DE102015113259A1

DE102015113259A1 - Lautsprecher mit gleichmäßiger Modenverteilung

Info

Publication number: DE102015113259A1
Application number: DE102015113259.1A
Authority: DE
Inventors: Rolf Janke
Original assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Current assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Priority date: 2015-08-12
Filing date: 2015-08-12
Publication date: 2017-02-16
Anticipated expiration: 2035-08-13
Also published as: DE102015113259B4

Abstract

Lautsprecher (10) mit einer Lautsprechermembran (20) und einem mit der Lautsprechermembran (20) verbundenen Antrieb (30), gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von die Fläche der Lautsprechermembran (20) mit dem Antrieb (30) verbindenden Verbindungselementen (40).

Description

Die Erfindung betrifft einen Lautsprecher mit einer Lautsprechermembran und einem mit der Lautsprechermembran verbundenen Antrieb.
Dieser allgemeine Aufbau, der durch jeden aus dem Stand der Technik bekannten Lautsprecher verwirklicht ist, wird in der Praxis in einer Vielzahl von besonderen Ausgestaltungen variiert. So werden beispielsweise zur Herstellung der Lautsprechermembran verschiedene Materialien, wie etwa Zellstofffasern, Aluminium, div. Kunststoffe, Keramiken, beschichtete Gewebe etc., verwendet, wobei das Ziel für einen möglichst partialschwingungsfreien gleichmäßig verlaufenden Frequenzgang das Optimum in einer Kombination aus innerer Dämpfung und maximaler Steifigkeit besteht.
Die Herausforderung an den Hersteller und Entwickler von Lautsprechern besteht nun darin, das Gesamtgewicht der Lautsprechermembran möglichst gering zu halten und zugleich den Schalldruck bei vorhandenem Antrieb hoch auszulegen. Zusätzlich muss darauf geachtet werden, dass alle Geometrien der Lautsprecherkomponenten so ausgelegt werden, dass sie unter Verwendung eines formgebenden Werkzeugs hergestellt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen im Verhältnis zum Stand der Technik verbesserten Lautsprecher mit gleichmäßig verlaufendem Frequenzgang bei geringem Gesamtgewicht zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Lautsprecher mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
Grundgedanke der Erfindung ist die Anbindung des Antriebs, beispielsweise einer Schwingspule, an eine Lautsprechermembran in der Form, dass durch die Verwendung von starren und/oder dämpfenden Elementen eine partialschwingungsfreie Bewegung bei allen Frequenzen im Übertragungsbereich möglich wird.
Erfindungsgemäß weist der Lautsprecher also eine Lautsprechermembran und einem mit der Lautsprechermembran verbundenen Antrieb auf, wobei eine Mehrzahl von die Fläche der Lautsprechermembran mit dem Antrieb verbindenden Verbindungselementen vorgesehen ist.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die Verbindungselemente dämpfende Eigenschaften auf.
Die Verbindungselemente sind bevorzugt stab- oder rohrförmig ausgebildet, wobei wenigstens eine Teilmenge der Verbindungs- oder Dämpfungselemente besonders bevorzugt verzweigt ausgebildet ist. Die verzweigten Elemente sind mit einem mit dem Antrieb verbundenen Verbindungselementstammabschnitt einerseits und mit der Fläche der Lautsprechermembran andererseits verbunden.
Dabei können die verzweigten Verbindungselementabschnitte mittels eines Kupplungsabschnitts mit dem Verbindungselementstammabschnitt verbunden sein. Der Kupplungsabschnitt ist nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung elastisch ausgebildet.
Die Verbindungselemente sind zum Unterstützen der schallabstrahlenden Fläche um den Flächenschwerpunkt bevorzugt mit der Lautsprechermembran im Bereich von deren Flächenschwerpunkt angebunden.
Schließlich ist die Lautsprechermembran einschließlich der Verbindungselemente mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt. Durch die Verwendung der 3D-Drucktechnik kann die erfindungsgemäße Struktur in relativ einfacher Weise entsprechend der akustischen Berechnungen für den Lautsprecher hergestellt werden.
Die Lautsprechermembran wird also bevorzugt durch ein additives Verfahren hergestellt und weist eine spezielle statische Geometrie, beispielsweise in Form einer bionischen Struktur auf. Durch Verwendung eines additiven Verfahrens können jedenfalls Formen realisiert werden, die mit herkömmlichen Formgebungsverfahren nicht herstellbar sind. Als additive Verfahren kommen selektives Lasersintern, Stereolithographie, aber auch Digital Light Processing Modeling u.v.m. in Frage. Eine Entformbarkeit des entstehenden Teils ist nicht mehr notwendig und ermöglicht besondere Strukturen mit hoher Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt zunächst darin, dass eine hohe Steifigkeit der Lautsprechermembran bei gleichzeitig geringem Gewicht realisierbar ist. Insbesondere unter Berücksichtigung eines 3D-Druckverfahrens ist ein einstückiger Sandwichaufbau möglich, wobei insbesondere Membran mit Membranhals / Stützkonus und Kalotte (evtl. auch Spulenträger) in einem Stück hergestellt werden können.
Die Verbindungselemente führen weiter dazu, dass die Membran in verschiedenen Bereichen „unterstützt“ werden kann, um eine möglichst gleichmäßige Modenverteilung zu erreichen, wobei die Stärke, die Form und das Material der Verbindungselemente nahezu frei dreidimensional gestaltet werden kann.
Durch die Integration von verschiedenen Einzelkomponenten können komplexere Baugruppen ohne weitere Fügeprozesse erstellt werden. Auch die Kombination einzelner Elemente, z.B. Stützkonus, mit anderen Bauteilen ist jederzeit möglich. Insbesondere ist das Unterstützen der schallabstrahlenden Fläche um den Flächenschwerpunkt – beispielsweise auch ohne Anpassung des Schwingspulendurchmessers – möglich.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den beigefügten Zeichnungen dargestellten, besonders bevorzugt ausgestalteten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines besonders bevorzugt ausgestalteten Ausführungsbeispiels nach der Erfindung; und
2 eine Draufsicht auf das besonders bevorzugt ausgestaltete Ausführungsbeispiel im Bereich der in 1 gezeigten Schnittebene B-B.
1 zeigt eine Seitenansicht eines besonders bevorzugt ausgestalteten Lautsprechers nach der Erfindung. Der Lautsprecher 10 weist eine Lautsprechermembran 20 und einen mit der Lautsprechermembran 20 verbundenen, im vorliegenden Beispiel als Schwingspule ausgebildeten Antrieb 30 auf. Der Antrieb 30 ist nach herkömmlicher Art mit der Lautsprechermembran 20 verbunden und weist darüber hinaus eine Vielzahl von die Fläche der Lautsprechermembran 20 mit dem Antrieb 30 verbindenden Verbindungselementen 40 auf.
Der Aufbau und die Anbindung der Verbindungselemente 40 an den Antrieb 30 und die Lautsprechermembran 20 sind deutlich in 2 zu erkennen. Diese zeigt eine Draufsicht auf das besonders bevorzugt ausgestaltete Ausführungsbeispiel im Bereich der in 1 gezeigten Schnittebene B-B.
Mit ihrem einen Ende sind die Verbindungselemente 40 mit dem Antrieb 30 und mit ihrem anderen Ende mit der (in 2 nicht dargestellten) Lautsprechermembran 20 also dem schallabgebenden Bereich der Oberfläche der Lautsprechermembran 20 verbunden. Dabei können die Verbindungelemente 40 als einfache Streben, stab- oder rohrförmig, unverzweigt oder verzweigt ausgebildet sein.
Sind die Verbindungselemente 40 verzweigt aufgebaut, bestehen diese aus einem mit dem Antrieb 30 verbundenen Stammabschnitt 42, von denen verzweigte Abschnitt 44, 46 zur Anbindung an die Lautsprechermembran 20 führen. Die verzweigten Abschnitte 44, 46 sind bevorzugt mittels eines Kupplungsabschnitts 48 mit dem Stammabschnitt 42 verbunden, wobei der Kupplungsabschnitt 48 insbesondere elastisch ausgebildet ist, also in diesem Fall dämpfende Eigenschaften besitzt.
Die unverzweigten Verbindungselemente 40 wie auch die Stammabschnitte 42 und die verzweigten Abschnitte 44, 46 sind bevorzugt gerade ausgebildet, können aber auch gebogen oder gewellt ausgeführt sein. Je nach Ihrer Einordnung im Lautsprecher 10 können die Verbindungselemente als Verbindungselement erster und höherer Ordnung charakterisiert werden, wobei Verbindungselemente erster Ordnung den Antrieb 30 direkt mit der Lautsprechermembran 20 verbinden, Verbindungselemente zweiter Ordnung von einem Stammelement 42 abzweigen und Verbindungselemente noch höherer Ordnung wiederum von diesen abzweigen. Der Grad der Verzweigung wird auf der Grundlage der gewünschten Dämpfungseigenschaften dieses Stützgerüsts bestimmt.

