EP0062600A1 - Electrodynamic loudspeaker for low and medium sound frequencies - Google Patents

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EP0062600A1
EP0062600A1 EP82710017A EP82710017A EP0062600A1 EP 0062600 A1 EP0062600 A1 EP 0062600A1 EP 82710017 A EP82710017 A EP 82710017A EP 82710017 A EP82710017 A EP 82710017A EP 0062600 A1 EP0062600 A1 EP 0062600A1
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membrane
loudspeaker according
plates
membranes
loudspeaker
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/40—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers
    • H04R1/403—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers loud-speakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/227—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only  using transducers reproducing the same frequency band

Definitions

  • the invention relates to an electrodynamic loudspeaker for low and medium sound frequencies with a movable membrane and with a voice coil connected to this membrane, which is arranged in the area of an air gap of a magnet arrangement with permanent magnets and through which a current can flow. This is the electrical signal that is to be converted into audible sound.
  • the membrane In the known loudspeaker of this type, the membrane is either funnel-shaped or dome-shaped or dome-shaped. If it is vibrated, it emits sound in one preferred direction. It follows that for a good stereophonic or quadrophone sound reproduction, the known loudspeakers must be aligned in such a way that the sound waves emitted by them converge at a point or a listening area in which the listener should be. This leads to disadvantages and limitations, firstly with regard to the positioning possibilities of the loudspeakers, secondly with regard to the number of listeners who can be at the preferred listening location and thirdly in cooperation with other loudspeakers, in particular tweeters.
  • the known loudspeakers have to be accommodated in boxes which are designed, for example, as a closed box or as a bass reflex box and, if necessary, have carefully thought-out acoustic shields or attenuators in order to avoid an acoustic short circuit with the sound waves emitted from the rear of the membrane.
  • the known loudspeaker arrangements in boxes are therefore often bulky and their price also lies relatively high because of the box.
  • the total acoustic power of a loudspeaker is proportional to the radiating surface, the square of the deflection of the membrane (elongation) and the square of the frequency.
  • the membrane essentially acts like a piston, the radiating surface of which is proportional to the square of the diameter of the circle which the outer edge of the membrane describes. Accordingly, the amplitude of the membrane movement (elongation) must be large at low sound frequencies and for a given diameter of the membrane in order to achieve a high acoustic switching power.
  • the object of the present invention is to avoid the disadvantages of the known loudspeakers and to provide an electrodynamic loudspeaker of the type mentioned at the outset which emits essentially in all directions and, for a predetermined diameter of the membrane, makes it possible to achieve a significantly greater acoustic switching power than the known speakers with the same paths of the membrane, or a smaller diaphragm stroke than the known speakers with the same acoustic sound power required.
  • An acoustic short circuit is excluded according to the invention because the sound pressure fluctuations emanating from the rear sides of the two membranes cannot reach the outside, but rather remain within the closed body, where they can be absorbed by suitable material.
  • the two transmission parts advantageously have the Form of a hollow spherical shell, which is attached with its highest point to the voice coil and with its circular edge to the associated membrane.
  • Such a loudspeaker behaves like a pulsating ball when excited by an applied electrical signal and sends the sound waves practically without a preferred direction evenly in all directions.
  • the radiating surface of this loudspeaker is essentially the same as the surface of the sphere formed by the two membranes. Therefore, for a given diameter, the total acoustic power of the loudspeaker according to the invention is approximately four times as high as that of a loudspeaker with a funnel membrane with the same movement strokes of the compared membranes.
  • the membrane of the loudspeaker according to the invention compared to a funnel membrane of a known loudspeaker is sufficient to obtain the same acoustic sound power.
  • the diaphragms of the loudspeaker according to the invention despite their relatively large diameter, have a high mechanical rigidity due to their shape.
  • the loudspeaker according to the invention can simply be suspended using a suitable fastening device, for example hanging from an arm or a console, or can be carried by a frame.
  • the loudspeaker shown in FIG. 1 has two substantially hemispherical membranes 1, 2, which are each connected to voice coils 3, 4.
  • Each voice coil 3, 4 is a section of a total of two drive units 5, 6, which are fastened in the middle region of a support part 7 in the form of a disk.
  • the two drive units 5, 6 are identical to one another and constructed in a known manner.
  • Each drive unit 5, 6 has a core 8 made of soft iron, an annular permanent magnet 9 which is arranged concentrically with the core 8, a yoke 10 made of soft iron which is connected to the core 8 and is in contact with a surface of the magnet 9, and an annular pole piece 11 made of soft iron, which is connected to the other surface of the magnet 9 and forms an annular gap with the free end region of the core 8, in which the voice coil 3, 4 can move axially.
  • Each of the two voice coils 3 and 4 is wound and fixed in a known manner, for example by gluing on a dimensionally stable, cylindrical grind Coil carrier 12.
  • a centering ring of conventional design hereinafter referred to as spider 13, ensures the hold and centering of the coil carrier 12 and the voice coils 3 and 4 within the air gap, ensuring that these two parts 3, 4 and 12 are free and can move in the axial direction in the air gap.
  • the 1 is composed of two parallel plates 14 and 15, each in the form of a disc. These are held at a distance from one another via webs 16. As can be seen from Fig. 2, the webs have an elongated shape and run radially between the two plates 14, 15, which they stiffen at the same time.
  • the plates 14, 15 can be made of a plastic or a non-magnetic metal. Other materials are possible.
  • the webs 16 are integrally connected to the plates 14 and 15, however, they can also be glued to one or both plates 14, 15. The two plates 14, 15 are connected by gluing to the free surfaces of the webs 16.
  • Each of the two plates 14, 15 has in its central region and on the outer side a circular recess 17 or 18, into which the magnet arrangement 8 to 11 of the drive unit 5 or 6 is inserted and glued.
  • the two drive units 5, 6 are exactly centered with respect to the respectively associated plate 14 or 15, and they are also located on the same axis with one another.
  • the voice coils 3, 4 are coaxial with each other.
  • each of the two plates 14, 15 has an edge-shaped, circular projection 19 or 20, which is integrally connected to the plate 14, 15, but can also be a separate part. In the latter case, it is glued to the outer surface of the plate 14 or 15 along the outer edge thereof.
  • two Support rings 21, 22 By gluing are two Support rings 21, 22 called beads below, connected on the one hand to the outer edge of each of the two membranes 1 and 2 and on the other hand to the projections 19 and 20 of the plates 14 and 15, respectively. They center the two membranes 1, 2 with respect to the plates 14, 15 and the drive units 5, 6, which are supported by the plates 14, 15.
  • the two beads 21, 22 correspond to the beads of conventional loudspeakers, they allow the respective diaphragm 1 or 2 to move as freely as possible in the axial direction (F, G).
  • the membranes 1 and 2 should be as light as possible so that they represent the lowest possible inert mass. On the other hand, they must be as stiff as possible so that they do not deform during their movement, i.e. they cannot be excited to vibrate naturally.
  • the membranes 1 and 2 are made in a known manner from cardboard by the conventional methods or from a cotton-silk fabric which is impregnated with a lacquer, for example nitrocellulose lacquer. In practical trials, it was found that the membranes 1, 2 produced in this way have excellent rigidity despite relatively large dimensions (the diameter of the two membranes was 20 cm in each case). This excellent rigidity is also due to its spherical shell shape.
  • Each of the two membranes 1, 2 is connected to an associated coil support 12 via a rigid transmission part 23 or 24.
  • Each of these two transmission parts 23, 24 runs into them at a right angle and in an area which is sufficiently distant from the apex of the associated membrane 1, 2.
  • the membrane 1 or 2 moves in one piece and dimensionally stable, without being under the action of the driving forces that affect it support part 23 and 24 and by the axial encounters in the direction F, G of the voice coil 3 and 4 are deformed.
  • the transmission parts 23 and 24 are connected in areas to the associated membrane 1 and 2, which lie on a cone jacket with a cone angle alpha of 6o to 9o degrees.
  • the transmission parts 23 and 24 must be as light as possible in order to represent the lowest possible inert mass. On the other hand, they should be as stiff as possible in order not to deform and to be able to transmit the movements of the voice coils 3 and 4 to the two membranes 1 and 2 without loss.
  • the transmission parts 23, 24 are made of a rigid plastic, and they can also be made of cardboard.
  • the transmission parts 23, 24 in a preferred embodiment have a spherical shell shape, which gives them a high degree of rigidity.
  • each of the two transmission parts 23, 24 is firmly connected in its apex region to the free edges of the respectively associated coil carrier 12 and with its circular edge to the respectively associated membrane 1, 2. This connection of the transmission parts with the coil carrier and the membranes 1 and 2 takes place in the preferred embodiment by gluing.
  • the diameter of the spherical shell-shaped transmission parts 23, 24 is lo cm in the exemplary embodiment.
  • the two membranes 1 and 2 behave like a pulsating or breathing ball when the voice coils 3 and 4 are excited by an electrical signal to be converted into sound waves.
  • the two voice coils 3 and 4 are electrically connected so that the two diaphragms 1 and 2 are symmetrical in two opposite directions swing to the center plane of the support member 7 in the form of a disc.
  • the directions of movement are indicated by the arrows F and G in Fig. 1 for the case that both membranes 1 and 2 move away from the support member 7.
  • Measures are provided to balance the internal pressure in the ball formed by the two membranes 1 and 2 with the external pressure.
  • circular openings 25 and 26 are provided in one and the other plates 14 and 15 and in areas located between the webs 16 in the exemplary embodiment. This creates a connection between the air volume located between the membrane 1 and the plate 14 and between the membrane 2 and the plate 15 with the space between the two plates 14 and 15. This space is in turn in connection with the outside atmosphere, that is to say the environment around the ball formed from the two membranes 1 and 2, as a result of which the desired pressure equalization is achieved.
  • a sealing ring 27 is provided for the atmospheric pressure compensation between the two plates 14 and 15 in the edge region of these two plates 14 and 15.
  • it can be made of an elastic foam material or an air-permeable plastic.
  • a labyrinth seal has also proven to be very advantageous.
  • plugs 28 made of an elastic foam material or of an air-permeable plastic are arranged in the openings 25 and 26 of the plates 14 and 15, respectively. Around To avoid reflections from the outwardly facing side surfaces of the two plates 14 and 15, these surfaces are covered with a suitable absorbent material (not shown).
  • FIG. 1 and 2 has at least one of the two plates 14 and 15, or advantageously have both plates 14 and 15.
  • Mounting flanges 29 and 3 0, which, as Fig. 1 shows, disposed opposite to and with a hole for the Attachment of the speaker are provided on a (not shown) bracket. It is also possible to hang it on a suitable supporting part.
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of the loudspeaker.
  • the same reference numerals have been used for the same parts.
  • the difference between this second exemplary embodiment according to FIG. 3 and the first exemplary embodiment is that the two drive units 5 and 6 are connected to form a coherent double drive unit 5, 6.
  • the two cores 8 hang together in one piece with a plate 31 which serves as a yoke.
  • the cores 8 and the yoke 31 are made of soft iron.
  • Two ring-shaped magnets 9 of suitable polarity are fastened on both sides of the yoke 31.
  • the support part 7 is formed by a single, disk-like plate 32 and has a central opening 33.
  • This plate 32 has a recess 17 which is concentric with the central opening 33 and into which an annular collar 34 can be inserted, which is an integral part of the yoke 31.
  • the dipple drive unit 5, 6 is inserted into the central opening 33 Collar 34 engages in recess 17 and is glued into it.
  • the double drive unit 5, 6 is aligned symmetrically to the central plane of the plate 32.
  • Two edge-side projections 19 and 2o are integrally connected to the plate 32, they can also be designed as a separate part and glued to the plate 32.
  • Openings 25 are provided in the plate 32 for the pressure equalization described above between the two sides of the support part 7, these openings 15 are in turn covered by plugs 28 made of an elastic foam material or of an air-permeable plastic.
  • Through holes are provided in the two projections 19, 2o, for example in the region of the fastening flange 29, for the atmospheric pressure equalization between the air volume inside the ball formed by the two membranes 1 and 2 and the outside world. It is advantageous to provide radial ribs or webs similar to the webs 16 according to FIG. 2 on at least one side surface of the plate 32 and between the openings 25, as a result of which the plate 32 is stiffened. It is also very advantageous to cover both side surfaces of the plate 32 with a sound-absorbing material.
  • the two voice coils 3 and 4 move in opposite directions when an electrical signal to be converted into sound waves flows through them. Their movements are passed on to the two membranes 1 and 2 via the transmission parts 23, 24, as a result of which they move back and forth and the electrical signal is thus converted into sound pressure fluctuations.
  • the two membranes 1 and 2 vibrate in opposite directions, ie in opposite phase along the axial direction G, F of the two voice coils 3 and 4, it can be seen that the radiation intensity of the invention according speaker in the direction of arrow F and arrow G (Fig. l) is substantially the same as in a direction at right angles to this. In other words, the loudspeaker according to the invention radiates uniformly (isotropically) in practically all directions.
  • the volume enclosed between these parts 1, 23 and 2, 24 can be of a very light, sound-absorbing type Material to be filled out.
  • the transmission parts 23 and 24 can have the same radius as the membranes 1 and 2 to which they are connected and can be glued to them not only linearly along their circular arc-shaped edge, but on the whole of a spherical partial area around the central area to stiffen the membrane 1 or 2. In the latter case, the transmission of the mechanical forces takes place via the respective coil carrier 12, which is now much longer than described above and also has a much larger diameter, that is to say is in turn part of the transmission part 23, 24. However, larger drive units 5, 6 are required.
  • an essential feature of the invention is that the drive units 5, 6 are located within the balls formed by the membranes 1, 2.
  • the membranes 1, 2. instead of spherical membranes in the form of rotating paraboloids, etc. are also possible.

