causes increased damping of the basic resonance of the membrane, which lies in the area of lower frequencies, and thereby reduces the with this basic resonance associated exaggeration of the frequency curve. The one for correction the required pressure transformation of the frequency curve, or in other words the Design of the pressure chamber depends essentially on the rigidity of the membrane and their mass dependent. The greater the stiffness and the mass of the membrane, so. the speed transformation must be greater in order to achieve a straight frequency curve to achieve.

Außer den linearenVerzerrungen verringert bzw. beseitigt die zweite Druckkarn.mer auch noch nichtlineare Verzerrungen, die bei Verwendung nur einer Druckkammer auftreten. Es sind dies einmal die Verzerrungen, die durch die Gleichrichterwirkung hervorgerufenwerden, :die insbesonderebeigrößeren Amplituden in Escheinung tritt und :darauf zurückzuführen ist, daß die Wirkungsweise der Druckkammer :in der einen. Halbwelle anders ist als in der zweiten Halbwelle. Ferner gehören dazu die bei einer Druckkammer auftretenden Intermodulationserscheinungen in den Fällen, in :denen einer tiefen Frequenz, insbesondere bei großer Irnplitude, eine höhere Frequenz überlagert ist. Bei Verwendung nur einer Druckkammer wird in diesen Fällen bei .dem Ausschlag der Membran, der eine Verkleinerung der Druckkammer hervorruft, die Amplitude der überlagerten hohen Frequenz vergrößert, und umgekehrt, da die Rückstellkraft des Luftpolsters, welche bei hohen Frequenzen wirksam wird, umgekehrt proportional der Dicke der Druckkammer ist. Wenn die zweite Druckkammer angewendet wird, so wird :bei der Erhöhung der Rückstellkraft in .der- einen Druckkammer beim Ausschlag der Membran in der entsprechenden Richtung dieRückstellkraft in der anderen Druckkammer gleichzeitig verringert, so daß sich die Gesamtrückstellkraft bei der Bewegung der Membran nur unbeträchtlich ändert: Für die angestrebte Wirkung ist es nun zweckmäßig, der zweiten Druckkammer in bekannter Weise auch eine Belastung zu geben, die der Belasteng der ersten Druckkammer entspricht. Die Belastung der zweiten Druckkammer durch Anwendung von schallabsorbierenden Mitteln vereinfacht auch den konstruktiven Aufbau auf der Rückseite der Membran und hat nach den weiteren Vorteil, daß auch noch eine Dämpfung ider Membran in :den tiefen Frequenzen wirksam ist, in denen die Strahlungsdämpfung durch den an der Vorderseite der Membran liegenden Trichter praktisch unwirksam ist. Es wird also durch diese Dämpfung erreicht, @daß die Membran in den tiefen Frequenzen keine übergroßen Amplituden .macht, ohne daß durch den vorderen Trichter .Schall abgestrahlt wird. Der mit schallabsorbierenden Stoffen versehene Raum kann z. B. in bekannter Weise als zylindrische Bohrung idurch .das Magnetsystem ausgebildet werden.In addition to the linear distortion, the second one reduces or eliminates Druckkarn.mer also still non-linear distortion, which when using only one Pressure chamber occur. First of all, there are the distortions caused by the rectifier effect are caused: which is particularly evident at larger amplitudes and: is due to the fact that the mode of operation of the pressure chamber: in the one. Half-wave is different than in the second half-wave. This also includes those at a Pressure chamber occurring intermodulation phenomena in the cases in: which a low frequency, especially with a large amplitude, a higher frequency is superimposed. If only one pressure chamber is used, in these cases .dem The deflection of the membrane, which causes a reduction in the pressure chamber, the amplitude the superimposed high frequency is increased, and vice versa, since the restoring force of the air cushion, which is effective at high frequencies, is inversely proportional is the thickness of the pressure chamber. If the second pressure chamber is used, so will : when the restoring force is increased in one pressure chamber when the Diaphragm in the corresponding direction the restoring force in the other pressure chamber at the same time, so that the total restoring force when moving the Membrane changes only insignificantly: For the desired effect it is now advisable to to give the second pressure chamber in a known manner a load that the Load corresponds to the first pressure chamber. The load on the second pressure chamber the use of sound-absorbing means also simplifies the construction Build on the back of the membrane and has the further advantage of that too another attenuation in the diaphragm is effective in the low frequencies in which the radiation attenuation by the funnel located on the front of the membrane is practically ineffective. It is thus achieved through this damping that the membrane does not produce excessive amplitudes in the low frequencies without the front funnel .Sound is emitted. The one with sound-absorbing fabrics provided space can e.g. B. in a known manner as a cylindrical bore idurch .das Magnet system are formed.

