DE1487283B2

DE1487283B2 -

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Publication number: DE1487283B2
Application number: DE19661487283
Authority: DE
Priority date: 1964-02-05
Filing date: 1966-09-06
Publication date: 1970-10-15
Also published as: NL137671C; US3351719A; NL6615043A; FR1497849A; DE1487283A1; GB1157463A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lautsprecher mit einer flachen Membran, die an ihren Rändern an einem im wesentlichen flachen Rahmen befestigt ist, und auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Lautsprechers.

Bisher wurde bei der Herstellung und Entwicklung der Membranen und der relativ beweglichen Teile von Tonwiedergabegeräten sehr viel Sorgfalt aufgewendet. Jedoch ist der Rahmen, der Trichter, oder die Tragkonstruktion, durch die die Membran, der Magnet und die Schwingspuie bei solchen Anordnungen gehalten werden, oft ohne Bezug auf die akustischen Eigenschaften der Membran entwickelt und hergestellt. Er besteht beispielsweise aus Metall, Kunststoff, Holz oder anderen Werkstoffen, deren Eigenschaften in keiner Weise denen der Membran oder der anderen bewegbaren Teile ähnlich sind. Die Membran muß dann in federnden oder nachgiebigen Halterungen befestigt werden und mit Versteifungselementen oder anderen biegsamen Vorrichtungen versehen sein, damit sie akustisch von ihrer Halterung getrennt oder isoliert ist. Trotz der Verwendung solcher Versteifungen oder biegsamer Befestigungsteile für die Membran und den Magneten, die Schwingspule oder die anderen Bauteile der Anordnung können unangenehme Resonanzerscheinungen oder akustische Interferenzerscheinungen auftreten, die den Frequenzbereich begrenzen oder die von dem Gerät erzeugten Schallwellen verzerren. Überdies gibt das Mißverhältnis zwischen den physikalischen Eigenschaften des Rahmens oder der Befestigungseinrichtung und der Membran häufig Anlaß zu Änderungen der Betriebseigenschaften der Anordnung, und es begrenzt den Anwendungsbereich der Anordnung durch unterschiedliche thermische Ausdehnung, durch Feuchtigkeitseinwirkungen und durch andere Bedingungen, die die Dimensionen ändern und die Eigenschaften der Bauelemente abwandeln.

Es ist demnach die Aufgabe der Erfindung, einen Lautsprecher zu schaffen, bei dem Resonanz- und Interferenzerscheinungen nicht auftreten und der seine Betriebseigenschaften auch bei widrigen Umgebungseinflüssen beibehält.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Rahmen akustisch mit der Membran zusammenpaßt, daß der Rahmen und die Membran aus Kunststoff mit im wesentlichen der gleichen Zusammensetzung bestehen, und daß wenigstens bei der Membran der Kunststoff eine zellenförmige Struktur hat.

In einem Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung besteht der Rahmen aus leichtem, aber festem, gestrecktem, zellenförmigem Kunststoff, wie Polystyrol oder einem anderen zellenförmigen Werkstoff, oder aus einem Werkstoff, der ähnliche akustische Eigenschaften aufweist, während er eine bestimmte Festigkeit und Steifigkeit besitzt. Die Membran, ebenso wie die Bauteile, von denen die Schwingspule und die Magnetieile gehalten werden, können aus zellenförmigem Kunststoff wie Polystyrol hergestellt sein, oder sie können aus anderen Werkstoffen hergestellt sein, deren Zusammensetzung gleich der des Rahmens ist, so daß sie Eigenschaften aufweisen, die an die des Rahmens akustisch angepaßt sind.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung bilden Membran und Rahmen ein einstückiges Gebilde, das vollständig aus zellenförmigem Kunststoff besteht. Dadurch läßt sich der erfindunesaemäße Lautsprecher billig in einem einzigen Arbeitsgang herstellen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß eine Schwingspulenform, auf der sich eine Schwingspule befindet, und eine Magnetanordnung, die einen Luftspalt bildet, so in einer festen relativen Stellung zueinander angeordnet sind, daß sich die Schwingspuie in dem Luftspalt befindet, und daß danach zellenförmiger Kunststoff um die Schwingspulenform und Magnetanordnung gepreßt wird, damit sie in einer bestimmten relativen Lage gehalten werden.

