EP0063094A1 - Tweeter - Google Patents

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Publication number
EP0063094A1
EP0063094A1 EP82710016A EP82710016A EP0063094A1 EP 0063094 A1 EP0063094 A1 EP 0063094A1 EP 82710016 A EP82710016 A EP 82710016A EP 82710016 A EP82710016 A EP 82710016A EP 0063094 A1 EP0063094 A1 EP 0063094A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
membranes
drive unit
ring
electrodes
tweeter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP82710016A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Siegfried Dr. Klein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0063094A1 publication Critical patent/EP0063094A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/12—Non-planar diaphragms or cones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R15/00—Magnetostrictive transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers

Definitions

  • the invention relates to a tweeter with a movable membrane and with a drive unit connected to this membrane, which changes its dimensions along at least two opposite directions under the action of an applied electrical signal to be converted into sound waves. Tweeters are also known as “tweeters”.
  • the membrane usually has the shape of a hemispherical shell, the speaker is then called a dome speaker. Tweeters with other diaphragm shapes, for example funnel-shaped diaphragms, are also known. All of these known tweeters radiate in a preferred direction. As a result, for a good stereophonic or quadrophonic listening impression, it is necessary to align the known loudspeakers in such a way that the sound waves they emit converge in a single point or a listening area. The listener must be in this convergence area.
  • the object of the invention is to avoid the disadvantages of the known high-frequency loudspeakers and to improve a high-frequency loudspeaker of the type mentioned at the outset in such a way that it is radiated essentially in all directions, as a result of which special alignment is no longer necessary so that it can be easily produced has a good sound quality and takes up little space.
  • this tweeter behaves like a pulsating or breathing ball that radiates the sound waves practically evenly in all directions. It is therefore no longer necessary for a listener to be in the preferred radiation range of the sound waves, nor is it necessary to align the loudspeaker in accordance with the local conditions.
  • the radiation without a preferred direction also has the advantage that for a listener the high notes in comparison for example, do not become louder or quieter with low tones if it is located in different locations in the sonicated room.
  • the loudspeaker according to the invention has small dimensions and yet a high sound radiation performance. It is not necessary to place it in a housing or box, it can either be mounted on a base or suspended from a suitable support.
  • the loudspeakers shown in FIGS. 1 and 4 have two rigid, hemispherical membranes 1 and 2, which are glued together via an elastic ring 3, other types of fastening are possible. This creates a pulsating or breathing ball, inside which there is a drive unit 4, which is firmly connected to each of the two membranes 1, 2.
  • the same parts have the same reference numbers.
  • the hemispherical or dome-shaped membranes 1 and 2 are made of a material that is as light as possible and dimensionally stable, in the exemplary embodiment shown they are made of cardboard, but they can also be made of a plastic.
  • the box is covered with a plastic, it can also be impregnated with a resin or a varnish.
  • a material such as is used for table tennis balls can be used as the plastic.
  • the ring 3 is made of a rubber, it can also be made of another elastomer. The condition is that it is sufficiently soft to allow the membranes 1 and 2 to move as freely as possible.
  • the ring 3 is made of an air-impermeable material, at least one (not shown) air passage opening is provided for atmospheric pressure compensation between the interior of the closed body in the form of a ball and the exterior.
  • a ring 3 made of an elastomeric foam mass or an air-permeable, elastic plastic can also be used.
  • the only important thing is that no sound waves penetrate from the interior into the exterior, this could lead to secondary waves and acoustic short circuits.
  • a decisive advantage of the invention lies in the fact that the loudspeaker according to the invention does not require any external measures, such as a baffle, for acoustic short circuits to avoid.
  • the drive unit 4 has an elongated shape, it can execute vibrations along its length dimension and as a function of an applied electrical signal that is to be converted into sound waves.
  • the drive unit 4 is arranged in the interior of the pulsating ball in such a way that the forces emanating from it are transmitted due to the change in length to the two membranes 1 and 2 in directions perpendicular to the connecting plane of these two membranes 1, 2.
  • the drive unit 4 can be as long as the inside diameter of the ball formed by the membranes 1, 2 and can be attached with its end regions directly to the membranes 1, 2 in their apex region.
  • the membranes 1, 2 are not made of a sufficiently dimensionally stable material, deformations of these membranes 1, 2, in particular in the region of their apex, cannot be avoided due to the lengthwise vibrations of the drive unit 4.
  • Deformations of the membranes 1, 2 lead to natural vibrations or forced vibrations. They preferably form in the crown area. In this case the loudspeaker is no longer isotropic and emits spurious waves.
  • a shorter drive unit 4 is preferred, as shown in FIGS. 1 and 4.
  • This is connected to the two membranes 1 and 2 via dimensionally stable transmission parts 5 and 6, which merge into the membranes 1, 2 at right angles and are glued to them or the like.
  • the connection areas are sufficiently far from the apex region and the two membranes 1 and 2.
  • the membranes 1, 2 move largely without a change in shape as a rigid body depending on the changes in length of the drive unit 4.
  • the transmission parts 5 and 6 are connected in a region to the membranes 1 and 2 on the inside thereof, which lies on a cone angle alpha (FIG. 1) between 6 0 and 90 degrees.
  • the connecting parts 5 and 6 must be as light as possible to represent the lowest possible inert mass, but they must also be as rigid as possible so that they cannot deform and the movements imposed on them without changes in shape pass on to the membranes 1, 2.
  • the two transmission parts 5, 6 are made of a dimensionally stable plastic, they can also be made of a lightweight metal alloy, in particular foamed aluminum or the like, for example duralumin. As shown in FIGS.
  • the transmission parts 5, 6 have the shape of a hollow spherical cap, that is to say a spherical cap.
  • This shape like the membranes 1, 2, gives them excellent stiffness. Furthermore, it is possible to realize an angle alpha in the specified angular range, whereby a drive unit 4 that is as long and therefore advantageous as possible can still be used.
  • the absolute amplitude of the change in length of the drive unit 4 is, as indicated above, dependent on the length and increases with increasing length of the drive unit 4.
  • each of the two transmission parts 5 and 6 is fixed in the form of a spherical cap connected in the region of its apex to an end region of the drive unit 4.
  • the circular cap edge is connected to the associated membrane 1 or 2, in particular glued.
  • the drive unit 4 can be manufactured in the form of a tube 12 from a piezoelectric material, as shown in FIG. 2.
  • the inner and outer cylindrical surfaces are coated with a metallic conductive layer for the production of electrodes 8 and 9.
  • the drive unit 4 made of piezoelectric material can also be designed in the form of a rod 13 with a cross-section to achieve the above-mentioned goal, as shown in FIG. 3.
  • the drive unit 4 is formed by a rod 14 with a circular cross section (or also another cross section, for example a square cross section).
  • This rod 14 is made of a magnetostrictive material, around which an induction coil 15 is arranged. This is wound on a bobbin 16, which has a larger inner diameter than the outer diameter of the rod 14.
  • a sleeve 17 made of a soft material is arranged between the coil carrier 16 and the rod, this sleeve 17 allows changes in the length of the rod 14 without being affected by the coil 15. On the other hand, the length vibrations are not transmitted to the coil 15 either.
  • the coil 15 can also be held on the connecting plane of the two membranes 1 and 2 by means of suitable holding devices, for example a disk-shaped inner wall.
  • the electrical signal to be converted into sound waves is supplied to the coil 15 via a transformer 18, the secondary winding of which is connected to the connections of the coil 15 via two electrical supply lines 19 and 2o, these supply lines 19 and 2o are in turn through suitable openings in the ring 3 passed.
  • a DC voltage source 21 is provided for polarizing the rod 14.
  • the rod 14 can also be hollow, that is to say designed as a tube, as shown in FIG. 5.
  • a permanent magnet 22 is arranged inside the hollow rod 14 for polarization.
  • the drive unit 4 when an electrical signal to be converted into sound waves is applied to it via the leads lo, 11 or 19, 2o, performs length oscillations whose amplitude and frequency correspond to the amplitude and frequency of the electrical signal.
  • the forces occurring due to these changes in length are fed to the two membranes 1 and 2, these move back and forth and thereby cause pressure fluctuations in the ambient air which are audible as sound.
  • the membranes 1 and 2 are moved back and forth in the direction of the longitudinal axis of the drive unit 4, it can be demonstrated that the radiation in the region of these directions, which is indicated by arrows F and G in FIG. 1, is essentially as large as in FIG a direction perpendicular to this. In other words, the speaker radiation is isotropic.
  • A is the curve of the sound pressure S, which was measured in the direction of the arrows F and G, while the sound pressure curve B was recorded in a direction perpendicular thereto.
  • Both plotted against frequency f Curves A and B were measured using a classic measuring arrangement.
  • the loudspeaker tested according to the invention had the following technical features: Each of the two diaphragms 1 and 2 of the same shape had a diameter of 4 cm and was formed by half a table tennis ball.
  • the drive unit 4 was formed by a rectangular, flat plate made of a piezoelectric material and had a length of about 20 mm.
  • the ring 3 was made of a foam made of soft plastic.
  • the two transmission parts 5 and 6 were made of duralumin and had a diameter of about 11 millimeters. Curves A and B show excellent agreement over practically the entire frequency range.
  • each individual hemispherical membrane 1 and 2 is divided into quarter spherical shells (so-called spherical triangles) la, 1b and 2a, 2b.
  • the four membranes 1a to 2b are connected to one another on the one hand, as described above, via the ring 3 and, on the other hand, additionally via a ring 23 rotating on an equatorial plane.
  • the planes of the rings 3, 23 are therefore at right angles to one another.
  • the rings 3, 23 are preferably connected in one piece.
  • the drive unit 4 is formed by a disk 8 'made of a piezoelectric ceramic, the two disk surfaces of which are covered with a metallically conductive layer which forms the electrodes 8, 9.
  • Two connecting lines lo, 11 are guided (not shown) through an opening provided in ring 3 or 23, for example in the area of the transition point of these rings 3, 23, in order to be able to supply an electrical signal to electrodes 8, 9.
  • each transmission part 5, 6 connects the edge of the pane to the four membranes 1a to 2b.
  • the arrangement is mirror-symmetrical to the two levels in which the rings 3 and 23 are located.
  • each transmission part 5, 6 consists of a short stamp 24 and a hollow spherical cap 25.
  • the stamps 24 are offset by 90 degrees, connected to the edge of the disc 8 'and at the other end at the apex of the disc Hollow ball caps 25 attached.
  • the circular edge of these hollow spherical caps 25 is connected to the membranes 1a to 2h, as in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 4.
  • This exemplary embodiment according to FIG. 7 behaves even more similarly to the ideal target of a pulsating sphere than the previous exemplary embodiments during operation, and the sound radiation is therefore even better isotropic.
  • a labyrinth seal can also be provided in the transition areas between the membranes 1 and 2, because the rings 3 and 23 are not required for centering the membranes 1 and 2. Then a disk-shaped support part, which is arranged at right angles to the drive unit 4 and is connected to it at the zero point of vibration, is advantageous in order to form the labyrinth seal.
  • the membranes 1, 2 or la, 2b and lb, 2a vibrate in opposite directions to one another, and that at one point in time either all the membranes 1, 2 face outwards or all the membranes move inward. It is advantageous if the center point of the ball formed from the membranes 1, 2 coincides with the center points of the individual membranes 1, 2.
  • the attachment, in particular suspension or support, of the loudspeaker according to the invention is preferably carried out at the zero oscillation point, that is to say the center of the drive unit, and it can also engage via the leads 11, 12 or directly on the ring 3 or 23.
  • the construction of the loudspeaker according to the invention is particularly simple in that no centering bead and no centering spider are required. Lack emissions of the bead (see DE-GM 81 o4 57 0. 0) are more serious as a failure does not occur emissions by the rings 3, 23. The latter fail emissions at a labyrinth seal.

