EP1586219A1 - Lautsprecher - Google Patents

Lautsprecher

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EP1586219A1
EP1586219A1 EP03815541A EP03815541A EP1586219A1 EP 1586219 A1 EP1586219 A1 EP 1586219A1 EP 03815541 A EP03815541 A EP 03815541A EP 03815541 A EP03815541 A EP 03815541A EP 1586219 A1 EP1586219 A1 EP 1586219A1
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EP
European Patent Office
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membrane
loudspeaker according
magnet
magnet system
loudspeaker
Prior art date
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EP03815541A
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English (en)
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EP1586219B1 (de
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Norman Gerkinsmeyer
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IST GmbH
Original Assignee
IST GmbH
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP1586219B1 publication Critical patent/EP1586219B1/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
    • 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
    • H04R7/127—Non-planar diaphragms or cones dome-shaped
    • 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
    • H04R1/06—Arranging circuit leads; Relieving strain on circuit leads
    • 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
    • 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
    • H04R9/043—Inner suspension or damper, e.g. spider

Definitions

  • the invention relates to a loudspeaker, which is designed as an electrodynamic transducer, with at least a first magnet, a first membrane with a membrane outer edge, which spans a membrane outer edge plane, a first bead surrounding the first membrane for flexible storage of the first membrane, a first voice coil , which is directly or indirectly attached to the first membrane and a magnet system having at least a first magnet, further a support structure (basket) for receiving the magnet system and the first membrane, wherein the first membrane is connected to the support structure via the first bead, and the support structure has a membrane-oriented front side and an oppositely oriented back side.
  • loudspeakers Due to the today required problem-free mounting possibilities of loudspeakers, for example in the motor vehicle or aerospace industry, however, it is required that loudspeakers are as flat as possible and not very bulky, or that they can be mounted on as flat a surface as possible, for example on motor vehicle doors or coverings without special preparation.
  • Motor vehicles are usually kept very flat and have a variety of wiring harnesses and electrical systems that largely fill the existing space and cavity.
  • the guidance and mechanics of the windows and the closing mechanism of the door with the necessary struts for side impact protection often require large space, so that the installation of a loudspeaker desired there often encounters great difficulties.
  • the inventor has recognized that a solution to the above-mentioned problem can be achieved by providing the loudspeaker with a diaphragm which is curved in the direction of sound propagation and which is driven by a voice coil and a magnet, the magnet system being at least partially inserted into that of the Diaphragm spanned volume immersed, creating a very flat design of the support structure or basket is possible.
  • a magnet system is used with at least one permanent magnet which forms an annular gap, optionally by means of the aid of a yoke or another magnet, wherein the
  • Voice coil can dip in this annular gap.
  • the magnet system can be brought very close to the membrane, so that the membrane outer edge surface formed by the outer edge of the membrane is cut by the magnet system. On the one hand, this produces an extremely flat design of the magnet. On the other hand, a very good and broadband acoustic characteristics of the speaker system is obtained.
  • the inventor proposes to use the loudspeaker known per se at least consisting of: a first magnet, a first membrane having a membrane outer edge which spans a membrane outer edge plane, a first bead surrounding the first membrane for flexibly supporting the first membrane, a first voice coil directly or indirectly attached to the first membrane, and a magnet system having at least one first magnet (Permanent magnet), further comprising a support structure (basket) for receiving the magnet system and the first membrane, wherein the first membrane is connected to the support structure via the first bead, and the support structure has a membrane-oriented front side (sound propagation preferential direction) and an oppositely oriented one Reverse has to improve to the effect that the first membrane is at least partially raised to the top and the region of the first diaphragm to which the first voice coil is mounted, is arranged in front of the membrane outer edge plane, - the first membrane has a diameter which is larger is the diameter of the first voice coil that moves this diaphragm.
  • the inventor proposes that the magnet system at least intersect the membrane outer edge plane or, if appropriate, even be arranged above the membrane outer edge plane.
  • the magnet system may preferably have a first annular gap in which the first voice coil can dip. As a result, a particularly good leadership is achieved. If the voice coil designed sufficiently large, then the natural vibration behavior of the membrane can thereby stabilize much better and the membrane can be made very flat and thin. This increases the efficiency of the system and the stroke of the membrane can be reduced.
  • the loudspeaker may additionally be provided to arrange at least one further membrane within the first membrane, so that a multi-way system can thereby be realized.
  • the magnet system can also have at least one further annular gap, into each of which a further voice coil can dive for a further membrane.
  • the first membrane may also have an inner further bead, which is connected to the magnet system, so that in this way an additional centering of the membrane is achieved.
  • the membrane can also be made in several parts. This has the advantage that in this way the central area can be designed with other lighter materials, so that a better dynamic at high frequencies is achieved.
  • the speaker can be configured not only as a one-way system, but also as a two-, three- or Mehrwegesystem.
  • a further advantageous embodiment of the loudspeaker may consist in that the magnet system has at least one ring magnet and at least one pole plate, which form the at least one air gap.
  • the magnet system can be formed of a plurality of ring magnets, a lower pole plate and each magnet of an upper pole plate, wherein the air gaps are arranged between the pole plates. This embodiment of the magnet system makes a very effective multipath system possible, the inner annular gap being provided for driving a tweeter.
  • the magnets of the magnet system can be enclosed in a ring shape by the respective associated voice coil.
  • pole plates of the magnet system are made of magnetic material, as a result, a high flux density can be generated with well-defined field lines in the region of the air gap.
  • the magnet system can be configured such that a ring magnet is located within a larger and at the same time outside a smaller voice coil. It is particularly advantageous here to design the rear pole plate as a magnetic yoke, so that a narrow air gap, in each case inside and outside of the ring magnet, is formed by the front and rear pole plate.
  • the materials of the permanent magnet can be of very different variants. However, particularly advantageous are neodymium iron or neodymium iron boron or rare earth cobalt (eg SmCo 5 , Sm 2 C ⁇ 7 ) or other hard ferrite.
  • At least one magnet be provided with at least one screw and / or adhesive and / or clamping elements on the membrane. rack is attached, and combinations of these mounting options are proposed.
  • the inventor proposes that it may consist for example of a foamed material, which is preferably provided with a one- or two-sided barrier layer.
  • a foamed material which is preferably provided with a one- or two-sided barrier layer.
  • these may be an aluminum and magnesium foam, polystyrene foam, PVC, polyolefin material, polyurethane, polyester, styrofoam or sandwich panels with honeycomb construction.
  • Another variant of the configuration of the membrane or of a part of the membrane can consist in that it consists of a shaped film or sandwich products, preferably of polyester, polyimide, Bextrenen, polycarbonate, aluminum, magnesium, polypropylene, paper, fibrous materials, Kevlar, Carbon fiber, glass fiber, No ex or from mixed products of the aforementioned materials is produced.
