DE102004034882B4

DE102004034882B4 - Treiber

Info

Publication number: DE102004034882B4
Application number: DE102004034882.0A
Authority: DE
Inventors: Norman Gerkinsmeyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Gerkinsmeyer Norman De
Priority date: 2004-07-19
Filing date: 2004-07-19
Publication date: 2015-08-27
Anticipated expiration: 2024-07-20
Also published as: DE102004034882A1; WO2006008081A1

Abstract

Lautsprecher, ausgeführt als elektrodynamischer Schallwandler, bestehend aus mindestens: – einem Korb (1), – einer Sicke (2, 20), – einer durchgehenden einteiligen und geschlossenen Membrane (19), – einer Schwingspule (15), – einem Magnetsystem (13) mit – mindestens einem Magneten, – einem Luftspalt (11), – einem Rückschluss (12), – einer Polplatte (14), und – mindestens einer Ventilationsöffnung (16) im Korb (1), wobei: – das Magnetsystem (13) als Topfmagnetsystem ausgebildet ist, – die Membrane (19) über die Sicke (2, 20) am Korb (1) befestigt ist, – die Membrane (19) zumindest teilweise nach vorne in Richtung der Schallvorzugsrichtung erhaben ausgebildet ist, – die Membrane (19) von einem äußeren Durchmesser bis zu einem inneren Durchmesser (29), an dem die Schwingspule (15) befestigt ist, einen erhabenen und exponentiellen Verlauf hat, der aus mindestens einem Radius gebildet wird, und – die Membrane (19) einen inneren konkav geformten Teil (18) aufweist, der durch mindestens einen Radius gebildet wird oder einen gerade verlaufenden Teil (18) aufweist.

Description

Bei der Erfindung handelt es sich um einen sehr flachen Schallwandler mit exponentieller- bzw. nawigeformter Membrangeometrie. Die Erfindung geschieht in Anlehnung an die Patentanmeldung PCT/EP 03/12940 . Die dort aufgeführten Membranformen und Konstruktionen, weisen in erster Linie konvex geformte bzw. Mischungen aus konvex zu konkav geformte äußeren Membrankonstruktionen auf. Dies betrifft auch Konstruktionen aus anderen Erfindungen wie z. B. JP 2001054189 , JP 408168029 , US 4315112 , EP 1145771A1 , DE 3241898A1 .
Insbesondere wird auch auf die dem Anspruch 1 nächstkommende Druckschrift WO 88/08239 A1 verwiesen. Diese Schrift offenbart einen Lautsprecher mit einem Korb, einer linear konisch verlaufenden Membran mit einer mittig angeordneten und von der Membran getrennten kugelförmig nach vorne erhabenen Kalotte, wobei die Membran über eine Sicke am Korb befestigt ist und ein Topfmagnetsystem zum Antrieb der Membran vorliegt.
All diese oben aufgeführten haben in bestimmten Frequenzbereichen Nachteile die durch die Erfindung wesentlich verbessert werden. Probleme sind: 1. die Kraftübertragung der Schwingspulen auf die Membranen, 2. die unterschiedliche Steife bei Vor- und Rückbewegung bzw. Ein- und Austauchen der Membrane, 3. die Steife bzw. Formstabilität der Membrane selbst und 4. das mechanische Verhalten über den Frequenzgang gesehen.
Der erfindungsgemäße Schallwandler löst dies durch seine Membrangeometrie die eine exponentielle- bzw. nawigeformte Membrangeometrie aufweist. Es hat sich weiterhin als vorteilig erwiesen, dass 1. die für die meisten Anwendungen, als Fullrange bzw. Breitbänder, die Membrane komplett d. h. aus einem Stück gefertigt bzw. geschöpft wird. 2. Das die Membrane über eine, vorzugsweise leicht und mehrfachwellige, eine flache oder auch nur mit einem Roll geformte Sicke, an dem z. B. Korb befestigt oder geklemmt wird.

