EP0471990B1 - Doppelspulenlautsprecher - Google Patents

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EP0471990B1
EP0471990B1 EP91112202A EP91112202A EP0471990B1 EP 0471990 B1 EP0471990 B1 EP 0471990B1 EP 91112202 A EP91112202 A EP 91112202A EP 91112202 A EP91112202 A EP 91112202A EP 0471990 B1 EP0471990 B1 EP 0471990B1
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EP
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winding
winding assembly
pole plate
voice coil
permanent magnet
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Jörg Prokisch
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Nokia Deutschland GmbH
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Nokia Deutschland GmbH
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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
    • H04R9/02—Details
    • H04R9/04—Construction, mounting, or centering of coil
    • H04R9/041—Centering
    • 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
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/24—Structural combinations of separate transducers or of two parts of the same transducer and responsive respectively to two or more frequency ranges

Definitions

  • the invention relates to a double coil loudspeaker, in which each of the two voice coils are acted upon by sound signals from different signal sources and is based on US-A-4'897'877.
  • loudspeakers which differ from conventionally known dynamic cone loudspeakers, for example illustrated in Funkschau 1983, No. 7, page 99, FIG. 1, only by a modified voice coil design and explained in more detail below, are used above all where there is space constraint To transmit sound signals from two different signal sources using only one membrane.
  • this double-coil loudspeaker has two coil-shaped winding assemblies on the voice coil support, with one turn of the other winding assembly being arranged next to each turn of the first winding assembly. If the winding formations are laid around the voice coil former in multiple layers, this does not change the arrangement of the turns of the two winding formations described above in relation to one another in the respective positions. Only the individual windings in a lower layer are covered by windings in the layer above, which each belong to a different winding structure. The windings of all winding formations usually have the same wire cross-section.
  • the effective conductor length of the two winding assemblies is matched to the thickness of the pole plate adjacent to the winding assemblies or the thickness of this pole plate is adapted to the effective conductor lengths for the frequency spectra to be transmitted.
  • the effective conductor length is understood to mean the longitudinal extension of the winding formations on the voice coil former parallel to the central axis of the loudspeaker. According to this explanation, it is also understandable in itself why the sound reproduction quality is reduced compared to single-coil loudspeakers when the two winding groups are subjected to sound signals of different frequency spectra.
  • the well-known winding design with adjacent Windings of different winding connections have the effect that only one winding group can be optimally designed with regard to the effective conductor length for the frequency spectrum to be transmitted. But the winding bandage, whose effective conductor length is optimized, is still no guarantee of good sound reproduction behavior. This is because, due to the known arrangement of the winding associations on the voice coil former, the non-optimized winding association counteracts the optimized winding association with an increased ballast weight compared to a single-coil loudspeaker.
  • the outer winding bandage is only acted upon by a speech signal source, the sound reproduction of the second sound signal source (such as a stereo system) is not impaired by the winding effort for speech reproduction.
  • the double coil loudspeaker according to the invention with its first winding assembly as loudspeaker for the audio system of the motor vehicle and with its second winding assembly as loudspeaker for the speech reproduction of the telephone with hands-free operation can be used.
  • This arrangement also eliminates the need for a switchover unit, which is required when the cone loudspeakers of the audio system simultaneously take over the sound reproduction of the telephone, as is conventional.
  • the conventionally designed double-coil loudspeaker illustrated in FIG. 1 has a conical basket 10 in which the cone-shaped membrane 11 is inserted.
  • the membrane 11 and the basket 10 are connected to one another at their ends, each of which has the larger diameter.
  • the end of the membrane 11, which has the smaller diameter, is covered by a hemispherical dust cap 12 pointing towards the other end of the membrane 11.
  • annular permanent magnet 13 is attached centrally to the central axis of the loudspeaker, with another between the end of the basket 10 and the permanent magnet 13 is also annular, but has a smaller inner diameter than the permanent magnet 13 pole plate 14 is interposed.
  • the other annular surface of the permanent magnet 13 facing away from the basket 10 is covered with a disk-shaped second pole plate 15.
  • a tubular voice coil former 17 is attached to the end of the membrane 11, which has the smaller diameter.
  • a concertina-shaped centering membrane 18 is arranged between the inner surface of the basket 10 and the end of the voice coil bobbin 17, which faces the membrane 11. This ensures during operation of the loudspeaker that the voice coil bobbin 17 is always centered on the central axis of the loudspeaker.
  • each turn 22 of a first winding assembly 20 is a turn 22 in the vertical extent of the other winding association 21.
  • This arrangement of the windings 22 with respect to one another also applies in a horizontal extension if, as shown in FIG. 1, the winding assemblies 20, 21 are laid in multiple layers around the voice coil former 17.
  • the cross-section of the winding wire is the same for both winding groups 20, 21.
  • the longitudinal extent of the wound formations 20, 21 on the voice coil bobbin 17 is selected so that the idle state of the loudspeaker means that the wound formations 20, 21 are approximately in the middle of the first pole plate 14 located next to it on the inside.
  • the ends 23 of the winding wire of each winding assembly 20, 21 are guided to the connecting terminals 24, 25 arranged on the basket 10.
  • FIG. 2 A double coil loudspeaker designed according to the invention is illustrated in FIG. 2. This differs from the double coil loudspeaker described in FIG. 1 by a different arrangement of the winding formations 20, 21 on the voice coil former 17.
  • a first winding assembly 20 is placed in multiple layers around the outer jacket 19 of the voice coil bobbin 17.
  • the second winding bandage 21 is also placed in multiple layers on this winding bandage 20.
  • this winding assembly 21 is distinguished by a reduced wire cross section and a reduced winding width in the longitudinal direction of the voice coil bobbin 17.
  • the longitudinal dimensions of both winding assemblies 20, 21 also protrude here, the first pole plate 14 arranged next to them at the same distance.
  • each winding assembly 20, 21 can be adapted to the frequency spectrum to be transmitted in each case. If the second winding bandage 21 is designed for the voice reproduction of a telephone, this winding bandage 21, because of its light weight, has no influence on the reproduction quality of the other winding bandage 20 designed for a different frequency spectrum.