Abstract

Der elektrodynamische Lautsprecher strahlt in alle Richtungen und mit einer hohen Schalleistung für tiefe und mittlere Tonfrequenzen ab. Er hat zwei halbkugelschalenförmige Membranen (1, 2), die jeweils an der einen und der anderen Seite eines scheibenförmig ausgebildeten Tragteiis (7) angeordnet sind. Mit diesem Tragteil (7) sind sie über Sicken (21, 22) verbunden und bilden eine pulsierende Kugel. In dieser und mit jeweils einer Membran (1, 2) verbunden befinden sich baugleiche Antriebseinheiten (5 bzw. 6) mit Permanentmagneten (9) und jeweils einer Schwingspule (3 bzw. 4). Jede Schwingspule (3 bzw. 4) ist mit ihrer Membran (1 bzw. 2) über steife Übertragungsteile (23 bzw. 24), die vorzugsweise aus Kugelschalen ausgebildet sind, verbunden. Es sind Öffnungen für den atmosphärischen Druckausgleich innerhalb und ausserhalb der atmenden Kugel vorgesehen.The electrodynamic loudspeaker emits in all directions and with a high sound power for low and medium sound frequencies. It has two hemispherical membranes (1, 2), each of which is arranged on one and the other side of a disk-shaped support part (7). With this support part (7) they are connected via beads (21, 22) and form a pulsating ball. Identical drive units (5 and 6) with permanent magnets (9) and each with a voice coil (3 or 4) are located in this and each connected to a membrane (1, 2). Each voice coil (3 or 4) is connected to its membrane (1 or 2) via rigid transmission parts (23 or 24), which are preferably formed from spherical shells. There are openings for atmospheric pressure equalization inside and outside the breathing sphere.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrodynamischen Lautsprecher für tiefe und mittlere Tonfrequenzen mit einer bewegbaren Membran und mit einer mit dieser.Membran verbundenen Schwingspule, die im Bereich eines Luftspaltes einer Magnetanordnung mit Permanentmagneten angeordnet ist und von einem Strom durchflossen werden kann. Dieser ist dasjenige elektrische Signal, das in hörbaren Schall umgewandelt werden soll.The invention relates to an electrodynamic loudspeaker for low and medium sound frequencies with a movable membrane and with a voice coil connected to this membrane, which is arranged in the area of an air gap of a magnet arrangement with permanent magnets and through which a current can flow. This is the electrical signal that is to be converted into audible sound.

