EP0685982B1 - Lautsprecher - Google Patents

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EP0685982B1
EP0685982B1 EP95107544A EP95107544A EP0685982B1 EP 0685982 B1 EP0685982 B1 EP 0685982B1 EP 95107544 A EP95107544 A EP 95107544A EP 95107544 A EP95107544 A EP 95107544A EP 0685982 B1 EP0685982 B1 EP 0685982B1
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EP
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loudspeaker
bead
speaker
basket
membrane
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EP0685982A3 (de
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Stefan Geisenberger
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Harman Audio Electronic Systems GmbH
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Harman Audio Electronic Systems GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/16—Mounting or tensioning of diaphragms or cones
    • H04R7/18—Mounting or tensioning of diaphragms or cones at the periphery
    • H04R7/20—Securing diaphragm or cone resiliently to support by flexible material, springs, cords, or strands
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; 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
    • H04R9/043—Inner suspension or damper, e.g. spider
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2307/00—Details of diaphragms or cones for electromechanical transducers, their suspension or their manufacture covered by H04R7/00 or H04R31/003, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2307/207—Shape aspects of the outer suspension of loudspeaker diaphragms

Definitions

  • the invention is concerned with the formation of Speakers, especially with the training of so-called beads, which the speaker membrane and connect the speaker basket.
  • a speaker as described in the preamble of claim 1 is known from DE-A-3 917 477.
  • the upper edge is the Loudspeaker membrane with the loudspeaker basket by means of connected to a surrounding bead.
  • Known beads are either made of paper / cardboard, plastic or Rubber formed and span the gap between the top of the speaker cone and the Loudspeaker basket, the bead in the distance area is provided with at least one curvature.
  • Training shows the zenith of the arches either in the direction of the sound radiation room Loudspeaker diaphragm or towards the magnet system. This curvature of the bead is necessary so that the upper one Edge of the loudspeaker diaphragm over the voice coil initiated stroke movement can follow.
  • the invention is therefore based on the object Specify the surround for speakers that meet the requirements of the State of the art existing temperature problems excludes known beads.
  • the bead made of a metal foil is formed.
  • metal foils in a thickness similar properties between 30 and 150 ⁇ m have, like the bead materials used so far.
  • the bead and / or Speaker cone completely form ultrasonically weldable metal, because in these Cases an independent coating of the respective There are no connection points.
  • the beading film is made of a Copper-beryllium alloy formed is high Bending alternating strength of the bead is given. Moreover beads can be made of such a material easy to set the desired shape deep draw. There is also copper-beryllium alloys are ultrasonically weldable with aluminum and the loudspeaker diaphragm when exposed to high temperatures Speakers for weight and cost reasons Aluminum should be made in in this case beading and speaker cone especially connect easily and quickly.
  • contour of the bead has more than one curvature, can also perform large lifting movements of the membrane become.
  • a curvature in the sense of this application is understood a contour that is roughly one sinusoidal curve between 0 and 180 degrees or 180 and corresponds to 360 degrees.
  • the surface areas of Beading and speaker basket that connect of these two parts overlap formed by ultrasonically weldable metals the connection between the surround and the speaker basket very simply by using the Carry out ultrasonic welding technology.
  • This figure shows the top part of a speaker 10 in side section, with the representations on the right and different to the left of the center line Have embodiments as the subject.
  • the representation according to the figure is clear removable that the speaker 10 by a Speaker basket 11 and a conical membrane 12th is formed.
  • the speaker diaphragm 12 is in the Speaker basket 11 used.
  • the top and in two examples of circular circumferential edge 13 of the speaker membrane 12 is with the edge 14 of the Speaker basket 11 by means of a surrounding bead 15 connected.
  • the remaining components of the speaker 10 are not for reasons of clarity shown.
  • the bead 15 which is the distance between the edges 13, 14 completely and circumferentially covered, is off a thin metal foil.