Der nach der Erfindung ausgebildete Lautsprecher besitzt wesentlich verbesserte akustische Eigenschaften, die sich in einer Erweiterung des Bereichs der abstrahlbaren Frequenzen äußern. So treten insbesondere keine Resonanz- und Interferenzerscheinungen auf. Durch die Verwendung von Kunststoff als Material für Membran und Rahmen ist der Lautsprecher besonders leicht und äußerst unempfindlich gegen Temperatur- oder Feuchtigkeitseinfiüsse.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben.

Dabei zeigt

F i g. 1' eine perspektivische Ansicht einer typischen Ausführungsform des Lautsprechers gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine Rückansicht des Lautsprecherrahmens, der Membran und der Schwingspulenanordnung,

F i g. 3 einen Schnitt durch die Anordnung nach F i g. 2 längs der Linie 3-3,

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil des Rahmens nach Fig. 1,

F i g. 5 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform.

F i g. 6 einen Schnitt durch typische Bauteile, die bei dem Aufbau nach Fig. 2, 3 und 4 verwendet werden,

F i g. 7 eine Rückansicht einer abgewandelten Ausführungsform,

F i g. 8 einen Schnitt durch den Aufbau nach F i g. 7 längs der Linie 8-8,

Fig. 9 eine Rückansicht einer weiteren Ausführungsform, und

Fig. 10 einen Schnitt durch noch eine weitere Ausführungsform.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1, 2 und 3 enthält der Lautsprecher eine Membran 2, die aus dauerhaftem, steifem, gestrecktem, zellenförmigem Kunststoff, wie Polystyrol extrem geringer Dichte besteht. Die Membran ist vorzugsweise flach und kann aus demselben Stück wie der Rahmen 4.:.^:bestehen, der um die am Rand befindlichen Kanten der Membran herumreicht. Die Membran 2 und der Rahmen 4 haben rechteckförmige Gestalt, wodurch die Hubfläche der Membran wesentlich größer ist als bei bekannten kreisförmigen Membranen. Der Rahmen ist wesentlich dicker als "die Membran und kann aus akustisch zusammenpassendem Polystyrol oder anderem Kunststoff bestehen, der etwas dichter ist als der, der für die Membran 2 verwendet wird. Der Rahmen ist mit zentrischen Rippen 6 zur Befestigung des Magneten versehen, die quer über den Rahmen verlaufen und so angeordnet sind, daß sie den Magneten 8 des Lautsprechers aufnehmen können und er an ihnen befestigt werden kann. Außerdem sind diagonal verlaufende Verstärkungsrippen 10 vorgesehen; und es

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können aber auch andere uecimiete Vcrstaikungs- Blätter oder Schichten aus festem, dünnem Werkstoff

rippen oder Einsätze vorgesehen und mit dem Rah- 30 auf den gegenüberliegenden Seiten der Membran

men zusammen gepreßt werden, wenn die Anord- nahe der Schwingspulc angebracht sein. Wenn es ge-

nung relativ groß ist. wünscht ist, kann die Membran auch etwas neben der

Wie man in Fig. 2 und 3 sieht, ei sireckt sich die 5 Mitte verstärkt v/erden, wie es bei 32 dargestellt ist,

Membran 2 von dem inneren Rend des unteren hon- und die verstärkenden Schichten 20 können auf dem

zontalen Rahmenteiles 12 bis zu dem inneren Rand verstärkten Teil angebracht werden, so wie es dar-

des oberen horizontalen Rahmenteiles 14. in ahn- gestellt ist, oder in sie eingebettet werden,

licher V/eise erstreckt sich die Membran 2 von dem Die verstärkende Platte 22 und die verstärkenden

inneren Rand des vertikalen Rahmenteiles 16 auf der io Schichten 20 können aus jedem geeigneten, festen,

einen Seite des Rahmens 4 zu dem inneren Rand des leichten Werkstoff hergestellt werden. So kann die

vertikalen Rahmenteiles 16 auf der gegenüberliegen- verstärkende Platte 22 beispielsweise aus zusammen-

den Seite des Rahmens. Andererseits ist der mittlere gedrücktem, plastisch-imprägniertem Überwerkstort

Teil der Membran 2 von den zentrischen Rippen 6 hergestellt sein, während die Schichten 30 aus einem

zur Befestigung des Magneten und den diagonalen 15 festen, plastischen Schichtwerkstoff hergestellt werden

Versteifungsrippen 10 getrennt, so daß sie an ihren können, wie Polyvenylchlorid, Polyvinylacetat, pla-

Rändern befestigt ist, während sie in der Mitte und stikgetränktem Papier oder Gewebe, Metallfolie oder

gegenüber dem Magnet 8, der auf den zentrischen einem anderen geeigneten Werkstoff.