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Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft einen Doppelspulenlautsprecher, bei dem jede der beiden Schwingspulen mit Tonsignalen aus verschiedenen Signalquellen beaufschlagt werden und geht aus von der US-A-4′897′877.
    • Stand der Technik
  • Derartige Doppelspulenlautsprecher sind seit einiger Zeit im Stand der Technik bekannt.
  • Diese Lautsprecher, welche sich gegenüber herkömmlich bekannten, zum Beispiel in der Funkschau 1983, Heft 7, Seite 99, Figur 1 veranschaulichten dynamischen Konuslautsprechern nur durch eine geänderte und unten näher erläuterte Schwingspulenausbildung unterscheiden, finden vor allem dort Anwendung, wo es aufgrund beengter Platzverhältnisse gilt, Tonsignale aus zwei verschiedenen Signalquellen mittels nur einer Membran zu übertragen.
  • So ist es beispielsweise in der Fernsehtechnik bei stereotonübertragenen Fernsehsendungen üblich, die aus dem linken und rechten Tonkanal ausgetrennten Baßsignale mittels eines Doppelspulenlautsprechers wiederzugeben. Dazu weist dieser Doppelspulenlautsprecher auf dem Schwingspulenträger zwei spulenförmig ausgebildete Wickelverbände auf, wobei jeder Windung des ersten Wickelverbandes eine Windung des anderen Wickelverbandes nebengeordnet ist. Sind die Wickelverbände mehrlagig um den Schwingspulenträger herumgelegt, ändert dies in den jeweiligen Lagen nicht die zuvor beschriebene Anordnung der Windungen der beiden Wickelverbände zueinander. Lediglich die einzelnen Wicklungen einer unteren Lage werden in der darüberliegenden Lage von Windungen überdeckt, die jeweils einem anderen Wickelverband angehören. Die Windungen aller Wickelverbände haben üblicherweise den gleichen Drahtquerschnitt.
  • Mittels dieser bekannten Anordnung ist eine gute Wiedergabequalität zweier, jedoch dem gleichen Frequenzspektrum angehöriger Tonsignale möglich. Dies ist nach Erkenntnissen der Anmelderin darauf zurückzuführen, daß für die zu übertragenden Frequenzspektren die wirksame Leiterlänge der beiden Wickelverbände der Dicke der den Wickelverbänden benachbarten Polplatte beziehungsweise die Dicke dieser Polplatte den wirksamen Leiterlängen angepaßt ist. Unter wirksamer Leiterlänge wird in diesem Zusammenhang die Längsausdehnung der Wickelverbände auf dem Schwingspulenträger parallel zur Mittelachse des Lautsprechers verstanden. Nach dieser Erklärung ist auch aus sich heraus verständlich, warum bei der Beaufschlagung der beiden Wickelverbände mit Tonsignalen unterschiedlicher Frequenzspektren die Tonwiedergabequalität gegenüber Einzelspulenlautsprechern vermindert ist. Die bekannte Wicklungsausgestaltung mit einander nebenliegenden Windungen unterschiedlicher Wickelverbindungen bewirkt, daß nur ein Wickelverband hinsichtlich der wirksamen Leiterlänge auf das zu übertragende Frequenzspektrum optimal ausgelegt sein kann. Aber auch der Wickelverband, dessen wirksame Leiterlänge optimiert ist, ist noch keine Garantie für ein gutes Klangwiedergabeverhalten. Dies deshalb, weil durch die bekannte Anordnung der Wickelverbände auf dem Schwingspulenträger der nicht optimierte Wickelverband dem optimierten Wickelverband eine gegenüber einem Einzelspulenlautsprecher erhöhtes Ballastgewicht entgegen bringt.
