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Zu
dieser Thematik bzw. auf der Grundlage der Technik auf dem der erfindungsgemäßen Schallwandlertyp
beruht, gibt es mit Sicherheit sehr viele Patentanmeldungen und
Veröffentlichungen.
Einige davon werden folgend auch genannt bzw. auch besprochen allerdings
nur die, die in einem der Funktionsprinzipien dem erfindungsgemäßen Hybridschallwandler
nahe kommen.
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Hierbei
haben auch die anderen Erfinder und Anmelder im wesentlichen Ihre
Inspiration her bzw. haben versucht eine entsprechende Lücke zu finden. Daher
rühren
auch die offensichtlichen Ähnlichkeiten der
Systeme.
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Herzstück bzw.
wichtigstes Teil aller Schallwandlertypen ist die Membrane. Im Fall
der Biegeschwinger ist es von Vorteil Membranen zu verwenden die
so genannte „biegeweiche” Membranen
haben.
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Bei
den normalen dynamischen Konuslautsprechern werden in der Regel
Membranen verwendet die so gut es geht stabil sind, also „biegesteif” sind damit
und dadurch wie Kolben schwingen können.
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Die
gängigen
Systeme die nach dem Biegeschwingerprinzip arbeiten sind z. B. von
NXT, Manger, Jordan, Panasonic und Pfleiderer. Im folgenden beschrieben
wird der Biegeschwinger nach NXT wobei es aber schon viel früher (es
verwundert daher auch die Erteilung dieses Patents für NXT sehr).
Bereits in den 70'er
Jahren gab es Flache Biegeschwinger Wandler deren Membrane aus Styropor
waren.
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Diese
waren ca. 5 mm bis 10 mm dick und klangen unter bestimmten Umständen bereits
damals wesentlich besser als die Entwicklungen der späteren Produkte
und Erfindungen. Auch gab es in den 80-er Jahren bereits so genannte „Exiter”. Die konnte
man an eine Glasscheibe, Schrankwand/Tür usw. schrauben/kleben um
die entsprechende Fläche
mit Schwingungen anzuregen.
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Die
Nachteile all dieser Systeme sind aber sehr ähnlich:
zu wenig schwingende
Fläche,
kein linearer und größerer Hub,
zu geringer und ungleicher Wirkungsgrad über das Frequenzband hinweg,
zu geringe untere wie obere Grenzfrequenz, nicht lineares dynamisches
Verhalten, Montageprobleme mechanische Anfälligkeit, keine Temperaturbeständigkeit
bzw. temperaturabhängiges
Abstrahl- und akustisches Verhalten.
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Zu
hohe Verzerrungen in den bestimmten Frequenzbereichen. Deshalb werden
diese Systeme auch nicht oder nur in kleineren Nischenbereichen eingesetzt.
Unserer Meinung nach liegt die „Wahrheit” bzw. der richtige Weg der
Entwicklung in der Mitte mehrer bzw. von 2 „Spezies” Lautsprecherprinzipien und
zwar dem normalen Tauchspulen Konustypen und den Biegewellenwandlern.
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Dies
ist auch der Ansatz bei der Entwicklung des erfindungsgemäßen Hybridschallwandlers.
Dabei ist es Wichtig die Vorteile des Biegeschwingers mit den Vorteilen
des dynamischen Konuslautsprecher zu verbinden ohne deren jeweiligen
Nachteile.
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Dies
bedeutet bzw. deutet auf ein quasi 2 Wegesystem hin. Die Membrane
(Tieftonbereich) wird vorzugsweise „weich aufgehängt” bzw. geführt und
koppelt sich zur Mitte hin weich und gleichmäßig über ansteigende Frequenz ab.
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Das
gleiche gilt für
den Hochtonbereich, dieser ist aber mechanisch nicht von der Tieftonmembrane
abgekoppelt. Es gibt keine schlagartige Trennung von beiden Bereichen
und damit auch keine Einbrüche
und Phasenprobleme über
den Frequenzbereich.
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Dabei
ist es durchaus möglich,
selbst größere Schaltwandler
zu realisieren, gemeint sind selbst Durchmesser von mehr als 30
cm. Die Dicke des Hybridschallwandlers wird dabei 5 cm nicht unbedingt überschreiten
müssen
aber können.