  • an inversely shaped Dust Cap also called dome, dome or Staubschutzkalotte be arranged.
  • the at least one intended bead can for example be made of rubber or coated foam material, fiber materials or paper.
  • Dust Cap In the central region of a membrane, the above-mentioned “Dust Cap” can be attached, with a centering, for example made of spring steel or fiber materials, can be located behind it.
  • the inventor proposes that this be made, for example, from plastics or metal materials, it being advantageous to provide the basket with openings in order to achieve a physical see coupling to the back air volume to cause any existing trim or a housing.
  • the back of the basket can be designed as a level, so that behind the speaker no openings for installation are necessary.
  • a protective grid may be provided in front of the membrane, as is common practice in the art.
  • the inventor proposes that the ratio B / T of greatest width B of the loudspeaker's largest diaphragm to maximum loudness of the loudspeaker T with respect to the components diaphragm and magnet system is greater than 3/1, preferably greater than 5/1, preferably greater than 10/1.
  • Fig. 1 one-way speaker with a permanent magnet
  • Fig. 2 one-way speaker with a permanent magnet and dust cap
  • Fig. 3 Variants of the membrane design in one-way speaker with a permanent magnet
  • Fig. 4 one-way speaker with a permanent magnet and centering as a metal spring
  • Fig. 5 one-way speaker with a permanent magnet and centering of tissue
  • Fig. 6 two-way speaker with a permanent magnet and central tweeter
  • Fig. 7 one-way loudspeaker with two permanent magnets
  • Fig. 8 one-way loudspeaker with two permanent magnets and dust cap
  • Fig. 9 two-way loudspeaker with three permanent magnets and central tweeter;
  • Fig. 10 Two-way speaker with three permanent magnets and slightly conical basket;
  • Fig. 11 magnified magnet system of Figure 5;
  • Fig. 12 Rear view of the basket
  • Fig. 13 Front view of the membrane and central tweeter with peripheral screw holes
  • Fig. 14 Front view of the membrane and central tweeter without marginal screw holes.
  • FIG. 1 shows a section through a simple broadband and inventively designed loudspeaker with a single membrane 2, which is spanned on a flat running basket 1, which runs flat on the back.
  • the membrane 2 is connected at its outer edge 32 by a bead 3 with the basket 1 and clamped by its outer edge 32 has an outer edge plane 30.
  • a magnet system 4 is fixed, which consists of a ring-shaped permanent magnet 5, the front has a likewise annularly shaped pole plate 6 and on the back to a yoke 13 expiring rear pole plate 7.
  • an air gap 8 in which the voice coil 9, which is connected to the membrane 2 in the region 28, can dip.
  • the Schallausbreitungsvorzugsplatz which also defines the front of the speaker is indicated by the arrow 33. Furthermore, the outer diameter D is the right Diaphragm 2 and the smaller diameter d of the associated voice coil 9 indicated on the right side.
  • the magnet system 4 due to the curvature of the membrane 2 and the close attachment of the voice coil 9 is moved strongly forward, so that the front pole plate 6 and the effective region of the yoke 13, which form the air gap 8 are located in front of the membrane outer edge plane 30 ; the permanent magnet 5 is cut by the membrane outer edge plane 30. As a result, an extremely flat design of the speaker is possible.
  • the permanent magnet 5 or the entire magnet system 4 can even lie completely in front of the diaphragm outer edge plane.
  • FIG. 2 shows a similar embodiment of a broadband one-way loudspeaker, but in this version the membrane 2 has been replaced in a central region by a lighter concave material 12.
  • the replacement of the central portion of the membrane 2 by lighter material has the advantage that the inertial mass of the membrane is thereby reduced and the useful frequency range of the loudspeaker can be extended to higher frequencies.
  • FIG. 3 shows a further variant of a one-way system, similar to the embodiment of FIG. 1.
  • FIG. 3 has been divided into upper and lower variants of a membrane design.
  • the upper variant of the membrane design shows a flat conical membrane 2, which leads from the outer bead 3 to the region of the voice coil and then has a slightly concave shape in the central region.
  • the membrane has a centering 20 which is formed here in the form of a metal spring.
  • the lower parts of Figure 3 shows another exemplary shape of the membrane 2, the edge initially largely flat, then an increase experiences a maximum in the field of the voice coil and is concave again in the central region.
  • FIG. 4 once again shows the same membrane contours as FIG. 3, but the edges 3 arranged on the edges are provided with a plurality of wavy lines, while in FIG. 3 only one protrusion is provided for the bead.
  • the centering 20 of the membrane 2, which is shown in FIG. 4, consists here by way of example of a fabric material.
  • FIG. shows a section through a two-way loudspeaker according to the invention, in which case the outer membrane 2 corresponds to the embodiment from FIG. 2, but an additional tweeter has been integrated into the magnet system 4 in the central area.
  • the magnet system has been changed from the figures 1 or 2 to the effect that the rear pole plate has a second, centrally located yoke 14, which forms a second air gap 15 in connection with the front pole plate 6.
  • a second voice coil 17 can dip, which drives a thin tweeter membrane 18.
  • the high-tone membrane 18 is fastened here via a bead 19 on the front pole plate 6 of the magnet system 4.
  • FIG. 6 again shows a modification of the two-way loudspeaker according to the invention from FIG. 5, in which case the outer membrane 2 in its two illustrated variant forms corresponds to the membrane forms from FIG.
  • FIG. 7 shows a further variant according to the invention of a one-way loudspeaker.
  • the shape of the embodiment of the loudspeaker corresponds to FIG. 1, the essential difference being in the magnet system.
  • both an inner permanent magnet 5 and a further outer annular permanent magnet 22 are provided, both permanent magnets having front pole plates 6 and 23, between which see the single air gap 8 is formed.
  • both permanent magnets having front pole plates 6 and 23, between which see the single air gap 8 is formed.
  • the advantage of such an embodiment is essentially that this design without reflux makes it possible to significantly reduce the overall height of the magnet system or on the other hand to achieve a very large stroke at the same height.
  • FIG. 8 shows a further sectional view of a one-way loudspeaker having the same magnet system with two ring magnets as FIG. 7, the design of the diaphragm again being designed such that a so-called "dust cap” is present in the central region. which reduces the inertial mass of the vibrating membrane.
  • FIG. 9 shows a development with additionally arranged tweeters, wherein a third permanent magnet 25 with a front pole plate 26 is shown for the voice coil of the tweeter and between the centrally located front pole plate 26 and the middle pole plate 23, the air gap for the voice coil 17 of the tweeter 24 is formed.
  • a basket 1 is shown in FIG. 10, which does not eb e on its rear side, but instead opposes the sound preferred direction of the loudspeaker. Chers is formed arched. Such a slight curvature, which however should have a maximum angle ⁇ from the plane of not more than 20 °, preferably not more than 10 °, preferably not more than 5 °, may be helpful when a particularly flat design of the speaker, due to special installation situations, is necessary.
