DE977538C

DE977538C - Process for the production of loudspeaker diaphragms with a foam structure

Info

Publication number: DE977538C
Application number: DEP1765D
Authority: DE
Inventors: Emil Dr Podszus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1943-03-16
Filing date: 1943-03-16
Publication date: 1966-12-15

Description

Verfahren zum Herstellen von Lautsprechermembranen mit Schaumstruktur Erstarrte Schaummassen sowie Verfahren zu ihrer Herstellung sind für Zwecke der Schall- und Wärmeisolation vielfach bekanntgeworden.Process for the production of loudspeaker diaphragms with a foam structure Solidified foam masses as well as processes for their production are for the purposes of Sound and heat insulation become widely known.

In Anlehnung an deren Eigenschaften sind auch für rein akustische Einrichtungen (Lautsprecher), massive Schaumkörper reit Stärken bis zu mehreren Zentimetern, massive Kegel u. dgl, bekannt, welche als Klangerzeuger dienen, aber keine eigentliche Membran darstellen. Ihre Herstellungsverfahren sind von denjenigen der Dämmstoffe übernommen, indem gesondert hergestellte, viskose Schaummassen in., besondere Formen gegossen werden, in denen sie zum Erstarren gebracht werden; auch wurden aus so gewonnenen Blöcken entsprechende Klangkörper ausgeschnitten. Das Ziel aller Lautsprecher, wirkliche Musik wie das Original zu bringen, war damit nicht zu erreichen. Die starke, bevorzugte Dämpfung in der Membran bis zur Schallvernichtung war mit die Ursache, wie auch bei Papiermembranen.Based on their properties are also for purely acoustic Facilities (loudspeakers), massive foam bodies, riding strengths up to several Centimeters, massive cones and the like, which serve as sound generators, but do not represent an actual membrane. Their manufacturing processes are different from those of the insulating materials taken over by separately produced, viscous foam masses in., special molds are cast in which they are made to solidify; even Corresponding sound bodies were cut out of the blocks obtained in this way. The goal with all speakers bringing real music like the original wasn't with it to reach. The strong, preferred damping in the membrane up to the destruction of the sound was one of the causes, as was the case with paper cones.

Es sind auch Membranen., die im Verhältnis zu ihrer Abstrahlungsfläche sehr dünn sind, bekannt. Diese Membranen bestehen aus einer lockeren Lagerung leichter Faserstoffe, die mit Hilfe von Lakken oder lackähnlichen Flüssigkeiten zu einem höchst porösen aber starren Gebilde verbunden sind, wobei das in ihnen enthaltene Volumen ein Vielfaches desjenigen des gerüstartig verteilten Stoffes beträgt.There are also membranes. That are in relation to their radiating surface are known to be very thin. These membranes consist of a loose storage lighter Fibers made with the help of Lakken or lacquer-like liquids are connected to a highly porous but rigid structure, with that in them Volume contained is a multiple of that of the material distributed like a scaffold amounts to.

Der Weg, der hier beschritten wird, führt zu Membranen mit 'Schaumstruktur. Solche können dadurch hergestellt werden, daß z. B. aus Lacken oder lackähnlichen Stoffen mit gasförmigen. Beimengungen ein höchst voluminöses Schaumgebilde erzeugt wird, und dieses dann in Gestalt einer Membran zum Erstarren gebracht wird; das ist keine einfache Aufgabe, besonders wen.n.es sich um große Membranen handelt und besondere Formen aus besonders geeigneten Materialien gewonnen werden sollen. Denn für die Wiedergabe des komplizierten Tongemisches der Musik, ist eine Gleichmäßigkeit und Dauerbeständigkeit gegenüber den zahllosen Schwingungen notwendig. Das Verfahren muß außerdem möglichst einfach sein. -Es wurde nun gefunden, daß das Endziel mit Schaumgebilden außerordentlich diffiziler Struktur erreicht werden kann, welche im Vergleich zu ihrer Stärke sehr ausgedehnt sind, und bei denen die Dicke nur wenige Millimeter, etwa i bis 2 min, beträgt, was eine große Schwierigkeit für die Herstellung mit den oben geforderten Eigenschaften bedeutet.The path taken here leads to membranes with a 'foam structure. Such can be produced in that, for. B. from paints or paint-like Substances with gaseous. Admixtures produce a very voluminous foam structure is, and this is then made to solidify in the form of a membrane; the is not an easy task, especially when it comes to large membranes and special shapes are to be obtained from particularly suitable materials. Because for the reproduction of the complex mix of sounds in the music is a regularity and durability against the countless vibrations necessary. The procedure must also be as simple as possible. -It has now been found that the ultimate goal with Foam structures extremely difficult structure can be achieved, which are very extensive compared to their strength, and of which the thickness is only a few Millimeters, about 1 to 2 minutes, which is a great difficulty for manufacture with the properties required above means.

