EP0152926B1 - Elektrodynamischer Lautsprecher mit Rundum-Schallabstrahlung - Google Patents

Elektrodynamischer Lautsprecher mit Rundum-Schallabstrahlung Download PDF

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EP0152926B1
EP0152926B1 EP85101658A EP85101658A EP0152926B1 EP 0152926 B1 EP0152926 B1 EP 0152926B1 EP 85101658 A EP85101658 A EP 85101658A EP 85101658 A EP85101658 A EP 85101658A EP 0152926 B1 EP0152926 B1 EP 0152926B1
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EP
European Patent Office
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loudspeaker
ring
diameter
membrane
loudspeaker according
Prior art date
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EP85101658A
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EP0152926A3 (en
EP0152926A2 (de
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Rainer J. Haas
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Individual
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Publication of EP0152926A3 publication Critical patent/EP0152926A3/de
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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
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/06—Loudspeakers
    • H04R9/063—Loudspeakers using a plurality of acoustic drivers
    • H—ELECTRICITY
    • 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

Definitions

  • the ring-shaped housing has the shape of a cylinder, the diameter of the outer edge of the membranes is only insignificantly smaller than the outer diameter of this housing.
  • the membranes are slightly convex in the shape of a bowl.
  • a good all-round radiation is not achieved with this previously known loudspeaker; in particular, a significantly weaker sound radiation takes place transversely to the direction of movement of the two drive units than in the drive direction of the two drive units.
  • the known loudspeaker is also not intended for the emission of identical signals by its two drive units, but for the emission of different signals, namely the two channels of a stereo reproduction.
  • due to the relatively flat design of the membranes not only is the radiation in the transverse direction to the working direction of the drive units low, but also partial vibrations are caused on the membrane, which lead to undesired secondary radiation that does not correspond to the sound event to be emitted.
  • a disgusting dynamic loudspeaker with two individual speakers in which the drive units of each individual speaker are located within hemispherical membranes.
  • the voice coils have a fifth of the diameter of the outer edge of the membranes. They are therefore only connected to their respective membrane in the apex area. This leads to irregular vibrational states, the membranes deform, in any case do not vibrate as a rigid whole, as desired.
  • an additional bead which connects the membrane to the associated magnet of the drive unit in a circle with approximately half the diameter of its outer edge.
  • this loudspeaker does not allow for optimal all-round radiation, since its housing continues outwards in the form of a ring.
  • the drive units are connected to each other so that the two membranes always make the same movements. The individual speakers cannot emit different sound events.
  • an electrodynamic loudspeaker is known from EP-A-62600, which corresponds in structure to the loudspeaker of the type mentioned at the outset, but is intended exclusively for low sound frequencies.
  • the ratio of voice coil diameter to diameter of the outer edge of the hemispherical membrane is approximately one to nine.
  • hemispherical transmission parts are interposed between the voice coil and the membrane, so that the membrane is rigidly connected to the voice coil, but this connection is not made directly, but via an intermediate transmission part.
  • the diameter of the voice coil practically corresponds to the diameter of the outer edge of the diaphragm. This results in an effective drive, membrane resonances are largely suppressed, the membrane vibrates largely as a rigid body even at high sound frequencies.
  • these dome speakers do not have all-round sound radiation.
  • the housing is delimited by a spherical zone and, starting from the spherical zone, merges into a circular surface that is essentially in the plane of the beads, and that the housing has at least one (Tweeter), a maximum of two (midrange) opposite, located on the mirror plane pins that can be connected to a support device, and that the membrane is dome-shaped.
  • This electrodynamic loudspeaker is composed of two dome-shaped loudspeakers arranged back to back, which are held together by the ring-shaped housing.
  • the decisive factor here is the shape of the annular housing, which largely avoids a drop in the sound pressure transverse to the direction of movement of the two membranes, so that an almost perfect all-round sound radiation is achieved.
  • the diameter of the voice coil is specified as not significantly smaller than the diameter of the outer edge of the membrane, deviations of about twenty percent are permissible, in any case the diameter of the voice coil should not be less than half the diameter of the outer edge of the membrane. Practically identical diameters for the voice coil and the outer edge of the membrane are preferred.
  • the diaphragm areas of the loudspeaker according to the invention are relatively small in relation to the entire surface of the loudspeaker, that is to say the sum of diaphragm areas and housing surfaces.
  • all-round loudspeakers were always designed in such a way that their outer surface was practically exclusively, at least predominantly, determined by the hemispherical membranes. It has now surprisingly turned out that this path, which was previously regarded as correct, does not lead to optimal results, but rather that the loudspeaker according to the invention achieves significantly better results, although the actually radiating surfaces are relatively small in relation to the entire surface of the loudspeaker.
  • the housing should be as small as possible. On the one hand, it has the task of fixing the permanent magnets of the two drive units as space-saving as possible, and furthermore the bead is connected to the housing and connects the housing to the outer edge of the membrane in an elastically flexible manner. Essentially, only one protrudes from the housing or two pins protrude away from each other, via which the loudspeaker is attached. As a result, the all-round sound radiation is influenced as little as possible.