3. Das die Schwingeinheit bestehend aus mindesten einer Membrane, einer Sicke, einer Schwingspule mit seinen Zuleitungen einem Magneten, mit oder ohne zentrisch angeordneter Hochtonkalotte bzw. Hochtöner auch ohne einen eigenen Korb/Gehäuse in z. B. eine Innenverkleidung einer PKW Tür/Ablage usw. integriert werden kann.
4. Das bei einer Ausführung mit einem zentrisch angeordneten Hochtöner/Kalotte, die Membrane in der Mitte ein Loch aufweisen kann,
5. im Fall 4. die Membrane in der Mitte eine weitere Zentrierung aufweisen kann. 6. Dass die Membrane, im geschlossenen und/aber auch im offenen Zustand z. B. auf der Rückseite eine Zentrierung aufweisen kann, die hinter der Membrane im Bereich der Wölbung bzw. Radien und am Korb befestigt wird. 7. Dass der Schallwandler mindestens eine Schwingspule aufweist. 8. mindesten einen Magneten mit mindestens einem ringförmigen Luftspalt aufweist. 9. mindestens einen elektrischen Anschluss/Kabel aufweist.
10. mindestens eine Membran aufweist die im äußeren Durchmesser eine exponentielle bzw. nawigeformte Membrane und im inneren Durchmesser eine inverse bzw. konkave Form aufweist. 11. Dass die Form der Membrane entgegengesetzt der üblichen Bauweise von dynamischen Schallwandlern ist, d. h. die Membrane bzw. der ausgeformte Konus sind erhaben z. B. montiert. 12. Dass der Schallwandler überwiegend eine runde Bauform (in der Forderansicht) aufweist, diese kann aber auch z. B. oval sein.