Die Erfindung stellt .eine Weiterbildung der erläuterten bekannten dynamischen Druckkammerlautsprecher dar und ist dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Druckkammer in den Dämpfungsraum stetig übergeht, beispielsweise durch kegelartigen Einschnitt im schallabsorbierenden Stoff. Auf diese Weise wird erreicht, @daß im Schallweg zwischen Druckkammer und Dämpfungsraum Reflexionen -vermieden werden, so. daß die schauabsorbierenden Mittel in der Lage sind, die Eigenresonanzen aller hinter der Membran. liegenden Lufträume abzudämpfen. Derartige Eigenresonanzen können nicht nur zur Verschlechterung der Frequenzkurve beitragen, sie sind im allgemeinen sogar so groß, däß sie in der Impedanzkurve der MembraninErscheinungtreten. Dieschallabsorbierenden Mittel können an sich an beliebigen Stellen der Druckkammer liegen, beispielsweise an dem Außenrand der Membran. Zweckmäßig ist jedoch die Unterbringung gegenüber dem Vordertrichter.The invention represents a further development of the known dynamic pressure chamber loudspeaker and is characterized in that the rear pressure chamber merges steadily into the damping space, for example by cone-like Incision in the sound-absorbing fabric. In this way it is achieved @ that im Sound path between the pressure chamber and the damping chamber, reflections -avoided, so. that the show-absorbing means are able to absorb the natural resonances of all behind the membrane. to dampen lying air spaces. Such natural resonances can not only contribute to the deterioration of the frequency response, they generally are even so large that they appear in the impedance curve of the membrane. The sound absorbing Means can be at any point in the pressure chamber, for example on the outer edge of the membrane. However, accommodation opposite is appropriate the front funnel.

Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß das Magnetsystem am Kern einen unmagnetischen Teil für die Druckkammerbegrenzüng aufweist. Ferner kann gemäß der Erfindung der Luftspalt des. Magnetsystems durch einen Kurzschlußring abgeschlossen werden. Weiterhinkönnen erfindungsgemäß idie Stege des Antriebsystems vorzugsweise im Bereich ider Druckkammer Öffnungen aufweisen. Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll sich der Dämpfungsraum mit schallabsorbierendem Stoff zur Membran hin kegelartig erweitern.Another feature of the invention is that the magnet system has a non-magnetic part on the core for the pressure chamber limitation. Further can according to the invention the air gap of the. Magnet system by a short-circuit ring be completed. According to the invention, the webs of the drive system can also go further preferably have openings in the area of the pressure chamber. According to a further embodiment According to the invention, the damping space with sound-absorbing material is intended to form the membrane expand like a cone.