Dazu wird erfindungsgemäß auf einer mit einer schaumundurchlässigen Schicht überzogenen, -stä:rren Form in Membrangestalt als Unterlage ein Gemisch der zur Schaumbildung erforderlichen Stoffe in einer Stärke von einigen zehntel Millimetern aufgebracht, das Gemisch wird dann zu, einer dünnen, etwa i bis 2 mm @ stärken Membran' aufgeschäumt, die darauf mitsamt der undurchlässigen Schicht von der Form. abgehoben wird.For this purpose, according to the invention, on one with a foam-impermeable Layer coated, rigid form in membrane form as a base a mixture of the substances required for foam formation in a strength of a few tenths Applied millimeters, the mixture is then, a thin one, about 1 to 2 mm @ Strengthen membrane 'foamed up on it together with the impermeable layer from the shape. is lifted.

Den zum Aufschäünen erforderlichen Treibmitteln können die Eigenschaften der Membran verbessernde Zusätze, wie Stoffe mit hoher Elastizitätskonstanten in Form dünner Blättchen oder Fasern, wie Glinimer,'-Glas u. a:" zugesetzt werden.The properties of the membrane improving additives, such as substances with high elastic constants in In the form of thin flakes or fibers, such as glinimer, glass and others: "can be added.

Das Verfahren wird vereinfacht, wenn der Schaum in der Hitze erzeugt wird, z. B. aus Lakken und lackähnlichen Stoffen; welche- in Mitteln gelöst werden können, welche sich bereits vor der Treibtemperatur des Schaumes herausdampfen lassen, wie Alkohol, Aceton bei Preßharzlacken. Das Lösungsmittel wird am besten vor der Schaumtreibung durch Erwärmen herausdestilliert. Für die Bestimmung des Volumens, der Dicke der Membran und der Eigenschaften, wie dafür, daß das Gasvolumn ein großes Vielfaches des Gerüstes betragen soll, ist die Verwendung von festen Treibmitteln günstig, welche bei der Treibtemperatur der Masse bzw. vor der völligen Verflüssigung die für das Volumen der Membran und den Druck zur Schaumbildung notwendigen Gas- oder auch Dampfmengen abgeben können, welche also bei der noch zähen Beschaffenheit des Lackes einen Zersetzungsdruck von einer Atmosphäre bereits erreichen. Dazu gehören leicht zersetzliche Karbonate, Oxalate der Leichtmetalle oder gewisse organische Stoffe, welche in den Lösungsmitteln wenig löslich sind. Die Korngröße und die Menge sind ein wichtiges Mittel; die -Größe der Bläschen des Schaumes festzulegen sowie auch die Dimensionen der Membran, wobei Bläschen unter o,i mm jedoch vermieden werden sollen.The process is simplified when the foam is generated in the heat will, e.g. B. from lacquers and lacquer-like materials; which- are resolved in funds which can be evaporated before the foaming temperature of the foam, such as alcohol, acetone in press resin paints. The solvent is best before the Foam drift distilled out by heating. To determine the volume, the thickness of the membrane and the properties, such as ensuring that the gas volume is large The use of solid propellants is to be a multiple of the framework favorable, which at the blowing temperature of the mass or before complete liquefaction the gas required for the volume of the membrane and the pressure for foam formation or can also give off steam, which is the case with the still viscous nature of the paint can already reach a decomposition pressure of one atmosphere. This includes Easily decomposable carbonates, oxalates of light metals or certain organic ones Substances that are sparingly soluble in solvents. The grain size and the amount are an important resource; Determine the size of the bubbles in the foam as well also the dimensions of the membrane, whereby bubbles below 0.1 mm are avoided should.