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Abstract

Der Hochtonlautsprecher hat eine bewegbare Membran (1, 2), die über eine Antriebseinheit (4) hin- und herbewegt werden kann. Die Antriebseinheit (4) führt unter der Wirkung eines elektrischen in Schallwellen umzuwandelnden Signals Änderungen ihrer Abmessung in mindestens zwei, entgegengesetzten Richtungen (F, G) aus. Die Membran (1, 2) ist aus zwei formsteifen, halbkugelschalenförmigen Membranen (1 und 2) gebildet, die miteinander über einen elastischen Ring (3) verbunden sind und eine pulsierende, geschlossene Kugel bilden. Die Antriebseinheit (4) befindet sich innerhalb der so gebildeten Kugel und ist mit den beiden Membranen (1, 2) verbunden, so daß die von ihr ausgehenden Krafte auf die beiden Membranen (1, 2), und zwar in rechtwinklig zur Verbindungsebene der beiden Membranen (1, 2) verlaufenden Richtungen, geleitet werden. Eine Einrichtung für den Ausgleich des atmosphärischen Drucks innerhalb und außerhalb des geschlossenen, kugelförmigen Körpers ist vorgesehen. Anstelle der Verbindung der Membranen (1, 2) über einen Ring (3) ist es auch möglich, die Membranen (1, 2) berührungslos über eine Labyrinthdichtung ineinander übergehen zu lassen.The tweeter has a movable membrane (1, 2) that can be moved back and forth via a drive unit (4). The drive unit (4) changes its dimensions in at least two opposite directions (F, G) under the effect of an electrical signal to be converted into sound waves. The membrane (1, 2) is formed from two rigid, hemispherical membranes (1 and 2) which are connected to each other via an elastic ring (3) and form a pulsating, closed ball. The drive unit (4) is located within the ball thus formed and is connected to the two membranes (1, 2), so that the forces exerted on the two membranes (1, 2), at right angles to the connecting plane of the two Membranes (1, 2) extending directions. A device for equalizing the atmospheric pressure inside and outside the closed, spherical body is provided. Instead of connecting the membranes (1, 2) via a ring (3), it is also possible to have the membranes (1, 2) merge into one another in a contactless manner using a labyrinth seal.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochtonlautsprecher mit einer bewegbaren Membran und mit einer, mit dieser Membran verbundenen Antriebseinheit, die unter der Wirkung eines angelegten elektrischen, in Schallwellen umzuwandelnden Signals ihre Abmessungen entlang mindestens zweier, entgegengesetzter Richtungen ändert. Hochtonlautsprecher werden auch als "Tweeter" bezeichnet.The invention relates to a tweeter with a movable membrane and with a drive unit connected to this membrane, which changes its dimensions along at least two opposite directions under the action of an applied electrical signal to be converted into sound waves. Tweeters are also known as "tweeters".

