EP4699349A1 - Spule für einen lautsprecher - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spule für einen Lautsprecher, vorzugsweise Planarlautsprecher, aufweisend wenigstens eine Windung (10), wobei sich die Windung (10) um einen Spulenkern (12) erstreckt, und wobei eine bezüglich des Spulenkerns (12) gegenüberliegende Außenseite der Windung (10) einen Befestigungsbereich (16) zur Befestigung am Lautsprecher aufweist.

Description

Spule für einen Lautsprecher

Die Erfindung betrifft eine Spule für einen Lautsprecher, vorzugsweise Planarlautsprecher.

Aus DE 10 2018 124 261 A1 ist ein Planarlautsprecher bekannt, welcher ein flächiges Klangpanel und eine Antriebseinheit zum Antreiben des Klangpanels umfasst. Die Antriebseinheit weist einen plattenförmigen Spulenträger mit einer daran ausgebildeten Spule und eine Magneteinrichtung auf. Der Spulenträger ist in einem Spalt zwischen zwei Magneteinheiten der Magneteinrichtung angeordnet.

Ein Spulenträger hat jedoch den Nachteil, dass die Kosten für die Magneteinrichtung vergleichsweise hoch sind.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Spule für einen Lautsprecher sowie einen Lautsprecher zu schaffen, bei der/dem die Kosten gering sind.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche.

Erfindungsgemäß ist die Spule für einen Lautsprecher geeignet bzw. kann hierzu verwendet werden.

Bei dem Lautsprecher kann es sich vorzugsweise um einen Planarlautsprecher, also einen flachen Lautsprecher, handeln.

Die Spule weist wenigstens eine Windung auf, wobei sich die Windung um einen Spulenkern erstreckt.

Eine bezüglich des Spulenkerns gegenüberliegende Außenseite der Windung weist einen Befestigungsbereich zur Befestigung am Lautsprecher auf. Vorzugs- weise ist die Spule ausschließlich über diesen Befestigungsbereich am Lautsprecher befestigt.

Die Windung wird somit unmittelbar am Lautsprecher, z.B. einer Membran und/oder einer Zentriervorrichtung bzw. einer Halterung der Zentriervorrichtung, befestigt, z.B. verklebt.

Ein Spulenträger ist hierbei nicht vorgesehen.

Die trägerfreie Spule führt dazu, dass die Kosten reduziert werden können.

Beispielsweise würde eine identische Spule mit einem 1 mm dünnen Spulenträger zu etwa 20 % erhöhten Magnetkosten führen.

Weiterbildungen der Erfindung sind auch den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen zu entnehmen.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Windung bandförmig ausgebildet.

Beispielsweise kann die Windung eine rechteckige Querschnittsfläche aufweisen.

Der rechteckige Leiterquerschnitt trägt insbesondere dazu bei, dass ein guter Füllfaktor, z.B. von etwa 95 %, vorliegt.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Breite der Windung mindestens fünf Mal größer als die Höhe der Windung.

Beispielsweise kann die Breite zwischen 1 mm und 10 mm, z.B. 4 mm, und die Höhe zwischen 0,05 und 0,5 mm, z.B. 0,15 mm, betragen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Windung ein Aluminiummaterial und/oder ein Kupfermaterial oder besteht daraus. Vorzugsweise ist ein Aluminiumband vorgesehen.

Alternativ ist beispielsweise auch ein Kupferdraht denkbar.

Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst die Windung eine Isolierungsschicht, vorzugsweise eine Eloxatschicht und/oder eine Klebelackschicht.

Vorzugsweise besteht die Windung aus einem eloxierten Aluminiumband. Die Eloxatschicht kann z.B. eine Dicke zwischen 1 pm und 10 pm, z.B. 4 pm, aufweisen. Durch die Eloxatschicht werden übereinander liegende Windungen elektrisch voneinander isoliert.

Durch die im Vergleich zu anderen Isolationsmöglichkeiten extrem dünne Eloxatschicht und den rechteckigen Leiterquerschnitt wird ein außerordentlich guter Füllfaktor von z.B. ca. 95 % erreicht.

Zwischen den Windungen befindet sich keine Luft, sodass das Magnetfeld gut ausgenutzt wird.

Der Füllfaktor maximiert die Kraft, die die Spule pro Magnetvolumen erreichen kann und minimiert so die Kosten für die benötigten Magnete. Zusätzlich wird dadurch mit einer Aluminiumspule, welche eine geringe Masse aufweist, ein elektrischer Widerstand erreicht, der mit einer Kupferspule vergleichbar ist.

Da die Spule etwa 80 % bis 90 % der bewegten Masse bei einem Lautsprecher ausmacht, erhöht das die Effizienz enorm. Durch das winzige Luftvolumen, das sich im Lautsprecher wie eine Feder verhält, werden für die Tieftonwidergabe extrem starke Antriebe mit großen, leistungsstarken Spulen benötigt.