Sicherer ist es, die Ausbreitung des Schaumes durch eine äußere Begrenzung noch zu beschränken, z. B. durch einen festen Abschluß. Die Verwendung eines dichten Gehäuses verbietet sich nicht nur wegen der Kosten, sondern vor allem wegen der geringen Dicke und der im Verhältnis dazu großen Ausdehnung der Membran.It is safer for the foam to spread through an external boundary still to be restricted, e.g. B. by a fixed conclusion. The use of a dense Housing is out of the question not only because of the cost, but above all because of the small thickness and the large expansion of the membrane in relation to it.

Im folgenden -wird eine einfache, billige und vollkommene Methode beschrieben, mit deren Hilfe dünne gleichmäßige Membranen gewonnen werden. Die äußere- Begrenzung. braucht nicht starr zu sein, sie muß nur dem Druck des Schaumes standhalten können, der dazu so gering wie möglich gehalten werden soll. Es genügt dann, eine dünne einfache Haut z. B. aus zähem Papier, welches schaumundurchlässig, aber zweckmäßig gasdurchlässig sein muß,`den Schaum aber nicht austreten läßt. Diese äußere Schicht muß entsprechend dem erforderlichen Maß etwas größer als die Lackschicht sein. Infolge ihrer Beweglichkeit kann die Treibkraft des Schaumes eine gleichmäßige Verteilung nach den Seiten bewirken. Auch diese Haut ist, wie auch die Unterlage, an der Membran dicht abschließend` befestigt. Sie wird zusammen mit dem Schaum und der Unterlage nach der Fertigstellung von der Form abgehoben -und -bildet einen Teil der -Membran.The following is a simple, cheap, and perfect method described, with the help of which thin uniform membranes are obtained. The outer Limitation. does not need to be rigid, it just has to withstand the pressure of the foam that should be kept as low as possible. It is then sufficient to have one thin simple skin e.g. B. made of tough paper, which is foam-impermeable, but functional Must be gas-permeable, `but does not allow the foam to escape. This outer layer must be slightly larger than the paint layer according to the required dimension. As a result Their mobility allows the propellant force of the foam to distribute it evenly effect after the sides. This skin, like the base, is also on the membrane tightly fastened. It comes along with the foam and the underlay lifted from the mold after completion and forms part of the membrane.