Bei dem bekannten Lautsprecher dieser Art ist die Membran entweder trichter- oder dom- bzw. kalottenförmig. Wird sie in Schwingungen versetzt, so sendet sie in eine Vorzugsrichtung--Schall aus. Daraus folgt, daß für eine gute stereophone oder quadrophone Tonwiedergabe die bekannten Lautsprecher so ausgerichtet werden müssen, daß die von ihnen abgestrahlten Schallwellen in einem Punkt bzw. einem Hörbereich zusammenlaufen, in dem sich der Hörer befinden sollte. Dies führt zu Nachteilen und Begrenzungen erstens hinsichtlich der Stellmöglichkeiten der Lautsprecher, zweitens hinsichtlich der Anzahl der Zuhörer, die sich am bevorzugten Hörort befinden können und drittens im Zusammenwirken mit anderen Lautsprechern, insbesondere Hochtönern. Zudem müssen die bekannten Lautsprecher in Boxen untergebracht werden, die beispielsweise als geschlossene Box oder als Bassreflexbox ausgebildet sind und ggf. sorgfältig ausgeklügelte akustische Abschirmungen oder Dämpfungen aufweisen, um einen akustischen Kurzschluß mit den von der Rückseite der Membran ausgestrahlten Schallwellen zu vermeiden. Die bekannten Lautsprecheranordnungen in Boxen sind daher häufig sperrig und zudem liegt ihr Preis aufgrund der Box relativ hoch.In the known loudspeaker of this type, the membrane is either funnel-shaped or dome-shaped or dome-shaped. If it is vibrated, it emits sound in one preferred direction. It follows that for a good stereophonic or quadrophone sound reproduction, the known loudspeakers must be aligned in such a way that the sound waves emitted by them converge at a point or a listening area in which the listener should be. This leads to disadvantages and limitations, firstly with regard to the positioning possibilities of the loudspeakers, secondly with regard to the number of listeners who can be at the preferred listening location and thirdly in cooperation with other loudspeakers, in particular tweeters. In addition, the known loudspeakers have to be accommodated in boxes which are designed, for example, as a closed box or as a bass reflex box and, if necessary, have carefully thought-out acoustic shields or attenuators in order to avoid an acoustic short circuit with the sound waves emitted from the rear of the membrane. The known loudspeaker arrangements in boxes are therefore often bulky and their price also lies relatively high because of the box.

Bekanntlich ist die gesamte akustische Leistung eines Lautsprechers der abstrahlenden Oberfläche, dem Quadrat der Auslenkung der Membran (Elongation) und dem Quadrat der Frequenz proportional. Anders ausgedrückt wirkt in einem Lautsprecher der bekannten Art die Membran im wesentlichen wie ein Kolben, dessen abstrahlende Oberfläche proportional dem Quadrat des Durchmessers des Kreises ist, den der äußere Rand der Membran beschreibt. Demzufolge muß bei tiefen Tonfrequenzen und für einen vorgegebenen Durchmesser der Membran die Amplitude der Membranbewegung (Elongation) groß sein, um eine hohe akustische Schalleistung zu erreichen.It is known that the total acoustic power of a loudspeaker is proportional to the radiating surface, the square of the deflection of the membrane (elongation) and the square of the frequency. In other words, in a loudspeaker of the known type, the membrane essentially acts like a piston, the radiating surface of which is proportional to the square of the diameter of the circle which the outer edge of the membrane describes. Accordingly, the amplitude of the membrane movement (elongation) must be large at low sound frequencies and for a given diameter of the membrane in order to achieve a high acoustic switching power.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Lautsprecher zu vermeiden und einen elektrodynamischen Lautsprecher der eingangs genannten Art zu schaffen, der im wesentlichen in alle Richtungen abstrahlt und für einen vorgegebenen Durchmesser der Membran es ermöglicht, eine deutlich größere akustische Schalleistung zu erreichen als die bekannten Lautsprecher bei gleichen Wegen der Membran, bzw. der einen kleineren Membranhub als die bekannten Lautsprecher bei gleicher akustischer Schalleistung benötigt.The object of the present invention is to avoid the disadvantages of the known loudspeakers and to provide an electrodynamic loudspeaker of the type mentioned at the outset which emits essentially in all directions and, for a predetermined diameter of the membrane, makes it possible to achieve a significantly greater acoustic switching power than the known speakers with the same paths of the membrane, or a smaller diaphragm stroke than the known speakers with the same acoustic sound power required.

Diese Aufgabe wird bei einem Lautsprecher der eingangs genannten Art dadurch gelöst,

  • - daß die Membran im wesentlichen die Form einer Halbkugelschale hat,
  • - daß eine zweite-,-ebenfalls im wesentlichen halbkugelschalenförmige und vorzugsweise mit der ersten Membran formgleiche Membran vorgesehen ist, die mit einer zweiten Schwingspule verbunden ist, welche im Bereich eines Luftspaltes einer zweiten Magnetanordnung angeordnet ist und von demselben Strom durchflossen werden kann,
  • - daß ein im wesentlichen scheibenförmiges Tragteil vorgesehen ist, in dessen Mittelbereich die beiden Magnetanordnungen befestigt sind und zu dessen einer Seite die erste Membran und zu dessen anderer Seite die zweite Membran angeordnet ist,
  • - daß die beiden Schwingspulen koaxial zueinander und im wesentlichen auch zum Tragteil angeordnet sind und sich auf gegenüberliegenden Seiten des Tragteils befinden,
  • - daß zwei steife Ubertragungsteile vorgesehen sind, die jeweils eine Schwingspule mit der zugehörigen Membran verbinden,
  • - daß jeder Membran ein nachgiebiger Stützring (Sicke) zugeordnet ist, der jeweils den Rand der zugehörigen Membran mit dem Tragteil verbindet,
  • - daß die Anordnung so getroffen ist, daß die beiden Membranen einen geschlossenen Körper von im wesentlichen Kugelform bilden und sich, wenn sie von dem Strom durchflossen werden, in entgegengesetzte und rechtwinklig zum Tragteil verlaufende Richtungen bewegen, und
  • - daß eine Einrichtung zum Ausgleich des atmosphärischen Drucks innerhalb und außerhalb des geschlossenen Körpers vorgesehen ist.
This object is achieved in a loudspeaker of the type mentioned at the outset by
  • - that the membrane has essentially the shape of a hemisphere shell,
  • - That a second -, - also substantially hemispherical and preferably with the first membrane of the same shape membrane is provided, which is connected to a second voice coil, which in the region of an air gap of a second magnet arrangement is ordered and can flow through the same stream,
  • that an essentially disk-shaped support part is provided, in the central region of which the two magnet arrangements are fastened and on one side of which the first membrane and on the other side of which the second membrane is arranged,
  • that the two voice coils are arranged coaxially to one another and essentially also to the supporting part and are located on opposite sides of the supporting part,
  • that two rigid transmission parts are provided, each connecting a voice coil to the associated membrane,
  • - That each membrane is assigned a resilient support ring (bead), which connects the edge of the associated membrane with the supporting part,
  • - That the arrangement is made so that the two membranes form a closed body of substantially spherical shape and, when the current flows through them, move in opposite and perpendicular directions to the support member, and
  • - That a device to compensate for the atmospheric pressure inside and outside the closed body is provided.

Ein akustischer Kurzschluß wird erfindungsgemäß ausgeschlossen, weil die von den Rückseiten der beiden Membranen ausgehenden Schalldruckschwankungen nicht nach außen gelangen können, vielmehr innerhalb des geschlossenen Körpers bleiben, wo sie ggf..durch geeignetes Material absorbiert werden.An acoustic short circuit is excluded according to the invention because the sound pressure fluctuations emanating from the rear sides of the two membranes cannot reach the outside, but rather remain within the closed body, where they can be absorbed by suitable material.

Vorteilhafterweise haben die beiden Ubertragungsteile die Form einer Hohlkugelschale, die jeweils mit ihrem höchsten Punkt an der Schwingspule und mit ihrem Kreisrand an der zugehörigen Membran befestigt ist.The two transmission parts advantageously have the Form of a hollow spherical shell, which is attached with its highest point to the voice coil and with its circular edge to the associated membrane.

