ES2281920T3 - Altavoz piezoelectrico. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN ALTAVOZ PIEZOELECTRICO CON UNA MEMBRANA (2) ASI COMO A UN PIEZO-VIBRADOR DE FLEXION (3), ESTANDO INMOVILIZADO UN EXTREMO DEL PIEZO-VIBRADOR DE FLEXION Y ACTUANDO EL OTRO EXTREMO MECANICAMENTE SOBRE LA MEMBRANA. CONFORME A LA INVENCION SE DISPONE AL MENOS DE OTRO PIEZO-VIBRADOR FLEXIBLE (3), QUE SE HA INMOVILIZADO CON UN EXTREMO Y QUE ACTUA MECANICAMENTE CON EL OTRO EXTREMO SOBRE LA MEMBRANA (2), SIENDO LA MEMBRANA (2) UNA MEMBRANA PLANA O UNA MEMBRANA CONICA CON UN ANGULO DE APERTURA ( AL ) INFERIOR A 10 (GRADOS) .

Description

Altavoz piezoeléctrico.

La invención se refiere a un altavoz piezoeléctrico según el preámbulo de la reivindicación 1.

En el caso de altavoces piezoeléctricos usuales actúa un único piezo-vibrador de flexión, sujetado por un lado, con su extremo libre sobre una membrana de cartón y desvía la misma. Un vibrador de flexión de este tipo se describe por ejemplo en Brockhaus,
Naturwissenschaft und Technik, Mannheim edición especial 1989, tomo 3, página 159. Debido a que aquí son indeseables vibraciones parciales de la membrana y deformaciones de la membrana, ésta debe ser lo más rígida posible, para lo que se elige normalmente una forma cónica oblicua. Esta estructura exige una gran altura constructiva, que limitan mucho las posibilidades de su colocación, p.ej. en un automóvil.

De la memoria de patente US2521642, Massa, 1950, se conoce un altavoz piezoeléctrico, en el que evidentemente no se utiliza ningún piezo-vibrador de flexión y, de este modo, no puede conseguirse una altura constructiva reducida.

La publicación para información de solicitud de patente alemana DE2119892, Vorbrodt, 1972, hace patente un altavoz piezoeléctrico, en el que el accionamiento se materializa mediante un piezo-vibrador de flexión. Este documento no entra sin embargo en la misión de cómo puede conseguirse una forma constructiva plana al mismo tiempo que una mayor potencia de salida. Adicionalmente este documento no indica ni el uso de una multitud de piezo-vibradores de flexión ni la configuración de la membrana.

La misión de la invención es por tanto crear un altavoz piezoeléctrico con una altura constructiva extremadamente reducida.

Esta misión es resuelta con el objeto de la reivindicación 1. Configuraciones ventajosas de la invención son objeto de reivindicaciones subordinadas.

Conforme a la invención se usan como accionamiento varios piezo-vibradores de flexión, fijados por un lado, que pueden configurarse de forma extremadamente plana. Éstos actúan con su extremo libre sobre una membrana plana o una membrana cónica, en donde el cono está configurado muy plano (ángulo base inferior a 10º). La posición de los diferentes piezo-vibradores de flexión con relación a la membrana puede elegirse con ello libremente.

Mediante el modo constructivo conforme a la invención pueden conseguirse alturas constructivas inferiores a unos 10 mm. A pesar de esta forma constructiva plana puede evitarse la aparición de vibraciones parciales de la membrana.

En la invención también es ventajoso que los diferentes piezo-vibradores de flexión puedan funcionar con diferentes diferencias entre fases unos con relación a otros. Por medio de esto puede mejorarse mucho la respuesta de frecuencia del altavoz.

Mediante la posibilidad de ajustar diferentes longitudes de flexión libres para los diferentes piezo-vibradores de flexión, pueden compensarse influencias en la respuesta de frecuencia. El antecedente de esto es el hecho de que la frecuencia natural del piezo-vibrador de flexión depende de su longitud libre. Una combinación de piezo-vibradores de flexión con diferentes longitudes libres conduce a que estas frecuencias naturales se producen dentro de un amplio margen de frecuencias. Mediante una sintonización adecuada se obtiene con esto una posibilidad sencilla de ajustar la respuesta de frecuencia del altavoz.

En una forma de ejecución especialmente ventajosa, un piezo-vibrador de flexión se compone de varios piezo-vibradores de flexión en cascada. Por medio de esto puede aumentarse la carrera o la fuerza ejercida sobre la membrana.

Como membrana se utiliza ventajosamente una membrana sandwich CFK con pieza intercalada de kevlar entre núcleo sandwich y capa de cubierta. Esta membrana sandwich CFK puede estar configurada como membrana plana o como cono plano. Posee la ventaja de una rigidez muy elevada.