  • a pin is used in a tweeter to be able to fix it to a supporting part or above a mid-range speaker.
  • the mid-range speaker usually has two pins, an upper one for attaching the tweeter and a lower one for attaching to a supporting part, which, however, excludes hanging attachment.
  • the housing is preferably composed of two matching housing halves joined together in the mirror plane, each of which has a receiving channel for a permanent magnet, which is delimited towards the outside by an inwardly projecting retaining edge which retains the magnet.
  • the pins are hollow, they are used to feed the leads of the individual speakers. As a result, these leads are mechanically protected; on the other hand, a plug connection in the area of the pins, which in addition to the mechanical fastening and also the electrical connection, is possible. Bayonet connections have proven to be particularly suitable because they also force the individual speakers to be aligned.
  • the housing is initially delimited by a circular ring which lies in the plane of the bead and is as narrow as possible. It merges into a rounded edge in the spherical zone, which is symmetrical to the mirror plane. As a result, the most uniform possible drop in sound pressure is achieved.
  • the housing preferably has a cover ring which forms at least a partial area of the outer surface of the housing and makes it possible to optically cover the fastening opening.
  • the cover ring enables the membrane to be covered with ventilation channels, as is known from German utility model 81 04 570 and has proven itself in order to avoid incorrect radiation by the Sikke.
  • the feed lines of each voice coil are led out separately. This makes it possible to give different sound events to the two individual speakers of the electrodynamic speaker.
  • the two individual loudspeakers can be operated in phase opposition by the same electrical signal, so that their membranes either approach one another or move away from one another, that is to say they emit spherical radiation.
  • FIG. 1 the structure of a tweeter is shown. It is composed of two identical speakers, which are arranged on both sides of a mirror plane 20 and each have an electrodynamic drive unit.
  • the two drive units are arranged coaxially and in opposite directions. They each have a permanent magnet 22 with an annular gap; magnets of the highest field strengths and smallest space requirements are used.
  • the voice coil 24 is directly and rigidly connected at its front end to a dome-shaped membrane 26, the outer edge of which has the same diameter as the voice coil 24. If necessary, a felt cap (not shown) can be located on the inside of the membrane 26.
  • the outer edge of the membrane 26 is elastically resiliently connected via a bead 28 to a housing which is constructed in two parts and is each composed of an inner housing part 30 and a cover ring 32.
  • a housing which is constructed in two parts and is each composed of an inner housing part 30 and a cover ring 32.
  • cover rings 32 on both sides of the mirror plane 20 and largely identical inner housing parts 30 except for different fitting projections 34 or recesses.
  • the housing which is made up of two inner housing parts 30 and two cover rings 32, is delimited by a spherical zone 36, the diameter of which in the exemplary embodiment shown corresponds to twice the outer edge diameter of the membranes 26.
  • the width of this spherical zone 36 largely corresponds to the distance between the beads of the two individual speakers.
  • the spherical zone 36 merges with the bead 28 via a rounding 38 into an annular surface 40.
  • the cover ring 32 projects beyond the bead on the outside in order to hinder its sound radiation.
  • the space between the bead and cover ring is ventilated by ventilation ducts 42.
  • a half pin projects in each case, which comes together with the other inner housing part 30 to form an internally hollow pin 44.
  • the pin 44 lies on the mirror plane 20 and at right angles to the direction of movement 46 of the two membranes 26. It is provided with a bayonet projection 45 and carries an electrical connector (not shown).
  • the outside of the loudspeaker is protected against mechanical damage by two hemispherical wire networks 48, 50. These are detachably connected to one another in an equatorial plane 52, in which the direction of movement 46 lies and which is perpendicular to the mirror plane 20.
  • the lower wire net 48 is fastened to the pin 44 and in turn holds the upper wire net 50.
  • the two inner housing parts 30 of a loudspeaker are pulled against one another by suitable clamping means, for example screws. As a result, they press the two permanent magnets 22 against one another with their front, inwardly projecting holding edges 54, an elastic part, for example a foam ring 56, which presses the magnets 22 into contact with the holding edges 54 is located between the permanent magnets 22 .
  • the housing parts 30, 32 are preferably made of plastic, other materials are not excluded.
  • FIG. 1 An inner housing part 30 is shown in FIG.
  • the holding edge 54 has interruptions in order to be able to observe the exact positioning of the magnets 22.
  • four equally spaced bores 58 are provided in order to be able to pull the two inner housing parts 30 of a loudspeaker against one another by means of screws.
  • the cover ring 32 is fastened to the inner housing part 30 by means of screws which are screwed into two threaded bores 60.
  • the mid-range speaker is basically constructed in the same way as the tweeter described. However, its housing has a second pin 62, which is also located in the mirror plane 20 and diametrically opposite the first pin 44 and coaxially. It serves to receive the pin 44 of the tweeter and at the same time receives electrical connection devices. As can be seen from FIG. 3, the bayonet projections 45 point in the same direction, which ensures that the radiation direction of a mid-range loudspeaker assembled with a tweeter also runs parallel to the direction of movement 46.