  • This metal foil consists of a in both embodiments Copper-beryllium alloy and has a thickness of about 100 ⁇ m.
  • the use of a completely Copper-beryllium-formed bead 15 has the advantage that it has a high flexural fatigue strength and - as will be shown - special simply with the materials of loudspeaker diaphragm 12 and / or speaker basket 11 can be connected.
  • This simple way of connecting bead 15 and Speaker basket 11 and / or speaker membrane 12 is also given if the bead 15 itself another material is formed and only has a metallic coating with the Materials of membrane 12 and / or basket 11 is ultrasonically weldable.
  • the right representation of the figure shows that the contour of the bead 15 the distance between the Edges 13, 14 with almost 3 bulges 16 according to the above definition spanned. Each of these 3 arches 16 has the same curve shape. Such a shaped one Bead 15 should be used when the stroke the loudspeaker diaphragm 12 is larger than 10 mm.
  • the curved contour of the bead 15 on each side includes an integral with the bead 15 Flange 17.1, 17.2.
  • the flanges 17.2, 17.1 overlap Edges 14, 13 of speaker basket 11 and Loudspeaker diaphragm 12.
  • Both the loudspeaker diaphragm 12 and the speaker basket 11 is made of aluminum educated. Because of this selection of materials from Loudspeaker basket 11, loudspeaker membrane 12 and surround 15 are the flanges 17.1 and 17.2 with the edges 13, 14 ultrasonically welded.
  • the left representation according to the figure differs from the right representation in that the Contour of the bead 15, which is the distance between the Margins 13, 14 spanned, only 2 bulges 16 having. Also the radii of curvature are both Arches 16 according to the left representation of the figure different sized. Because also in the embodiment according to the left representation of the figure Loudspeaker diaphragm 12 for the sake of Weight saving and temperature resistance is made of aluminum, the flange is 17.1 with the upper edge 13 of the speaker diaphragm 12 Ultrasonic welding connected.
  • the other flange 17.2 of the bead 15 is with the edge 14 of the Speaker basket 11 connected by rivets 18, because in this connection area the weight of the Connection as opposed to the connection between the Flange 17.1 and the edge 13 only a subordinate Role play.
  • the connection between the Flange 17.2 of the speaker basket 11 also as Screw connection.
  • the Speaker basket made of any metallic and therefore formed cheaper material than aluminum become.

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Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung befaßt sich mit der Ausbildung von Lautsprechern, insbesondere mit der Ausbildung von sogenannten Sicken, welche die Lautsprechermembran und den Lautsprecherkorb verbinden.
Ein wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebener Lautsprecher ist aus der DE-A-3 917 477 bekannt.
Stand der Technik
Gemäß dem Stand der Technik ist der obere Rand der Lautsprechermembran mit dem Lautsprecherkorb mittels einer umlaufenden Sicke verbunden. Bekannte Sicken werden entweder aus Papier/Pappe, Kunststoff oder Gummi gebildet und überspannen den Abstand zwischen dem oberen Rand der Lautsprechermembran und dem Lautsprecherkorb, wobei die Sicke im Abstandsbereich mit mindestens einer Wölbung versehen ist. Je nach Ausbildung weist dabei der Zenit der Wölbungen entweder in Richtung des Schallabstrahlraums der Lautsprechermembran oder in Richtung zum Magnetsystem. Diese Wölbung der Sicke ist notwendig, damit der obere Rand der Lautsprechermembran der über die Schwingspule eingeleiteten Hubbewegung folgen kann. Damit ist klargestellt, daß derartige Sicken wegen der Verbindung mit schwingenden Lautsprecherteilen einen möglichst