DK142830B - Membran til akustisk omsaetter - Google Patents

Description

OD FREMLÆGGELSESSKRIFT 1^2830 DANMARK «’> i«· ci.’H 04 r 7/oe «(21) Ansøgning nr. 28/76 (22) Indleveret den 6. j &Π. 1976 (24) Løbedag 6. jan. 1976 (44) Ansøgningen fremlagt og fremlseggelsesskriftet offentliggjort den 2 · f eb. 1 981

DIREKTORATET FOR

PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET (3°) beo*nH fra den

7. jan. 1975, 2500597, DE

(71) JOSEF WILHELM MANGER, Karlstadter Strås se 5, 8725 Arns tein, DE.

(72) Opfinder: Samme.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Patentagentfirmaet Magnus Jensens Eftf.

(54) Membran til akustisk omsætter.

Den foreliggende opfindelse angår en membran til en akustisk omsætter og af et i indspændingsplanet viskoelastisk materiale med lille tilbagestillingselasticitet.

Sådanne membraner kendes eksempelvis fra DK ans. 4070/73 og tjener til opnåelse af elektroakustiske omsættere, der i praksis ikke har mekaniske kraftreservoirer, og som i modsætning til sædvanlige omsættere hovedsagelig er karakteristiske derved, at de udviser en membran med vidtgående viskoelastiske egenskaber, en elektromagnetisk midtercentrering for membranen, jvf. eksempelvis DT-PS 1.815.694 og uden skadelige luftpolstringer foran og bag membranen.

De kendte membraner af den nævnte type består eksempelvis af strikke- eller maskestof imprægneret med en dispersionsopløsning 2 142830 på butadienbasis. En sådan membran udviser en stor bremse- eller modstandshæmning ved forholdsvis ringe tømning gennem elastiske kræfter eller inertikræfter, hvilket eksempelvis medfører, at faseforholdene mellem de enkelte overførte frekvenser, når omsætteren betragtes som transmissionsled, forbliver i praksis uforanderlige.

De hidtil til fremstilling af viskoelastiske membraner anvendte materialer udviser forskellige ulemper. En væsentlig ulempe er det, at dæmpningsmaterialerne kun i et vist lille temperaturinterval giver den ønskede høje dæmpning, men i andre temperaturområder en ringe dæmpning, således at membranen ikke er tilstrækkelig temperaturstabil. Benyttes i stedet fyldmaterialet med mere temperaturuaftøngig dæmpning, er den mekaniske styrke af disse materialer - især ved forbindelsen mellem membran og svingspole -ikke tilstrækkelig til, at tilstrækkelig store kræfter kan overføres fra svingspolen til membranen, således at et ønsket lydtryk kan opnås.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at anvise en membran af den omhandlede art, som besidder den ønskede høje dæmpning inden for et væsentligt større temperaturinterval end hidtil muligt, og som alligevel gør det muligt at opnå lige så store eller endog større lydtryk end muligt med de kendte membraner.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved den i krav 1 anviste membranudformning .

Til det viskoelastiske lag egner sig foretrukket dæmpningsmaterialer, der inden for et bredt temperaturområde har stor dæmpningsfaktor, som eksempelvis anvendt til lyddæmpning af pladekonstruktioner. Eksempelvis kendes dæmpningsmidler, der består af overvejende amorfe copolymer!sater af vinylestere af fedtsyre med to eller tre carbonatomer og ethylen eller estere af alkohol med fire til tolv carbonatomer og acryl- og maleinsyre, altså af copolymer! sater, der er fremstillet ved copolvmerisering af monomere, hvis homopolymerisater, hvad angår størkningstemperatur, adskiller sig mindst 20°C (BE-PS 598.603). Endnu bedre egnede forekommer visse ligeledes kendte podepolymerisater, nemlig dels polymerisater af styrol eller styrol med ringe mængde af en copolymerisørbar car-bonsyre eller acryl/acrvlnitril-blanding af vinylacetat/ethylen-copolymerisat (DT-PS 1.301.662, 1.301.604, 1.301.665 og 1.301.666), dels styrol/acrylnitril, styrol eller methaonylsyremethylester af copolymerisater af vinylacetat egnede estere af umættede, polymeri-serbare carbonsyrer og en umættet copolymer!serbar syre (DT-PS 1.301.663 og DT-OS 1.694.225 - 8).

3 142830

Det viskoelastiske lag i membranen ifølge opfindelsen består foretrukket af et podepolymerisat af methacrylsyremethylester eller methacrylsyremethylester/acrylsyre af vinylacetat/2-ethyl-hexylacrylat/dibuthylmaleinat/crotonsyrecopolymerisater. Ved passende valg og/eller kombination af podestoffer kan der fremstilles dæmpningsmaterialer, hvis dæmpningsfaktor i området mellem 0° og 60°C besidder en værdi, der er meget nær maksimalværdien. Det er således muligt at opnå en membran, der især ved alle for en højttaler sædvanligt forekommende temperaturer udviser praktisk taget ensartede, gode mekanisk-akustiske egenskaber.

Hensigtsmæssigt udgøres membranen af tre lag med et midterlag af det viskoelastiske materiale og yderlag af folie, der eksempelvis kan være en sædvanlig polyester- eller polyvinylfluoridfolie.

I en elektroakustisk omsætter med en sådan membran kan sving -spolen være mekanisk koblet til en af folierne.