  • the loudspeaker shown here is comparable to the embodiment from FIG. 9, although it should be pointed out that such a variation is also possible for all loudspeakers previously shown.
  • FIG. 11 shows an enlarged view of the magnet system from FIG. 6.
  • This magnet system has a ring-shaped permanent magnet 5.
  • Rear is a pole plate, which is formed on both sides in front of the first yoke 13 and a second yoke 14. On the front side of the permanent magnet 5 there is a further pole plate, which together with the first and the second yoke form a first air gap 8 and a second inner air gap 15.
  • a voice coil 9 which is responsible for the drive of the outer membrane 2, while immersed in the inner air gap 15, the voice coil 17 of the tweeter 24.
  • the tweeter 24 is equipped with a high-tone membrane 18, which has at the outer edge via a small bead 19 which is connected to the pole plate 6.
  • a damping element 27 is preferably used in the central region of the magnet system, which may for example consist of foam or soft rubber.
  • FIG. The rear view of an exemplary loudspeaker according to the invention is shown in FIG. It shows in the It is pointed out that, of course, other designs and contours of the openings are also within the scope of the invention. In particular, it is also pointed out that the loudspeaker according to the invention not only has to have a round outer shape, but also oval, quadrangular or other per se known contours are possible.
  • FIGS. 13 and 14 the plan view of a two-way loudspeaker according to the invention is shown, wherein the optional protective grille is not shown here for a better view.
  • FIG. 13 additionally has four screw holes 11 for fastening the loudspeaker, while FIG. 14 shows an embodiment of the basket 1 without screw holes.
  • the speaker according to the invention which operates on the principle of the spring-mass system or the dynamic speaker, that has a voice coil in the air gap of a permanent magnet, compared to the conventional systems usually has a much larger voice coil and thus it allows the magnet system to be positioned within the voice coil.
  • This larger voice coil has the further advantage that the membrane is driven further on the outer diameter. As a result, the natural vibration behavior of the membrane is substantially stabilized or reduced and they can thereby be much flatter, lighter and thinner designed.
  • the stroke of the voice coil is, for example, depending on the requirements and size, between 0.5 and 20 mm + / - and the diameter is 10 mm to 100 mm at a winding height from about 1 mm.
  • the air gap for the outer membrane with coil between 0.1 mm to 3 mm and the air gap of the coil for the tweeter correspondingly larger can be selected between 0.2 mm to 4 mm. This allows you to adjust the efficiency of the two systems together.
  • the voice coil for the tweeter can advantageously have the following dimensions: diameter between 6 mm and 50 mm, height from 0.1 to 10mm +/- and a stroke of 0.1 to 5 mm +/-.
  • the voice coil used can be formed with one or more coil layers, preferably two-ply, and also with and without carrier.

Description

LAUTSPRECHER
Die Erfindung betrifft einen Lautsprecher, welcher als elektrodynamischer Schallwandler ausgeführt ist, mit mindestens einem ersten Magneten, einer ersten Membran mit einem Membranaußenrand, der eine Membranaußenrandebene aufspannt, einer die erste Membran umlaufenden ersten Sicke zur flexiblen La- gerung der ersten Membran, einer ersten Schwingspule, die mittelbar oder unmittelbar an der ersten Membran befestigt ist und einem Magnetsystem mit mindestens einem ersten Magneten, weiterhin einer Tragkonstruktion (Korb) zur Aufnahme des Magnetsystems und der ersten Membran, wobei die erste Membran über die erste Sicke mit der Tragkonstruktion verbunden ist, und die Tragkonstruktion eine zur Membran orientierte Vorderseite und eine entgegengesetzt orientierte Rückseite aufweist .
Ähnliche Lautsprecher sind allgemein bekannt. Beispielhaft wird auf die Deutsche Patentanmeldung DE 36 03 537 AI verwiesen. Diese Schrift zeigt einen Breitbandlautsprecher mit einer Membran, welche durch eine Schwingspule und einem Permanentmagneten angetrieben wird, wobei die Membran an ihrem Membranaußenrand eine umlaufende Sicke aufweist, durch welche die Membran flexibel gelagert wird. Die Sicke ist an einer Tragkonstruktion, auch Korb genannt, befestigt, wobei die Tragkonstruktion auch zur Halterung des gesamten zentrisch angeordneten Magnetsystems verwendet wird. Die Membran ist hierbei also entgegen der Schallvorzugsrichtung des Lautsprechers geformt und bildet eine Art Trichter, an dessen Spitze das Magnetsystem angeordnet ist, so dass insgesamt durch den Korb des Lautsprechers und das außerhalb des Korbes befindlichen Magnetsystems eine große Einbautiefe notwendig ist.
Aufgrund der heute geforderten problemlosen Anbringungsmöglichkeiten von Lautsprechern, beispielsweise in der KFZ- oder Luftfahrtindustrie, wird jedoch gefordert, dass Lautsprecher möglichst flach und wenig auftragend sind, beziehungsweise auch auf möglichst ebenen Flächen, zum Beispiel auf Kfz-Türen oder -Verkleidungen ohne besondere Vorberei- tung, angebracht werden können. Die heutigen Türen eines
Kraftfahrzeuges sind meist sehr flach gehalten und weisen eine Vielzahl von Kabelbäumen und elektrischen Systemen auf, die den vorhandenen Platz und Hohlraum weitgehend ausfüllen. Zusätzlich benötigt die Führung und Mechanik der Scheiben und der Schließmechanismus der Tür mit den notwendigen Verstrebungen für den Seitenaufprallschutz häufig großen Raum, so dass der dort gewünschte Einbau eines Lautsprechers häufig auf große Schwierigkeiten stößt.
Alternativ besteht die Möglichkeit, die Lautsprecher an anderen Stellen, beispielsweise im Fußraum oder im Armaturenbrett, anzubringen. Allerdings besteht auch hierbei grundsätzlich ein Platzproblem, wobei zusätzlich die akustische Qualität durch ungünstige Positionierungen stark leidet.
Auf dem Markt befinden sich diverse flache Lautsprechersysteme nach anderen Bauprinzipien, jedoch weisen derartige Systeme häufig einen zu geringen Wirkungsgrad und eine zu geringe Bandbreite auf. Des weiteren besteht auch eine große mechani- sehe Anfälligkeit, keine Temperaturbeständigkeit beziehungsweise ein temperaturabhängiges akustisches Verhalten.
Es wird auch auf weiterhin auf die Patentschrift DE 36 38 727 C2 verwiesen, die einen bereits weit entwickelten kompak- ten dynamischen Lautsprecher offenbart, allerdings ist bei dieser Ausgestaltung die akustische Qualität dadurch beeinträchtigt, dass im Bereich der bevorzugten Schallausbreitung das Magnetsystem vor der Membrane angebracht und daher die ungestörte Schallausbreitung behindert ist. Außerdem wird ei- ne stabile und Befestigung des Magnetsystems erschwert, da ein Ko promiss zwischen Stabilität des Trägers für das Mag- netsystem und freier Schallausbreitung eingegangen werden muss .