geringen bzw. gleichmäßigen Widerstand auf die Hubbewegung ausüben sollen, um den Wirkungsgrad des Lautsprechers nicht zu beeinträchtigen bzw. Verzerrungen in der Klangwiedergabe auszuschließen. Über dies soll die Sicke auch einem Ausweichen des oberen Randes der Lautsprechermembran in radialer Richtung, d. h. quer zur Hubrichtung vorbeugen. Die bekannten Anordnungen und Materialien vermögen diese Aufgabe in befriedigendem Maße zu lösen. Jedoch gibt es Anwendungen für Lautsprecher, bei denen auf die Lautsprechermembran bzw. die Lautsprechersicke aggressive Gase mit Temperaturen von weit über 150 Grad Celsius einwirken. Wenngleich in diesen Fällen die Lautsprechermembran aus Metall gebildet wird, haben die üblicherweise verwendeten Sickenmaterialien unter diesen Bedingungen nur eine begrenzte Lebensdauer. Da darüber hinaus nach dem Stand der Technik die Sicke mit den übrigen Bauteilen des Lautsprechers (Lautsprechermembran und Lautsprecherkorb) mittels Klebstoff verbunden ist, treten zusätzliche Probleme in Bezug auf die Klebeverbindung auf, wenn derartige Lautsprecher Temperaturen von über 150 Grad Celsius ausgesetzt werden. Dies äußert sich darin, daß in diesem Temperaturbereich die verwendeten Klebeverbindungen unter mechanischer Beanspruchung nicht mehr stabil sind. Einstückige Ausbildungen von Lautsprechermembran und Sicke sind zwar bekannt, können aber die zuvor erörterten Probleme nicht lösen, da derartige -einstückige- Kombinationen nur aus Pappe/Papier bzw. Kunststoff ausbildbar sind und derartige Werkstoffe im genannten Temperaturbereich nicht mehr einsetzbar sind.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde eine Sicke für Lautsprecher anzugeben, welche die gemäß dem Stand der Technik bestehenden Temperaturprobleme der bekannten Sicken ausschließt.
Darstellung der Erfindung
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind den Ansprüchen 2 bis 4 entnehmbar.
Beeinflussungen auf die Sicke selbst durch Temperatur- und/oder Gaseinwirkungen sind ausgeschlossen, wenn gemäß Anspruch 1 die Sicke aus einer Metallfolie gebildet ist. Überraschenderweise hat sich nämlich herausgestellt, daß Metallfolien in einer Dicke zwischen 30 und 150 µm ähnliche Eigenschaften haben, wie die bislang verwendeten Sickenwerkstoffe. Sind dabei gleichzeitig zumindest die Oberflächenbereiche von Sicke und Lautsprechermembran, mit welchen sich beide Teile zur Verbindung überlappen, aus ultraschallverschweißbarem Metall gebildet, lassen sich Sicke und Lautsprechermembran durch Anwendung der Ultraschallschweißtechnik hochtemperaturfest miteinander verbinden. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß es besonders vorteilhaft ist, die Sicke und/oder die Lautsprechermembran vollständig aus ultraschallverschweißbarem Metall zu bilden, da in diesen Fällen ein eigenständiges Beschichten der jeweiligen Verbindungsstellen entfällt.
Ist gemäß Anspruch 2 die Sickenfolie aus einer Kupfer-Beryllium-Legierung gebildet, ist eine hohe Biege-Wechsel-Festigkeit der Sicke gegeben. Außerdem lassen sich Sicken aus einem derartigen Werkstoff sehr leicht zur Einstellung der gewünschten Formgebung tiefziehen. Da außerdem Kupfer-Beryllium-Legierungen sehr gut mit Aluminium ultraschallverschweißbar sind und die Lautsprechermembran bei temperaturbelasteten Lautsprechern aus Gewichts- und Kostengründen aus Aluminium hergestellt sein sollte, lassen sich in diesem Fall Sicke und Lautsprechermembran besonders einfach und schnell miteinander verbinden.
Weist die Kontur der Sicke mehr als eine Wölbung auf, können auch große Hubbewegungen der Membran ausgeführt werden. Unter einer Wölbung im Sinne dieser Anmeldung wird eine Kontur verstanden, die in etwa einem sinusförmigen Verlauf zwischen 0 und 180 Grad bzw. 180 und 360 Grad entspricht.