  • Aus der Schrift US-A-4 897 877, welche den Oberbegriff der vorliegenden Anmeldung bildet, ist eine Anordnung bekannt, bei welcher der zweite Wickelverband gegenüber dem ersten Wickelverband eine verminderte Längsausdehnung aufweist, indem dieser um den Außenmantel des ersten Wickelverbandes gewickelt ist. Beide Wickelverbände werden mit Tonsignalen einer Tonsignalquelle beaufschlagt. Solche Anordnungen haben sich jedoch in der Praxis nicht durchgesetzt, weil die Tonwiedergabe mittels derartig modifizierter Lautsprecher insgesamt als nicht befriedigend angesehen wurde.
    Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, derartige Doppelspulenlautsprecher einem größeren Anwendungsfeld zuzuführen.
    • Darstellung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Wird nämlich der äußere Wickelverband lediglich von einer Sprachsignalquelle beaufschlagt, wird durch den wickelmäßigen Aufwand für die Sprachwiedergabe die Tonwiedergabe der zweiten Tonsignalquelle (etwa einer Stereoanlage) nicht beeinträchtigt. Besonders vorteilhaft ist es, den angegebenen Doppelspulenlautsprecher in Kraftfahrzeugen, die über eine Autotelefonanlage mit Freisprechfunktionen verfügen, einzusetzen, da der erfindungsgemäße Doppelspulenlautsprecher mit seinem ersten Wickelverband als Lautsprecher für die Audioanlage des Kraftfahrzeugs und mit seinem zweiten Wickelverband als Lautsprecher für die Sprachwiedergabe des Telefons mit Freisprechbetrieb verwendet werden kann. Bei dieser Anordnung entfällt auch eine Umschalteinheit, die dann erforderlich ist, wenn wie herkömmlich die Konuslautsprecher der Audioanlage gleichzeitig die Tonwiedergabe des Telefons übernehmen.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Es zeigen
    • Figur 1:
    einen dynamischen Konuslautsprecher mit herkömmlicher Doppelspulenausbildung im Schnitt, und
    Figur 2:
    einen dynamischen Konuslautsprecher mit erfindungsgemäßer Doppelspulenausbildung im Schnittpunkt.
    Wege zum Ausführen der Erfindung
  • Die Erfindung soll nun anhand der beiden Figuren näher erläutert werden.
  • Der in Figur 1 veranschaulichte, herkömmlich ausgebildete Doppelspulenlautsprecher weist einen konusförmigen Korb 10 auf, in welchem die ebenfalls konusförmige Membran 11 eingesetzt ist. Die Membran 11 und der Korb 10 sind an ihren Enden, die jeweils die größeren Durchmesser aufweisen, miteinander verbunden. Das Ende der Membran 11, welches den kleineren Durchmesser aufweist, ist durch eine zum anderen Ende der Membran 11 hinweisende, halbkugelförmig ausgebildete Staubschutzkappe 12 abgedeckt.
  • An dem Ende des Korbes 10, mit dem kleineren Durchmesser, ist zentrisch zur Mittelachse des Lautsprechers ein kreisringförmiger Dauermagnet 13 angesetzt, wobei zwischen dem Ende des Korbes 10 und dem Dauermagneten 13 noch eine ebenfalls kreisringförmig ausgebildete, jedoch einen kleineren Innendurchmesser als der Dauermagnet 13 aufweisende Polplatte 14 zwischengeordnet ist. Die andere, dem Korb 10 abgewandte Kreisringfläche des Dauermagneten 13 ist mit einer scheibenförmigen zweiten Polplatte 15 abgedeckt.