Ein derartiger Lautsprecher verhält sich bei einer Anregung durch ein angelegtes, elektrisches Signal wie eine pulsierende Kugel und sendet die Schallwellen praktisch ohne eine Vorzugsrichtung gleichmäßig in alle Richtungen.Such a loudspeaker behaves like a pulsating ball when excited by an applied electrical signal and sends the sound waves practically without a preferred direction evenly in all directions.

Dadurch ist es nicht mehr notwendig, daß-ein Zuhörer sich in eine bevorzugte Abstrahlrichtung der Schallwellen, oder in einen Überlappungsbereich mehrerer bevorzugter Schallabstrahlrichtungen begibt. Es ist auch nicht mehr notwendig, die Lautsprecher nach den örtlichen Bedingungen des Aufstellortes auszurichten. Zudem ist die abstrahlende Oberfläche dieses Lautsprechers im wesentlichen gleich der Oberfläche der von den beiden Membranen gebildeten Kugel. Daher ist für einen vorgegebenen Durchmesser die akustische Gesamtleistung des Lautsprechers nach der Erfindung etwa viermal so hoch wie diejenige eines Lautsprechers mit Trichtermembran bei gleichen Bewegungshüben der verglichenen Membranen. Anders ausgedrückt genügt eine wesentlich schwächere Bewegung der Membran des erfindungsgemäßen Lautsprechers im Vergleich zu einer Trichtermembran eines bekannten Lautsprechers, um dieselbe akustische Schallleistung zu erhalten. Weiterhin haben die Membranen des erfindungsgemäßen Lautsprechers, trotz ihres relativ großen Durchmessers, eine durch ihre Form bedingte, hohe mechanische Steifigkeit. Schließlich besteht keine Notwendigkeit, den erfindungsgemäßen Lautsprecher in einer Box anzuordnen oder, wie bereits erwähnt, die Schallwellen der Membranrückseite abzudämpfen. Der Lautsprecher kann einfach über eine geeingete Befestigungsvorrichtung aufgehängt werden, beispielsweise von einem Arm öder einer Konsole herabhängen, oder aber von einem Gestell getragen werden.As a result, it is no longer necessary for a listener to go in a preferred radiation direction of the sound waves, or in an overlap region of a plurality of preferred sound radiation directions. It is also no longer necessary to align the loudspeakers according to the local conditions of the installation site. In addition, the radiating surface of this loudspeaker is essentially the same as the surface of the sphere formed by the two membranes. Therefore, for a given diameter, the total acoustic power of the loudspeaker according to the invention is approximately four times as high as that of a loudspeaker with a funnel membrane with the same movement strokes of the compared membranes. In other words, a much weaker movement of the membrane of the loudspeaker according to the invention compared to a funnel membrane of a known loudspeaker is sufficient to obtain the same acoustic sound power. Furthermore, the diaphragms of the loudspeaker according to the invention, despite their relatively large diameter, have a high mechanical rigidity due to their shape. Finally, there is no need to arrange the loudspeaker according to the invention in a box or, as already mentioned, to dampen the sound waves on the back of the membrane. The loudspeaker can simply be suspended using a suitable fastening device, for example hanging from an arm or a console, or can be carried by a frame.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung zweier bevorzugter, jedoch nicht einschränkend zu verstehender Ausführungsbeispiele der Erfindung, die nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert wird.Further advantageous refinements and features of the invention result from the remaining claims and the following description of two preferred, but not restrictive, exemplary embodiments of the invention, which will now be explained with reference to the drawing.

In dieser zeigen:

  • Fig. 1 einen Längsschnitt auf einem Großkreis durch einen Lautsprecher nach der Erfindung,
  • Fig. 2 die rechte Hälfte des Schnittbildes entlang der Linie 11-11 in Fig. 1,
  • Fig. 3 ein Teilbild eines Längsschnittbildes entsprechend Fig. 1 für eine zweite Ausführung, nämlich mit nur einer Platte für das Tragteil und geänderter Anordnung der Magneten.
In this show:
  • 1 shows a longitudinal section on a large circle through a loudspeaker according to the invention,
  • 2 shows the right half of the sectional view along the line 11-11 in FIG. 1,
  • Fig. 3 is a partial image of a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 1 for a second embodiment, namely with only one plate for the supporting part and changed arrangement of the magnets.

Der in Fig. 1 gezeigte Lautsprecher hat zwei im wesentlichen halbkugelschalenförmige Membranen 1, 2, die jeweils mit Schwingspulen 3, 4 verbunden sind. Jede Schwingspule 3, 4 ist ein Teilstück von insgesamt zwei Antriebseinheiten 5, 6, die im Mittelbereich eines Tragteils 7 in Form einer Scheibe befestigt sind. Die beiden Antriebseinheiten 5, 6 sind untereinander identisch und in bekannter Weise aufgebaut. Jede Antriebseinheit 5, 6 hat einen Kern 8 aus Weicheisen, einen ringförmigen Permanentmagneten 9, der konzentrisch zum Kern 8 angeordnet ist, ein Joch lo aus Weicheisen, das mit dem Kern 8 verbunden ist und sich in Kontakt mit einer Fläche des Magneten 9 befindet, und einen ringförmigen Polschuh 11 aus Weicheisen, der mit der anderen Fläche des Magneten 9 verbunden ist und mit dem freien Endbereich des Kerns 8 einen Ringspalt bildet, in dem sich die Schwingspule 3, 4 axial bewegen kann. Jede der beiden Schwingspulen 3 und 4 ist in bekannter Art gewickelt und festgelegt, beispielsweise durch Kleben auf einem formsteifen, zylindirschen Spulenträger 12. Ein Zentrierring herkömmlicher Bauart, im folgenden Spinne 13 genannt, sichert den Halt und die Zentrierung des Spulenträgers 12 und der Schwingspulen 3 bzw. 4 innerhalb des Luftspaltes, wobei gewährleistet ist, daß sich diese beiden Teile 3 bzw. 4 und 12 frei und in axialer Richtung in dem Luftspalt bewegen können.The loudspeaker shown in FIG. 1 has two substantially hemispherical membranes 1, 2, which are each connected to voice coils 3, 4. Each voice coil 3, 4 is a section of a total of two drive units 5, 6, which are fastened in the middle region of a support part 7 in the form of a disk. The two drive units 5, 6 are identical to one another and constructed in a known manner. Each drive unit 5, 6 has a core 8 made of soft iron, an annular permanent magnet 9 which is arranged concentrically with the core 8, a yoke 10 made of soft iron which is connected to the core 8 and is in contact with a surface of the magnet 9, and an annular pole piece 11 made of soft iron, which is connected to the other surface of the magnet 9 and forms an annular gap with the free end region of the core 8, in which the voice coil 3, 4 can move axially. Each of the two voice coils 3 and 4 is wound and fixed in a known manner, for example by gluing on a dimensionally stable, cylindrical grind Coil carrier 12. A centering ring of conventional design, hereinafter referred to as spider 13, ensures the hold and centering of the coil carrier 12 and the voice coils 3 and 4 within the air gap, ensuring that these two parts 3, 4 and 12 are free and can move in the axial direction in the air gap.

Das Tragteil 7 nach Fig. 1 setzt sich aus zwei parallelen Platten 14 und 15, jeweils in Form einer Scheibe, zusammen. Diese werden über Stege 16 im Abstand voeinander gehalten. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, haben die Stege eine längliche Form und verlaufen radial zwischen den beiden Platten 14, 15, die sie zugleich aussteifen. Die Platten 14, 15 können aus einem Kunststoff oder einem nicht magnetischen Metall gefertigt sein. Andere Werkstoffe sind möglich. Die Stege 16 sind einstückig mit den Platten 14 bzw. 15 verbunden, sie können jedoch auch auf eine oder beide Platten 14, 15 geklebt sein. Die Verbindung der beiden Platten 14, 15 erfolgt über Verkleben auf den freien Flächen der Stege 16.1 is composed of two parallel plates 14 and 15, each in the form of a disc. These are held at a distance from one another via webs 16. As can be seen from Fig. 2, the webs have an elongated shape and run radially between the two plates 14, 15, which they stiffen at the same time. The plates 14, 15 can be made of a plastic or a non-magnetic metal. Other materials are possible. The webs 16 are integrally connected to the plates 14 and 15, however, they can also be glued to one or both plates 14, 15. The two plates 14, 15 are connected by gluing to the free surfaces of the webs 16.