Bei dem Hochtonlautsprecher der eingangs genannten Art hat die Membran üblicherweise die Form einer Halbkugelschale, der Lautsprecher wird dann Kalottenlautsprecher genannt. Es sind auch Hochtonlautsprecher mit anderen Membranformen, beispielsweise trichterförmigen Membranen, bekannt. Alle diese bekannten Hochtonlautsprecher strahlen in eine bevorzugte Richtung ab. Dadurch ist für einen guten stereophonen oder quadrophonen Höreindruck ein Ausrichten der bekannten Lautsprecher dergesalt notwendig, daß die von ihnen abgesanten Schallwellen in einem-Punkt oder einem Hörbereich zusammenlaufen. Der Hörer muß sich in diesem Konvergenzbereich befinden. Dies führt einerseits zu Nachteilen hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Lautsprecher, der Zusammenstellung mit anderen Lautsprechern, insbesondere Tieftönern und zu einer Begrenzung der Anzahl der Zuhörer, die sich gleichzeitig im bevorzugten Hörbereich befinden können. Weiterhin ist es üblich, daß die bekannten Hochtonlautsprecher in speziellen Gehäusen, häufig in Boxen untergebracht werden, derartige Anordnungen erhöhen den Preis für Wiedergabegeräte und haben einen hohen Platzbedarf.In the tweeter of the type mentioned, the membrane usually has the shape of a hemispherical shell, the speaker is then called a dome speaker. Tweeters with other diaphragm shapes, for example funnel-shaped diaphragms, are also known. All of these known tweeters radiate in a preferred direction. As a result, for a good stereophonic or quadrophonic listening impression, it is necessary to align the known loudspeakers in such a way that the sound waves they emit converge in a single point or a listening area. The listener must be in this convergence area. On the one hand, this leads to disadvantages with regard to the spatial arrangement of the loudspeakers, the combination with other loudspeakers, in particular woofers, and to a limitation in the number of listeners who can simultaneously be in the preferred listening area. Furthermore, it is common for the known tweeters to be accommodated in special housings, often in boxes, arrangements of this type increase the price for playback devices and require a large amount of space.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Hochtonlautsprecher zu vermeiden und einen Hochtonlautsprecher der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß seine Abstrahlung im wesentlichen in alle Richtungen erfolgt, wodurch ein spezielles Ausrichten nicht mehr erforderlich ist, daß er einfach hergestellt werden kann, eine gute Tonqualität aufweist und wenig Raum beansprucht.The object of the invention is to avoid the disadvantages of the known high-frequency loudspeakers and to improve a high-frequency loudspeaker of the type mentioned at the outset in such a way that it is radiated essentially in all directions, as a result of which special alignment is no longer necessary so that it can be easily produced has a good sound quality and takes up little space.

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

  • - daß die Membran von zwei formsteifen und im wesentlichen halbkugelschalenförmigen Membranen gebildet ist, die miteinander über einen elastischen Ring zu einem geschlossenen, volumenveränderlichen Körper von im wesentlichen Kugelform verbunden sind,
  • - daß sich die Antriebseinheit innerhalb dieses Körpers befindet und fest mit jeder Membran verbunden ist, so daß die von der Antriebseinheit ausgehenden Antriebskräfte auf rechtwinklig zur Verbindungsebene der beiden Membranen verlaufenden Richtungen an den Membranen angreifen und
  • - daß eine Einrichtung für den Ausgleich des atmosphärischen Drucks innerhalb und außerhalb des geschlossenen Körpers vorgesehen ist.
This problem is solved in a tweeter of the type mentioned at the beginning
  • that the membrane is formed by two dimensionally stable and essentially hemispherical membranes, which are connected to one another via an elastic ring to form a closed, volume-changing body of essentially spherical shape,
  • - That the drive unit is within this body and is firmly connected to each membrane, so that the drive forces emanating from the drive unit act on the membranes in directions perpendicular to the connecting plane of the two membranes and
  • - That a device for balancing the atmospheric pressure inside and outside the closed body is provided.

Dieser Hochtonlautsprecher verhält sich bei Anlegen eines elektrischen Signals wie eine pulsierende oder atmende Kugel, die die Schallwellen praktisch gleichmäßig in alle Richtungen abstrahlt. Es ist deshalb nicht mehr notwendig, daß sich ein Zuhörer im bevorzugten Abstrahlbereich der Schallwellen befindet, noch ist ein Ausrichten des Lautsprechers entsprechend den örtlichen Gegebenheiten notwendig. Die Abstrahlung ohne Vorzugsrichtung.hat auch den Vorteil, daß für einen Zuhörer die hohen Töne im Vergleich zu beispielsweise tiefen Tönen nicht lauter oder leiser werden, wenn er sich an unterschiedlichen Orten des beschallten Raumes befindet. Weiterhin hat der Lautsprecher nach der Erfindung geringe Abmessungen und dennoch eine hohe Schallabstrahlungsleistung. Es ist nicht notwendig, ihn in einem Gehäuse oder einer Box anzuordnen, er kann entweder auf einem Unterteil montiert oder von einem geeigneten Tragteil abgehängt werden.When an electrical signal is applied, this tweeter behaves like a pulsating or breathing ball that radiates the sound waves practically evenly in all directions. It is therefore no longer necessary for a listener to be in the preferred radiation range of the sound waves, nor is it necessary to align the loudspeaker in accordance with the local conditions. The radiation without a preferred direction also has the advantage that for a listener the high notes in comparison for example, do not become louder or quieter with low tones if it is located in different locations in the sonicated room. Furthermore, the loudspeaker according to the invention has small dimensions and yet a high sound radiation performance. It is not necessary to place it in a housing or box, it can either be mounted on a base or suspended from a suitable support.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele der Erfindung, die jedoch lediglich beispielhaft zu verstehen sind. In dieser Beschreibung werden die Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

  • Fig. 1 ein Schnittbild durch einen erfindungsgemäßen Lautsprecher mit einer piezoelektrischen Antriebseinheit,
  • Fig. 2 ein Schnittbild durch eine andere Ausführung der piezoelektrischen Antriebseinheit,
  • Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführung einer piezoelektrischen Antriebseinheit,
  • Fig. 4 ein Schnittbild ähnlich Fig.'1 durch einen Lautsprecher nach der Erfindung mit einer magnetostriktiven Antriebseinheit,
  • Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführung einer magnetostriktiven Antriebseinheit,
  • Fig. 6 ein Schaubild für den Frequenzverlauf des Schalldrucks und
  • Fig. 7 ein Schnittbild durch einen Lautsprecher nach der Erfindung mit vier formgleichen Membranen.
Further features and advantages of the invention result from the remaining claims and the following description of several exemplary embodiments of the invention, which, however, are only to be understood as examples. In this description, the exemplary embodiments are explained in more detail with reference to the drawing. In this show:
  • 1 is a sectional view through a loudspeaker according to the invention with a piezoelectric drive unit,
  • 2 shows a sectional view through another embodiment of the piezoelectric drive unit,
  • 3 shows a perspective illustration of a further embodiment of a piezoelectric drive unit,
  • 4 shows a sectional view similar to FIG. 1 through a loudspeaker according to the invention with a magnetostrictive drive unit,
  • 5 shows a longitudinal section through another embodiment of a magnetostrictive drive unit,
  • Fig. 6 is a graph for the frequency response of the sound pressure and
  • Fig. 7 is a sectional view through a loudspeaker according to the invention with four diaphragms of the same shape.