  • the inner housing part 30 according to Figure 3 has an annular recess 64 through which it it is sufficient that an edge 66 resiliently abuts the respective fitted permanent magnet 22.
  • FIG. 4 shows the two pins 44, 62 of an inner housing part 30 for a mid-range speaker.
  • the fastening of two inner housing parts 30 differs from that in FIG. 2.
  • the inner housing parts 30 of the mid-range speaker are designed in such a way that there is space for the passage of the four connecting lines of the tweeter.
  • the recess 64 can be used on the one hand.
  • the two pins 44, 62 can also be connected by a tube that increases the mechanical stability and accommodates the leads of the tweeter in its interior.
  • the two voice coils 24 of the mid-range loudspeaker can also be connected separately to different electrical signals.
  • hemispherical-shaped wire nets 48, 50 in another embodiment, two hemispherical-shaped protective grids are joined together in the mirror plane 20. They are held by a retaining ring, which is an integral part of the inner housing parts 30. It has a larger diameter than the spherical zone 36 and is connected to the actual inner housing part 30 via a few narrow webs. It has a keyway in which the protective grilles are inserted.
  • the circular receiving openings formed by the inner walls of the collar 66 are open towards the center of the loudspeaker, as shown in FIG. 1.
  • No partition or other noise barrier is arranged between the rear sides of the two drive units or the rear sides of the permanent magnets 22. The rear sides are held at a slight distance (maximum two millimeters) by the ring 56 and are simultaneously pressed by the ring 56 against the shoulders (holding edges) 54.
  • the spherical zone 36 (spherical ring surface) is formed on the one hand by the outer surface of the inner housing part 30 and on the other hand by the outer surface of the cover ring 32.
  • This spherical zone 36 extends mirror-symmetrically on both sides of the mirror plane 20 and in each case extends almost up to a plane in which the circular ring surface 40 is located.
  • the rounded region 38 is thus relatively narrow (only about ten percent of the distance between the plane 20 and the plane of the circular ring surface 40). It effects a rounded transition between the spherical zone 36 and the annular surface 40.
  • the pin (adapter) 44 of the tweeter according to Figure 1 or 2 is inserted into the upper pin 62 of the midrange ( Figure 3 or 4), a bayonet groove 63 receives the bayonet projection 45 of the tweeter.
  • the pin 62 with its groove 63 form a support device for the tweeter.
  • Other carrying devices are possible, in particular with a receptacle for the cone 44 of the tweeter (or cone 44 of the midrange) for hanging or supporting mounting.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrodynamischen insbesondere Hoch- oder Mitteltöner, mit Rundum-Schallabstrahlung, der aus zwei beidseits einer Spiegelebene angeordneten, baugleichen Einzellautsprechern aufgebaut ist, deren gleichachsige, entgegengesetzt gerichtete Antriebseinheiten
    • - jeweils einen, an einem gemeinsamen, ringförmig ausgebildeten .Gehäuse befestigten Permanentmagneten und
    • - jeweils eine Schwingspu!e aufweisen, die über eine Sicke an dem Gehäuse elastisch nachgiebig gehalten ist, mit jeweils einer konvexen Membran starr verbunden ist und deren Durchmesser nicht wesentlich kleiner ist als der Durchmesser des Aussenrandes der Membranen.
  • Bei diesem aus der US-A-3 979 566 bekannten elektrodynamischen Lautsprecher hat das ringförmige Gehäuse die Form eines Zylinders, der Durchmesser des Aussenrandes der Membranen ist nur unwesentlich kleiner als der Aussendurchmesser dieses Gehäuses. Die Membranen sind schalenförmig leicht konvex ausgebildet.
  • Eine gute Rundum-Abstrahlung wird mit diesem vorbekannten Lautsprecher nicht erreicht, insbesondere findet quer zur Bewegungsrichtung der beiden Antriebseinheiten eine deutlich schwächere Schallabstrahlung statt als in der Antriebsrichtung der beiden Antriebseinheiten. Der vorbekannte Lautsprecher ist auch nicht für die Abstrahlung identischer Signale durch seine beiden Antriebseinheiten, sondern für die Abstrahlung unterschiedlicher Signale, nämlich der beiden Kanäle einer Stereo-Wiedergabe, vorgesehen. Weiterhin ist durch die relativ flache Ausbildung der Membranen nicht nur die Abstrahlung in Querrichtung zur Arbeitsrichtung der Antriebseinheiten gering, sondern werden auch Teilschwingungen auf der Membran hervorgerufen, die zu unerwünschten Nebenabstrahlungen führen, die mit dem abzustrahlenden Schallereignis nicht übereinstimmen.