Jede der beiden Platten 14, 15 hat in ihrem Zentralbereich und auf der außenliegenden Seite eine kreisförmige Ausnehmung 17 bzw. 18, in die die Magnetanordnung 8 bis 11 der Antriebseinheit 5 bzw. 6 eingesetzt und eingeklebt ist. Auf diese Weise sind die beiden Antriebseinheiten 5, 6 exakt bezüglich der jeweils zugehörigen Platte 14 bzw. 15 zentriert, weiterhin befinden sie sich zueinander auf gleicher Achse. Ebenso stehen die Schwingspulen 3, 4 dadurch koaxial zueinander. Weiterhin hat jede der beiden Platten 14, 15 einen randseitigen, kreisförmigen Vorsprung 19 bzw. 2o, der einstückig mit der Platte 14, 15 verbunden ist, jedoch auch ein separates Teil sein kann. Im letzteren Fall ist er auf die äußere Fläche der Platte 14 bzw. 15 entlang deren Außenrand aufgeklebt. Durch Kleben sind zwei Stützringe 21, 22 im folgenden Sicken genannt, einerseits mit dem äußeren Rand jeweils einer der beiden Membranen 1 bzw. 2 und andererseits mit den Vorsprüngen 19 bzw. 2o der Platten 14 bzw. 15 verbunden. Durch sie werden die beiden Membranen 1, 2 bezüglich der Platten 14, 15 und der Antriebseinheiten 5, 6, die von den Platten 14, 15 getragen werden, zentriert. Die beiden Sicken 21, 22 entsprechen den Sicken herkömmlicher Lautsprecher, sie erlauben der jeweiligen Membran 1 bzw. 2 eine möglichst freie Beweglichkeit in Axialrichtung (F, G).Each of the two plates 14, 15 has in its central region and on the outer side a circular recess 17 or 18, into which the magnet arrangement 8 to 11 of the drive unit 5 or 6 is inserted and glued. In this way, the two drive units 5, 6 are exactly centered with respect to the respectively associated plate 14 or 15, and they are also located on the same axis with one another. Likewise, the voice coils 3, 4 are coaxial with each other. Furthermore, each of the two plates 14, 15 has an edge-shaped, circular projection 19 or 20, which is integrally connected to the plate 14, 15, but can also be a separate part. In the latter case, it is glued to the outer surface of the plate 14 or 15 along the outer edge thereof. By gluing are two Support rings 21, 22 called beads below, connected on the one hand to the outer edge of each of the two membranes 1 and 2 and on the other hand to the projections 19 and 20 of the plates 14 and 15, respectively. They center the two membranes 1, 2 with respect to the plates 14, 15 and the drive units 5, 6, which are supported by the plates 14, 15. The two beads 21, 22 correspond to the beads of conventional loudspeakers, they allow the respective diaphragm 1 or 2 to move as freely as possible in the axial direction (F, G).

Dem Membranen 1 uns 2 sollten so leichtgewichtig wie möglich sein, damit sie eine geringstmögliche träge Masse darstellen. Andererseits müssen sie aber so steif wie möglich sein, damit sie sich während ihrer Bewegung nicht verformen, also nicht zu Eigenschwingungen angeregt werden können. Die Membranen 1 und 2 sind in bekannter Weise aus Karton nach den herkömmlichen Verfahren oder aus einem Baumwoll-Seidengewebe gefertigt, das mit einem Lack, beispielsweise Nitrozelluloselack, imprägniert ist. Bei praktischen Versu5hen konnte festgestellt werden, daß die auf diese Weise gefertigten Membranen 1, 2 eine hervorragende Steifheit trotz relativ großer Abmessungen (der Durchmesser der beiden Membranen betrug jeweils 2o cm) aufweisen. Diese ausgezeichnete Steifigkeit ist zusätzlich auch durch ihre Kugelschalenform bedingt.The membranes 1 and 2 should be as light as possible so that they represent the lowest possible inert mass. On the other hand, they must be as stiff as possible so that they do not deform during their movement, i.e. they cannot be excited to vibrate naturally. The membranes 1 and 2 are made in a known manner from cardboard by the conventional methods or from a cotton-silk fabric which is impregnated with a lacquer, for example nitrocellulose lacquer. In practical trials, it was found that the membranes 1, 2 produced in this way have excellent rigidity despite relatively large dimensions (the diameter of the two membranes was 20 cm in each case). This excellent rigidity is also due to its spherical shell shape.

Jede der beiden Membranen 1, 2 ist mit einem zugehörigen Spulenträger 12 über ein steifes Übertragungsteil 23 bzw. 24 verbunden. Jedes dieser beiden Übertragungsteile 23, 24 läuft im rechten Winkel und in einem Bereich, der ausreichend vom Scheitelpunkt der zugehörigen Membran 1, 2 entfernt ist, in diese ein. Dadurch bewegt sich die Membran 1 bzw. 2 in einem Stück und formsteif, ohne sich unter der Wirkung der antreibenden Kräfte, die ihr über das Übertragungsteil 23 bzw. 24 und durch die Axialbegegungen in Richtung F, G der Schwingspule 3 bzw. 4 zugeleitet werden, zu deformieren. Vorteilhafterweise sind die Übertragungsteile 23 bzw. 24 in Bereichen mit der zugehörigen Membran 1 bzw. 2 verbunden, die auf einem Kegelmantel mit einem Kegelwinkel alpha von 6o bis 9o Grad liegen. Ebenso wie die Membranen 1, 2 müssen die Übertragungsteile 23 und 24 so leicht wie möglich sein, um eine möglichst geringe träge Masse darzustellen. Andererseits sollten sie so steif wie möglich sein, um sich nicht deformieren und die Bewegungen der Schwingspulen 3 bzw. 4 ohne Verlust auf die beiden Membranen 1 und 2 übertragen zu können. Im gezeigten Beispiel sind die Übertragungsteile 23, 24 aus einem steifen Kunststoff gefertigt, ebenfalls können sie aus Karton hergestellt sein. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, haben die Übertragungsteile 23, 24 in bevorzugter Ausbildung eine Kugelschalenform, wodurch ihnen eine hohe Steifigkeit mitgegeben wird. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist jedes der beiden Übertragungsteile 23, 24 fest in seinem Scheitelbereich mit den freien Rändern des jeweils zugehörigen Spulenträgers 12 und mit seinem kreisförmigen Rand mit der jeweils zugehörigen Membran 1, 2 verbunden. Diese Verbindung der Übertragungsteile mit dem Spulenträger und den Membranen 1 bzw. 2 erfolgt im bevorzugten Ausführungsbeispiel durch Kleben. Der Durchmesser der kugelschalenförmigen Übertragungsteile 23, 24 beträgt im Ausführungsbeispiel lo cm.Each of the two membranes 1, 2 is connected to an associated coil support 12 via a rigid transmission part 23 or 24. Each of these two transmission parts 23, 24 runs into them at a right angle and in an area which is sufficiently distant from the apex of the associated membrane 1, 2. As a result, the membrane 1 or 2 moves in one piece and dimensionally stable, without being under the action of the driving forces that affect it support part 23 and 24 and by the axial encounters in the direction F, G of the voice coil 3 and 4 are deformed. Advantageously, the transmission parts 23 and 24 are connected in areas to the associated membrane 1 and 2, which lie on a cone jacket with a cone angle alpha of 6o to 9o degrees. Like the membranes 1, 2, the transmission parts 23 and 24 must be as light as possible in order to represent the lowest possible inert mass. On the other hand, they should be as stiff as possible in order not to deform and to be able to transmit the movements of the voice coils 3 and 4 to the two membranes 1 and 2 without loss. In the example shown, the transmission parts 23, 24 are made of a rigid plastic, and they can also be made of cardboard. As shown in Fig. 1, the transmission parts 23, 24 in a preferred embodiment have a spherical shell shape, which gives them a high degree of rigidity. As can be seen from FIG. 1, each of the two transmission parts 23, 24 is firmly connected in its apex region to the free edges of the respectively associated coil carrier 12 and with its circular edge to the respectively associated membrane 1, 2. This connection of the transmission parts with the coil carrier and the membranes 1 and 2 takes place in the preferred embodiment by gluing. The diameter of the spherical shell-shaped transmission parts 23, 24 is lo cm in the exemplary embodiment.