Die in den Figuren 1 und 4 gezeigten Lautsprecher haben zwei formsteife, halbkugelschalenförmige Membranen 1 und 2, die miteinander über einen elastischen Ring 3 verklebt sind, andere Befestigungsarten sind möglich. Dadurch wird eine pulsierende oder atmende Kugel geschaffen, in deren Inneren sich eine Antriebseinheit 4 befindet, die mit jeder der beiden Membranen 1, 2 fest verbunden ist. Gleiche Teile tragen dieselben Bezugsziffern.The loudspeakers shown in FIGS. 1 and 4 have two rigid, hemispherical membranes 1 and 2, which are glued together via an elastic ring 3, other types of fastening are possible. This creates a pulsating or breathing ball, inside which there is a drive unit 4, which is firmly connected to each of the two membranes 1, 2. The same parts have the same reference numbers.

Die halbkugelschalen- oder kalottenförmigen Membranen 1 und 2 sind aus einem möglichst leichten und möglichst formsteifen Material gefertigt, im gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen sie aus Karton, sie können aber auch aus einem Kunststoff gefertigt sein. Der Karton ist mit einem Kunststoff überzogen, er kann auch mittels eines Harzes oder eines Lackes imprägniert sein. Als Kunststoff kann beispielsweise ein Material eingesetzt werden, wie es für Tischtennisbälle verwendet wird.The hemispherical or dome-shaped membranes 1 and 2 are made of a material that is as light as possible and dimensionally stable, in the exemplary embodiment shown they are made of cardboard, but they can also be made of a plastic. The box is covered with a plastic, it can also be impregnated with a resin or a varnish. A material such as is used for table tennis balls can be used as the plastic.

Der Ring 3 ist aus einem Kautschuk gefertigt, er kann auch aus einem anderen Elastomer hergestellt sein. Bedingung ist, daß er ausreichend weich ist, um eine möglichst freie Bewegung der Membranen 1 und 2 zuzulassen. Für den Fall, daß der Ring 3 aus einem luftundurchlässigen Material gefertigt ist, ist mindestens eine (nicht dargestellte) Luftdurchlaßöffnung für den atmosphärischen Druckausgleich zwischen dem Innenraum des geschlossenen Körpers in Gestalt einer Kugel und dem Außenraum vorgesehen. Für diesen Druckausgleich kann man aber auch einen Ring 3 aus einer elastromeren Schaummasse oder einem luftdurchlässigen, elastischen Kunststoff verwenden. Entscheidend ist nur, daß keine Schallwellen aus dem Innenraum in den Außenraum dringen, dies könnte zu Nebenwellen und akustischen Kurzschlüssen führen. Ein entscheidender Vorteil der Erfindung liegt nämlich darin, daß der erfindungsgemäße Lautsprecher keinerlei äußerer Maßnahmen, wie beispielsweise einer Schallwand, bedarf, um akustische Kurzschlüsse zu vermeiden.The ring 3 is made of a rubber, it can also be made of another elastomer. The condition is that it is sufficiently soft to allow the membranes 1 and 2 to move as freely as possible. In the event that the ring 3 is made of an air-impermeable material, at least one (not shown) air passage opening is provided for atmospheric pressure compensation between the interior of the closed body in the form of a ball and the exterior. For this pressure equalization, however, a ring 3 made of an elastomeric foam mass or an air-permeable, elastic plastic can also be used. The only important thing is that no sound waves penetrate from the interior into the exterior, this could lead to secondary waves and acoustic short circuits. A decisive advantage of the invention lies in the fact that the loudspeaker according to the invention does not require any external measures, such as a baffle, for acoustic short circuits to avoid.

Die Antriebseinheit 4 hat eine längliche Form, sie kann Schwingungen entlang ihrer Längenabmessung und in Abhänigkeit von einem angelegten elektrischen Signal, das in Schallwellen umgesetzt werden soll, ausführen. Die Antriebseinheit 4 ist so im Inneren der pulsierenden Kugel angeordnet, daß die von ihr ausgehenden Kräfte aufgrund der Längenänderung auf die beiden Membranen 1 und 2 in rechtwinklig zur Verbindungsebene dieser beiden Membranen 1, 2 verlaufenden Richtungen übertragen werden. Die Antriebseinheit 4 kann so lang sein wie der Innendurchmesser der von den Membranen 1, 2 gebildeten Kugel und mit ihren Endbereichen unmittelbar an den Membranen 1, 2 in deren Scheitelbereich befestigt sein. Bei einer derartigen Anordnung sind jedoch dann, wenn die Membranen 1, 2 nicht aus einem ausreichend formsteifen Material gefertigt sind, aufgrund der Längenschwingungen der Antriebseinheit 4 Deformationen dieser Membranenl, 2 insbesondere im Bereich ihres Scheitelpunktes nicht zu vermeiden. Deformationen der Membranen 1, 2 führen zu Eigenschwingungen oder erzwungenen Schwingungen. Sie bilden sich vorzugsweise im Scheitelbereich aus. Der Lautsprecher ist in diesem Fall nicht mehr isotrop und strahlt Nebenwellen ab. Aus diesem Grunde wird, obwohl die absolute Längenänderung dadurch kleiner wird, eine kürzere Antriebseinheit 4 vorgezogen, wie in den Figuren 1 und 4 gezeigt ist. Diese ist mit den beiden Membranen 1 und 2 über formsteife Übertragungsteile 5 und 6 verbunden, die im rechten Winkel in die Membranen 1, 2 übergehen und mit diesen verklebt oder dergleichen sind. Die Verbindungsbereiche sind ausreichend weit von der Scheitelregion und den beiden Membranen 1 und 2 entfernt. Dadurch bewegen sich die Membranen 1, 2 weitgehend ohne Formänderung als ein steifer Körper in Abhängigkeit von den Längenänderungen der Antriebseinheit 4.The drive unit 4 has an elongated shape, it can execute vibrations along its length dimension and as a function of an applied electrical signal that is to be converted into sound waves. The drive unit 4 is arranged in the interior of the pulsating ball in such a way that the forces emanating from it are transmitted due to the change in length to the two membranes 1 and 2 in directions perpendicular to the connecting plane of these two membranes 1, 2. The drive unit 4 can be as long as the inside diameter of the ball formed by the membranes 1, 2 and can be attached with its end regions directly to the membranes 1, 2 in their apex region. With such an arrangement, however, if the membranes 1, 2 are not made of a sufficiently dimensionally stable material, deformations of these membranes 1, 2, in particular in the region of their apex, cannot be avoided due to the lengthwise vibrations of the drive unit 4. Deformations of the membranes 1, 2 lead to natural vibrations or forced vibrations. They preferably form in the crown area. In this case the loudspeaker is no longer isotropic and emits spurious waves. For this reason, although the absolute change in length thereby becomes smaller, a shorter drive unit 4 is preferred, as shown in FIGS. 1 and 4. This is connected to the two membranes 1 and 2 via dimensionally stable transmission parts 5 and 6, which merge into the membranes 1, 2 at right angles and are glued to them or the like. The connection areas are sufficiently far from the apex region and the two membranes 1 and 2. As a result, the membranes 1, 2 move largely without a change in shape as a rigid body depending on the changes in length of the drive unit 4.