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Das
System wird sehr preiswert her zu stellen sein. Die Endstehungskosten
liegen dann wohl deutlich unter denen der herkömmlichen Chassis (als Mehrwegesysteme),
bedenkt man das hier in der Regel 2 Schallwandler benötigt würden.
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Zu
dem hier beschriebenen erfindungsgemäßen Hybridschallwandler gibt
es mehrere Möglichkeiten
der Ausführung.
Zum einen, wenn weniger Lautstärke
gefordert ist, in der Ausführung
ohne Zentrierung die dann natürlich
auch deutlich flacher ist als herkömmliche Systeme.
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Zum
anderen, wenn eine höhere
Performance gefragt ist und dadurch ein größerer Hub von Nöten ist,
mit Zentrierung.
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Auch
in der Ausführung
und Wahl der Membranen Konstellation, Membranmaterialien und Art und
Weise der Verarbeitung gibt es Varianten.
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So
ist es bei größerer Amplitude
vorteilhaft im äußeren Bereich
die Membrane durch ein Sandwich zu verstärken und dessen obere Deckschicht (könnte natürlich auch
die untere sein) komplett durchgehen und geschlossen ist und im
inneren die kleinere Schwingspule mit ihrem Träger aufnimmt bzw. die hier
damit Montiert bzw. verklebt ist, währen angrenzend an das Sandwich
selbst die äußere größere Schwingspule
mit ihrem Träger
Montiert bzw. verklebt aufnimmt.
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Durch
diese Art der Versteifung wäre
eine kolbenartige Bewegung bei großer Amplitude der Membrane
gewährleistet
währen
der wesentlich dünnere
und damit auch flexible innere Bereich Biegeschwingungen zulässt.
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Eine
weitere Art der Ausführung
ist die partielle Verformung (am besten in zwei Richtungen = nach
oben und unten vom waagerechten- bzw. Längsschnitt aus betrachtet)
im äußeren Bereich
der Membrane statt dem Sandwichaufbau, wobei im inneren Bereich
von einer Verformung abzusehen ist um die Flexibilität zu gewährleisten.
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1 zeigt
den erfindungsgemäßen Hybridschallwandler
in der Forderansicht mit ringförmiger Prägung.
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2 zeigt
den erfindungsgemäßen Hybridschallwandler
im Seitenschnitt in der Ausführung
mit Zentrierung und mit partieller Verformung der Membrane zur Versteifung
des äußeren Bereichs
der Membrane
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3 zeigt
den erfindungsgemäßen Hybridschallwandler
in der Forderansicht mit ringförmiger- und
Längsprägung.
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4 zeigt
den erfindungsgemäßen Hybridschallwandler
im Seitenschnitt in der Ausführung ohne
Zentrierung und mit partieller Verformung der Membrane zur Versteifung
des äußeren Bereichs
der Membrane
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5 zeigt
den erfindungsgemäßen Hybridschallwandler
im Seitenschnitt und Detail von 2 zur besseren Übersicht
und Erklärung.
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In
der 1 sieht man den Schallwandler in der Forderansicht
mit seiner durchgehenden Membrane 7, den ringförmig geprägten Vertiefungen
bzw. Versteifungen 6, seiner Sicke 2 und dem Hochtondom 4.
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In
der 2 ist die Ausführung
mit Zentrierung 8 zusehen. Des weiteren der Korb 1,
an dem über
z. B. Verklebung sich die Sicke 2 befindet die wiederum
auch durch z. B. verkleben die durchgehende Membrane 7 mit
den ringförmig
geprägten Vertiefungen
bzw. Versteifungen 6 und dem mittigem Hochtondom 4 aufnimmt.
Der Antrieb des Schallwandlers findet wie bei anderen dynamischen
Lautsprechern auch durch ein so genanntes Ringspaltmagnetsystem
mit seiner Schwingspule statt. Die Funktion an sich wird, da hinlänglich bekannt
und Stand der Technik, hier nicht näher beschrieben.
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Der
Unterschied zu den üblichen
Antrieben ist hier der Doppelluftspalt bestehend aus einem inneren
Ringspalt 11 und einem äußeren Ringspalt 10. In
diesen ringförmigen
Luftspalten die durch ein gemeinsamen Ringmagneten 12 und
dem u-förmigen Rückschluss 9 und
einer gemeinsamen Polplatte 13 entstehen, laufen die beiden
Schwingspulen die Spule mit Träger 3 treibt
dabei den äußeren Bereich
der Membrane an und den inneren Bereich der Membrane die treibt
die Schwingspule mit ihrem Träger 5 an.