Die Erfindung und weitere Einzelheiten werden an Hand der Ei-. r und 2 beispielsweise erläutert: In Fig. r arbeitet die ebene kreisförmige Membran z über die Druckkammer 2 auf .einen Exponentialtrichter 3. Die Membran i ist zwischen den Klemmringen q. und 5 mit Hilfe der Schraube b gehaltert. Der Antrieb erfolgt über den zylindrischen Steg 7, der die Spule 8 trägt. Dieser Steg befindet sich in .dem Luftspalt des Magnetsystems 9 mit der Feldspule ro. Hinter der Membran r liegt eine zweite Druckkammer z r, die auf der Seite, welche ider Membran gegenüberliegt, durch das Magnetsystem 9 begrenzt ist. Es können auch an sich selbständige Wände für die zweite Druckkammer vorgesehen sein. Die erforderliche, Belastung der Druckkammer wird durch schallabsorbierende Mittel 1z erreicht, :die am äußeren Rand der Membran liegen, und durch weitere schallabsoebierende Mittel 13 und 1q., die in einer zylindrischen Bohrung des Magnetsystems 9 gegenüber dem Trichter 3 liegen. Hierbei wird zweckmäßig für das obere Material 13 Filz genommen und für das untere Material 1q. Watte. Um die- Druckkammer i i auch im Gebiet des Luftspaltes zu begrenzen, wird der Luftspalt durch einen Abschlußring 15, der gleichzeitig als Kurzschlußring dient, abgeschlossen. An, den Außenrändern kann die Druckkammer i i durch eine besondere Außenwand oder auch durch die Trichterwand abgeschlossen sein.The invention and further details are based on the egg. around 2 for example explained: In FIG via the pressure chamber 2 to .ein exponential funnel 3. The membrane i is between the clamping rings q. and 5 supported by means of screw b. The drive takes place via the cylindrical web 7 which carries the coil 8. This jetty is located in .dem air gap of the magnet system 9 with the field coil ro. Behind the membrane r there is a second pressure chamber z r, which is on the side opposite the diaphragm, is limited by the magnet system 9. There can also be independent walls be provided for the second pressure chamber. The required load on the pressure chamber is achieved by sound absorbing means 1z: those on the outer edge of the membrane lie, and by further sound-absorbing means 13 and 1q., Which in a cylindrical The bore of the magnet system 9 lies opposite the funnel 3. This is useful for the upper material 13 felt and for the lower material 1q. Cotton wool. Around the- To limit pressure chamber i i also in the area of the air gap, the air gap is through a closure ring 15, which also acts as a short-circuit ring serves, completed. At the outer edges, the pressure chamber i i can by a special Outer wall or be completed by the funnel wall.

Erfindungsgemäß wird, um die Wirkung des Dämpfungsmaterials zu vergrößern, :dieses auf der Membranseite kegelartig erweitert; das Filzstück 13 besitzt hierfür erfindungsgemäß z. B. einen kegelartigen Einschnitt 16.According to the invention, in order to increase the effect of the damping material, : this widened like a cone on the membrane side; the piece of felt 13 has this according to the invention z. B. a cone-like incision 16.