Vorzugsweise sind die Übertragungsteile 5 und 6 in einem Bereich mit den Membranen 1 und 2 an deren Innenseite verbunden, der auf einem Kegelwinkel alpha (Fig. 1) zwischen 60 und 9o Grad liegt. Wie die Membranen 1 und 2 müssen auch die Verbindungsteile 5 und 6 so leicht wie möglich sein, um eine möglichst geringe träge Masse darzustellen, sie müssen aber auch so formsteif wie möglich sein, damit sie sich nicht deformieren können und die ihnen aufgezwungenen Bewegungen ohne Formänderungen an die Membranen 1, 2 weitergeben. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Ubertragungsteile 5, 6 aus einem formsteifen Kunststoff gefertigt, sie können auch aus einer leichtgewichtigen Metallegierung, insbesondere geschäumtem Aluminium oder dergleichen, z.B. Duraluminium gefertigt sein. Die Übertragungsteile 5, 6 haben, wie in den Figuren 1, 4 und 7 gezeigt ist, die Form einer Hohlkugelkappe, also einer sphärischen Kalotte. Diese Form gibt ihnen, ebenso wie den Membranen 1, 2, eine hervorragende Formsteifheit. Weiterhin ist es möglich, einen Winkel alpha in dem angegebenen Winkelbereich zu realisieren, wobei trotzdem eine möglichst lange und damit vorteilhafte Antriebseinheit 4 eingesetzt werden kann. Die absolute Amplitude der Längenänderung der Antriebseinheit 4 ist, wie oben angedeutet, abhängig von der Länge und steigt mit wachsender Länge der Antriebseinheit 4. Wie in den Figuren 1 und 4 gezeigt ist, ist jedes der beiden Übertragungsteile 5 und 6 in Form einer Kugelkappe fest im Bereich seines Scheitelpunktes mit einem Endbereich der Antriebseinheit 4 verbunden. Der kreisförmige Kappenrand ist mit der zugehörigen Membran 1 bzw. 2 verbunden, insbesondere verklebt.Preferably, the transmission parts 5 and 6 are connected in a region to the membranes 1 and 2 on the inside thereof, which lies on a cone angle alpha (FIG. 1) between 6 0 and 90 degrees. Like the membranes 1 and 2, the connecting parts 5 and 6 must be as light as possible to represent the lowest possible inert mass, but they must also be as rigid as possible so that they cannot deform and the movements imposed on them without changes in shape pass on to the membranes 1, 2. In the exemplary embodiment shown, the two transmission parts 5, 6 are made of a dimensionally stable plastic, they can also be made of a lightweight metal alloy, in particular foamed aluminum or the like, for example duralumin. As shown in FIGS. 1, 4 and 7, the transmission parts 5, 6 have the shape of a hollow spherical cap, that is to say a spherical cap. This shape, like the membranes 1, 2, gives them excellent stiffness. Furthermore, it is possible to realize an angle alpha in the specified angular range, whereby a drive unit 4 that is as long and therefore advantageous as possible can still be used. The absolute amplitude of the change in length of the drive unit 4 is, as indicated above, dependent on the length and increases with increasing length of the drive unit 4. As shown in FIGS. 1 and 4, each of the two transmission parts 5 and 6 is fixed in the form of a spherical cap connected in the region of its apex to an end region of the drive unit 4. The circular cap edge is connected to the associated membrane 1 or 2, in particular glued.

Die Antriebseinheit 4 im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird durch eine schmale, prisamtische Platte 7 aus einem piezoeletrischen Material gebildet. Zwei gegenüberliegende Flächen dieser Platte 7 sind mit elektrisch leitenden Schichten als Elektroden 8 und 9 überzogen. Diese sind mie elektrischen Zuleitungen lo und 11 verbunden, die durch im Ring 3 freigelassene Öffnungen nach außen geführt sind und an die das elektrische Signal angelegt wird, das in Schallwellen umgesetzt werden soll. Damit sich die piezoelektrische Antriebseinheit 4 nicht anders als gewünscht, beispielsweise in Form von Biegeschwingungen, bei Anlegen des elektrischen Signals deformiert, kann die Antriebseinheit 4 in Form eines Rohrs 12 aus einem piezoelektrischen Material gefertigt werden, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Die inneren und die äußeren, zylindrischen Oberflächen sind zur Herstellung von Elektroden 8 und 9 mit einer metallisch leitenden Schicht überzogen. Die Antriebseinheit 4 aus piezoelektrischem Material kann zur Erreichung des oben genannten Ziels auch in Form eines Stabes 13 mit Kreuzquerschnitt ausgebildet sein, wie Fig. 3 zeigt.1 is formed by a narrow, prismatic plate 7 made of a piezoelectric material. Two opposite surfaces of this plate 7 are electrical conductive layers as electrodes 8 and 9 coated. These are mie electrical leads lo and 11 connected, which are guided through openings left in the ring 3 to the outside and to which the electrical signal is applied, which is to be converted into sound waves. So that the piezoelectric drive unit 4 does not deform as desired, for example in the form of bending vibrations, when the electrical signal is applied, the drive unit 4 can be manufactured in the form of a tube 12 from a piezoelectric material, as shown in FIG. 2. The inner and outer cylindrical surfaces are coated with a metallic conductive layer for the production of electrodes 8 and 9. The drive unit 4 made of piezoelectric material can also be designed in the form of a rod 13 with a cross-section to achieve the above-mentioned goal, as shown in FIG. 3.