Die Windung kann alternativ aus einem Kupferdraht mit einer Klebelackschicht (orthozyklische Spule) bestehen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind mehrere übereinander gewickelte Windungen vorgesehen.

Die Windungen sind vorzugsweise einstückig, d.h. beispielsweise kann ein Band mehrmals gewickelt werden und auf diese Weise mehrere Windungen bilden.

Dadurch, dass die Spule lediglich aus einem einzigen, gewickelten Band besteht und/oder nur eine Windungslage aufweist, sind der Herstellungsaufwand und somit die Kosten im Vergleich zu anderen Spulen gering.

Als Windung wird hierbei eine vollständige Wicklung um den Spulenkern angesehen.

Vorzugsweise liegt lediglich die innerste Windung am Spulenkern an.

Insgesamt können die Windungen beispielsweise ellipsenartig oder zumindest im Wesentlichen rechteckförmig angeordnet sein.

Die rechteckförmige Grundform kann beispielsweise abgerundete Ecken aufweisen, wobei die Ecken bis zur Halbkreisform abgerundet sein können.

Vorzugsweise ist die Höhe aller Windungen größer als die Breite der Windungen.

Die übereinanderliegenden Windungen können beispielsweise miteinander verbunden, vorzugsweise verklebt, sein. Beispielsweise kann ein Epoxyd-Harz als Verbindungsmittel vorgesehen sein. Bevorzugt wird das Epoxyd-Harz nach dem Wickeln der Windungen aufgebracht.

Das Verbindungsmittel, bei dem es sich z.B. um einen Klebstoff, eine Vergussmasse und/oder einen Kunststoff handeln kann, verbindet die Windungen mitei- nander. Dabei befindet sich das Verbindungsmittel fast ausschließlich zwischen den Windungen.

Die Windungen können alternativ oder zusätzlich verpresst sein. Beispielsweise können die Windungen dauerhaft durch eine Vorrichtung über die äußerste Windung zusammengepresst werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist ein Endbereich der innersten Windung oder ein damit verbundener elektrischer Leiter von Innen über sämtliche Windungen hinweg nach Außen geführt.

Dazu kann der Endbereich beispielsweise mindestens einfach oder zweifach gefaltet werden.

Der elektrische Leiter kann beispielsweise ein, z.B. eloxiertes, Aluminiummatenal und/oder Kupfermaterial umfassen oder daraus bestehen. Der Leiter kann mit dem Endbereich beispielsweise verlötet, verschweißt, verklebt und/oder verpresst sein.

Der Endbereich oder der elektrische Leiter liegt hierbei zwar vorzugsweise an den Windungen an. Jedoch ist dieser über eine Isolierungsschicht, z.B. ein Polyimid- Band, elektrisch von den Windungen getrennt.

Am nach Außen geführten Endbereich bzw. elektrischen Leiter kann ein elektrischer Anschluss befestigt sein.

Der Endbereich der innersten Windung, also quasi der Bandanfang, und/oder der Endbereich der äußersten Windung, also quasi das Bandende, können vorzugsweise frei von einer Isolierungsschicht sein. Beispielsweise kann hierbei die Isolierungsschicht entfernt und ein Metallplättchen, z.B. ein Kupferplättchen, befestigt, z.B. aufgeschweißt, sein. An das Metallplättchen kann beispielsweise eine flexible Metalllitze, z.B. Kupferlitze, angelötet sein, beispielsweise mittels eines Weichlots. Alternativ kann die Metalllitze auch unmittelbar an das Band geschweißt und/oder gelötet sein, beispielsweise mittels eines Weichlots.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Spulenkern Luft und/oder ein, vorzugsweise glasfaserverstärktes, Kunststoffmatenal auf oder besteht daraus.

Bei einem Spulenkern aus Luft ist somit gewissermaßen überhaupt kein Spulenkern vorgesehen. In diesem Fall kann beispielsweise ein starkes Verbindungsmittel hilfreich sein, das dafür sorgt, dass die Spule in der gewünschten Form bleibt.

Die Erfindung betrifft schließlich einen Lautsprecher, vorzugsweise Planarlautsprecher, mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Spule.

Gemäß einer Ausführungsform ist wenigstens ein Magnet vorgesehen, dessen Magnetfeld auf die Spule wirkt.

Der Magnet kann hierbei abschnittsweise beispielsweise eine unterschiedliche Magnetisierung bzw. Polung aufweisen. Alternativ können auch wenigstens zwei unterschiedlich magnetisierte bzw. gepolte Magnete vorgesehen sein.