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Lautsprecher vorzustel- len, der einerseits nach dem bewährt einfachen System der e- lektrodynamischen Schallwandlung mit Permanentmagnet und Schwingspule arbeitet, jedoch den modernen Erfordernissen für flache Bauweise und hoher akustischer Qualität gerecht wird.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentansprüche 1 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und den Figuren einschließlich Beschreibung angegeben.
Der Erfinder hat erkannt, dass eine Lösung des oben genannten Problems dadurch erreicht werden kann, dass der Lautsprecher mit einer in Schallausbreitungsvorzugsrichtung gewölbten Membran ausgestattet wird, die durch eine Schwingspule und einen Magneten angetrieben wird, wobei das Magnetsystem zu- mindest teilweise in das von der Membran aufgespannte Volumen eintaucht, wodurch eine sehr flache Ausbildung der Tragkonstruktion beziehungsweise Korbes möglich wird. Dabei wird ein Magnetsystem mit mindestens einem Permanentmagneten verwendet, der einen Ringspalt, gegebenenfalls durch zur Hilfenahme eines Jochs oder eines weiteren Magneten, bildet, wobei die
Schwingspule in diesem Ringspalt eintauchen kann. Das Magnetsystem kann dabei sehr nahe an die Membran herangebracht werden, so dass die vom Außenrand der Membran gebildete Membranaußenrandfläche durch das Magnetsystem geschnitten wird. Dies erzeugt einerseits eine äußerst flache Bauweise des Magneten. Auf der anderen Seite wird eine sehr gute und breitbandige akustische Charakteristik des Lautsprechersystems erhalten.
Auf Basis dieser zugrundliegenden Überlegungen schlägt der Erfinder vor, den an sich bekannten Lautsprecher zumindest bestehend aus: einem ersten Magneten, einer ersten Membran mit einem Membranaußenrand, der eine Membranaußenrandebene aufspannt, einer die erste Membran umlaufenden ersten Sicke zur flexiblen Lagerung der ersten Membran, - einer ersten Schwingspule, die mittelbar oder unmittelbar an der ersten Membran befestigt ist, und einem Magnetsystem mit mindestens einem ersten Magneten (Permanentmagneten) , weiterhin einer Tragkonstruktion (Korb) zur Aufnahme des Magnet- Systems und der ersten Membran, wobei die erste Membran über die erste Sicke mit der Tragkonstruktion verbunden ist, und die Tragkonstruktion eine zur Membran orientierte Vorderseite (Schallausbreitungsvorzugsrichtung) und eine entgegengesetzt orientierte Rückseite aufweist, dahingehend zu verbessern, dass die erste Membran zumindest teilweise nach oben erhaben ausgebildet ist und der Bereich der ersten Membran, an der die erste Schwingspule befestigt ist, vor der Membranaußenrandebene angeordnet ist, - die erste Membran einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser der ersten Schwingspule, die diese Membran bewegt.
Durch diese Bauweise ist eine äußerst flache und auch kompak- te Gestaltung des Lautsprechersystems möglich, so dass er sich besonders für das Anbringen in Fahrzeuge eignet. Jedoch sind auch andere Anwendungen, die eine flache Ausbildung des Lautsprechersystems fordern, möglich.
In einer besonders bevorzugten Ausführung des Lautsprechers schlägt der Erfinder vor, dass das Magnetsystem die Membranaußenrandebene zumindest schneidet oder gegebenenfalls sogar oberhalb der Membranaußenrandebene angeordnet ist. Das heißt also, dass sich das Magnetsystem zumindest teilweise inner- halb des von der Membran aufgespannten Volumens befindet. Das Magnetsystem kann bevorzugt einen ersten Ringspalt aufweisen, in dem die erste Schwingspule eintauchen kann. Hierdurch wird eine besonders gute Führung erreicht. Wird die Schwingspule ausreichend groß gestaltet, so lässt sich das Eigenschwingverhalten der Membran dabei wesentlich besser stabilisieren und die Membran kann sehr flach und dünn ausgebildet werden. Hierdurch steigt der Wirkungsgrad des Systems und der Hub der Membran kann verringert werden.
In einer weiteren Variante des Lautsprechers kann zusätzlich vorgesehen werden, innerhalb der ersten Membran mindestens eine weitere Membran anzuordnen, so dass hierdurch ein Mehrwegesystem verwirklicht werden kann. Dabei kann das Magnetsystem außerdem mindestens einen weiteren Ringspalt aufwei- sen, in den jeweils eine weitere Schwingspule für eine weitere Membran eintauchen kann.
Die erste Membran kann auch eine innenliegende weitere Sicke aufweisen, die mit dem Magnetsystem verbunden ist, so dass hierdurch eine zusätzliche Zentrierung der Membran erreicht wird.
Die Membran kann auch mehrteilig ausgeführt werden. Dies hat den Vorteil, dass hierdurch der zentrale Bereich mit anderen leichteren Werkstoffen gestaltet werden kann, so dass eine bessere Dynamik bei hohen Frequenzen erreicht wird.
Hierdurch und durch eine entsprechende Ausgestaltung des Magnetsystems kann der Lautsprecher nicht nur als Ein-Wege- System, sondern auch als Zwei-, Drei- oder Mehrwegesystem ausgestaltet werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Lautsprechers kann darin bestehen, dass das Magnetsystem mindestens einen Ringmagneten und mindestens eine Polplatte aufweist, die den mindestens einen Luftspalt bilden. Außerdem kann das Magnetsystem aus mehreren Ringmagnete, einer unteren Polplatte und je Magnet einer oberen Polplatte gebildet werden, wobei die Luftspalte zwischen den Polplatten angeordnet sind. Durch diese Ausgestaltung des Magnetsystems wird ein sehr effektives Mehrwegesystem möglich, wobei der innere Ringspalt zum Antreiben eines Hochtöners vorgesehen ist.
Obwohl bei dem erfindungsgemäßen Lautsprecher auch auf beson- dere Zentrierungen verzichtet werden kann, so ist diese doch in besonderen Fällen vorteilhaft, insbesondere wenn die Baugröße eine zusätzliche Zentrierung erfordert. Die Magnete des Magnetsystems können ringförmig von der jeweils zugehörigen Schwingspule umschlossen werden.
Des weiteren kann es günstig sein, wenn die Polplatten des Magnetsystems aus magnetischen Material hergestellt sind, da hierdurch eine hohe Flussdichte mit gut definierten Feldlinien im Bereich des Luftspaltes erzeugt werden kann.