  • Weiterhin ist aus der FR-A-1 146 757 ein ekeltrodynamischer Lautsprecher mit zwei Einzellautsprechern bekannt, bei dem sich die Antriebseinheiten jedes Einzellautsprechers innerhalb halbkugelschalenförmiger Membranen befinden. Die Schwingspulen haben ein Fünftel des Durchmessers des Aussenrandes der Membranen. Sie sind daher nur im Scheitelbereich mit ihrer jeweiligen Membran verbunden. Dies führt zu ungleichmässigen Schwingungszuständen, die Membranen verformen sich, schwingen jedenfalls nicht als starres Ganzes, wie erwünscht. Hinzu kommt der Einfluss einer zusätzlichen Sicke, die die Membran auf einem Kreis mit etwa dem halben Durchmesser ihres Aussenrandes dem zugehörigen Magneten der Antriebseinheit verbindet. Insgesamt bleiben dadurch bei einem Antrieb der Membran durch die zugehörige Schwingspule die Randbereiche der Membran zurück, es bilden sich Teilschwingungen auf der Membran aus. Darüberhinaus ermöglicht dieser Lautsprecher ebenfalls keine optimale Rundum-Abstrahlung, da sich sein Gehäuse in Form eines Ringes nach aussen fortsetzt. Die Antriebseinheiten sind so miteinander verbunden, dass die beiden Membranen stets gleichgerichtete Bewegungen machen. Die Einzellautsprecher können nicht unterschiedliche Schallereignisse abstrahlen.
  • Aus der US-A-3 456 755 sind hydraulische Lautsprecher bekannt, die ebenfalls aus zwei halbkugelschalenförmigen Einzellautsprechern mit elektrodynamischen Antriebseinheiten zusammengesetzt sind. Hier ist die Schwingspule jedoch nicht starr mit der Membran verbunden, weiterhin beträgt der Durchmesser der Schwingspule etwa nur ein Achtel des Durchmessers des Aussenrandes der Membran.
  • Aus der US-A-3 393 767 ist ein von aussen gesehen kugelförmiger Lautsprecher bekannt, bei dem zwei Trichterlautsprecher gleicher Bauart spiegelbildlich gegeneinander gesetzt sind. Eine Rundum-Abstrahlung wird nicht erreicht, da die Abstrahlung jedes Einzellautsprechers mit Trichtermembran eine deutliche Vorzugsrichtung hat.
  • Aus der EP-A-62600 ist schliesslich ein elektrodynamischer Lautsprecher bekannt, der in seinem Aufbau dem Lautsprecher der eingangs genannten Art entspricht, jedoch ausschliesslich für tiefe Tonfrequenzen bestimmt ist. Bei ihm beträgt das Verhältnis von Schwingspulendurchmesser zu Durchmesser des Aussenrandes der halbkugelschalenförmigen Membran etwa eins zu neun. Um einen zu sehr lokalisierten Antrieb der Membran zu vermeiden, sind zwischen Schwingspule und Membran halbkugelschalenförmige Übertragungsteile zwischengeschaltet, so dass die Membran zwar starr mit der Schwingspule verbunden ist, diese Verbindung jedoch nicht direkt, sondern über ein zwischengeschaltetes Übertragungsteil erfolgt.
  • Diese bekannten, kugelförmigen Lautsprecher sind in ihrer Klangabstrahlung nicht zufriedenstellend. Eigenschwingungen der kalottenförmigen Membranen werden nicht ausreichend unterdrückt, der Antrieb erweist sich als für die Membranfläche zu gering. Insgesamt sind die Ergebnisse der Schallwiedergabe nicht zufriedenstellend.
  • Bei dem derzeit überwiegend für Hochton- und Mitteltonwiedergabe verwendeten elektrodynamischen Lautsprecher mit kalottenförmiger Membran entspricht der Durchmesser der Schwingspule praktisch dem Durchmesser des Aussenrandes der Membran. Hierdurch wird ein wirkungsvoller Antrieb erreicht, Membranresonanzen werden weitgehend unterdrückt, die Membran schwingt auch bei hohen Tonfrequenzen weitgehend als starrer Körper. Diese Kalottenlautsprecher haben jedoch keine Rundum-Schallabstrahlung.
  • Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gestellt, die Nachteile der bekannten, elektrodynamischen Lautsprecher mit Rundum-Schallabstrahlung zu vermeiden und unter Zugrundelegung der Bauprinzipien der bekannten Kalottenlautsprecher einen leistungsfähigen, klangtreuen elektrodynamischen Lautsprecher der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine Rundum-Schallabstrahlung erzielt wird, der sich einfach aufbauen lässt und eine günstigere Befestigungsmöglichkeit bietet.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von dem bekannten elektrodynamischen Lautsprecher dadurch gelöst, dass das Gehäuse durch eine Kugelzone begrenzt ist und ausgehend von der Kugelzone über eine Abrundung in eine Kreisringfläche übergeht, die sich im wesentlichen in der Ebene der Sicken befindet, und dass das Gehäuse mindestens einen (Hochtöner), maximal zwei (Mitteltöner) gegenständige, auf der Spiegelebene befindliche Zapfen aufweist, die mit einer Tragvorrichtung verbindbar sind, und dass die Membran kalottenförmig ist.