  • Der auf der zum Korb 10 hinweisenden Fläche der zweiten Polplatte 15, zentrisch zur Mittelachse des Lautsprechers aufgesetzte Polkern 16 wird über seine gesamte Baulänge unter Einhaltung eines bestimmten Abstandes vom Dauermagneten 13 und der ersten Polplatte 14 ummantelt. An das Ende der Membran 11, welches den kleineren Durchmesser aufweist, ist ein rohrförmiger Schwingspulenträger 17 angesetzt. Dieser Schwingspulenträger 17, dessen Innendurchmesser den Außendurchmesser des Polkerns 16 knapp überschreitet, ist zum Polkern 16 geführt und ummantelt diesen an dem oberen, freien Ende, indem er in den vom Dauermagneten 13 und der ersten Polplatte 14 sowie dem Polkern 16 gebildeten Abstand hineinragt.
  • Zwischen der Innenfläche des Korbes 10 und dem Ende des Schwingspulenträgers 17, welches der Membran 11 zugewandt ist, ist eine ziehharmonikaförmig ausgebildete Zentriermembran 18 angeordnet. Diese sorgt während des Betriebs des Lautsprechers dafür, daß der Schwingspulenträger 17 immer zentrisch zur Mittelachse des Lautsprechers steht.
  • Um den Außenmantel 19 des Schwingspulenträgers 17 sind benachbart zur ersten Polplatte 14 zwei spulenförmig ausgebildete Wickelverbände 20,21 gelegt. Wie Figur 1 deutlich hervorhebt, ist in vertikaler Ausdehnung jeder Windung 22 eines ersten Wickelverbandes 20 eine Windung 22 des anderen Wickelverbandes 21 nebengeordnet. Diese Anordnung der Windungen 22 zueinander gilt auch in horizontaler Ausdehnung, wenn, wie in Figur 1 dargestellt, die Wickelverbände 20,21 mehrlagig um den Schwingspulenträger 17 gelegt sind. Der Querschnitt des Windungsdrahtes ist für beide Wickelverbände 20,21 gleich. Die Längsausdehnung der Wickelverbände 20,21 auf dem Schwingspulenträger 17 ist so gewählt, daß Ruhezustand des Lautsprechers die Wickelverbände 20,21 etwa mittig zu der innen nebengeordneten ersten Polplatte 14 stehen. Die Enden 23 des Wickeldrahtes eines jeden Wickelverbandes 20,21 sind zu den am Korb 10 angeordneten Anschlußklemmen 24,25 geführt.
  • Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Doppelspulenlautsprecher ist in Figur 2 veranschaulicht. Dieser unterscheidet sich von dem in Figur 1 beschriebenen Doppelspulenlautsprecher durch eine andere Anordnung der Wickelverbände 20,21 auf dem Schwingspulenträger 17.
  • Wie Figur 2 deutlich zeigt, ist ein erster Wickelverband 20 mehrlagig um den Außenmantel 19 des Schwingspulenträgers 17 gelegt. Auf diesen Wickelverband 20 ist der zweite Wickelverband 21 ebenfalls mehrlagig aufgelegt. Im Gegensatz zum ersten Wickelverband 20 zeichnet sich dieser Wickelverband 21 durch einen verminderten Drahtquerschnitt und eine verminderte Wickelbreite in Längsrichtung des Schwingspulenträgers 17 aus. In Ruhestellung des Lautsprechers überragen auch hier die Längsausdehnungen beider Wickelverbände 20,21, die ihnen nebengeordnete erste Polplatte 14 mit gleichem Abstand.
  • Durch den schichtweisen Aufbau der beiden Wickelverbände 20,21 auf dem Schwingspulenträger 17 ist somit auch ohne weiteres nachvollziehbar, daß die wirksame Leiterlänge eines jeden Wickelverbandes 20, 21 dem jeweils zu übertragenden Frequenzspektrum angepaßt werden kann. Wird der zweite Wickelverband 21 für die Sprachwiedergabe eines Telefontons ausgelegt, hat dieser Wickelverband 21 wegen seines geringen Gewichtes keinen Einfluß auf die Wiedergabequalität des für ein anderes Frequenzspektrum ausgelegten anderen Wickelverbandes 20.