In einer besonderen Ausführung kann das Magnetsystem derart ausgestaltet werden, dass sich ein Ringmagnet innerhalb einer größeren und gleichzeitig außerhalb einer kleineren Schwingspule befindet. Besonders günstig ist es hierbei, die hintere Polplatte als Magnetjoch auszuführen, so dass durch die vordere und hintere Polplatte ein enger Luftspalt, jeweils innerhalb und außerhalb des Ringmagneten, gebildet wird.
Bei den Materialien des Permanentmagneten kann es sich um un- terschiedlichste Varianten handeln. Besonders vorteilhaft jedoch sind Neodym - Eisen oder Neodym - Eisen - Bor oder Seltene Erden - Cobalt (z.B. SmCo5, Sm2Cθι7 ) oder sonstige Hart- ferrite .
Bezüglich des Aufbaus des Lautsprechers schlägt der Erfinder vor, dass mindestens ein Magnet zumindestens mit einer Schraube und/oder Klebstoff und/oder Klemmelementen am Memb- rankorb befestigt wird, wobei auch Kombinationen dieser Befestigungsmöglichkeiten vorgeschlagen werden.
Bezüglich der Ausgestaltung der Membrane schlägt der Erfinder vor, dass diese beispielsweise aus einem geschäumten Material bestehen kann, welche vorzugsweise mit einer ein- oder zweiseitigen Sperrschicht versehen wird. Beispielsweise kann es sich dabei um einen Aluminium- und Magnesiumschaum, Polystyrol - Hartschaum, PVC, Polyolefin-Material, Polyurethan, Po- lyester, Styropor oder Sandwichplatten mit Wabenkonstruktion handeln.
Eine andere Variante der Ausgestaltung der Membran oder eines Teils der Membran kann darin bestehen, dass sie aus einer ge- formten Folie oder Sandwichprodukten besteht, vorzugsweise aus Polyester, Polyimid, Bextrenen, Polycarbonat , Aluminium, Magnesium, Polypropylen, Papier, Faserstoffen, Kevlar, Kohlefaser, Glasfiber, No ex oder aus Mischprodukten der vorgenannten Werkstoffe hergestellt wird.
Zusätzlich kann auf mindestens einer Membran, vorzugsweise der einzigen Membran, eine invers geformte Dust Cap, auch Dome, Kalotte oder Staubschutzkalotte genannt, angeordnet sein.
Die mindestens eine vorgesehene Sicke kann beispielsweise aus Gummi oder beschichtetem Schaummaterial, Faserwerkstoffen o- der Papier hergestellt werden.
Im zentralen Bereich einer Membran kann die oben erwähnte „Dust Cap" angebracht werden, wobei sich dahinter eine Zentrierung, beispielsweise aus Federstahl oder Faserwerkstoffen, befinden kann.
In Bezug auf die Tragkonstruktion oder den Korb schlägt der Erfinder vor, dass dieser beispielsweise aus Kunststoffen o- der Metallwerkstoffen gefertigt wird, wobei es vorteilhaft ist, den Korb mit Öffnungen zu versehen, um eine physikali- sehen Ankopplung an das rückseitige Luftvolumen eine gegebenenfalls vorhandene Verkleidung oder ein Gehäuse zu bewirken.
Beispielhaft kann die Rückseite des Korbes als Ebene ausgeführt werden, so dass hinter dem Lautsprecher keine Öffnungen zum Einbau notwendig sind. Allerdings besteht auch die Möglichkeit die Rückseite des Korbes als flachen Kegelstumpf auszubilden, vorzugsweise mit einer Steigung von maximal 20°, vorzugsweise maximal 10°, gegenüber der Ebene.
Zum Schutz der Membran kann des weiteren vor der Membran ein Schutzgitter vorgesehen sein, wie es im Stand der Technik allgemein üblich ist.
Bezüglich der Größenverhältnisse des Lautsprechers in einer bevorzugten Ausführung schlägt der Erfinder vor, das Verhältnis B/T von größter Breite B der größten Membran des Lautsprechers zu größter Bautiefe des Lautsprechers T in Bezug auf die Komponenten Membran und Magnetsystem größer als 3/1, vorzugsweise größer als 5/1, vorzugsweise größer als 10/1, beträgt .
Im folgenden wird die Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Figuren näher beschrieben. Es zeigen im einzelnen:
Fig. 1: Ein-Wege-Lautsprecher mit einem Permanentmagneten;
Fig. 2: Ein-Wege-Lautsprecher mit einem Permanentmagneten und Dust Cap;
Fig. 3: Varianten der Membranformgebung im Ein-Wege- Lautsprecher mit einem Permanentmagneten;
Fig. 4: Ein-Wege-Lautsprecher mit einem Permanentmagneten und Zentrierung als Metallfeder; Fig. 5: Ein-Wege-Lautsprecher mit einem Permanentmagneten und Zentrierung aus Gewebe; Fig. 6: Zwei-Wege-Lautsprecher mit einem Permanentmagneten und zentralem Hochtöner;
Fig. 7: Ein-Wege-Lautsprecher mit zwei Permanentmagneten;
Fig. 8: Ein-Wege-Lautsprecher mit zwei Permanentmagneten und Dust Cap;
Fig. 9: Zwei-Wege-Lautsprecher mit drei Permanentmagneten und zentralem Hochtöner;
Fig. 10: Zwei-Wege-Lautsprecher mit drei Permanentmagneten und leicht konischem Korb;
Fig. 11: Vergrößertes Magnetsystem aus Figur 5;
Fig. 12: Ansicht von hinten auf den Korb;
Fig. 13: Ansicht von vorne auf Membran und zentralen Hochtöner mit randseitigen Schraubenlöchern;
Fig. 14: Ansicht von vorne auf Membran und zentralen Hochtöner ohne randseitige Schraubenlöcher.
Die Figur 1 zeigt einen Schnitt durch einen einfachen breit- bandigen und erfindungsgemäß ausgebildeten Lautsprecher mit einer einzigen Membran 2, die auf einem flach ausgeführten Korb 1, der auf der Rückseite eben verläuft, aufgespannt ist. Die Membrane 2 wird an ihrem Außenrand 32 durch eine Sicke 3 mit dem Korb 1 verbunden und spannt durch ihren Außenrand 32 eine Außenrandebene 30 auf. Auf der Vorderseite des Korbes 1 ist ein Magnetsystem 4 befestigt, welches aus einem ringför- mig ausgebildeten Permanentmagneten 5 besteht, der vorne über eine ebenfalls ringförmig ausgebildete Polplatte 6 und auf der Rückseite eine zu einem Joch 13 auslaufende hintere Polplatte 7 verfügt. Zwischen dem Joch 13 der hinteren Polplatte 7 und der vorderen Polplatte 6 entsteht ein Luftspalt 8, in den die Schwingspule 9, die mit der Membran 2 im Bereich 28 verbunden ist, eintauchen kann. Somit kann auf bekannte Weise durch elektrische Impulse die Membran 2 zu Bewegungen angeregt und Schall erzeugt werden.