Ved den anviste membran kan fremstilles elektroakustiske omsættere med væsentlig forøget temperaturuafhængighed og udstrålingsydelse, fordi det ved de ydre folier sikres, at man trods anvendelsen af i det væsentlige temperaturuafhængige, men mekanisk dårligt stabile dæmpningsmaterialer kan overføre store kræfter fra svingspolen over folien til dæmpningsmaterialet, således at membranarealet kan gøres væsentligt større end, hvis folien var udeladt.

For at undgå at membranen ved anvendelse af visse folier bliver elastisk i indspændingsplanet og derved i stand til at virke som kraftreservoir, er det hensigtsmæssigt, at folien overfladepræges med et mønster af deformationer, som bryder træklinierne. Herved opnås, at den ydre folie på membranen i praksis kun tjener til kraftoverføringen, medens membranens enkelte fladeelementer på grund af podepolymerisatets virkning på det nærmeste kun er forbundne ved frikti onskobling.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere i forbindelse med tegningen, hror fig. 1 viser en del af en membran ifølge opfindelsen i perspektiv, fig. 2 et aksialsnit gennem en højttaler med membran ifølge opfindelsen, og fig. 2a og 3 tilsvarende snit gennem andre udførelsesformer for højttalere med en membran ifølge opfindelsen.

4 142830

Membranen ifølge opfindelsen består af flere lag, nemlig ved den i fig, 1 viste udførelse af et midterste lag 2 af et materiale, der er stærk viskoelastisk i et stort temperaturinterval på eksempelvis 0°-60°C.

På begge sider af midterlaget 2 findes lag 3 og 4 af en mekanisk stabil folie, eksempelvis en polyester-, polycarbonat- eller polyvinylfluoridfolie med et elasticitetsmodul på mere end 98066 p Ι/cm Foliematerialet kan således være et af de materialer, der markedsføres under varemærkerne MYLAR, MAKR0F0L eller TEDLAR.

Tykkelsen af folielagene 3 og 4 er sammenlignet med midterlaget 2 forholdsvis lille, nemlig eksempelvis 0,01-0,04 mm, medens midterlagets tykkelse fortrinsvis er 0,2 - 0,4 mm.

Membranen ifølge opfinde sen kan eksempelvis fremstilles på følgende måde . To plane eller med et prægemønster forsynede varmeplader belægges med hver sin folie, mellem hvilke folier der placeres en afvejet mængde af podepolymerisat, der også har termo-hæftende egenskaber. Afhængig af polymerisatet opvarmes varmepladerne til eksempelvis 140-180°C, og folierne klemmes sammen om polymerisatet med et konstant tryk på eksempelvis 3-4 atm. Herved vil polymerisatet smelte og fordeles jævnt mellem folierne,til det efter nogle minutter har nået den ønskede lagtykkelse. Herefter skilles varmepladerne, og den færdige membran kan eventuelt efter tilskæring forbindes til en svingspole.

Fig. 2 viser et aksialsnit gennem en elektroakustisk omsætter i form af en højttaler med en membran ifølge opfindelsen. Højttaleren indeholder en enkelt pottemagnet 23 med en permanent magnet 24,og i hvis luftspole L to svingspoler er anbragt i hinandens forlængelse. Membranen 26 er fastgjort til en hul cylinderformet svingspolering 25, der bærer svingspolerne. Membranens yderste rand er indspændt i en til magneten 23 fast forbundet yderring 27.

Også membranens 26 midtpunkt kan være fastholdt ved hjælp af en ikke vist stift. I hvilestillingen står membranfladen omtrent vinkelret på svingspolens akse.

Membranens 26 udstrålende flade er ikke begrænset til den membrandel, der befinder sig inden for svingspoleringen 25, men omfatter også den del af membranen, der ligger mellem de to ringe 25 og 27. Inden for svingspoleringen 25 er membranen 26 plan, og centreringen sker på kendt måde (DT-PS 1.815.694).

^ 142830

Bag membranen 26 afgrænser pottemagnetens 23 indre og ydre polsko skadelige luftrum 28. Dette undgås, når magneten som vist i fig. 2a udgøres af to ringformede polsko 29 og 30 og et antal permanente magneter 31,der er jævnt fordelt langs en cirkel og lader mellemrum 36 frie. Polskoene består af elektrisk ledende og luftgennemtraangeligt sintermetal.

Den i fig. 3 viste udførelsesform adskiller sig fra den i fig.

2a viste, ved at luftspalten L afgrænses af to ydre polsko 29a, 30a på en permanent magnet 31 og en som polskoring 33 udformet kerne, der er fastgjort til polskoene 29a, 30a ved hjælp af ikke viste stræbere af umagnetisk materiale. Herved opnås den fordel, at de indesluttede luftmasser (28 i fig. 2) undgås. Om ønsket kan membranens midterpunkt fikseres ved hjælp af en af tynde stræbere 34 fastholdt stift 35, således at membranen under drift svinger såvel mellem de to ringe 25 og 27 som mellem ringen 25 og stiften 35.

I tilstanden med forventet maksimal udbøjning for svingspolen befinder membranen sig i den med punkteret streg 26a viste tilstand. Membranen er i denne tilstand ikke i og for sig strakt, så heller ikke i dette tilfælde dannes elastiske kraftreservoirer.