Bei diesem oben beschriebenen Lautsprecher verhalten sich die beiden Membranen 1 und 2 dann, wenn die Schwingspulen 3 und 4 durch ein elektrisches, in Schallwellen umzusetzendes Signal erregt werden, wie eine pulsierende oder atmende Kugel. Die beiden Schwingspulen 3 und 4 sind elektrisch so angeschlossen, daß die beiden Membranen 1 und 2 in zwei entgegengesetzte Richtungen und symmetrisch zur Mittelebene des Tragteils 7 in Form einer Scheibe schwingen. Die Bewegungsrichtungen sind mit den Pfeilen F und G in Fig. 1 für den Fall angedeutet, daß beide Membranen 1 und 2 sich vom Tragteil 7 wegbewegen.In this loudspeaker described above, the two membranes 1 and 2 behave like a pulsating or breathing ball when the voice coils 3 and 4 are excited by an electrical signal to be converted into sound waves. The two voice coils 3 and 4 are electrically connected so that the two diaphragms 1 and 2 are symmetrical in two opposite directions swing to the center plane of the support member 7 in the form of a disc. The directions of movement are indicated by the arrows F and G in Fig. 1 for the case that both membranes 1 and 2 move away from the support member 7.

Maßnahmen sind vorgesehen, um den Innendruck in der von den beiden Membranen 1 und 2 gebildeten Kugel mit dem Außendruck auszugleichen. Hierzu sind im Ausführungsbeispiel kreisförmige Öffnungen 25 und 26 in der einen und der anderen Platte 14 und 15 und in zwischen den Stegen 16 befindlichen Bereichen vorgesehen. Dadurch wird eine Verbindung des zwischen der Membran 1 und der Platte 14 sowie zwischen der Membran 2 und der Platte 15 befindlichen Luftvolumens mit dem Raum zwischen den beiden Platten 14 und 15 geschaffen. Dieser Raum steht seinerseits in Verbindung mit der Außenatmosphäre, also dem Umfeld um die aus den beiden Membranen 1 und 2 gebildete Kugel, wodurch der gewünschte Druckausgleich erzielt wird. Dabei muß vermieden werden, daß störende Schallwellen, die von Druckschwankungen des von innerhalb der Kugel aus den zwei Membranen 1 und 2 begrenzten und sich in seinem Volumen ändernden Raums nach außen, insbesondere im Bereich der Ebene des Tragteils 7, abgestrahlt werden. Diese Schalldruckwellen sind in Gegenphase und könnten zu akustischen, Kurzschlüssen führen. Um dies zu vermeiden, ist zwischen den beiden Platten 14 und 15 im Randbereich dieser beiden Platten 14 und 15 ein Dichtring 27 für den atmosphärischen Druckausgleich vorgesehen. Er kann beispielsweise aus einem elastischen Schaummaterial oder einem luftdurchlässigen Kunststoff gefertigt sein. Als sehr vorteilhaft hat sich auch eine Labyrinthdichtung erwiesen. Um zusätzlich parasitäre Schallabstrahlungen und Wechselwirkungen zu unterdrücken, sind in den Öffnungen 25 und 26 der Platten'14 bzw. 15 Stopfen 28 aus einem elastischen Schaummaterial oder aus einem luftdurchlässigen Kunststoff angeordnet. Um Reflexionen von den nach außen weisenden Seitenflächen der beiden Platten 14 und 15 zu vermeiden, sind diese Flächen mit einem geeigneten, absorbierenden Material (nicht dargestellt) überzogen.Measures are provided to balance the internal pressure in the ball formed by the two membranes 1 and 2 with the external pressure. For this purpose, circular openings 25 and 26 are provided in one and the other plates 14 and 15 and in areas located between the webs 16 in the exemplary embodiment. This creates a connection between the air volume located between the membrane 1 and the plate 14 and between the membrane 2 and the plate 15 with the space between the two plates 14 and 15. This space is in turn in connection with the outside atmosphere, that is to say the environment around the ball formed from the two membranes 1 and 2, as a result of which the desired pressure equalization is achieved. It must be avoided that disturbing sound waves, which are limited by pressure fluctuations of the inside of the sphere from the two membranes 1 and 2 and change in volume changing space, in particular in the area of the plane of the support member 7, are emitted. These sound pressure waves are in phase opposition and could lead to acoustic short circuits. To avoid this, a sealing ring 27 is provided for the atmospheric pressure compensation between the two plates 14 and 15 in the edge region of these two plates 14 and 15. For example, it can be made of an elastic foam material or an air-permeable plastic. A labyrinth seal has also proven to be very advantageous. In order to additionally suppress parasitic sound radiation and interactions, plugs 28 made of an elastic foam material or of an air-permeable plastic are arranged in the openings 25 and 26 of the plates 14 and 15, respectively. Around To avoid reflections from the outwardly facing side surfaces of the two plates 14 and 15, these surfaces are covered with a suitable absorbent material (not shown).

Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist, hat zumindest eine der beiden Platten 14 und 15, oder haben vorteilhafterweise beide Platten 14 und 15 Befestigungsflansche 29 und 30, die, wie Fig. 1 zeigt, gegenüberliegend angeordnet und mit einem Loch für die Befestigung des Lautsprechers an einem (nicht gezeigten) Tragarm versehen sind. Ebenso ist ein Aufhängen an einem geeigneten Tragteil möglich.As shown in Figures 1 and 2, has at least one of the two plates 14 and 15, or advantageously have both plates 14 and 15. Mounting flanges 29 and 3 0, which, as Fig. 1 shows, disposed opposite to and with a hole for the Attachment of the speaker are provided on a (not shown) bracket. It is also possible to hang it on a suitable supporting part.

In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Lautsprechers gezeigt. Für gleiche Teile sind dieselben Bezugszeichen verwendet worden. Der Unterschied zwischen diesem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, daß die beiden Antriebseinheiten 5 und 6 zu einer zusammenhängenden Doppelantriebseinheit 5, 6 verbunden sind.3 shows a second exemplary embodiment of the loudspeaker. The same reference numerals have been used for the same parts. The difference between this second exemplary embodiment according to FIG. 3 and the first exemplary embodiment is that the two drive units 5 and 6 are connected to form a coherent double drive unit 5, 6.

Wie in Fig.3 gezeigt ist, hängen die zwei Kerne 8 einstückig zusammen mit einer Platte 31, die als Joch dient. Die Kerne 8 und das Joch 31 sind aus Weicheisen gefertigt. Beidseits des Jochs 31 sind zwei ringförmige Magnete 9 geeigneter Polarität befestigt. Das Tragteil 7 wird von einer einzigen, scheibenartig ausgeführten Platte 32 gebildet und hat eine Zentralöffnung 33.As shown in Figure 3, the two cores 8 hang together in one piece with a plate 31 which serves as a yoke. The cores 8 and the yoke 31 are made of soft iron. Two ring-shaped magnets 9 of suitable polarity are fastened on both sides of the yoke 31. The support part 7 is formed by a single, disk-like plate 32 and has a central opening 33.