La invención se explica con más detalle con base en una figura. Esta muestra un altavoz conforme a la invención en una vista en planta (abajo) y una representación en corte a lo largo de la línea AA
(arriba).

Sobre una placa base de aluminio 1 se fijan por un lado los piezo-vibradores de flexión 3 rectangulares con ayuda de tacos de apriete 5. En la forma de ejecución mostrada se dispone de seis vibradores de flexión 3, que están rapartidos uniformemente sobre el perímetro de la membrana redonda 2. Un vibrador de flexión comprende con ello dos capas, que están pegadas entre sí. Estas capas se activan en contrafase, con lo que una capa se dilata y la otra se acorta. Esto conduce al combado buscado. Para no dañar los sensibles vibradores de flexión se utilizan piezas intermedias de teflón 7. Por medio de taladros 6 pueden ajustarse diferentes longitudes libres de flexión. La sujeción se corresponde con ello con la de una viga en voladizo. Si se aplica una tensión al piezo-vibrador de flexión 3, se dobla el mismo, lo que conduce a un desvío de la membrana 2.

La propia membrana 2 está ejecutada aquí como cono plano. El ángulo base \alpha, es decir el ángulo entre superficie base y línea envolvente del cono, es inferior a 10º. La membrana es ventajosamente una estructura sandwich CFK. Debido a que los tejidos de fibra de vidrio, que se utilizan para las capas exteriores de la membrana sandwich, están tejidos ventajosamente de forma muy basta, se introduce como lámina una capa de kevlar tejida de forma extremadamente fina, para obturar entre la capa de fibra de vidrio exterior y el núcleo sandwich. La membrana 2 configurada como estructura sandwich CFK tiene la ventaja de una elevada rigidez. Ésta aumenta todavía más mediante la ejecución representada como cono plano.

La membrana 2 está fijada con una acanaladura 8 usual sobre la placa soporte de aluminio 1. Sobre a membrana está dispuesto un anillo hexagonal CFK 4, que se ha laminado sobre la membrana. El anillo hexagonal CFK 4 está unido a su vez al extremo libre de los diferentes piezo-vibradores de flexión 3, p.ej., por pegado. Mediante el anillo hexagonal se consigue una línea de unión recta como superficie de asiento para el piezo-vibrador de flexión 3 y, de este modo, una mejor aplicación de fuerza a la membrana. No se requiere un centrado ulterior como es habitual en el caso de altavoces convencionales.

En una forma de ejecución adicional de la invención, no representada aquí, los vibradores de flexión también pueden estar dispuestos de tal manera que con su extremo libre estén orientados en cambio radialmente hacia el exterior, en lugar de cómo en la ejecución mostrada radialmente hacia el interior. Con ello los tacos de apriete están dispuestos a continuación por encima o debajo de la membrana, y los vibradores de flexión actúan, como en el caso de la ejecución mostrada, sobre la superficie de envuelta de la membrana cónica.

En otra ejecución ventajosa los diferentes piezo-vibradores de flexión no son constructivamente iguales, sino que presentan, p.ej. en cuanto a carrera, anchura, grosor y fabricante, diferentes características. De este modo se obtiene una posibilidad adicional de influir en la respuesta de frecuencia del altavoz.

Claims (7)

1. Altavoz piezoeléctrico con una membrana (2) y un piezo-vibrador flexible (3), en donde un extremo del piezo-vibrador flexible está inmovilizado, y el otro extremo actúa mecánicamente sobre la membrana, caracterizado porque se dispone de al menos otro piezo-vibrador flexible (3), inmovilizado por un extremo y que actúa por su otro extremo mecánicamente sobre la membrana (2), y porque la membrana (2) es una membrana plana o una membrana cónica con un ángulo base (\alpha) inferior a 10º.

2. Altavoz piezoeléctrico según la reivindicación 1, caracterizado porque la longitud libre de sujeción del piezo-vibrador flexible (3) puede ajustarse.

3. Altavoz piezoeléctrico según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la membrana (2) es una membrana sandwich CFK con pieza intercalada de kevlar entre núcleo sandwich y capa de
cubierta.

4. Altavoz piezoeléctrico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque sobre la membrana (2) está dispuesto un anillo poligonal (49, que está unido a los extremos libres del piezo-vibrador flexible (3).

5. Altavoz piezoeléctrico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los diferentes piezo-vibradores de flexión (3) pueden hacerse funcionar con diferencia entre fases diferentes entre sí.

6. Altavoz piezoeléctrico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos un piezo-vibrador de flexión (3) se compone de varios piezo-vibradores flexibles en cascada.

7. Altavoz piezoeléctrico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos dos de los piezo-vibradores de flexión (3) presentan una estructura diferente.