Die Schallausbreitungsvorzugsrichtung, die auch die Vorderseite des Lautsprechers definiert, ist durch den Pfeil 33 angedeutet. Weiterhin ist rechts der Außendurchmesser D der Membran 2 und der kleinere Durchmesser d der zugehörigen Schwingspule 9 auf der rechten Seite angedeutet. Erfindungsgemäß ist in dieser Ausführung das Magnetsystem 4 aufgrund der Wölbung der Membran 2 und der nahen Anbringung der Schwingspule 9 stark nach Vorne verschoben, so dass die vordere Polplatte 6 und der wirksame Bereich des Jochs 13, die den Luftspalt 8 bilden vor der Membranaußenrandebene 30 liegen; der Permanentmagnet 5 wird von der Membranaußenrandebene 30 geschnitten. Hierdurch ist eine äußerst flache Bauweise des Lautsprechers möglich.
Anzumerken ist auch, dass insbesondere bei Lautsprechern mit größeren Durchmessern der Permanentmagnet 5 oder das gesamte Magnetsystem 4 sogar vollständig vor der Membranaußenrandebe- ne liegen kann.
Die Figur 2 zeigt eine ähnliche Ausführung eines breitbandi- gen Ein-Wege-Lautsprechers, allerdings ist in dieser Version die Membran 2 in einem zentralen Bereich durch ein leichteres konkav ausgebildetes Material 12 ersetzt worden. Der Ersatz des zentralen Anteils der Membran 2 durch leichteres Material hat den Vorteil, dass die träge Masse der Membran dadurch reduziert wird und der nutzbare Frequenzbereich des Lautsprechers zu höheren Frequenzen hin erweitert werden kann.
Die Figur 3 zeigt eine weitere Variante eines Ein-Wege- Systems, ähnlich der Ausführung aus Figur 1. In diesem Fall ist die Figur 3 in eine obere und eine untere Variante einer Membran-Ausführung aufgeteilt worden. Die obere Variante der Membran-Ausführung zeigt eine flach konisch ausgeführte Membran 2, die von der äußeren Sicke 3 bis zum Bereich der Schwingspule führt und danach eine leicht konkave Form im zentralen Bereich aufweist. Zusätzlich verfügt die Membran über eine Zentrierung 20, die hier in Form einer Metallfeder ausgebildet ist. Der untere Teile der Figur 3 zeigt eine andere beispielhafte Form der Membran 2, die randseitig zunächst weitgehend plan verläuft, anschließend einen Anstieg mit einem Maximum im Bereich der Schwingspule erfährt und im zentralen Bereich wieder konkav ausgebildet ist.
Die Figur 4 zeigt nochmals die gleichen Membrankonturen wie die Figur 3, allerdings sind die randseitig angeordneten Si- cken 3 mit mehreren Wellenlinien ausgestattet, während in der Figur 3 lediglich eine Erhebung für die Sicke vorgesehen ist. Die Zentrierung 20 der Membran 2, die in der Figur 4 dargestellt ist, besteht hier beispielhaft aus einem Gewebemateri- al.
Eine andere Ausführung des erfindungsgemäßen Lautsprechers ist in der Figur 5 dargestellt. Diese zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Zwei-Wege-Lautsprecher, wobei hier die äußere Membran 2 der Ausführung aus Figur 2 entspricht, jedoch ist im Zentralbereich ein zusätzlicher Hochtöner in das MagnetSystem 4 integriert worden. Hierzu wurde das Magnetsystem aus den Figuren 1 oder 2 dahingehend verändert, dass die hintere Polplatte ein zweites, zentral liegen- des Joch 14 aufweist, welches in Verbindung mit der vorderen Polplatte 6 einen zweiten Luftspalt 15 bildet. In diesen Luftspalt kann eine zweite Schwingspule 17 eintauchen, welche eine dünne Hochton-Membran 18 antreibt. Die Hochton-Membran 18 wird hierbei über eine Sicke 19 an der vorderen Polplatte 6 des Magnetsystems 4 befestigt.
Die Figur 6 zeigt nochmals eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Zwei-Wege-Lautsprechers aus der Figur 5, wobei in diesem Fall die äußere Membran 2 in ihren beiden dargestellten Formvarianten der Membranformen aus der Figur 3 entspricht.
Allerdings ist aufgrund des nun zentral im Magnetsystem angeordneten Hochtöners eine zusätzliche flexible Befestigung der äußeren Membran 2 durch eine weitere innenliegende Sicke 21 vorgenommen, wobei der innere Teil dieser Sicke 21 auf der vorderen Polplatte β des Magnetsystems 4 befestigt ist. Die
Ausführung des Magnetsystems entspricht wiederum der schon in Figur 5 gezeigten Ausführung. In der Figur 7 ist eine weitere erfindungsgemäße Variante eines Ein-Wege-Lautsprechers dargestellt. Grundsätzlich entspricht die Form der Ausführung des Lautsprechers aus Figur 1, wobei der wesentliche Unterschied im Magnetsystem vorliegt. Hier ist anstelle eines einzigen Permanentmagneten 5 sowohl ein innerer Permanentmagnet 5 als auch ein weiterer äußerer Ringpermanentmagnet 22 vorgesehen, wobei beide Permanentmagneten über vordere Polplatten 6 und 23 verfügen, zwi- sehen denen der einzige Luftspalt 8 gebildet wird. Bei dieser Bauweise ist es nun möglich, auf die rückwärtige Polplatte, wie sie in den zuvor gezeigten Magnetsystemen dargestellt ist, zu verzichten. Der Vorteil einer solchen Ausführung liegt im wesentlich darin, dass diese Ausgestaltung ohne Rückfluss es ermöglicht, die Bauhöhe des Magnetsystems wesentlich zu reduzieren oder andererseits bei gleicher Bauhöhe einen sehr großen Hub zu erreichen.
In der Figur 8 ist eine weitere Schnittdarstellung eines Ein- Wege-Lautsprechers dargestellt, der das gleiche Magnetsystem mit zwei Ringmagneten aufweist wie Figur 7, wobei die Ausbildung der Membran wiederum so gestaltet ist, dass im zentralen Bereich eine sogenannte „Dust Cap" vorliegt, die die träge Masse der schwingenden Membran reduziert.
Entsprechend den Ausführung des Magnetsystems aus den Figuren 7 und 8, zeigt die Figur 9 eine Weiterbildung mit zusätzlich innen angeordneten Hochtönern, wobei für die Schwingspule des Hochtöners nochmals ein dritter Permanentmagnet 25 mit vorde- rer Polplatte 26 dargestellt ist und zwischen der zentral liegenden vorderen Polplatte 26 und der mittleren Polplatte 23 der Luftspalt für die Schwingspule 17 des Hochtöners 24 gebildet wird.