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Die
Enden der beiden Schwingspulen, die elektrisch über flexible Leitungen aus
dem Lautsprecher herausgeführt
werden, werden entweder getrennt, oder über eine Reihenschaltung oder
Parallelschaltung mit einem Verstärker verbunden betrieben. Dabei
ist es möglich über passive,
aktive oder digitale Filter Einfluss auf den Frequenzverlauf bzw.
Linearität
und andere Parameter des Lautsprechers zu nehmen.
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Da
bei großer
Leistung bzw. großer
Amplitude der Membrane 7 und deren Schwingspulen mit Trägern 3 + 5 diese
leicht ungleichmäßig schwingen könnten und
dabei in ihrem jeweiligen Luftspalten 10 + 11 an
anschlagen oder kratzen könnten
wird vorzugsweise eine so genannte Zentrierspinne 8 verwendet
die dieses verhindert, sie führt
bzw. zentriert und bremst die Bewegung der gesamten Schwingeinheit.
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In
der 3 sieht man den Schallwandler in der Forderansicht
mit seiner durchgehenden Membrane 7, den ringförmigen und
längsgeprägten Vertiefungen
bzw. Versteifungen 6, seiner Sicke 2 und dem Hochtondom 4.
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In
der 4 ist die Ausführung
ohne Zentrierung zusehen. Der Korb 1, an dem über z. B.
Verklebung sich die Sicke 2 befindet die wiederum auch durch
z. B. verkleben die durchgehende Membrane 7 mit den ringförmig geprägten Vertiefungen
bzw. Versteifungen 6 und dem mittigem Hochtondom 4 aufnimmt.
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Der
Antrieb des Schallwandlers findet wie bei anderen dynamischen Lautsprechern
auch durch ein so genanntes Ringspaltmagnetsystem mit seiner Schwingspule
statt. Die Funktion an sich wird, da hinlänglich bekannt und Stand der
Technik, hier nicht näher
beschrieben.
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Der
Unterschied zu den üblichen
Antrieben ist hier der Doppelluftspalt bestehend aus einem inneren
Ringspalt 11 und einem äußeren Ringspalt 10. In
diesen ringförmigen
Luftspalten die durch ein gemeinsamen Ringmagneten 12 und
dem u-förmigen Rückschluss 9 und
einer gemeinsamen Polplatte 13 entstehen, laufen die beiden
Schwingspulen die Spule mit Träger 3 treibt
dabei den äußeren Bereich
der Membrane an und den inneren Bereich der Membrane die treibt
die Schwingspule mit ihrem Träger 5 an.
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Die
Enden der beiden Schwingspulen, die elektrisch über flexible Leitungen aus
dem Lautsprecher herausgeführt
werden, werden entweder getrennt, oder über eine Reihenschaltung oder
Parallelschaltung mit einem Verstärker verbunden betrieben. Dabei
ist es möglich über passive,
aktive oder digitale Filter Einfluss auf den Frequenzverlauf bzw.
Linearität
und andere Parameter des Lautsprechers zu nehmen.
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Diese
Version des erfindungsgemäßen Hybridschallwandlers
ist für
weniger Leistung bzw. für
die Verwendung mit einem sogenannten Subwoofer gedacht. Deswegen
führt die
Membrane 7 und deren Schwingspulen mit Trägern 3 + 5 wesentlich
geringere Amplituden aus und dadurch ist die Gefahr ungleichmäßig schwingen
zu können
bzw. dass sie dabei in ihrem jeweiligen Luftspalten 10 + 11 an
anschlagen oder kratzen so gering dass auf eine so genannte Zentrierspinne 8 verzichtet
werden kann.
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In
der 5 ist der Seitenschnitt und Detail von 2 zur
besseren Übersicht
und Erklärung
des erfindungsgemäßen Hybridschallwandlers
dargestellt, mit der Zentrierung 8, die durchgehende Membrane 7 mit
den ringförmig
geprägten
Vertiefungen bzw. Versteifungen 6 und dem mittigem Hochtondom 4 aufnimmt.