  • Dieser elektrodynamische Lautsprecher setzt sich aus zwei Rücken an Rücken angeordneten Kalottenlautsprechern zusammen, die durch das ringförmige Gehäuse zusammengehalten sind. Entscheidend ist dabei die Form des ringförmigen Gehäuses, das einen Abfall des Schalldruckes quer zur Bewegungsrichtung der beiden Membranen weitgehend vermeidet, so dass eine nahezu perfekte Rundum-Schallabstrahlung erreicht ist.
  • Wenn der Durchmesser der Schwingspule als nicht wesentlich kleiner als der Durchmesser des Aussenrandes der Membran angegeben wird, so sind Abweichungen von etwa zwanzig Prozent zulässig, jedenfalls soll der Durchmesser der Schwingspule nicht kleiner als die Hälfte des Durchmessers des Aussenrandes der Membran sein. Bevorzugt werden praktisch gleiche Durchmesser für Schwingspule und Aussenrand der Membran.
  • Im Gegensatz zu den bisherigen Versuchen, rundum-abstrahlende Lautsprecher zu bauen, sind die Membranflächen des erfindungsgemässen Lautsprechers relativ klein in bezug auf die gesamte Oberfläche des Lautsprechers, also die Summe aus Membranflächen und Gehäuseoberflächen. Bislang waren rundum-abstrahlende Lautsprecher stets so konstruiert, dass ihre Aussenfläche praktisch ausschliesslich, jedenfalls überwiegend durch die halbkugelschalenförmigen Membranen bestimmt war. Es hat sich nun überraschend herausgestellt, dass dieser bisher als richtig erachtete Weg nicht zu optimalen Ergebnissen führt, sondern dass wesentlich bessere Ergebnisse durch den erfindungsgemässen Lautsprecher erreicht werden, obwohl bei diesem die eigentlich abstrahlenden Flächen relativ klein im Verhältnis zur gesamten Oberfläche des Lautsprechers sind.
  • Das Gehäuse ist möglichst klein auszuführen. Es hat einerseits die Aufgabe, die Permanent-Magneten der beiden Antriebseinheiten möglichst platzsparend zu fixieren, weiterhin ist am Gehäuse die Sicke verbunden, die das Gehäuse mit dem Aussenrand der Membran elastisch nachgiebig verbindet. Im wesentlichen ragt vom Gehäuse lediglich ein oder ragen zwei Zapfen gegenständig weg, über die die Befestigung des Lautsprechers erfolgt. Hierdurch wird die Rundum-Schallabstrahlung möglichst wenig beeinflusst. Ein Zapfen wird bei einem Hochtonlautsprecher verwendet, um ihn an einem Tragteil oder oberhalb eines Mitteltonlautsprechers fixieren zu können. Hierzu hat der Mitteltonlautsprecher üblicherweise zwei Zapfen, einen oberen, für die Befestigung des Hochtonlautsprechers und einen unteren für die Befestigung an einem Tragteil, was eine hängende Befestigung jedoch ausschliesst.
  • Vorzugsweise ist das Gehäuse aus zwei übereinstimmenden, in der Spiegelebene zusammengefügten Gehäusehälften zusammengesetzt, die jeweils einen Aufnahmekanal für einen Permanent-Magneten aufweisen, der nach aussen hin durch einen nach innen vorspringenden, den Magneten zurückhaltenden Halterand begrenzt ist. Hierdurch wird die Montage des erfindungsgemässen Lautsprechers sehr vereinfacht, da durch Montieren, was insbesondere durch eine Schraubenverbindung erfolgt, die die beiden Gehäusehälften gegeneinander zieht, bereits auch die beiden Permanent-Magneten fixiert sind. Gegebenenfalls liegt ein elastisches Element an den gegenüberstehenden Rückseiten der Magneten an, um die Magneten gegen den Halterand zu pressen.
  • In bevorzugter Ausbildung sind die Zapfen hohl, sie dienen der Durchführung der Zuleitungen der Einzellautsprecher. Hierdurch sind diese Zuleitungen mechanisch geschützt, andererseits ist eine Steckverbindung im Bereich der Zapfen, die damit neben der mechanischen Befestigung auch den elektrischen Anschluss übernehmen, möglich. Als besonders geeignet haben sich Bajonettverbindungen erwiesen, weil diese zugleich ein Ausrichten der Einzellautsprecher erzwingen.
  • Das Gehäuse ist am unmittelbaren Übergang zur Sicke zunächst durch einen Kreisring begrenzt, der in der Ebene der Sicke liegt und möglichst schmal ausgebildet ist. Er geht in einer abgerundeten Kante in die Kugelzone über, die symmetrisch zur Spiegelebene liegt. Hierdurch wird ein möglichst gleichmässiger Schalldruckabfall erreicht.
  • Vorzugsweise weist das Gehäuse einen Abdeckring auf, der zumindest einen Teilbereich der Aussenoberfläche des Gehäuses ausbildet und es ermöglicht, die Befestigungsöffnung optisch abzudecken. Insbesondere aber ermöglicht der Abdeckring eine Abdeckung der Membran mit Belüftungskanälen, wie sie aus dem deutschen Gebrauchsmuster 81 04 570 bekannt ist und sich bewährt hat, um Fehlabstrahlungen durch die Sikke zu vermeiden.