In Fig. 4 ist die Antriebseinheit 4 von einem Stab 14 mit Kreisquerschnitt (oder auch anderem Querschnitt, beispielsweise quadratischem Querschnitt) gebildet. Dieser Stab 14 ist aus einem magnetostriktiven Material gefertigt, um ihn ist eine Induktionsspule 15 angeordnet. Diese ist auf einen Spulenträger 16 gewickelt, der einen größeren Innendurchmesser hat, als der Außendurchmesser des Stabes 14 beträgt. Zwischen dem Spulenträger 16 und dem Stab ist eine Hülse 17 aus einem weichen Material angeordnet, diese Hülse 17 läßt Längenänderungen des Stabes 14 ohne Beeinträchtigung durch die Spule 15 zu. Andererseits werden die Längenschwingungen auch nicht auf die Spule 15 übertragen. Anstelle zwischen der Spule 15 und dem Stab 14 eine Hülse 17 vorzusehen, kann die Spule 15 auch über geeignete Haltevorrichtungen, beispielsweise einer scheibenförmigen Innenwand auf den Verbindungsebene der beiden Membranen 1 und 2 gehalten werden.4, the drive unit 4 is formed by a rod 14 with a circular cross section (or also another cross section, for example a square cross section). This rod 14 is made of a magnetostrictive material, around which an induction coil 15 is arranged. This is wound on a bobbin 16, which has a larger inner diameter than the outer diameter of the rod 14. A sleeve 17 made of a soft material is arranged between the coil carrier 16 and the rod, this sleeve 17 allows changes in the length of the rod 14 without being affected by the coil 15. On the other hand, the length vibrations are not transmitted to the coil 15 either. Instead of providing a sleeve 17 between the coil 15 and the rod 14, the coil 15 can also be held on the connecting plane of the two membranes 1 and 2 by means of suitable holding devices, for example a disk-shaped inner wall.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird das in Schallwellen umzuwandelnde elektrische Signal der Spule 15 über einen Transformator 18 zugeführt, dessen Sekundärwicklung mit den Anschlüssen der Spule 15 über zwei elektrische Zuleitungen 19 und 2o verbunden sind, diese Zuleitungen 19 und 2o sind wiederum durch geeignete Öffnungen im Ring 3 hindurchgeführt. Eine Gleichspannungsquelle 21 ist zur Polarisierung des Stabes 14 vorgesehen. Anstelle einer derartigen Polarisierungsspannung kann der Stab 14 auch hohl, also als Rohr ausgebildet sein, wie in Fig. 5 gezeigt ist. In dieser Ausführung ist zur Polarisation ein Permanentmagnet 22 im Inneren des hoheln Stabes 14 angeordnet.As shown in FIG. 4, the electrical signal to be converted into sound waves is supplied to the coil 15 via a transformer 18, the secondary winding of which is connected to the connections of the coil 15 via two electrical supply lines 19 and 2o, these supply lines 19 and 2o are in turn through suitable openings in the ring 3 passed. A DC voltage source 21 is provided for polarizing the rod 14. Instead of such a polarization voltage, the rod 14 can also be hollow, that is to say designed as a tube, as shown in FIG. 5. In this embodiment, a permanent magnet 22 is arranged inside the hollow rod 14 for polarization.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen führt die Antriebseinheit 4, wenn an sie über die Zuleitungen lo, 11 bzw. 19, 2o ein elektrisches, in Schallwellen umzuwandelndes Signal angelegt wird, Längenschwingungen aus, deren Amplitude und Frequenz der Amplitude und Frequenz des elektrischen Signals entspricht. Die aufgrund dieser Längenänderungen auftretenden Kräfte werden den beiden Membranen 1 und 2 zugeführt, diese bewegen sich hin und her und rufen dadurch Druckschwankungen in der Umgebungsluft hervor, die als Schall hörbar sind. Obwohl die Membranen 1 und 2 in Richtung der Längsachse der Antriebseinheit 4 hin- und herbewegt werden, läßt sich nachweisen, daß die Abstrahlung im Bereich dieser Richtungen, die als Pfeile F und G in Fig. 1 angedeutet ist, im wesentlichen ebensogroß ist wie in einer hierzu rechtwinkligen Richtung. Anders ausgedrückt verhält sich die Abstrahlung des Lautsprechers isotrop. Dies ist in Fig. 6 anhand eines Meßergebnisses gezeigt. Hierbei ist A die Kurve des Schalldrucks S, der in Richtung der Pfeile F und G gemessen wurde, während die Schalldurckurve B in einer hierzu rechtwinkligen Richtung aufgezeichnet wurde. Beide, über die Frequenz f aufgetragenen Kurven A und B sind mit Hilfe einer klassischen Meßanordnung gemessen worden. Dabei wurde ein Mikrophon mit einer Aufnahmefläche von einem viertel Zoll Durchmesser, also ca. 6,35 mm verwendet, das in einer Entfernung von einem Meter vom Lautsprecher in Richtung des Pfeiles F für die Kurve A und in einer hierzu rechtwinkligen Richtung für die Kurve B angeordnet war. Der getestete, erfindungsgemäße Lautsprecher hatte die folgenden technischen Merkmale: Jede der beiden formgleichen Membranen 1 und 2 hatte einen Durchmesser von 4 cm und war durch einen halben Tischtennisball gebildet. Die Antriebseinheit 4 wurde von einer rechteckförmigen, ebenen Platte aus einem piezoelektrischen Material gebildet und hatte eine Länge von etwa 2o mm. Der Ring 3 war aus einem Schaumstoff aus Weichkunststoff gefertigt. Die beiden Übertragungsteile 5 und 6 waren aus Duraluminium und hatten einen Durchmesser von etwa 11 Millimetern. Die Kurven A und B zeigen über praktisch den gesamten Frequenzbereich eine hervorragende Übereinstimmung.In the exemplary embodiments described above, the drive unit 4, when an electrical signal to be converted into sound waves is applied to it via the leads lo, 11 or 19, 2o, performs length oscillations whose amplitude and frequency correspond to the amplitude and frequency of the electrical signal. The forces occurring due to these changes in length are fed to the two membranes 1 and 2, these move back and forth and thereby cause pressure fluctuations in the ambient air which are audible as sound. Although the membranes 1 and 2 are moved back and forth in the direction of the longitudinal axis of the drive unit 4, it can be demonstrated that the radiation in the region of these directions, which is indicated by arrows F and G in FIG. 1, is essentially as large as in FIG a direction perpendicular to this. In other words, the speaker radiation is isotropic. This is shown in FIG. 6 on the basis of a measurement result. Here, A is the curve of the sound pressure S, which was measured in the direction of the arrows F and G, while the sound pressure curve B was recorded in a direction perpendicular thereto. Both plotted against frequency f Curves A and B were measured using a classic measuring arrangement. A microphone with a recording surface of a quarter of an inch in diameter, i.e. approximately 6.35 mm, was used, which was at a distance of one meter from the loudspeaker in the direction of arrow F for curve A and in a direction perpendicular thereto for curve B was ordered. The loudspeaker tested according to the invention had the following technical features: Each of the two diaphragms 1 and 2 of the same shape had a diameter of 4 cm and was formed by half a table tennis ball. The drive unit 4 was formed by a rectangular, flat plate made of a piezoelectric material and had a length of about 20 mm. The ring 3 was made of a foam made of soft plastic. The two transmission parts 5 and 6 were made of duralumin and had a diameter of about 11 millimeters. Curves A and B show excellent agreement over practically the entire frequency range.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist jede einzelne, halbkugelschalenförmige Membran 1 und 2 jeweils in Viertelkugelschalen (sogenannte sphärische Zweiecke) la, 1b und 2a, 2b aufgeteilt.In the exemplary embodiment according to FIG. 7, each individual hemispherical membrane 1 and 2 is divided into quarter spherical shells (so-called spherical triangles) la, 1b and 2a, 2b.

In dieser Ausführung sind die vier Membranen la bis 2b untereinander einerseits, wie oben beschrieben, über den Ring 3 und andererseits zusätzlich über einen auf einer Äquatorialebene umlaufenden Ring 23 verbunden. Die Ebenen der Ringe 3, 23 stehen also im rechten Winkel zueinander. Die Ringe 3, 23 hängen vorzugsweise einstückig zusammen. Die Antriebeinheit 4 wird durch eine Scheibe 8' aus einer piezoelektrischen Keramik gebildet, deren beide Scheibenflächen mit einer metallisch leitenden, die Elektroden 8, 9 bildenden Schicht bedeckt sind. Zwei Anschlußleitungen lo, 11 sind durch eine im Ring 3 oder 23 vorgesehene Öffnung, beispielsweise im Bereich der Übergangsstelle dieser Ringe 3, 23 geführt (nicht dargestellt), um ein elektrisches Signal den Elektroden 8, 9 zuführen zu können. Vier steife Übertragungsteile 5, 6 verbinden den Scheibenrand mit den vier Membranen la bis 2b. Die Anordnung ist spiegelsymmetrisch zu den beiden Ebenen, in denen die Ringe 3 und 23 liegen. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, besteht jedes Übertragungsteil 5, 6 jeweils aus einem kurzen Stempel 24 und einer Hohlkugelkappe 25. Die Stempel 24 sind, 9o Grad versetzt, mit dem Scheibenrand der Scheibe 8' verbunden und mit ihrem anderen Ende am Scheitel der Hohlkugelkappen 25 befestigt. Der Kreisrand dieser Hohlkugelkappen 25 ist, entsprechend wie im Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 4, mit den Membranen la bis 2h verbunden.In this embodiment, the four membranes 1a to 2b are connected to one another on the one hand, as described above, via the ring 3 and, on the other hand, additionally via a ring 23 rotating on an equatorial plane. The planes of the rings 3, 23 are therefore at right angles to one another. The rings 3, 23 are preferably connected in one piece. The drive unit 4 is formed by a disk 8 'made of a piezoelectric ceramic, the two disk surfaces of which are covered with a metallically conductive layer which forms the electrodes 8, 9. Two connecting lines lo, 11 are guided (not shown) through an opening provided in ring 3 or 23, for example in the area of the transition point of these rings 3, 23, in order to be able to supply an electrical signal to electrodes 8, 9. Four rigid transmission parts 5, 6 connect the edge of the pane to the four membranes 1a to 2b. The arrangement is mirror-symmetrical to the two levels in which the rings 3 and 23 are located. As shown in Fig. 7, each transmission part 5, 6 consists of a short stamp 24 and a hollow spherical cap 25. The stamps 24 are offset by 90 degrees, connected to the edge of the disc 8 'and at the other end at the apex of the disc Hollow ball caps 25 attached. The circular edge of these hollow spherical caps 25 is connected to the membranes 1a to 2h, as in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 4.