Es hat sich als günstig erwiesen die Membran entweder aus geschäumten Material (mit oder ohne ein oder zweiseitigen Sperrschichten/Folien) wie z. B. Aluminium- und Magnesiumschaum, Polystyrol – Hartschaum, PVC, Polyolefin, Polyuhrethan, Polyester, Styropor oder Sandwichplatten mit Wabenkonstruktion. Es ist auch denkbar die Membrane aus speziell geformten Folien bzw. Sandwichprodukten aus z. B. Polyester, Polyimid, Bextrenen, Polycarbonat, Aluminium, Magnesium, Polypropylen, Papier, Faserstoffen, Kevlar, Kohlefaser, Glasfiber, Nomex oder Mischprodukten, der vorher genannten Werkstoffe mit oder ohne Beschichtung, herzustellen.
Es ist, je nach Anwendung und Forderung, vorgesehen den Lautsprecherkorb entweder aus speziell geformten bzw. gespritzten Kunststoff, geschäumten Material, oder aus Aluminium-, Magnesium-, Zinkdruckguss oder dessen Legierungen herzustellen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Figuren näher beschrieben. Bei den Zeichnungen/Figuren handelt es sich immer um mittige/hälftige Schnitte. Es zeigen im einzelnen:
1: Zweiwege Lautsprecher mit einem Permantmagneten, mit einer einteiligen Membrane mit einer normalen Sicke/ein Roll,
2: Einwege Lautsprecher mit einer durchgehenden/ einteiligen Membrane und mittig konkaven Kalottenform Mit einer normalen Sicke/ein Roll und einer Federzentrierung
3: Einwege Lautsprecher mit einer durchgehenden/einteiligen Membrane und mittig konkaven Kalottenform mit einer mehrfach gewellten flachen Sicke und einer Faltenbalgzentrierung
4: Einwege Lautsprecher mit einer durchgehenden/einteiligen Membrane Mit einer normalen Sicke/ein Roll und einer Federzentrierung und mittig konvexen Kalottenform
5: Einwege Lautsprecher mit einer durchgehenden/einteiligen Membrane und mittig konvexen Kalottenform mit einer mehrfach gewellten flachen Sicke und einer Faltenbalgzentrierung und einer Federzentrierung
6: Zweiwege Lautsprecher mit einem Permantmagneten, mit einer einteiligen Membrane mit einer normalen Sicke/ein Roll,
7: Zweiwege Lautsprecher mit einem doppel Permantmagneten, mit einer einteiligen Membrane mit einer normalen Sicke/ein Roll und einem schwach konusförmigen Korb
8: Einwege Lautsprecher mit einem doppel Permantmagneten, mit einer einteiligen Membrane und mittig konkaven Kalottenform mit einer normalen Sicke/ein Roll und einem schwach konusförmigen Korb
9: Die erfindungsgemäße einteilige Membrane mit mittig konkaver Kalottenform und einer normalen Sicke/ein Roll
10: Die erfindungsgemäße einteilige Membrane mit mittig gerader Form und einer normalen Sicke/ein Roll
Alle Figuren stellen Schnitte eines z. B. runden Korbes und die Schallabstrahlrichtung immer zur rechten Seite des erfindungsgemäßen Schallwandlers dar.
Die 1 zeigt einen geraden Korb 1, mit einer Sicke 2, der einteiligen Membrane 3, einer inneren Sicke 4, mit ihrer Schwingspule 15, mit einer zentrisch liegenden Kalottenmembrane 6 mit ihrer Schwingspule 5, einem Magnetsystem 13 mit einem äußeren Luftspalt 11, einem Luftspalt 7 gebildet durch den Rückschluss 12 und Polplatte 14, mit Befestigungslöchern 10 und zumeist vorgesehene Luftöffnungen/Ventilationsöffnungen 16 zwecks Ankopplung an die Luft.
Die 2 zeigt eine Ausführung als sogenannter Breitband/1 Wege Lautsprecher mit einer durchgehenden geschlossenen Membrane 19 die in der Mitte eine konkave Form 18 aufweist, die eine Einroll Sicke 2 hat und eine federartige Zentrierung 18 aufweist.
Die 3 zeigt eine Ausführung als sogenannter Breitband/1 Wege Lautsprecher mit einer durchgehenden geschlossenen Membrane 19 die in der Mitte eine konkave Form 18 aufweist, die eine mehrfach flachgewellte Sicke 20 hat und eine faltenbalgartige Zentrierung 21 aufweist.
Die 4 zeigt eine Ausführung als sogenannter Breitband/1 Wege Lautsprecher mit einer durchgehenden geschlossenen Membrane 19 die in der Mitte eine konvexe Form 22 aufweist, die eine Einroll Sicke 2 hat und eine federartige Zentrierung 18 aufweist.
Die 5 zeigt eine Ausführung als sogenannter Breitband/1 Wege Lautsprecher mit einer durchgehenden geschlossenen Membrane 19 die in der Mitte eine konvexe Form 22 aufweist, die eine mehrfach flachgewellte Sicke 20 hat und eine federartige Zentrierung 18 aufweist.
Die 6 zeigt eine Ausführung als sogenannter 2 Wege Lautsprecher mit einer durchgehenden Membrane 19 die in der Mitte eine Öffnung aufweist, die eine Einroll Sicke 2 hat.
Die 7 zeigt eine Ausführung als sogenannter 2 Wege Lautsprecher mit einer durchgehenden Membrane 19 die in der Mitte eine Öffnung aufweist, die eine Einroll Sicke 2 hat. Das Magnetsystem 26 weist zwei Magneten auf. Der Korb ist leicht konisch.
Die 8 zeigt eine Ausführung als sogenannter Breitband/1 Wege Lautsprecher mit einer durchgehenden Membrane 19 die in der Mitte eine konkave Form 18 aufweist, die eine Einroll Sicke 2 hat. Das Magnetsystem 26 weist zwei Magneten auf. Der Korb ist leicht konisch.
Die 9 zeigt die erfindungsgemäße durchgehend einteilige Membrane 19 mit konkaver Form/mittigen Verlauf, der hier dargestellt wird durch einen Radius R4. Der Außenrand der Membrane kann sich aus mehreren Radien (hier dargestellt R1 bis R3) oder aber mindestens einem Radius bilden bzw. geformt sein. In der Regel ist der Verlauf bzw. der Formverlauf exponential. Der höchste Punkt 29 stellt den Übergang zwischen der äußeren und inneren Fläche der Membrane dar, in dem die Schwingspule 15 in 8 sich automatisch zentrierend befestigt wird.
Die 10 zeigt die erfindungsgemäße durchgehend einteilige Membrane 19 mit gerader Form/mittigen Verlauf, der hier dargestellt wird durch 27. Der Außenrand der Membrane kann sich aus mehreren Radien (hier dargestellt R1 bis R3) oder aber mindestens einem Radius bilden bzw. geformt sein. In der Regel ist der Verlauf bzw. der Formverlauf exponential. Der höchste Punkt 29 stellt den Übergang zwischen der äußeren und inneren Fläche der Membrane dar, in dem die Schwingspule 15 in 8 sich automatisch zentrierend befestigt wird.