  • In bevorzugter Ausführung sind die Zuleitungen jeder Schwingspule separat herausgeführt. Dadurch ist es möglich, unterschiedliche Schallereignisse auf die beiden Einzellautsprecher des elektrodynamischen Lautsprechers zu geben. Insbesondere aber können die beiden Einzellautsprecher durch dasselbe elektrische Signal gegenphasig betrieben werden, so dass sich ihre Membranen entweder einander nähern oder voneinander entfernen, also eine Kugelabstrahlung ausführen.
  • In bevorzugter Ausführung der Erfindung befinden sich lotrecht übereinander zunächst ein unterer, im Durchschnitt grösserer Mitteltonlautsprecher und ein darüber angeordneter im Durchmesser kleinerer Hochtonlautsprecher, wobei die beiden Lautsprecher so ausgerichtet sind, dass sich ihre Membranen in parallele Richtungen bewegen.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung eines nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels für einen Hochtonlautsprecher und einen Mitteltonlautsprecher, die im folgenden näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1 eine hauptsächlich schnittbildlich ausgeführte Seitenansicht eines Hochtonlautsprechers,
    • Fig. 2 eine Seitenansicht des Gehäuses bei abgenommenem Abdeckring des Lautsprechers gemäss Figur 1,
    • Fig. 3 ein Montage-Schnittbild einer Gehäusehälfte mit Abdeckring und Innengehäuse eines Mitteltonlautsprechers, und
    • Fig. 4 eine Seitenansicht des Innengehäuses des Mitteltonlautsprechers gemäss Figur 3.
  • In Figur 1 ist der Aufbau eines Hochtonlautsprechers dargestellt. Er setzt sich aus zwei, beidseits einer Spiegelebene 20 angeordneten, baugleichen Einzellautsprechern zusammen, die jeweils eine elektrodynamische Antriebseinheit aufweisen. Die beiden Antriebseinheiten sind gleichachsig und entgegengesetzt gerichtet angeordnet. Zu ihnen gehört jeweils ein Permanent-Magnet 22 mit Ringspalt, es werden Magnete höchster Feldstärken und kleinsten Raumbedarfs eingesetzt. In die Ringspalte taucht jeweils eine Schwingspule 24 ein, die in bekannter Weise eine Wicklung trägt, deren Enden im Betrieb mit einer elektrischen Spannung versorgt werden. Die Schwingspule 24 ist an ihrem vorderen Ende direkt und starr mit einer kalottenförmigen Membran 26 verbunden, deren Aussenrand den gleichen Durchmesser wie die Schwingspule 24 aufweist. Gegebenenfalls kann sich auf der·lnnenseite der Membran 26 eine Filzkalotte (nicht dargestellt) befinden. Der Aussenrand der Membran 26 ist über eine Sicke 28 elastisch nachgiebig mit einem Gehäuse verbunden, das zweiteilig aufgebaut ist und jeweils aus einem Innengehäuseteil 30 und einem Abdeckring 32 zusammengesetzt ist. Beidseits der Spiegelebene 20 befinden sich identische Abdeckringe 32 und weitgehend, bis auf unterschiedliche Passvorsprünge 34 bzw. Ausnehmungen identische Innengehäuseteile 30.
  • Wie Figur 1 zeigt, wird das aus jeweils zwei Innengehäuseteilen 30 und jeweils zwei Abdeckringen 32 aufgebaute Gehäuse durch eine Kugelzone 36 begrenzt, deren Durchmesser im gezeigten Ausführungsbeispiel dem zweifachen Aussenranddurchmesser der Membranen 26 entspricht. Die Breite dieser Kugelzone 36 gleicht weitgehend dem Abstand der Sicken der beiden Einzellautsprecher. Die Kugelzone 36 geht zur Sicke 28 über eine Abrundung 38 in eine Kreisringfläche 40 über. Im Bereich dieser Kreisringfläche überragt der Abdeckring 32 die Sicke aussenseitig, um ihre Schallabstrahlung zu behindern. Der Zwischenraum zwischen Sicke und Abdeckring wird durch Lüftungskanäle 42 belüftet.
  • Gute Rundum-Schallabstrahlung wird noch erreicht, wenn der Durchmesser der Kugelzone 36 das Dreifache des Durchmessers des Aussenrandes der Membran 26 beträgt, grössere Verhältnisse sollten jedoch nicht gewählt werden.
  • Am Innengehäuseteil 30 springt jeweils ein Halbzapfen vor, der sich mit dem anderen Innengehäuseteil 30 zu einem innen hohlen Zapfen 44 zusammenfindet. Der Zapfen 44 liegt auf der Spiegelebene 20 und rechtwinklig zur Bewegungsrichtung 46 der beiden Membranen 26. Er ist mit einem Bajonettvorsprung 45 versehen und trägt eine (nicht dargestellte) elektrische Steckverbindung.