Dieses Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 verhält sich beim Betrieb noch ähnlicher dem Idealziel einer pulsierenden Kugel als die vorigen Ausführungsbeispiele, die Schallabstrahlung ist daher noch verbessert isotrop.This exemplary embodiment according to FIG. 7 behaves even more similarly to the ideal target of a pulsating sphere than the previous exemplary embodiments during operation, and the sound radiation is therefore even better isotropic.

Anstelle eines elastischen Ringes 3 bzw. 23 kann auch in den Übergangsbereichen zwischen den Membranen 1 und 2 eine Labyrinthdichtung vorgesehen sein, weil die Ringe 3 bzw. 23 nicht zur Zentrierung der Membranen 1 und 2 benötigt werden. Dann ist ein scheibenförmiges Tragteil, das rechtwinklig zur Antriebseinheit 4 angeordnet ist und mit dieser im Schwingungsnullpunkt verbunden ist, vorteilhaft, um die Labyrinthdichtung auszubilden.Instead of an elastic ring 3 or 23, a labyrinth seal can also be provided in the transition areas between the membranes 1 and 2, because the rings 3 and 23 are not required for centering the membranes 1 and 2. Then a disk-shaped support part, which is arranged at right angles to the drive unit 4 and is connected to it at the zero point of vibration, is advantageous in order to form the labyrinth seal.

Es soll noch einmal besonders betont werden, daß die Membranen 1, 2 bzw. la, 2b und lb, 2a in Gegenrichtung zueinander schwingen, und daß zu einem Zeitpunkt entweder alle Membranen 1, 2 sich nach außen oder alle Membranen sich nach innen bewegen. Es ist vorteilhaft, wenn der Mittelpunkt der aus den Membranen 1, 2 gebildeten Kugel mit den Mittelpunkten der einzelnen Membranen 1, 2 zusammenfällt. Die Befestigung, insbesondere Aufhängung oder aber Abstützen des erfindungsgemäßen Lautsprechers erfolgt vorzugsweise im Schwingungsnullpunkt, also der Mitte der Antriebseinheit, sie kann auch über die Zuleitungen 11, 12 oder direkt am Ring 3 bzw. 23 angreifen.It should be particularly emphasized once again that the membranes 1, 2 or la, 2b and lb, 2a vibrate in opposite directions to one another, and that at one point in time either all the membranes 1, 2 face outwards or all the membranes move inward. It is advantageous if the center point of the ball formed from the membranes 1, 2 coincides with the center points of the individual membranes 1, 2. The attachment, in particular suspension or support, of the loudspeaker according to the invention is preferably carried out at the zero oscillation point, that is to say the center of the drive unit, and it can also engage via the leads 11, 12 or directly on the ring 3 or 23.

Der Aufbau des erfindungsgemäßen Lautsprechers ist dadurch besonders einfach, daß keine zentrierende Sicke und auch keine zentrierende Spinne benötigt werden. Fehlabstrahlungen der Sicke (siehe DE-GM 81 o4 570.0) sind gravierender als Fehlabstrahlungen durch die Ringe 3, 23. Letztere Fehlabstrahlungen treten bei einer Labyrinthdichtung nicht auf.The construction of the loudspeaker according to the invention is particularly simple in that no centering bead and no centering spider are required. Lack emissions of the bead (see DE-GM 81 o4 57 0. 0) are more serious as a failure does not occur emissions by the rings 3, 23. The latter fail emissions at a labyrinth seal.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind lediglich zur Erläuterung der Erfindung, nicht aber einengend zu verstehen. Im Rahmen der Erfindung sind weitere Ausführungen möglich.The exemplary embodiments described above are only to be understood to explain the invention, but not in a restrictive manner. Further embodiments are possible within the scope of the invention.

Claims (10)