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Der
Antrieb des Schallwandlers findet wie bei anderen dynamischen Lautsprechern
auch durch ein so genanntes Ringspaltmagnetsystem mit seiner Schwingspule
statt. Die Funktion an sich wird, da hinlänglich bekannt und Stand der
Technik, hier nicht näher
beschrieben.
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Der
Unterschied zu den üblichen
Antrieben ist hier der Doppelluftspalt bestehend aus einem inneren
Ringspalt 11 und einem äußeren Ringspalt 10. In
diesen ringförmigen
Luftspalten die durch ein gemeinsamen Ringmagneten 12 und
dem u-förmigen Rückschluss 9 und
einer gemeinsamen Polplatte 13 entstehen, laufen die beiden
Schwingspulen die Spule mit Träger 3 treibt
dabei den äußeren Bereich
der Membrane an und den inneren Bereich der Membrane die treibt
die Schwingspule mit ihrem Träger 5 an.
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Die
Enden der beiden Schwingspulen, die elektrisch über flexible Leitungen 15 und 16 aus
dem Lautsprecher herausgeführt
werden, werden entweder getrennt, oder über eine Reihenschaltung oder Parallelschaltung
mit einem Verstärker
verbunden betrieben.
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Dabei
ist es möglich über passive,
aktive oder digitale Filter Einfluss auf den Frequenzverlauf bzw.
Linearität
und andere Parameter des Lautsprechers zu nehmen.
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Da
bei großer
Leistung bzw. großer
Amplitude der Membrane 7 und deren Schwingspulen mit Trägern 3 + 5 diese
leicht ungleichmäßig schwingen könnten und
dabei in ihrem jeweiligen Luftspalten 10 + 11 an
anschlagen oder kratzen könnten
wird vorzugsweise eine so genannte Zentrierspinne 8 verwendet
die dieses verhindert, sie führt
bzw. zentriert und bremst die Bewegung der gesamten Schwingeinheit.
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Vorzugsweise
ist die Membrane ist in Ihrem Außenbereich um die Schwingspule 3 herum
als Sandwich ausgeführt.
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Dieser
kann bestehen aus einem mehrlagigen gleichem Material- oder Materialmix
oder auch bestehend aus verschieden dicken gleichem Materialien-
oder Materialmix wie z. B. Folien, Gewebestrukturen.
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Denkbar
sind auch Zwischenlagen aus Schäumen
oder wabenähnliche
Strukturen.
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Sollte
die der Außenbereich
der Membrane nicht als dickeres Sandwich ausgeführt sein, so ist es vorteilhaft
den äußeren Bereich
um die Spule 3 herum zumindest in eine Richtung mit Riefen
bzw. Stegen 6 zu versehen die durch Tiefziehen bzw. prägen des
Materials entstehen.
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Noch
besser ist es zwei entgegen gesetzte Richtungen zu verformen damit
keine einseitige Spannung im Material entsteht und sich die Membrane
verziehen kann.
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Es
ist aber dabei darauf zu achten, dass der Bereich innerhalb Schwingspulen
mit Trägern 3 + 5 das
Material nur radial verformt wird damit hier eine gezielte Biegeweichheit
erhalten bleibt.
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In
jedem Fall hat sich aber als vorteilhaft erwiesen zumindest eine
Deckschicht, besser die Sichtseite durchgehen zu gestalten, die
dann die eigentlich Oberfläche
und Membrane 7 darstellt.
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Diese
sollte vorzugsweise innerhalb der Spule mit Träger 5 einen Dom aufweist über dem dann
Hohe Frequenzen besser abgestrahlt werden.
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Die
vorzugsweise Membranebewegung bzw. Amplitude ist in der 5 durch
den Pfeil mit seinen Spitzen 14 dargestellt.
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Die
jetzt mit der Anmeldung und später
eingereichten Schutzansprüche
sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden
Schutzes. Die in den abhängigen
Schutzansprüche
angeführten
Rückbeziehungen
weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptschutzanspruches
durch die Merkmahle des jeweiligen Unterschutzanspruchs hin. Jedoch
sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen,
gegenständlichen
Schutzes für
die Merkmale der rückbezogenen
Unterschutzansprüche
zu verstehen.
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Merkmale,
die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im
Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel
zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.