Im Gegensatz zu den zuvor gezeigten Figuren wird in der Figur 10 ein Korb 1 dargestellt, der auf seiner Rückseite nicht e- ben, sondern entgegen der Schallvorzugsrichtung des Lautspre- chers gewölbt ausgebildet ist. Eine derartige leichte Aufwölbung, die allerdings einen maximalen Winkel α aus der Ebene von nicht mehr als 20°, vorzugsweise nicht mehr als 10°, vorzugsweise nicht mehr als 5°, aufweisen sollte, kann hilfreich sein, wenn eine besonders flache Ausbildung des Lautsprechers, aufgrund besonderer Einbausituationen, notwendig ist.
Grundsätzlich ist der hier dargestellte Lautsprecher mit der Ausführung aus der Figur 9 vergleichbar, allerdings ist dar- auf hinzuweisen, dass eine derartige Variation für alle zuvor gezeigten Lautsprecher ebenfalls möglich ist.
Die Figur 11 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Magnetsystems aus der Figur 6. Dieses Magnetsystem weist einen ringförmig ausgebildeten Permanentmagneten 5 auf. Auf der
Rückseite befindet sich eine Polplatte, welche beidseits vor dem ersten Joch 13 und einem zweiten Joch 14 ausgebildet ist. Auf der Vorderseite des Permanentmagneten 5 befindet sich eine weitere Polplatte, die zusammen mit dem ersten und dem zweiten Joch einen ersten Luftspalt 8 und einen zweiten innen liegenden Luftspalt 15 bilden. In dem äußeren Luftspalt 8 taucht eine Schwingspule 9 ein, die für den Antrieb der äußeren Membran 2 verantwortlich ist, während im inneren Luftspalt 15 die Schwingspule 17 des Hochtöners 24 eintaucht. Der Hochtöner 24 ist mit einer Hochton-Membran 18 ausgestattet, welche am Außenrand über eine kleine Sicke 19 verfügt, die mit der Polplatte 6 verbunden ist. Zusätzlich sind in der Figur 11 noch die, selbstverständlicher Weise auch in allen anderen Lautsprechersystemen vorhandenen aber nicht explizit gezeigten, elektrischen Anschlüsse 31 für die Schwingspulen dargestellt. In der dargestellten Version wird vorzugsweise im zentralen Bereich des Magnetsystems ein Dämpfungselement 27 eingesetzt, welches beispielsweise aus Schaum oder weichem Gummi bestehen kann.
Die Rückansicht eines beispielhaften erfindungsgemäßen Lautsprechers ist in der Figur 12 dargestellt. Sie zeigt im we- sentlichen den Korb 1 mit den hier symmetrisch angeordneten rückwärtigen Öffnungen 10 im Korb 1 und den vier Schraubenlöcher 11. Es wird darauf hingewiesen, dass selbstverständlich auch weitere Ausführungen und Konturen der Öffnungen im Be- reich der Erfindung liegen. Insbesondere wird auch darauf hingewiesen, dass der erfindungsgemäße Lautsprecher nicht nur eine runde Außenform aufweisen muss, sondern auch ovale, viereckige oder sonstige an sich bekannte Konturen möglich sind.
In den Figuren 13 und 14 ist die Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Zwei-Wege-Lautsprecher gezeigt, wobei hier zur besseren Ansicht, das optional vorhandene Schutzgitter nicht gezeigt wird. Die Figur 13 weist zusätzlich vier Schraubenlö- eher 11, zur Befestigung des Lautsprechers, auf, während in der Figur 14 eine Ausführung des Korbes 1 ohne Schraubenlöcher gezeigt ist.
Es ist noch darauf hinzuweisen, dass der erfindungsgemäße Lautsprecher, der nach dem Prinzip des Feder-Masse-Systems beziehungsweise des dynamischen Lautsprechers arbeitet, also über eine Schwingspule im Luftspalt eines Permanentmagneten verfügt, gegenüber den üblichen Systemen meist eine wesentlich größere Schwingspule aufweist und dadurch es ermöglicht das Magnetsystem innerhalb der Schwingspule zu positionieren.
Diese größere Schwingspule hat den weiteren Vorteil, dass die Membran weiter am äußeren Durchmesser angetrieben wird. Hierdurch wird das Eigenschwingverhalten der Membrane wesentlich stabilisiert beziehungsweise reduziert und sie kann dadurch wesentlich flacher, leichter und dünner gestaltet werden. Der Hub der Schwingspule liegt beispielsweise, je nach Anforderung und Größe, zwischen 0,5 und 20 mm + / - und der Durchmesser beträgt dabei 10 mm bis 100 mm bei einer Wickelhöhe ab etwa 1 mm. In einer beispielhaften Ausführung des Lautsprechers mit zusätzlichem Hochtöner kann der Luftspalt für die äußere Membran mit Spule zwischen 0,1 mm bis 3 mm und der Luftspalt der Spule für den Hochtöner entsprechend größer, zwischen 0,2 mm bis 4 mm gewählt werden. Dadurch kann man den Wirkungsgrad der beiden Systeme aneinander anpassen. Die Schwingspule für den Hochtöner kann vorteilhaft folgende Abmaße haben: Durchmesser zwischen 6 mm und 50 mm, Höhe ab 0,1 bis 10mm +/- und einen Hub von 0,1 bis 5 mm +/-.
Ergänzend wird darauf hingewiesen, dass die verwendeten Schwingspulen mit einer oder mehreren Spulenlagen, vorzugsweise zweilagig, und auch mit und ohne Träger ausgebildet sein können.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Insgesamt wird also durch die Erfindung ein äußerst flachbauendes Lautsprechersystem vorgeschlagen, welches sich durch besonders einfache und trotz alledem sehr flache Bauweise auszeichnet. Aufgrund der Verwendung des sehr bewährten und effektiven Tauchspulensystems ist auch eine sehr hohe Effektivität des Lautsprechers und große akustische Güte zu erreichen.