  • Der Lautsprecher ist nach aussen hin durch zwei halbkugelschalenförmige Drahtnetze 48, 50 gegen mechanische Beschädigungen geschützt. Diese sind in einer Äquatorialebene 52, in der die Bewegungsrichtung 46 liegt und die rechtwinklig zur Spiegelebene 20 steht, miteinander lösbar verbunden. Das untere Drahtnetz 48 ist am Zapfen 44 befestigt und hält seinerseits das obere Drahtnetz 50.
  • Die beiden Innengehäuseteile 30 eines Lautsprechers werden durch geeignete Spannmittel, beispielsweise Schrauben, gegeneinander gezogen. Sie drücken hierdurch mit ihren vorderen, nach innen hin vorspringenden Halterändern 54 die beiden Permanent-Magneten 22 gegeneinander, wobei sich zwischen den Permanent-Magneten 22 ein elastisches Teil, beispielsweise ein Schaumstoffring 56 befindet, der die Magneten 22 in Anlage an die Halteränder 54 drückt. Vorzugsweise sind die Gehäuseteile 30, 32 aus Kunststoff gefertigt, andere Materialien sind nicht ausgeschlossen.
  • In Figur 2 ist ein Innengehäuseteil 30 gezeigt. Der Halterand 54 hat Unterbrechungen, um die exakte Positionierung der Magneten 22 beobachten zu können. Weiterhin sind vier gleichwinklig verteilte Bohrungen 58 vorgesehen, um die beiden Innengehäuseteile 30 eines Lautsprechers über Schrauben gegeneinander ziehen zu können. Die Befestigung des Abdeckrings 32 am Innengehäuseteil 30 erfolgt über Schrauben, die in zwei Gewindebohrungen 60 eingeschraubt werden.
  • Der Mitteltonlautsprecher ist prinzipiell gleichartig aufgebaut wie der beschriebene Hochtonlautsprecher. Jedoch weist sein Gehäuse einen zweiten Zapfen 62 auf, der sich ebenfalls in der Spiegelebene 20 befindet und dem ersten Zapfen 44 diametral und gleichachsig gegenüberliegt. Er dient der Aufnahme des Zapfens 44 des Hochtonlautsprechers und nimmt zugleich elektrische Verbindungseinrichtungen auf. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, zeigen die Bajonettvorsprünge 45 in die gleiche Richtung, wodurch gewährleistet ist, dass die Abstrahiungsnchtung eines mit einem Hochtonlautsprecher zusammengefügten Mitteltonlautsprechers ebenfalls parallel zur Bewegungsrichtung 46 verläuft.
  • Das Innengehäuseteil 30 gemäss Figur 3 hat eine ringförmige Ausnehmung 64, durch die erreicht wird, dass sich ein Rand 66 nachgiebig an den jeweils eingepassten Permanent-Magneten 22 umfänglich anlegt.
  • Aus Figur 4 sind die beiden Zapfen 44, 62 eines Innengehäuseteils 30 für einen Mitteltonlautsprecher ersichtlich. Die Befestigung zweier Innengehäuseteile 30 ist unterschiedlich gegenüber Figur 2. Die Innengehäuseteile 30 des Mitteltonlautsprechers sind so ausgebildet, dass Platz für die Durchführung der insgesamt vier Anschlussleitungen des Hochtonlautsprechers verbleibt. Hierzu kann einerseits die Ausnehmung 64 herangezogen werden. Andererseits können die beiden Zapfen 44, 62 aber auch durch ein Rohr verbunden sein, das die mechanische Stabilität erhöht und in seinem Inneren die Zuleitungen des Hochtonlautsprechers aufnimmt. Auch die beiden Schwingspulen 24 des Mitteltonlautsprechers sind separat an unterschiedliche, elektrische Signale anschliessbar.
  • Alternativ zu den beschriebenen, halbkugelschalenförmigen Drahtnetzen 48, 50 sind in einer anderen Ausführung zwei halbkugelschalenförmige Schutzgitter in der Spiegelebene 20 zusammengefügt. Sie werden durch einen Haltering gehalten, der einstückiges Teil der Innengehäuseteile 30 ist. Er hat einen grösseren Durchmesser als die Kugelzone 36 und ist über wenige schmale Stege mit dem eigentlichen Innengehäuseteil 30 verbunden. Er hat eine Keilnut, in die die Schutzgitter eingesetzt werden.
  • Die kreisförmigen Aufnahmeöffnungen, die durch die Innenwände des Kragens 66 gebildet sind, sind zum Zentrum des Lautsprechers hin offen, wie Figur 1 zeigt. Zwischen den Rückseiten der beiden Antriebseinheiten bzw. den Rückseiten der Permanent-Magneten 22 ist keine Trennwand oder ein sonstiges Schallhindernis angeordnet. Die Rückseiten sind durch den Ring 56 in geringfügigem Abstand (maximal zwei Millimeter) gehalten und werden zugleich durch diesen Ring 56 gegen die Schultern (Halteränder) 54 gedrückt.