Claims

Lautsprecher (10) mit einer Lautsprechermembran (20) und einem mit der Lautsprechermembran (20) verbundenen Antrieb (30), gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von die Fläche der Lautsprechermembran (20) mit dem Antrieb (30) verbindenden Verbindungselementen (40).
Lautsprecher (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (40) dämpfende Eigenschaften aufweisen.
Lautsprecher (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (40) stab- oder rohrförmig ausgebildet sind.
Lautsprecher (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Teilmenge der Verbindungselemente (40) verzweigt ausgebildet ist, wobei das eine Ende eines verzweigten Verbindungselementabschnitts (44, 46) mit mit dem Antrieb (40) verbundenen Verbindungselementstammabschnitt (42) und das andere Ende eines verzweigten Verbindungselementabschnitts (44, 46) mit der Fläche der Lautsprechermembran (20) verbunden ist.
Lautsprecher (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die verzweigten Verbindungselementabschnitte (42, 44) mittels eines Kupplungsabschnitts (48) mit dem Verbindungselementstammabschnitt (42) verbunden sind.
Lautsprecher (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsabschnitt (48) elastisch ausgebildet ist.
Lautsprecher (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (40) mit der Lautsprechermembran (20) im Bereich von deren Flächenschwerpunkt angebunden sind.
Lautsprecher (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (30) eine Schwingspule ist.
Lautsprecher (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lautsprechermembran (20) einschließlich der Verbindungselemente (40) mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt ist.