Rippen 6 befestigt ist, frei schwingen kann. Die Membran 2 ist aus zellenförmigem oder ge-

Die Schwingspule 18 des Lautsprechers ist auf 20 streckten! Kunststoff hergestellt, der relativ hart und

einer Schwingspulform 20 befestigt, die Vorzugs- steif und sehr leicht ist. Ein bevorzugter Werkstoff,

weise aus einem dünnen, leichten, isolierenden Rohr der bei der Herstellung der Membran verwendet wird,

besteht, das aus plastikumnianteltem Papier cder ist gestrecktes oder zellenförmiges Polystyrol, das aus

etwas ähnlichem hergestellt sein kann. Die Schwing- einzelnen Perlen geschäumten Polystyrols durch die

spulenform 20 ist fest mit der Membran verbunden 25 Wirkung von Wärme und Druck erzeugt werden

und vorzugsweise in Preßstoff eingebettet, aus dem kann. Die Dichte des geformten Werkstoffes, der zur

die Membran hergestellt ist. Eine verstärkte Platte Herstellung der Membran verwendet wird, sollte etwa

22 ist auch in die Membran 2 eingebettet und paßt in der Größenordnung von 0,013 bis 0,16 g/cm³ sein,

gut um die Schwingspulenform 20 und kann mit ihr was von der Größe der Membran abhängt und der

verbunden oder zusammengeklebt sein oder aus 3° Leistung, die zur Speisung der Tonwiedergabegeräte

einem Stück mit der Schwingspulenform hergestellt verwendet wird. Sie sollte so leicht wie möglich sein,

sein, damit die Form 20 und die Schwingspule eine während sie noch die erforderliche Steifigkeit und

feste Lage gegenüber der Membran haben. Ferner Festigkeit besitzt. Polystyrolmembranen, die etwa

sind die elektrischen Leitungen 24, die mit der 0,5 bis 1,25 cm oder, mehr dick sind und eine

Schwingspule 18 verbunden sind, vorzugsweise in 35 Dichte von 0,016 bis 0,03 g/cm³ haben, werden vor-

den Werkstoff eingebettet, aus de:r cüe Membran be- gezogen. Der Werkstoff, der dazu verwendet wird,

steht, so daß sie fest an ihrer Stelle gehalten werden, den Rahmen zu bilden, sollte natürlich auch steif,

wodurch sie weder zerstört v/erden noch sich relativ fest und starr sein und auch aus gestrecktem, zellen-

bewegen können, während die Membran schwingt. förmigem Polystyrol bestehen oder es enthalten.

Die Enden 26 der Leitungen 24 können durch den 40 Während natürlich die Stärke und die Steifigkeit des

Rahmen 4 am Rand der Membran hindurchragen und Rahmens größer ist als die der Membran, weil er

sind mit einer Anschlußklemme 28 verbunden, die dicker ist, kann natürlich der Werkstoff, der dazu

auf dem Rahmen befestigt ist oder teilweise darin verwendet wird, den Rahmen zu formen, auch

eingebettet ist, damit sie leichter mit der Speisen- eine größere Dichte besitzen als der für die Mem-

schaltung verbunden werden können. Wenn es ge- 45 bran.

wünscht ist, können die Leitungen 24 ferner in sich Die Membran hat, wenn sie fertig ist, eine im selbst zurückgefaltet sein, wie es bei 31 dargestellt wesentlichen glatte Oberfläche und besitzt die geist, während sie in dem Werkstoff, aus dem die Mem- wünschte Steifigkeit oder Starrheit, daß sie den notbran gebildet ist, eingebettet sind, wodurch sie ge- wendigen Hubeffekt hat, um verzerrungsfreie Klangnügend Bewegungsfreiheit lassen, damit jede Begren- 50 wellen bei minimaler Verschiebung der Membran zu zung der Bewegung der Membran ausgeschaltet ist. erzeugen. Obwohl die Oberfläche der Membran eine Eine Relativbewegung der Zuleitungsdrähte wird des- durchgehend ausgebildete Schicht hat oder mit einer halb verhindert, damit keine elektrischen oder indu- Abdichtschicht von hartem Lack oder etwas .ähnzierten Interferenzen entstehen und unerwünschtes lichem versehen sein kann, um ihre Glattheit und Rauschen, Brummen und mechanische Störungen ver- 55 Härte zu erhöhen, ist solch eine Schicht nicht ermieden werden. wünscht. Man hat herausgefunden, daß es vorteilhaft