Zu- den weiteren Maßnahmen gehört die Einhaltung einer den vorliegenden Verhältnissen angepaßten Erhitzungsgeschwindigkeit, Schaumbildung und Abkühlung. Sie soll möglichst kurz sein, bei Preßharzlacken etwa i5-Minuten, und nur zur Ausbildung des Schaumes dienen, damit nicht durch Gasverluste Unregelmäßigkeiten entstehen. Das geschieht am besten auf. einer dünnf-n, aber noch genügend' stäri-en Förm--aüs--die- Wärme gut leitendem Metall mit geringer Wärmekapazität wie Aluminium.- -Mit so hergestellten Membranen ist es gelungen, bei Lautsprechern wirklich originalgetreue Wiedergabe auch von Musik zu erreichen und die Eigenschwingungen bis unter die Hörgrenze zu dämpfen und trotzdem die hohe Empfindlichkeit bis weit über das Hörgebiet zu erhalten. Beispiel Auf einem Aluminiumkonus von etwa i mm Stärke wird eine Aluminiumfolie aufgezogen mit einer- Dicke von etwa Ihoo mm. Sie -wird am Rande befestigt. Darauf - wird eine= etwa- o,2 mm starke Schicht einer 45 O/oigen Lösung von Preßharzlack in Alkohol oder Aceton verteilt, -in der zuvor 2 D/o Natriumbikarbonat mit etwas Alaun und Gips in Korngrößen von wenigen hundertstel Millimetern aufgeschwemmt war. Darüber wird- in den vorgeschriebenen Abhiessungen dünnes Papier-auch am Rande befestigt. Nach dem Trocknen bei etwa 5o° C zur Verdampfung des Lösungsmittels wird das Ganze in einem auf etwa 170°C vorgeheizten Ofen schnell erhitzt, darin etwa 6 Minuten belassen und schnell abgekühlt. Nach dem Lösen der Randbefestigungen kann die Membran abgehoben werden.Other measures include compliance with one of the present ones Heating rate, foaming and cooling adapted to the conditions. It should be as short as possible, about 15 minutes for press resin paints, and only for training purposes of the foam so that there are no irregularities due to gas losses. That is best done on. a thin, but still sufficiently thick shape - out - the- Metal with good heat conductivity and low heat capacity like aluminum.- -With so produced Diaphragms have succeeded in reproducing really true to the original in loudspeakers can also be achieved by music and the natural vibrations below the audible limit and still maintain the high sensitivity far beyond the listening area. Example An aluminum foil is placed on an aluminum cone about 1 mm thick drawn up with a thickness of about 100 mm. It - is attached to the edge. Thereon - a = about 0.2 mm thick layer of a 45% solution of press resin varnish distributed in alcohol or acetone, -in the previously 2 D / o sodium bicarbonate with something Alum and gypsum in grain sizes of a few hundredths of a millimeter was floating. On top of this, thin paper in the prescribed dimensions is also placed on the Edge attached. After drying at about 5o ° C for evaporation of the solvent the whole thing quickly heated in an oven preheated to about 170 ° C, in it for about Leave for 6 minutes and cool quickly. After loosening the edge fastenings can the membrane can be lifted off.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of loudspeaker cones with a foam structure, characterized in that one with a foam-impermeable Layer coated rigid form in membrane form as a base a mixture of Materials required to produce foam in a thickness of a few tenths of a millimeter applied and then foamed into a thin membrane about 1 to 2 mm thick which is then lifted off the mold together with the impermeable layer.

2. The method according to claim i, characterized in that the outer boundary and to regulate the foam a foam-impermeable, expediently gas-permeable, thin skin, e.g. B. solid paper, is used, with gas pressure and strength be adapted to each other.

3. The method according to claims i and 2, characterized in that the base and the skin are finally attached to the membrane and form part of the membrane after removal from the mold. , 4. Process according to claims i to 3, characterized in that the foam-forming layer is produced from lacquer-like substances in the heat, which are dissolved in agents which can be evaporated before the blowing temperature of the foam, such as alcohol or acetone in press resin lacquers, which the necessary Propellants and, if necessary, additives such as flakes, fibers with high elastic constants (glass, mica) can be added. 5. Process according to claims i to 4, characterized in that the propellant used is solid, gas-emitting substances in the heat which already have a decomposition pressure sufficient for foam formation before the membrane material is completely liquefied, such as easily decomposable carbonates, oxalates of light metals or certain organic ones Substances that are used, namely in grain sizes which produce gas bubbles up to the membrane thickness, but expediently not less than 0.1 mm, and in quantities that give the shaped volume of the membrane. 6. The method according to claims i to 5, characterized in that the heating, foaming and cooling is carried out in a short time (about 15 minutes). 7. The method according to claims i to 6, characterized in that the support form for the membrane is thin, but rigid enough of the heat conductive metal with low heat capacity. B. Membrane according to claims i to 7 made of solidified foam with an expansion of a few millimeters compared to the small thickness. Considered publications: German patent specification No. 657 241, 715 333 Austrian patent specification No. i 15 569; French Patent No. 833,384; British Patent No. 513,289; USA. Patent No. 2 297.2 1 8. Earlier patents considered: German Patent No. 90o 228.