Schon in diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die Wölbungen in der Sickenkontur nicht notwendig gleiche Abmessungen haben müssen.
Sind gemäß Anspruch 4 auch die Oberflächenbereiche von Sicke und Lautsprecherkorb, die sich zur Verbindung dieser beiden Teile überlappen, aus ultraschallverschweißbaren Metallen gebildet, läßt sich die Verbindung zwischen Sicke und Lautsprecherkorb sehr einfach durch Anwendung der Ultraschallschweißtechnik ausführen.
Wege zum Ausführen der Erfindung
Die Erfindung soll nun anhand einer einzigen Figur näher erläutert werden.
Diese Figur zeigt den oberen Teil eines Lautsprechers 10 im Seitenschnitt, wobei die Darstellungen rechts und links der Mittellinie unterschiedliche Ausführungsbeispiele zum Gegenstand haben.
Deutlich ist der Darstellung gemäß der Figur entnehmbar, daß der Lautsprecher 10 von einem Lautsprecherkorb 11 und einer konischen Membran 12 gebildet ist. Die Lautsprechermembran 12 ist in den Lautsprecherkorb 11 eingesetzt. Der obere und in beiden Ausführungesbeispielen kreisrunde Umfangsrand 13 der Lautsprechermembran 12 ist mit dem Rand 14 des Lautsprecherkorbes 11 mittels einer umlaufenden Sicke 15 verbunden. Die übrigen Bauteile des Lautsprechers 10 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
Die Sicke 15, welche den Abstand zwischen den Rändern 13, 14 vollständig und umlaufend überdeckt, ist aus einer dünnen Metallfolie gebildet. Diese Metallfolie besteht in beiden Ausführungsbeispielen aus einer Kupfer-Beryllium-Legierung und hat eine Dicke von etwa 100 µm. Die Verwendung einer vollständig aus Kupfer-Beryllium gebildeten Sicke 15 hat den Vorteil, daß sie eine hohe Biege-Wechsel-Festigkeit aufweist und dabei -wie noch gezeigt werden wird- besonders einfach mit den Werkstoffen von Lautsprechermembran 12 und/oder Lautsprecherkorb 11 verbunden werden kann. Diese einfache Art der Verbindung von Sicke 15 und Lautsprecherkorb 11 und /oder Lautsprechermembran 12 ist auch dann gegeben, wenn die Sicke 15 selbst aus einem anderen Werkstoff gebildet ist und lediglich eine metallische Beschichung aufweist die mit den Werkstoffen von Membran 12 und/oder Korb 11 ultraschallverschweißbar ist.
Der rechten Darstellung der Figur ist entnehmbar, daß die Kontur der Sicke 15 den Abstand zwischen den Rändern 13, 14 mit fast 3 Wölbungen 16 gemäß der obigen Definition überspannt. Jede dieser 3 Wölbungen 16 hat die gleiche Kurvenform. Eine derart geformte Sicke 15 sollte dann eingesetzt werden, wenn der Hub der Lautsprechermembran 12 größer als 10 mm ist.