Die verstärkende Platte 22 ragt um ein beträcht- ist, die Oberflächenschicht, die während der Herstelliches Stück in radialer Richtung aus der Spulenform ..· lung erzeugt wird, zu entfernen, dadurch, daß man 20 heraus, beispielsweise um einige Zentimeter, und ein Lösungsmittel verwendet oder daß man eine oder ist vorzugsweise mit Öffnungen 28 versehen, durch 60 beide der Oberflächen der Membran abreibt,
die der Werkstoff, aus dem die Membran besteht, Wenn der Lautsprecher zur Verwendung bei mittfließen kann, damit die verstärkende Platte und leren oder hohen Frequenzen konstruiert ist, kann er Schwingspule fest an ihrer Stelle verankert wird. Um überall gleichmäßig dick sein. Wenn jedoch Wiederden mittleren Teil der Membran 2 weiter zu verstär- gabegüte bei niedrigen Frequenzen erwünscht ist, ken und zu versteifen und ein mögliches Zerreißen 65 dann kann die Membran 2 mit mehreren Rinnen neben der Schwingspulenform durch den Aufschlag oder Versteifungszonen 36 versehen sein, die um das der Schwingungen und der zugeführten Kräfte zu mittlere Hubgebiet 38 der Membran herumreichen, vermeiden, können zusätzliche, in der Mitte liegende wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Jedoch sollte das

mittlere steife Hubgebiet 38 ^O°,n oder mehr der Gesamtfläche der Membran einnehmen. Bei solch einem Aufbau kann der Lautsprecher ein äußerst weites Band von Tonfrequenzen, von etwa 20 Hz bis 20 kHz ohne wesentliche Verzerrung wiedergeben.

Die so ausgebildete Rahmen- oder Membrananordnung hat keine abrupten oder scharfen Unstetigkeiten in ihren physikalischen oder akustischen Eigenschaften, wobei Reflexionsschwingungen oder wilde Schwingungen, die vom Rahmen oder den Randteilen der Membran ausgehen, ausgeschaltet oder auf ein Minimum vermindert sind, wobei sich jedoch die volle Hubwirkung der gesamten Membran erreichen läßt. Der Rahmen sucht ferner wegen der zellenförmigen Eigenschaften des Werkstoffes, der vorzugsweise bei der Herstellung des Rahmens verwendet wird, Schwingungen zu absorbieren und hat keine eigene Resonanzfrequenz, die unerwünschte und interferierende Schwingungen zur Membran zu reflektieren oder rückzuführen sucht, selbst wenn die Membran fest damit verbunden ist.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die hintere oder innere Oberfläche der Membran offen oder ungeschützt ist, wodurch sowohl die Vorderseite als auch die Rückseite als schallerzeugende Oberflächen dienen. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die nach innen gerichteten Oberflächen der Rahmenteile 12, 14 und 16 und die gegenüberliegenden Seiten der mittleren Rippen 6 und der Versteifungsrippen IO um einen Winkel von 30 bis 45° gegenüber der Membranebene geneigt, so daß eine Trichterwirkung entsteht. Auf der anderen Seite will man manchmal die Teile 12, 14 und 16 des Rahmens am Rand in radialer Richtung etwas dicker machen, um die wirksame Trennung zwischen der vorderen und der hinteren Wellenfront zu erhöhen und Interferenzen von innen zu vermeiden. Gleichzeitig kann die Anordnung senkrecht zu der Membran in der Dicke sehr stark begrenzt sein, wodurch man einen sehr flachen Aufbau erzielen kann. Auf diese Weise können Lautsprecher mit außergewöhnlichen akustischen Eigenschaften erzeugt werden, die jedoch nur etwas über 2V2 cm dick und besonders leicht sind. Solche Lautsprecher eignen sich besonders zur Verwendung in tragbaren Geräten wie Radio- oder Fernsehgeräten, sie können aber auch in normalen Rund- oder Reflexionsgehäusen verwendet werden. Sie können ferner in Schallwandlautsprechereinrichtungen verwendet werden, besonders wenn niedrigere Frequenzen übertragen werden sollen. Wenn der Rahmen und die Membran aus nicht hygroskopischem Polystyrol oder anderem gestreckten, zellenförmigen Kunststoff bestehen, sind die im wesentlichen für Feuchtigkeit und weite Temperaturänderungen unempfindlich, so daß sie für Geräte dienen können, die im Freien bei der Schiffahrt, in Schwimmbädern oder als dauernde Einrichtungen in Stadien, Ballspielanlagen oder irgendwoanders verwendet werden können.