Claims

Lautsprecher, ausgeführt als elektrodynamischer Schallwandler, bestehend aus mindestens: – einem Korb (1), – einer Sicke (2, 20), – einer durchgehenden einteiligen und geschlossenen Membrane (19), – einer Schwingspule (15), – einem Magnetsystem (13) mit – mindestens einem Magneten, – einem Luftspalt (11), – einem Rückschluss (12), – einer Polplatte (14), und – mindestens einer Ventilationsöffnung (16) im Korb (1), wobei: – das Magnetsystem (13) als Topfmagnetsystem ausgebildet ist, – die Membrane (19) über die Sicke (2, 20) am Korb (1) befestigt ist, – die Membrane (19) zumindest teilweise nach vorne in Richtung der Schallvorzugsrichtung erhaben ausgebildet ist, – die Membrane (19) von einem äußeren Durchmesser bis zu einem inneren Durchmesser (29), an dem die Schwingspule (15) befestigt ist, einen erhabenen und exponentiellen Verlauf hat, der aus mindestens einem Radius gebildet wird, und – die Membrane (19) einen inneren konkav geformten Teil (18) aufweist, der durch mindestens einen Radius gebildet wird oder einen gerade verlaufenden Teil (18) aufweist.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke (2) einen konvexen Roll hat.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke (2) auch einen konkaven Roll hat.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke (20) auch ein oder mehrfach flach gewellt ausgeführt ist.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lautsprecher einen geraden Korb (1) aufweist.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lautsprecher einen, entgegengesetzt der Membrangeometrie verlaufend, konischen Korb (25) aufweist.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Magnetsystem (13) einen Magnetring (13) hat.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Magnetsystem (13) zwei Magnetringe (26 und 30) hat.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetsystem (13) einen Magnet aufweist, der aus einem Material der nachfolgenden Liste hergestellt ist: Neodym – Eisen, Neodym – Eisen – Bor, Seltene – Erden – Cobalt, SmCo5, Sm2Co17, Hartferrite..
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (19) aus geschäumtem Material, vorzugsweise Aluminium- und Magnesiumschaum, Polystyrol – Hartschaum, PVC, Rohacell, Polyolefin, Polyuhrethan, Polyester, Styropor oder Sandwichplatten mit Wabenkonstruktion, gefertigt wird.
Lautsprecher gemäß dem voranstehenden Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (19) mit einer ein- oder zweiseitigen Sperrschicht oder Folie versehen ist.
Lautsprecher gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (19) aus geformten Folien oder Sandwichprodukten gefertigt ist, vorzugsweise aus Polyester, Polyimid, Bextrenen, Polycarbonat, Aluminium, Magnesium, Polypropylen, Papier, Faserstoffen, Kevlar, Kohlefaser, Glasfiber, Nomex oder Mischprodukten, der vorher genannten Werkstoffe mit oder ohne Beschichtung.
Lautsprecher mit Membran gemäß einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit der Membran (19) vom Rand zum Zentrum zunimmt.
Lautsprecher mit Membran gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht der Membran vom Rand zum Zentrum zunimmt.
Lautsprecher gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zentrierung (31) angeordnet ist, die über einen Rand oder Absatz (32) den Korb mit der Membrane (19) verbindet.
Lautsprecher gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zentrierung (33) angeordnet ist, die über einen Rand oder Absatz (34) der innerhalb des Magnetsystems (13) liegt, mit der Membrane (19) auf der Innenseite der Schwingspule (15) verbunden ist.
Lautsprecher gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zentrierung (33) angeordnet ist, die über einen Rand oder Absatz der auf der Oberseite des Magneten liegt, mit der Innenseite der Schwingspule (15) verbunden ist.
Lautsprecher gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zentrierung (31) angeordnet ist, die über einen ringförmigen Rand der den Magneten umgibt, mit der Membrane (19) verbunden ist.
Lautsprecher gemäß den Ansprüchen 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierung aus Metall-, Kunststoff- oder Mischgeweben hergestellt ist.