An jeder Seite der gewölbten Kontur der Sicke 15 schließt ein mit der Sicke 15 einstückig verbundener Flansch 17.1, 17.2 an. Da- ebenso wie in der linken Darstellung gemäß der Figur- auch die rechte Darstellung einen Lautsprecher 10 in betriebsfertigem Zustand zeigt, überlappen die Flansche 17.2, 17.1 die Ränder 14, 13 von Lautsprecherkorb 11 und Lautsprechermembran 12. Sowohl die Lautsprechermembran 12 als auch der Lautsprecherkorb 11 ist aus Aluminium gebildet. Wegen dieser Materialauswahl von Lautsprecherkorb 11, Lautsprechermembran 12 und Sicke 15 sind die Flansche 17.1 und 17.2 mit den Rändern 13, 14 ultraschallverschweißt. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß zur Ausführbarkeit der Schweißverbindung zwischen Sicke 15 und Lautsprechermembran 12 bzw. Lautsprechermembran 12 und Lautsprecherkorb 11 es nicht notwendig ist, den Lautsprecherkorb 11 und die Lautsprechermembran 12 vollständig aus Aluminium zu bilden. Vielmehr reicht es zur Realisierung der Schweißverbindung zwischen Sicke 15 und Lautsprechermembran 12 bzw. Sicke 15 und Lautsprecherkorb 11 völlig aus, nur die mit den Flanschen 17.1, 17.2 der Sicke 15 in Berührung stehenden Oberflächenbereiche von Korb 11 und Membran 12 mit einem Überzug aus ultrschallverschweißbarem Metall zu versehen.
Die linke Darstellung gemäß der Figur unterscheidet sich von der rechten Darstellung dadurch, daß die Kontur der Sicke 15, welche den Abstand zwischen den Rändern 13, 14 überspannt, nur 2 Wölbungen 16 aufweist. Auch sind die Krümmungsradien beider Wölbungen 16 gemäß der linken Darstellungen der Figur unterschiedlich groß. Da auch im Ausführungsbeispiel gemäß der linken Darstellung der Figur die Lautsprechermembran 12 aus Gründen der Gewichtsersparniss und der Temperaturbelastbarkeit aus Aluminium gebildet ist, ist der Flansch 17.1 mit dem oberen Rand 13 der Lautsprechermembran 12 durch Ultraschallschweißung verbunden. Der andere Flansch 17.2 der Sicke 15 ist mit dem Rand 14 des Lautsprecherkorbes 11 mittels Nieten 18 verbunden, weil in diesem Verbindungsbereich das Gewicht der Verbindung im Gegensatz zur Verbindung zwischen dem Flansch 17.1 und dem Rand 13 nur eine untergeordnete Rolle spielt. In einem anderen -nicht dargestellten- Ausführungsbeispiel könnte die Verbindung zwischen dem Flansch 17.2 des Lautsprecherkorbes 11 auch als Schraubverbindung ausgeführt sein. Wird die Verbindung zwischen Flansch 17.2 und Lautsprecherkorb 11 als Schraub- oder Nietverbindung ausgeführt, kann der Lautsprecherkorb aus einem beliebigen metallischen und daher billigerem Material als Aluminium gebildet werden.

Claims (4)

  1. Lautsprecher (10) für Tonsignale,
    mit einer aus Metall gebildeten Lautsprechermembran (12),
    mit einem Lautsprecherkorb (11), und
    mit einer Sicke (15), welche die Lautsprechermembran (12) mit dem Lautsprecherkorb (11) verbindet,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Sicke (15) aus einer Metallfolie gebildet ist, und
    daß zumindest diejenigen Oberflächenbereiche von Sicke (15) und Lautsprechermembran (12), die sich zur Verbindung beider Teile (12, 15) überlappen, aus Metallen gebildet sind, die miteinander ultraschallverschweißt sind.
  2. Lautsprecher nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Sickenfolie aus einer Kupfer-Beryllium-Legierung besteht.
  3. Lautsprecher nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kontur der Sicke (15) mindestens eine Wölbung (16) aufweist.
  4. Lautsprecher nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Oberflächenbereiche von Sicke (15) und Lautsprecherkorb (11), die sich zur Verbindung beider Teile (11, 15) überlappen, aus Metallen gebildet sind, die miteinander ultraschallverschweißt sind.
EP95107544A 1994-06-01 1995-05-18 Lautsprecher Expired - Lifetime EP0685982B1 (de)

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EP0685982A2 EP0685982A2 (de) 1995-12-06
EP0685982A3 EP0685982A3 (de) 1996-06-05
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