1. Hochtonlautsprecher mit einer bewegbaren Membran (1, 2) und mit einer, mit dieser Membran (1, 2) verbundenen Antriebseinheit (4), die unter der Wirkung eines angelegten elektrischen, in Schallwellen umzuwandelnden Signals ihre Abmessungen entlang mindestens zweier, entgegengesetzter Richtungen (F, G) ändert,
dadurch gekennzeichnet, - daß die Membran (1, 2) von zwei formsteifen und im wesentlichen halbkugelschalenförmigen Membranen (1 und 2) gebildet ist, die miteinander über einen elastischen Ring (3 bzw. 23) zu einem geschlossenen volumenveränderlichen Körper von im wesentlichen Kugelform verbunden sind, - daß sich die Antriebseinheit (4) innerhalb dieses Körpers befindet und fest mit jeder Membran (1, 2) verbunden ist, wobei die von der Antriebseinheit (4) ausgehenden Antriebskräfte auf rechtwinklig zur Verbindungsebene der beiden Membranen (1, 2) verlaufenden Richtungen an den Membranen (1, 2) angreifen und - daß eine Einrichtung für den Ausgleich des atmosphärischen Druck innerhalb und außerhalb des geschlossenen Körpers vorgesehen ist. 1. tweeter with a movable membrane (1, 2) and with a, with this membrane (1, 2) connected drive unit (4), the dimensions of at least two opposite directions under the action of an applied electrical signal to be converted into sound waves (F, G) changes,
characterized, - that the membrane (1, 2) is formed by two rigid and essentially hemispherical membranes (1 and 2) which are connected to one another via an elastic ring (3 or 23) to form a closed volume-changing body of essentially spherical shape, - That the drive unit (4) is located within this body and is firmly connected to each membrane (1, 2), the drive forces emanating from the drive unit (4) at directions perpendicular to the connecting plane of the two membranes (1, 2) attack the membranes (1, 2) and - That a device for balancing the atmospheric pressure inside and outside the closed body is provided. 2. Hochtonlautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (4) eine längliche Form hat, Längenschwingungen entlang ihrer Längsachse ausführen kann und auf der Symmetrieachse (Rotaitonsachse) der beiden Membranen (1, 2) angeordnet ist.2. Tweeter according to claim 1, characterized in that the drive unit (4) has an elongated shape, can perform longitudinal vibrations along its longitudinal axis and is arranged on the axis of symmetry (axis of rotation) of the two membranes (1, 2). 3. Hochtonlautsprecherjnach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (4) über formsteife Übertragungsteile (5 und 6) vorzugsweise in Form von Hohlkugelkappen mit den Membranen (1, 2) verbunden ist und daß jedes der beiden Übertragungsteile (5, 6) fest im Bereich seines Scheitelpunktes mit einem Endbereich der Antriebseinheit (4) und im Bereich seines kreisförmigen Randes mit einer der Membranen (1, 2) verbunden ist.3. tweeter j according to claim 2, characterized in that the drive unit (4) via rigid transmission parts (5 and 6) is preferably connected in the form of hollow spherical caps with the membranes (1, 2) and that each of the two transmission parts (5, 6) is firmly connected in the region of its apex to an end region of the drive unit (4) and in the region of its circular edge to one of the membranes (1, 2). 4. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (4) von einem ebenen, rechteckförmigen Plättchen (7) aus einer piezoelektrischen Keramik gebildet ist, daß gegenüberliegende Flächen dieses Plättchens (7) jeweils mit einer metallisch leitenden, die Elektroden (lo, 11) bildenden Schicht belegt sind und daß zwei Zuleitungen (lo, 11) durch im Ring 3 oder 23) vorgesehene Öffnungen hindurchgeführt und an diese Elektroden (8, 9) angeschlossen sind, wodurch den Elektroden (8, 9) von außen ein elektrisches Signal zugeführt werden kann.4. Loudspeaker according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drive unit (4) is formed by a flat, rectangular plate (7) made of a piezoelectric ceramic, that opposite surfaces of this plate (7) each with a metallically conductive, the layer forming electrodes (lo, 11) is occupied and that two feed lines (lo, 11) are passed through openings provided in ring 3 or 23 and connected to these electrodes (8, 9), so that the electrodes (8, 9) an electrical signal can be supplied from the outside. 5. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (4) in Form eines Rohres (12) aus einer piezoelektrischen Keramik, dabei sind die innere und die äußere Zylinderfläche dieses Rohres (12) mit einer metallisch leitenden, die Elektroden (8,9) bildenden Schicht belegt, oder in Form eines Stabes (13) mit Kreuzquerschnitt aus einer piezoelektrischen Keramik ausgebildet ist, dabei hat dieser Stab (13) gegenüberliegende Flächen, die unter Bildung von Elektroden (8, 9) mit elektrisch leitenden Schichten belegt sind und daß zwei elektrische Zuleitungen (la und 11) durch mindestens eine im Ring (3) vorgesehen Öffnung geführt und mit den Elektroden (8, 9) verbunden sind, so daß den Elektroden (8, 9) von außen eine elektrische Spannung zugeführt werden kann.5. Loudspeaker according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drive unit (4) in the form of a tube (12) made of a piezoelectric ceramic, the inner and outer cylindrical surface of this tube (12) having a metallically conductive, the layer (8, 9) forming the coating, or in the form of a rod (13) with a cross-section made of a piezoelectric ceramic, this rod (13) has opposite surfaces, which form electrodes (8, 9) with electrical conductive layers are occupied and that two electrical leads (la and 11) are guided through at least one opening provided in the ring (3) and connected to the electrodes (8, 9), so that the electrodes (8, 9) have an external electrical connection Voltage can be supplied. 6. Hochtonlautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit durch einen Stab (14) aus einem magnetostriktiven Material gebildet ist, daß um diesen Stab (14) eine Induktionsspule (15) angeordnet ist und daß zwei elektrische Zuleitungen (19 und 20) durch mindestens eine, im Ring (3) vorgesehene Öffnung geführt und mit den Enden der Induktionsspule (15) verbunden sind, der so von außen ein elektrisches Signal zugeführt werden kann.6. tweeter according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drive unit is formed by a rod (14) made of a magnetostrictive material, that an induction coil (15) is arranged around this rod (14) and that two electrical leads (19 and 2 0 ) by at least one in the ring (3) provided opening and connected to the ends of the induction coil (15), which can be supplied from the outside an electrical signal. 7. Hochtonlautsprecher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (14) hohl ist und daß in seinem Inneren ein, eine Polarisation bewirkender Permanentmagnet (22) angeordnet ist oder daß zur Erzielung einer Polarisation die Spule (15) von einem Gleichstrom durchflossen wird.7. tweeter according to claim 6, characterized in that the rod (14) is hollow and that a polarization-causing permanent magnet (22) is arranged in its interior or that the coil (15) is flowed through by a direct current to achieve polarization . 8. Hochtonlautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für den Ausgleich des atmosphärischen Drucks durch den Ring (3) gebildet wird, der aus einem luftdurchlässigen Material gefertigt ist oder daß die Einrichtung für den Ausgleich des atmosphärischen Drucks durch mindestens eine, im Ring (3 bzw. 23) vorgesehene Öffnung gebildet wird.8. tweeter according to one of claims 1 to 7, characterized in that the device for compensating for atmospheric pressure is formed by the ring (3) which is made of an air-permeable material or that the device for compensating for atmospheric pressure at least one opening provided in the ring (3 or 23) is formed. 9. Hochtonlautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Membran (1, 2) in zwei formgleiche Membranen (la, 1b; 2a, 2b) mit Viertelkugelfläche aufgeteilt ist, daß diese vier Membranen (la bis 2b) miteinander über den Ring (3) und zusätzlich über einen weiteren Ring (23) verbunden sind, wobei der zusätzliche Ring (23) in einer rechtwinklig zur Ebene des ersten Ringes (3) verlaufenden Ebene angeordnet ist, daß die Antriebseinheit (4) von einer Scheibe (8) aus piezoelektrischer Keramik gebildet ist, deren Scheibenflächen jeweils mit einer metallisch leitenden Schicht, die die Elektroden (8, 9) bildet, belegt sind, daß zwei elektrische Leiter durch mindestens eine öffnung in einem Ring (3, 23) geführt und mit den Elektroden (8, 9) verbunden sind, um diesen von außen ein elektrisches Signal zuführen zu können, und daß vier formsteife Übertragungsteile (5, 6) den Scheibenrand mit den vier Membranen (la bis 2b) verbinden, dabei ist die Anordnung klappsymmetrisch zu denjenigen Ebenen, in denen sich die Ringe (3, 23) befinden.9. tweeter according to claim 1, characterized in that each membrane (1, 2) is divided into two diaphragms of the same shape (la, 1b; 2a, 2b) with a quarter spherical surface, that these four membranes (la to 2b) with each other via the ring ( 3) and additionally connected via a further ring (23), the additional ring (23) being arranged in a plane running at right angles to the plane of the first ring (3), that the drive unit (4) from a disk (8) piezoelectric ceramic is formed, the disk surfaces of which each have a metallically conductive layer, which forms the electrodes (8, 9), it is demonstrated that two electrical conductors are guided through at least one opening in a ring (3, 23) and connected to the electrodes (8, 9) in order to supply them with an electrical signal from the outside to, and that four dimensionally stable transmission parts (5, 6) connect the edge of the pane with the four membranes (la to 2b), the arrangement is symmetrical about the planes in which the rings (3, 23) are located. lo. Hochtonlautsprecher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Übertragungsteil (5, 6) aus einem kurzen Stempel (24) und aus einer Hohlkugelkappe (25) gebildet ist, daß der Stempel (24) mit einem Endbereich an der Scheibe (8) und mit dem anderen Endbereich am Scheitel der Hohlkugelkappe (25) befestigt ist, und daß der Kreisrand jeder Hohlkugelkappe (25) mit jeweils einer Membran (la bis 2b) verbunden ist.lo. Tweeter according to Claim 9, characterized in that each transmission part (5, 6) is formed from a short stamp (24) and from a hollow spherical cap (25), that the stamp (24) has an end region on the disc (8) and with the other end region is attached to the apex of the hollow spherical cap (25), and that the circular edge of each hollow spherical cap (25) is connected to a membrane (la to 2b).
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