  • Wie aus den Figuren 1 und 3 ersichtlich ist, wird die Kugelzone 36 (sphärische Ringfläche) einerseits durch die Aussenfläche des Innengehäuseteils 30 und andererseits durch die Aussenfläche des Abdeckrings 32 gebildet. Diese Kugelzone 36 erstreckt sich spiegelsymmetrisch zu beiden Seiten der Spiegelebene 20 und reicht jeweils nahezu bis zu einer Ebene, in der sich die Kreisringfläche 40 befindet. Der abgerundete Bereich 38 ist somit relativ schmal (nur etwa zehn Prozent des Abstandes zwischen der Ebene 20 und der genannten Ebene der Kreisringfläche 40). Er bewirkt einen abgerundeten Übergang zwischen der Kugelzone 36 und der Kreisringfläche 40.
  • Der Zapfen (Adapter) 44 des Hochtöners gemäss Figur 1 oder 2 wird in den oberen Zapfen 62 des Mitteltöners (Figur 3 oder 4) gesteckt, eine Bajonettrille 63 nimmt dabei den Bajonettvorsprung 45 des Hochtöners auf. Hierdurch wird die beschriebene ausgerichtete Anordnung zweier Kugeln axial übereinander erhalten. Der Zapfen 62 mit seiner Rille 63 bilden eine Tragvorrichtung für den Hochtöner. Andere Tragvorrichtungen, insbesondere mit einer Aufnahmebuchse für den Zapfen 44 des Hochtöners (bzw. Zapfen 44 des Mitteltöners) für hängende oder stützende Halterung sind möglich.

Claims (10)

1. Elektrodynamischer Lautsprecher, insbesondere Hoch- oder Mitteltöner, mit Rundum-Schallabstrahlung, der aus zwei beidseits einer Spiegelebene (20) angeordneten, baugleichen Einzellautsprechern aufgebaut ist, deren gJeichachsige, entgegengesetzt gerichtete Antriebseinheiten
- jeweils einen, an einem gemeinsamen, ringförmig ausgebildeten Gehäuse (30, 32) befestigten Permanentmagneten (22) und
- jeweils eine Schwingspule (24) aufweisen, die über eine Sicke (28) an dem Gehäuse elastisch nachgiebig gehalten ist, mit jeweils einer konvexen Membran (26) starr verbunden ist und deren Durchmesser nicht wesentlich kleiner ist als der Durchmesser des Aussenrandes der Membranen (26),
dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (30, 32) durch eine Kugelzone (36) begrenzt ist und ausgehend von der Kugelzone (36) über eine Abrundung (38) in eine Kreisringfläche (40) übergeht, die sich im wesentlichen in der Ebene der Sicken (28) befindet, dass das Gehäuse mindestens einen (Hochtöner), maximal zwei (Mitteltöner) gegenständige, auf der Spiegelebene (20) befindliche Zapfen (44, 62) aufweist, die mit einer Tragvorrichtung verbindbar sind, und dass die Membran (26) kalottenförmig ist.
2. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse aus zwei weitgehend übereinstimmenden Gehäusehälften zusammengesetzt ist, die auf der Spiegelebene (20) aneinander liegen und einen Aufnahmekanal für jeweils einen Permanentmagneten (22) aufweisen, der nach aussen hin durch einen nach innen vorspringenden Halterand (54) begrenzt ist.
3. Lautsprecher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gehäusehälften jeweils aus einem Innengehäuseteil (30) und einem Abdeckring (32) zusammensetzen, dass die zwei Innengehäuseteile (30) eines Lautsprechers über Passmittel (Passvorsprung 34) aneinander liegen, Befestigungsmittel (Bohrungen 58, 60) aufweisen und dass die Zapfen (44, 62) Halbzapfen sind.
4. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Kugelzone (36) das Zweifache bis Dreifache des Durchmessers des Aussenrandes der Membranen (26) beträgt.
5. Lautsprecher nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckring (32) die Sicke (28) zumindest teilweise übergreift und Lüftungskanäle (42) aufweist.
6. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfen (44, 62) hohl sind, Zuleitungen für die Schwingspulen (24) aufnehmen und vorzugsweise elektrische Steckvorrichtungen mit Bajonettverschluss haben.
7. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitungen jeder Schwingspule (24) separat herausgeführt und anschliessbar sind.
8. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch halbkugelschalenförmige, äussere Drahtnetze (48,50), von denen mindestens eines (zum BeispieI 48) an einem Zapfen (44) gehalten ist.
9. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnetifuTch einen Haltering für zwei halbkugelschalersförmige Schutzgitter, der in der Spiegelebene (20) liegt und mit dem Innengehäuseteil (30) über schmale Stege vorzugsweise einstückig verbunden ist.
10. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den Rückseiten der Antriebseinheiten, insbesondere der Permanentmagneten (22) keine Trennwand befindet und dass zwischen diesen Rückseiten ein elastischer Ring (56) angeordnet ist.
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