Claims (2)

  1. Doppelspulenlautsprecher,
    - mit einem konusförmigen Korb (10),
    - mit einer ebenfalls konusförmig ausgebildeten Membran (11), die in den Korb (10) eingesetzt und mit diesem an dem Ende mit dem größeren Durchmesser verbunden ist,
    - mit einem kreisringförmigen Dauermagneten (13), an dessen einer Kreisringfläche eine ebenfalls kreisringförmige, im Gegensatz zum Dauermagneten (13) einen kleineren Innendurchmesser aufweisende erste Polplatte (14) und an dessen anderer Kreisringfläche eine scheibenförmig ausgebildete zweite Polplatte (15) zentrisch zur Mittelachse angeordnet ist, und der an der mit der kreisringförmigen ersten Polplatte (14) versehenen Seite an dem Ende des konusförmigen Korbes (10) angesetzt ist, welches den kleineren Durchmesser aufweist,
    - mit einem zylinderförmigen zentrisch zur Mittelachse angeordneten Polkern (16), dessen eines Ende mit der zweiten Polplatte (15) verbunden ist, und der über seine gesamte Baulänge unter Einhaltung eines Abstandes von dem Dauermagneten (13) und der ersten Polplatte (14) ummantelt ist,
    - mit einem rohrförmig ausgebildeten Schwingspulenträger (17), dessen Innendurchmesser den Außendurchmesser des Polkerns (16) knapp übertrifft, sowie den Innendurchmesser der ersten Polplatte (14) unterschreitet und der mit seinem einen Ende einen Teil des freien Endes des Polkerns (16) ummantelt und mit seinem anderen Ende mit dem den kleineren Durchmesser aufweisenden Ende der konusförmigen Membran (11) verbunden ist,
    - mit einer Zentriermembran (18), die zwischen der Innenseite des Korbes (10) und der Außenfläche (19) des Schwingspulenträgers (17) im Bereich des Übergangs zur Membran (11) angeordnet ist, und die den Schwingspulenträger (17) zentrisch auf den Polkern (16) hält,
    - mit zwei jeweils spulenförmig ausgebildeten und auf der Außenfläche (19) des Schwingspulenträgers (17) angeordneten Wickelverbänden (20,21), wobei die Längsausdehnungen der Wickelverbände (20,21) auf dem Schwingspulenträger (17) in Ruhestellung des Systems etwa gleich große Abstände zu der den Wickelverbänden (20,21) benachbarten ersten Polplatte (14) haben, und wobei die Längs- und Querausdehnung des zweiten Wickelverbandes (21) gegenüber der Längs- und Querausdehnung des ersten Wickelverbandes (20) vermindert ist,
    - mit Anschlußklemmen (24,25), zu denen die beiden Drahtenden (23) eines jeden Wickelverbandes (20,21) geführt sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    - daß der erste Wickelverband (20) ein- oder mehrlagig übereinander auf der Außenfläche (19) des Schwingspulenträgers (17) angeordnet ist,
    - daß um den ersten Wickelverband (20) auf einem Teil seiner Oberfläche, vorzugsweise in dem Bereich, der in Ruhestellung des Systems der ersten Polplatte (14) nebengeordnet ist, der zweite Wickelverband (21) gelegt ist,
    - daß jeder Wickelverband (20, 21) von einer eigenständigen und unterschiedliche Tonsignale führenden Tonsignalquelle gespeist ist, wobei dem zweiten Wickelverband (21) ausschließlich die Sprachsignale einer Telefonanlage zugeführt sind und
    - daß der erste Wickelverband (20) für die Wiedergabe des Tief- oder Breitbandtonspektrums ausgelegt ist.
  2. Doppelspulenlautsprecher nach Anspruch 1
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Drahtdurchmesser des zweiten Wickelverbandes (21) gegenüber dem Drahtdurchmesser des ersten Wickelverbandes (20) vermindert ist.
EP91112202A 1990-08-13 1991-07-20 Doppelspulenlautsprecher Expired - Lifetime EP0471990B1 (de)

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DE4025591 1990-08-13
DE4025591A DE4025591A1 (de) 1990-08-13 1990-08-13 Doppelspulenlautsprecher

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EP0471990A2 EP0471990A2 (de) 1992-02-26
EP0471990A3 EP0471990A3 (en) 1992-08-19
EP0471990B1 true EP0471990B1 (de) 1995-04-19

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JP (1) JPH04234300A (de)
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