Das Skalarprodukt aus einem Normalenvektor einer Spulenfläche und einer magnetischen Flussdichte in der Spule ist in einem Abschnitt der Spule positiv und in einem anderen Abschnitt der Spule negativ.

Die kurzen Seiten der (z.B. rechteckförmigen) Spule bzw. die Scheitelpunkte der (z.B. ellipsenartigen) Spule können vorzugsweise parallel zur Bewegungsrichtung der Spule orientiert sein.

Alle hier beschriebenen Aspekte, Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung können, vorzugsweise auch losgelöst von der konkreten Ausgestaltung, in deren Zusammenhang sie erwähnt werden, jeweils miteinander kombiniert werden. Vor- zugsweise können alle Gegenstände der abhängigen Ansprüche untereinander und mit jedem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche kombiniert werden.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spule, und

Fig. 2 eine Perspektivansicht der Spule gemäß Fig. 1 im eingebauten Zustand.

Zunächst ist zu bemerken, dass die dargestellten Ausführungsformen rein beispielhafter Natur sind. So können einzelne Merkmale nicht nur in der gezeigten Kombination, sondern ebenso in Alleinstellung oder in anderen technisch sinnvollen Kombinationen realisiert sein. Beispielsweise können die Merkmale einer Ausführungsform beliebig mit Merkmalen einer anderen Ausführungsform kombiniert werden. Vorzugsweise kann die Anzahl und/oder Form der Windungen variieren. Ferner kann die Form und/oder Ausgestaltung des Spulenkerns variieren. Beispielsweise kann dieser vollständig luftgefüllt oder aber vollständig mit einem festen Material gefüllt sein.

Enthält eine Figur ein Bezugszeichen, welches im unmittelbar zugehörigen Beschreibungstext nicht erläutert wird, so wird auf die entsprechenden vorhergehenden bzw. nachfolgenden Ausführungen in der Figurenbeschreibung Bezug genommen. So werden für gleiche bzw. vergleichbare Bauteile in den Figuren dieselben Bezugszeichen verwendet und diese nicht nochmals erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Spule für einen Lautsprecher, vorzugsweise Planarlautsprecher, aufweisend mehrere Windungen 10. Die Windungen 10 sind übereinander gewickelt. Es ist jedoch lediglich eine Windungslage vorgesehen, d.h. die Windungen liegen in derselben Ebene.

Die Windungen 10 erstrecken sich um einen Spulenkern 12.

Ein Endbereich 14 der innersten Windung 10 ist von Innen über sämtliche Windungen 10 hinweg nach Außen geführt.

Eine bezüglich des Spulenkerns 12 gegenüberliegende Außenseite der Windun- gen 10 weist Befestigungsbereiche 16 zur Befestigung am Lautsprecher auf.

Wie in Fig. 2 zu sehen ist, ist die Spule über die Befestigungsbereiche 16 an einer Membran 18 sowie an einer Halterung 20 einer Zentriervorrichtung befestigt, z.B. verklebt.

Bezuqszeichenliste

10 Windung

12 Spulenkern 14 Endbereich

16 Befestigungsbereich

18 Membran

20 Halterung

Claims

Ansprüche

1 . Spule für einen Lautsprecher, vorzugsweise Planarlautsprecher, aufweisend wenigstens eine Windung (10), wobei sich die Windung (10) um einen Spulenkern (12) erstreckt, und wobei eine bezüglich des Spulenkerns (12) gegenüberliegende Außenseite der Windung (10) einen Befestigungsbereich (16) zur Befestigung am Lautsprecher aufweist.

2. Spule nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Windung (10) bandförmig ausgebildet ist.

3. Spule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Windung (10) mindestens fünf Mal größer als die Höhe der Windung (10) ist.

4. Spule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windung (10) ein Aluminiummatenal und/oder ein Kupfermaterial umfasst oder daraus besteht.

5. Spule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windung (10) eine Isolierungsschicht, vorzugsweise eine Eloxat- schicht und/oder eine Klebelackschicht, umfasst.

6. Spule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere übereinander gewickelte Windungen (10) vorgesehen sind.

7. Spule nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endbereich (14) der innersten Windung (10) oder ein damit verbundener elektrischer Leiter von Innen über sämtliche Windungen (10) hinweg nach Außen geführt ist.

8. Spule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkern (12) Luft und/oder ein, vorzugsweise glasfaserverstärktes, Kunststoffmaterial aufweist oder daraus besteht.

9. Lautsprecher, vorzugsweise Planarlautsprecher, mit wenigstens einer Spule nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

10. Lautsprecher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Magnet vorgesehen ist, dessen Magnetfeld auf die Spule wirkt, wobei das Skalarprodukt aus einem Normalenvektor einer Spulenfläche und einer magnetischen Flussdichte in der Spule in einem Abschnitt der Spule positiv und in einem anderen Abschnitt der Spule negativ ist.