Eine andere Ausführungsform nach der Erfindung zeigt Fig. 2 für eine kalottenförmi@ge Me.mbran. Die Membran i ist als Kalottenmembran ausgebildet mit kreisförmigem Einspannring. Zur besseren Schallführung besitzt diese Kalotte in :der Mittelachse des Trichters einen Ansatz 2o nach Art einer Zwiebel. Die vordere Druckkammer 2 wird durch dasTrichteranfangsstück21 gebildet, auf das der Trichter aufgeschraubt werden kann. Der seitliche Abschluß der Druckkammer wird durch den Klemmring 22 gebildet, über den die Membran mit Hilfe eines zweiten Klemmringes 23 mit Hilfe der Schraube 24 am Anfangsstück 21 befestigt und, eingespannt wird. Das Anfangsstück 21 ist mit Hilfe der Schraube a5 .mit der Polplatte 26 des Magneten verbunden. Die hintere Druckkammer i i wird am Seitenrand durch den: Einspannring 23 begrenzt und auf der der Membran gegenüberliegenden Seite durch die Polplatte 26 und ferner durch das Schallführungsstück 27, :das auf .dem Magnetkern aufgeschraubt ist, welcher die Bohrung 29 aufweist. Das Schallführungsstück besteht aus irgendeinem , nichtmagnetischen Material und ist so geformt, d,aß ' die Druckkammer i i in dem dazugehörigen Bereich einen Verlauf wie die Druckkammer 2 bekommt. In der Öffnung 29 befindet sich das Filzstück 3!a mit einer Einkerbung, dessen Berandung in die Beran.dung der Schallführung 27 übergeht. Der Druckkammerraum, ider unterhalb der Rillen der Einspannung liegt, kann gegebenenfalls durch den mit 31 bezeichneten Kreisring dem darüberliegenden Teil genauer angepaßt werden. In :der Praxis zeigt es :sich jedoch, daß dieser Raum weniger Einfluß besitzt, insbesondere wenn ein Filzring 32 zur Dämpfung .dieses Raumes eingefügt ist, durch den die Schrauben 2q. und 25 hindurchgehen.Another embodiment according to the invention is shown in FIG. 2 for a dome-shaped Me.mbran. The membrane i is designed as a dome membrane circular clamping ring. For better sound guidance, this dome has in : the central axis of the funnel an approach 2o in the manner of an onion. The front one Pressure chamber 2 is formed by the funnel starting piece 21 on which the funnel is placed can be screwed on. The side closure of the pressure chamber is through the Clamping ring 22 is formed over which the membrane is formed with the aid of a second clamping ring 23 with the help of the screw 24 is attached to the starting piece 21 and clamped. The starting piece 21 is with the help of the screw a5 .mit the pole plate 26 of the magnet tied together. The rear pressure chamber i i is at the side edge by the: clamping ring 23 and on the side opposite the membrane by the pole plate 26 and further through the sound guide piece 27: which is screwed onto .dem magnetic core which has the bore 29. The sound guide piece consists of any , non-magnetic material and is shaped so that d, ate 'the pressure chamber i i in the associated area has a course like the pressure chamber 2. In the opening 29 is the piece of felt 3! A with a notch, the edge of which into the Beran.dung the sound guide 27 passes. The pressure chamber space, ider below the Grooves of the restraint can optionally be identified by the reference numeral 31 Annular ring to be adapted more precisely to the overlying part. In: practice shows it: it turns out, however, that this space has less influence, especially if a Felt ring 32 for damping .this space is inserted through which the screws 2q. and 25 go through it.

Andererseits kann aber die Einrichtung auch so getroffen werden, daß die rückwärtige Druckkammer durch den Klemmring abgeschlossen wird. In diesem Fall ist es zweckmäßig, den Antriebssteg mit Löchern zu versehen.On the other hand, the device can also be made so that the rear pressure chamber is closed by the clamping ring. In this case it is advisable to provide the drive web with holes.

Die Erfindung ist unabhängig von der Membranform; so kann sie beispielsweise auch bei rechteckigen Membranen angewendet werden. Sie ist ferner auch unabhängig von der Trichterform. Sie läßt sich -insbesondere bei Trichterlautsprechern anwenden, die mittlere und hohe Töne übertragen und deren Grundresonanz beispielsweise zwischen Zoo und 500 Hz liegt.The invention is independent of the membrane shape; for example, it can also be used with rectangular membranes. It is also independent of the funnel shape. It can be used, in particular, for funnel loudspeakers that transmit medium and high tones and whose basic resonance is between zoo and 500 Hz, for example.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Dynamic hyperbaric loudspeaker with a Pressure chamber on both sides of the membrane, in which: the one with the front pressure chamber in: the shape essentially matching rear .Druckkammer by sound-absorbing Medium is loaded, preferably such that the rear pressure chamber in the area the middle of the membrane merges into a room filled with sound-absorbing materials is provided which room z. B. as a cylindrical bore: through the magnet system is formed: characterized in that the rear pressure chamber (i i) in the Damping space continuously transitions, for example through a cone-like incision (16) .in the sound-absorbing fabric.

2. Loudspeaker according to claim i, characterized in that that the magnet system on the core (30) has a non-magnetic part (27) for the pressure chamber limitation has: 3.

Loudspeaker according to claim i or 2, characterized in that the The air gap of the magnet system is closed by a short-circuit ring (15). q ..

Loudspeaker. According to one of claims i to 3; characterized in that the Webs of the drive system, preferably in the area of the pressure chamber (i i) openings, exhibit.

5. Loudspeaker according to one of claims i to q., Characterized in that that the damping space with sound-absorbing material towards the membrane is cone-like expanded. Referenced publications: German patent specification No. 527 965.