Eine der beiden Flächen dieser Platte 32 hat eine mit der Zentralöffnung 33 konzentrische Ausnehmung 17, in die ein kreisringförmiger Kragen 34 eingesetzt werden kann, der einstückiges Teil des Jochs 31 ist. Die Dippelantriebseinheit 5, 6 ist in die Zentralöffnung 33 eingesetzt, ihr Kragen 34 greift in die Ausnehmung 17 ein und ist in dieser eingeklebt. Dadurch ist die Doppelantriebseinheit 5, 6 symmetrisch zur Mittelebene der Platte 32 ausgerichtet. Zwei randseitige Vorsprünge 19 und 2o sind einstückig mit der Platte 32 verbunden, sie können auch als getrenntes Teil ausgeführt und auf die Platte 32 aufgeklebt sein. In der Platte 32 sind Öffnungen 25 für den oben beschriebenen Druckausgleich zwischen den beiden Seiten des Tragteils 7 vorgesehen, diese Öffnungen 15 sind wiederum durch Stopfen 28 aus einem elastischen Schaummaterial oder aus einem luftdurchlässigen Kunststoff überdeckt. Für den atmosphärischen Druckausgleich zwischen dem Luftvolumen innerhalb der von den zwei Membranen 1 und 2 gebildeten Kugel und der Außenwelt sind in den beiden Vorsprüngen 19, 2o, beispielsweise im Bereich des Befestigungsflansches 29, in Fig. 3 nicht dargestellte Durchgangslöcher vorgesehen. Es ist vorteilhaft, an zumindest einer Seitenfläche der Platte 32 und zwischen den öffnungen 25 radiale Rippen oder Stege ähnlich den Stegen 16 gemäß Fig. 2 vorzusehen, wodurch eine Versteifung der Platte 32 erreicht wird. Ebenso ist es sehr vorteilhaft, beide Seitenflächen der Platte 32 mit einem schallabsorbierenden Material abzudecken.One of the two surfaces of this plate 32 has a recess 17 which is concentric with the central opening 33 and into which an annular collar 34 can be inserted, which is an integral part of the yoke 31. The dipple drive unit 5, 6 is inserted into the central opening 33 Collar 34 engages in recess 17 and is glued into it. As a result, the double drive unit 5, 6 is aligned symmetrically to the central plane of the plate 32. Two edge-side projections 19 and 2o are integrally connected to the plate 32, they can also be designed as a separate part and glued to the plate 32. Openings 25 are provided in the plate 32 for the pressure equalization described above between the two sides of the support part 7, these openings 15 are in turn covered by plugs 28 made of an elastic foam material or of an air-permeable plastic. Through holes (not shown in FIG. 3) are provided in the two projections 19, 2o, for example in the region of the fastening flange 29, for the atmospheric pressure equalization between the air volume inside the ball formed by the two membranes 1 and 2 and the outside world. It is advantageous to provide radial ribs or webs similar to the webs 16 according to FIG. 2 on at least one side surface of the plate 32 and between the openings 25, as a result of which the plate 32 is stiffened. It is also very advantageous to cover both side surfaces of the plate 32 with a sound-absorbing material.

Bei den beiden, oben beschriebenen Ausführungen des Lautsprechers bewegen sich die beiden Schwingspulen 3 und 4, wenn sie von einem elektrischen, in Schallwellen umzuwandelnden Signal durchflossen werden, in entgegengesetzte Richtungen. Ihre Bewegungen werden über die Übertragungsteile 23, 24 an die beiden Membranen 1 und 2 weitergegeben, wodurch diese hin und her gehen und das elektrische Signal somit in Schalldruckschwankungen umgewandelt wird. Obwohl die beiden Membranen 1 und 2 in entgegengesetzte Richtungen, also gegenphasig entlang der Axialrichtung G, F der beiden Schwingspulen 3 und 4 schwingen, kann man feststellen, daß die Abstrahlintensität des erfindungsgemäßen Lautsprechers in Richtung des Pfeiles F und des Pfeiles G (Fig. l) im wesentlichen dieselbe ist wie in einer hierzu im rechten Winkel stehenden Richtung. Anders ausgedrückt strahlt der erfindungsgemäße Lautsprecher praktisch in alle Richtungen gleichmäßig (isotrop) ab.In the two versions of the loudspeaker described above, the two voice coils 3 and 4 move in opposite directions when an electrical signal to be converted into sound waves flows through them. Their movements are passed on to the two membranes 1 and 2 via the transmission parts 23, 24, as a result of which they move back and forth and the electrical signal is thus converted into sound pressure fluctuations. Although the two membranes 1 and 2 vibrate in opposite directions, ie in opposite phase along the axial direction G, F of the two voice coils 3 and 4, it can be seen that the radiation intensity of the invention according speaker in the direction of arrow F and arrow G (Fig. l) is substantially the same as in a direction at right angles to this. In other words, the loudspeaker according to the invention radiates uniformly (isotropically) in practically all directions.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind lediglich beispielhaft und ohne irgendeine Einschränkung zu verstehen. Im Rahmen der Erfindung sind weitere Ausführungen möglich.The exemplary embodiments described above are only to be understood as examples and without any restriction. Further embodiments are possible within the scope of the invention.

Beispielsweise kann, um Reflexionen der inneren Schallwellen zwischen den Membranen 1 und 2 und dem an diesen befestigten, als Kugelschalen ausgebildeten Übertragungsteile 23, 24 zu vermeiden, das zwischen diesen Teilen 1, 23 bzw. 2, 24 eingeschlossene Volumen mit einem sehr leichten, schallabsorbierenden Material ausgefüllt werden. Weiterhin können zu demselben Zweck die Ubertragungsteile 23 und 24 denselben Radius wie die Membranen 1 und 2, mit denen sie verbunden sind, haben und mit diesen nicht nur linienhaft entlang ihres kreisbogenförmigen Randes,sondern auf der Gesamtheit einer sphärischen Teilfläche verklebt sein, um den Zentralbereich der Membran 1 bzw. 2 auszusteifen. Im letzteren Fall erfolgt die Übertragung der mechanischen Kräfte über den jeweiligen Spulenträger 12, der nun wesentlich länger ausgebildet ist, als oben beschrieben ist, und auch einen wesentlich größeren Durchmesser aufweist, somit also seinerseits ein Teil des Übertragungsteils 23, 24 ist. Dabei werden jedoch größere Antriebseinheiten 5, 6 benötigt.For example, in order to avoid reflections of the internal sound waves between the membranes 1 and 2 and the transmission parts 23, 24 attached to them and designed as spherical shells, the volume enclosed between these parts 1, 23 and 2, 24 can be of a very light, sound-absorbing type Material to be filled out. Furthermore, for the same purpose, the transmission parts 23 and 24 can have the same radius as the membranes 1 and 2 to which they are connected and can be glued to them not only linearly along their circular arc-shaped edge, but on the whole of a spherical partial area around the central area to stiffen the membrane 1 or 2. In the latter case, the transmission of the mechanical forces takes place via the respective coil carrier 12, which is now much longer than described above and also has a much larger diameter, that is to say is in turn part of the transmission part 23, 24. However, larger drive units 5, 6 are required.

Es ist weiterhin möglich, zusätzlich zu dem auf einem Polkreis befindlichen Tragteil 7 ein weiteres, auf einer Äquatorialebene angeordnetes Tragteil vorzusehen und an Stelle von zwei Membranen 1, 2 die Kugel aus vier gleichgroßen Membranen aufzubauen. Dann sind vier Antriebseinheiten notwendig, die X-förmig zueinander angeordnet sind. In der Äquatorialebene ist ebenfalls eine Sicke vorgesehen.It is also possible, in addition to the support part 7 located on a pole circle, to provide a further support part arranged on an equatorial plane and, instead of two membranes 1, 2, the ball of four being the same build up large membranes. Then four drive units are necessary, which are arranged X-shaped to each other. A corrugation is also provided in the equatorial plane.

Schließlich hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn die Mittelpunkte der sphärischen Membranen zusammenfallen.Finally, it has proven to be very advantageous if the centers of the spherical membranes coincide.

Unabhängig von der besonderen Ausbildung besteht jedoch ein wesentliches Merkmal der Erfindung darin, daß sich die Antriebseinheiten 5, 6 innerhalb der von den Membranen 1, 2 gebildeten Kugeln befinden. Anstelle von sphärischen sind auch Membranen in Form von Drehparaboloiden usw. möglich.Regardless of the special design, however, an essential feature of the invention is that the drive units 5, 6 are located within the balls formed by the membranes 1, 2. Instead of spherical membranes in the form of rotating paraboloids, etc. are also possible.