Bezugszeichenliste
1 Korb
2 Membran 3 Sicke
4 Magnetsystem
5 Permanentmagnet
6 Vordere Polplatte
7 Hintere Polplatte mit Joch 8 Luftspalt
9 Schwingspule
10 Öffnung
11 Schraubenlöcher
12 Dust Cap 13 Erstes Joch
14 Zweites Joch
15 Zweiter Luftspalt
16 Zweite Membran
17 Zweite Schwingspule 18 Hochton-Membran
19 Sicke für Hochtöner
20 Zentrierung
21 Zweite Sicke der äußeren Membran 2
22 Zweiter Permanentmagnet 23 Zweite vordere Polplatte
24 Hochtöner
25 Dritter Permanentmagnet
26 Dritte vordere Polplatte
27 Dämpfungselement 28 Befestigungsbereich der ersten Schwingspule
29 Schutzgitter
30 Membranaußenrandebene
31 elektrischer Anschluss
32 Membranaußenrand 33 Schallausbreitungsvorzugsrichtung
D Außendurchmesser der äußeren Membran d Durchmesser der ersten Schwingspule T Bautiefe von Membran und Magnetsystem
α Konuswinkel des Korbes zur Ebene

Claims

Patentansprüche
1. Lautsprecher, ausgeführt als elektrodynamischer Schallwandler, bestehend aus mindestens: 1.1. einem ersten Magneten (5),
1.2. einer ersten Membran (2) mit einem Membranaußenrand (32), der eine Membranaußenrandebene (30) aufspannt,
1.3. einer die erste Membran (2) umlaufenden ersten Sicke
(3) zur flexiblen Lagerung der ersten Membran (2), 1.4. einer ersten Schwingspule (9), die mittelbar oder unmittelbar an der ersten Membran (2) befestigt ist, und
1.5. einem Magnetsystem (4) mit mindestens einem ersten Magneten (9), weiterhin
1.6. einer Tragkonstruktion (Korb) (1) zur Aufnahme des ers- ten Magnetsystems (4) und der ersten Membran, wobei die erste Membran über die erste Sicke mit der Tragkonstruktion verbunden ist, und die Tragkonstruktion eine zur Membran orientierte Vorderseite und eine entgegengesetzt orientierte Rückseite aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
1.7. die erste Membran (2) zumindest teilweise nach vorne, in Richtung der Schallvorzugsrichtung (33), erhaben (konvex) ausgebildet ist und der Bereich (28) der ersten Membran (2), an der die erste Schwingspule befes- tigt ist, vor der Membranaußenrandebene (30) angeordnet ist, wobei
1.8. die erste Membran (2) einen Durchmesser (D) aufweist, der größer ist als der Durchmesser der ersten Schwingspule (d) , die diese Membran (2) bewegt.
2. Lautsprecher gemäß dem voranstehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das MagnetSystem (4) die Membranaußenrandebene (30) schneidet.
3. Lautsprecher gemäß dem voranstehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetsystem (4) vor der Membranaußenrandebene (30) angeordnet ist.
4. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetsystem
(4) einen ersten Ringspalt (8) aufweist, in den die erste Schwingspule (9) eintauchen kann.
5. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der ersten Membran (2) mindestens eine weitere Membran (18) angeordnet ist.
6. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetsystem
(4) mindestens einen weiteren Ringspalt (15) aufweist, in den jeweils eine weitere Schwingspule (17) für eine weitere Membran (18) eintauchen kann.
7. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Membran (2) eine innen liegende weitere Sicke (21) aufweist, über die sie mit dem MagnetSystem (4) verbunden ist.
8. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (2, 12) mehrteilig ausgeführt ist.
9. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetsystem
(4) mindestens einen Ringmagneten (5) und mindestens eine Polplatte (6) aufweist, die den mindestens einen Luftspalt (8) bilden.
10. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetsystem mehrere Ringmagnete (5, 22, 25), eine hintere Polplatte (7) und je Magnet eine vordere Polplatte (6, 23, 26) aufweist, wobei die Luftspalte (8, 15) zwischen den Polplatten angeordnet sind.
11. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Membran (2) eine Zentrierung angebracht ist.
12. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (5, 22, 25) jeweils ringförmig von der zugehörigen Schwingspule (9, 17) umschlossen werden.
13. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetsystem (4) Polplatten (6, 7, 23, 26) aus magnetischen Material aufweist .
14. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ringmagnet (22) sich innerhalb einer größeren und gleichzeitig außerhalb einer kleineren Schwingspule (9, 17) befindet.
15. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ringmagnet (5) mindestens zwei Polplatten (6, 7) aufweist, von denen die hintere Polplatte (7) den Magneten ringförmig umgibt und mit der vorderen Polplatte (6) einen äußeren und inneren Luftspalt (8, 15) bildet.
16. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Magnet aus Neodym - Eisen oder Neodym - Eisen - Bor o- der Seltene - Erden - Cobalt ( SmCos oder Sm2Co17 ) oder Hartferriten hergestellt ist.
17. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Magnet zumindest mit mindestens einer Schraube und/oder Klebstoff und/oder mindestens ein Klemmelementen (Snap In, geclipst) am Membrankorb befestigt wird.
18. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Membrane aus geschäumten Material besteht, vorzugsweise mit einer ein- oder zweiseitigen Sperrschicht versehen ist, vorzugsweise aus Aluminium- und Magnesiumschaum, Polystyrol - Hartschaum, PVC, Polyolefin, Polyuhrethan, Polyester, Styropor oder Sandwichplatten mit Wabenkonstruktion besteht.
19. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Membran (2) ein aus speziell geformten Folien oder Sandwichprodukten, vorzugsweise aus Polyester, Polyi- mid, Bextrenen, Polycarbonat, Aluminium, Magnesium, Polypropylen, Papier, Faserstoffen, Kevlar, Kohlefaser, Glasfiber, Nomex oder aus Mischprodukten diese Werkstoffe besteht.
20. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Membran (2) eine invers geformte Dust Cap (Dome, Kalotte oder Staubschutzkalotte) (12) angeordnet ist.
21. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Sicke (3, 19, 21) aus Gummi oder beschichtetem Schaummaterial, Faserwerkstoffen oder Papier hergestellt ist.
22. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass im zentralen Bereich einer Membran eine „Dust Cap" vorgesehen ist und sich dahinter eine Zentrierung (20) aus Federstahl oder Faserwerkstoffen befindet.
23. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Korb (1) aus
Kunststoffen oder Metallwerkstoffen gefertigt ist.
24. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Korb (1) Öff- nu-ngen (10) zur physikalischen Ankopplung an das rückseitige Luftvolumen, Verkleidung oder Gehäuse, aufweist .
25. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseite des
Korbes (1) flach ausgeführt ist.
26. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseite des Korbes (1) als Kegelstumpf, vorzugsweise mit einer
Steigung von maximal 20°, vorzugsweise maximal 10°, gegenüber der Ebene ausgeführt ist.
27. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schutzgitter
(29) vor der Membrane vorgesehen ist.
28. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis B/T oder D/T von größter Breite B oder Durchmesser D der äußeren Membran (2) des Lautsprechers zu größter Bautiefe des Lautsprechers T in Bezug auf die Komponenten Membran und Magnetsystem größer als 3/1, vorzugsweise größer als 5/1, vorzugsweise größer als 10/1, beträgt.
29. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine vordere Polplatte (6, 23, 26) vollständig vor der Membranaußenrandebene (39) angeordnet ist.
30. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Permanentmagnet (5, 22, 25) vor der Membranaußenrandebene
(39) angeordnet ist.
31. Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetsystem
(4) keine hintere Polplatte aufweist.
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