Claims (10)

1. Elektrodynamischer Lautsprecher für tiefe und mittlere Tonfrequenzen mit einer bewegbaren Membran (1) und mit einer mit dieser Membran (1) verbundenen Schwingspule (3), die im Bereich eines Luftspaltes einer Magnetanordnung (8 bis 11) mit Permanentmagneten angeordnet ist und von einem aternierenden Strom durchflossen werden kann, welcher ein elektrisches Signal darstellt, das in hörbaren Schall umgewandelt werden soll, dadurch gekennzeichnet, - daß die Membran (1) im wesentlichen die Form einer Halbkugelschale hat, - daß eine zweite, ebenfalls im wesentlichen halbkugelschalenförmige und vorzugsweise mit der ersten Membran (1) formgleiche Membran (2) vorgesehen ist, die mit einer zweiten Schwingspule (4) verbunden ist, welche im Bereich eines Luftspaltes einer zweiten Magnetanordnung (8 bis 11) angeordnet ist und von demselben Strom durchflossen werden kann, - daß ein im wesentlichen scheibenförmiges Tragteil (7) vorgesehen ist, in dessen Mittelbereich die beiden Magnetanordnungen (8 bis 11) befestigt sind und zu dessen einer Seite die erste Membran (1) und zu dessen anderer Seite die zweite Membran (2) angeordnet ist, - daß die beiden Schwingspulen (3, 4) koaxila zueinander und im wesentlichen auch zum Tragteil (7) angeordnet sind und sich auf gegenüberliegenden Seiten dieses Tragteils (7) befinden, - daß zwei steife Übertragungsteile (23, 24) vorgesehen sind, die jeweils eine Schwingspule (3 bzw. 4) mit der zugehörigen Membran (1 bzw. 2) verbinden, - daß jeder Membran (1 bzw. 2) ein nachgiebiger Stützring (Sicke 21 bzw. 22) zugeordnet ist, der jeweils den Rand der zugehörigen Membran (1 bzw. 2) mit dem Tragteil (7) verbindet, - daß die Anordnung so getroffen ist, daß die beiden Membranen (1 und 2) einen geschlossenen Körper von im wesentlichen Kugelform bilden und sich, wenn sie von einem Strom durchflossen werden in entgegengesetzte und rechtwinklig zum Tragteil (7) verlaufende Richtungen (F, G) bewegen und - daß eine Richtung (25, 26, 27) zum Ausgleich des atmosphärischen Drucks innerhalb und außerhalb des geschlossenen Körpers vorgesehen ist. 1. Electrodynamic loudspeaker for low and medium sound frequencies with a movable membrane (1) and with a voice coil (3) connected to this membrane (1), which is arranged in the area of an air gap of a magnet arrangement (8 to 11) with permanent magnets and by one can flow through alternating current, which is an electrical signal that is to be converted into audible sound, characterized in that - that the membrane (1) has essentially the shape of a hemispherical shell, - That a second, also substantially hemispherical and preferably with the first membrane (1) of the same shape membrane (2) is provided, which is connected to a second voice coil (4) which in the region of an air gap of a second magnet arrangement (8 to 11) is arranged and can be flowed through by the same current, - That a substantially disk-shaped support part (7) is provided, in the central region of which the two magnet arrangements (8 to 11) are attached and on one side of which the first membrane (1) and on the other side of which the second membrane (2) is arranged , - That the two voice coils (3, 4) are arranged coaxially to each other and essentially also to the support part (7) and are located on opposite sides of this support part (7), - That two stiff transmission parts (23, 24) are provided, each connecting a voice coil (3 or 4) with the associated membrane (1 or 2), - That each membrane (1 or 2) is assigned a resilient support ring (bead 21 or 22), each connects the edge of the associated membrane (1 or 2) to the supporting part (7), - That the arrangement is such that the two membranes (1 and 2) form a closed body of substantially spherical shape and when they are flowed through by a current in opposite and perpendicular to the support member (7) extending directions (F, G ) move and - That a direction (25, 26, 27) is provided to compensate for the atmospheric pressure inside and outside the closed body. 2. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Ubertragungsteile (23, 24) kugelschalenförmig ausgebildet, mit seinem Scheitelpunkt an einer Schwingspule (3 bzw. 4) befestigt und mit seinem kreisförmigen Rand mit der zugehörigen, halbkugelschalfenförmigen Membran (1 bzw. 2) verbunden ist.2. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that each of the two transmission parts (23, 24) formed spherical shell-shaped, with its apex attached to a voice coil (3 or 4) and with its circular edge with the associated hemispherical membrane (1 or . 2) is connected. 3. Lautsprecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil (7) aus zwei zueinander parallelen und scheibenförmigen Platten (14, 15) aufgebaut ist, die über aussteifende Stege (16) gegenseitig auf Abstand gehalten werden und jeweils einen randseitigen Vorsprung (19, 20) aufweisen, an dem jeweils eine Sicke (21, 22) befestigt ist.3. Loudspeaker according to claim 1 or 2, characterized in that the supporting part (7) is constructed from two mutually parallel and disc-shaped plates (14, 15) which are kept at a distance from each other via stiffening webs (16) and each have an edge-side projection (19, 2 0 ), on each of which a bead (21, 22) is attached. 4. Lautsprecher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Platten (14, 15) in ihrem mittleren Bereich und auf ihrer Außenseite eine kreisförmige Ausnehmung (17, 18) aufweist, in die die Magnetanordnungen (8 bis 11) eingesetzt und eingeklebt sind.4. Loudspeaker according to claim 3, characterized in that each of the two plates (14, 15) has in its central region and on its outside a circular recess (17, 18) into which the magnet arrangements (8 to 11) are inserted and glued are. 5. Lautsprecher nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ausgleich des atmosphärischen Drucks Öffnungen (25, 26) in den beiden Platten (14, 15) aufweist, und daß eine Ausgleichsöffnung zwischen dem Raum zwischen den beiden Platten (14, 15) und der Außenwelt vorgesehen ist.5. Loudspeaker according to claim 3 or 4, characterized shows that the device for equalizing the atmospheric pressure has openings (25, 26) in the two plates (14, 15), and that a compensating opening is provided between the space between the two plates (14, 15) and the outside world. 6. Lautsprecher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dichtring (27) aus einem luftdurchlässigen Material oder eine Labyrinthdichtung für den atmosphärischen Druckausgleich zwischen den beiden Platten (14 und 15) und in deren Randbereich vorgesehen ist.6. Loudspeaker according to claim 5, characterized in that a sealing ring (27) made of an air-permeable material or a labyrinth seal for the atmospheric pressure equalization between the two plates (14 and 15) and in the edge region is provided. 7. Lautsprecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil von einer einzigen, scheibenförmigen Platte (32) gebildet ist, die eine Zentralöffnung (33) und zwei in Gegenrichtung weisende, randseitige Vorsprünge (19, 20) aufweist, an denen je eine Sicke (21, 22) befestigt ist, und daß die Magnetanordnungen (8 bis 11) zu einem zusammenhängenden Doppelblock zusammengefaßt sind, der in die Zentralöffnung (33) eingesetzt und eingeklebt ist.7. Loudspeaker according to claim 1 or 2, characterized in that the supporting part is formed by a single, disc-shaped plate (32) having a central opening (33) and two in the opposite direction, edge-side projections (19, 2 0 ) each of which a bead (21, 22) is attached, and that the magnet assemblies (8 to 11) are combined into a coherent double block which is inserted and glued into the central opening (33). 8. Lautsprecher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ausgleich des atmosphärischen Drucks mindestens einen radialen und in jedem Vorsprung (19, 20) vorgesehenen Luftdurchlaß aufweist, daß ggf. Öffnungen (25) in der Platte (32) vorgesehen sind und daß vorzugsweise Stopfen (28) aus einem luftdurchlässigen Material in den Öffnungen (25, 26) bzw. den Durchlässen angeordnet sind.8. Loudspeaker according to claim 7, characterized in that the device for compensating for the atmospheric pressure has at least one radial and in each projection (19, 2 0 ) provided air passage, that openings (25) in the plate (32) are optionally provided and that preferably plugs (28) made of an air-permeable material are arranged in the openings (25, 26) or the passages. 9. Lautsprecher nach einem dern Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil (7) mindestens einen Befestigungsflansch (29, 30) hat, so daß eine hängende oder tragende Befestigung an bzw. auf einem Tragarm möglich ist.9. Loudspeaker according to one of claims 1 to 8, characterized in that the supporting part (7) has at least one mounting flange (29, 3 0 ), so that a hanging or supporting attachment to or on a Support arm is possible. lo. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er vier Membranen in Form von Kugelschalenvierteln aufweist.lo. Loudspeaker according to one of claims 1 to 9, characterized in that it has four membranes in the form of spherical shell quarters.
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