Der Rahmen 4 und die anderen Teile der Anordnung können so, wie es in Fig. 1 und 4 dargestellt ist, in einer Zierhalterung befestigt sein, wie einer aufrechtstehenden, horizontalen oder tragbaren Befestigungseinheit 33. Die Einheit 33 enthält U-förmige Teile 35, in die Gummi- oder andere federnde Streifen 35 eingelegt sein können, wodurch der Rahmen 4 des Lautsprechers festgehalten wird, ohne daß in der Halterung unerwünschte Schwingungen entstehen.

Ferner können, wenn es gewünscht ist. Schrauben 39 oder ähnliche Teile durch die Einheit 33 neben ihren Ecken hindurchragen, und sie sind durch Scheiben 41 oder etwas ähnliches in den Rahmen 4 des Laut-Sprechers eingebettet oder werden von ihm gehalten, wodurch die Lautsprecheranordnung mit der Einheit zusammengehalten wird. Bei dieser Ausführungsform kann der Rahmen richtig befestigt werden, und der zellenförmige Kunststoff kann begrenzt zusammengedruckt werden, wenn die Lautsprecheranordnung in der Einheit befestigt wird, ohne' daß die Gefahr besteht, daß der Rahmen 4 oder die Membran 2 verbogen oder verdreht wird. Dadurch werden Klangverzerrungen durch verdrehende oder ungleichmäßige Kräfte, die an den Rändern der Membran auftreten können, ausgeschaltet.

Wenn jedoch die Befestigung an dem Ziergehäuse so gemacht ist, daß unerwünschte Schwingungen nicht auftreten, dann können die U-förmigen Teile 35 und die federnden Streifen 37 weggelassen werden, und der Bespannstoff kann an dem Preßrahmen bündig abschließend befestigt werden, so daß die Lautsprecheranordnung eine minimale Dicke aufweist.

Der Magnet 8 der Lautsprecheranordnung bildet einen Teil der Magnetanordnung 42, die von den Magnethalterungsrippen 6 des Rahmens 4 getragen wird. Der Magnet 8 kann aus jedem geeigneten Werkstoff bestehen. Es ist jedoch vorzuziehen, einen Magneten zu verwenden, der aus keramischem Werkstoff besteht, damit man den dünnestmöglichen Aufbau erhält. Die Magnetanordnung enthält ein mittleres Polstück 44, eine Grundplatte 46 und ein oberes Polstück 48, das aus ferromagnetischem Werkstoff besteht. Das mittlere Polstück 44 und das obere Polstück 46 haben parallele Oberflächen, die voneinander getrennt angeordnet sind, daß ein Luftspalt 50 entsteht, in dem sich die Schwingspule 18 auf der Schwingspulform 20 befindet. Der Außenumfang des Magneten 8 ragt vorzugsweise zwischen der oberen Platte 46 und der unteren Platte 48 nach außen und ist in geschäumtes Kunststoff oder Polystyrol eingebettet, in dem sich Rippen 6 befinden, die die Magnetanordnung 42 gegenüber der Schwingspule und der Spulenform, die an der Membran 2 befestigt ist, richtig gestellt und starr befestigt ist. Die Außenflächen der oberen und unteren Platten 46 und 48 können dann bündig mit den gegenüberliegenden Flächen der Magnetbefestigungsrippen 6 abschließen.

Durch den Aufbau kann man eine Magnetanordnung erhalten, die den gewünschten magnetischen Kraftfluß in dem Luftspalt 50 vorsehen, wobei die ganze Magnetanordnung relativ dünn und leicht bleibt. Außerdem kann die relative Lage des Magneten und der Schwingspule mit höchster Genauigkeit kraftschlüssig und dauernd zueinander befestigt sein und gegen folgende unerwünschte Relativbewegungen in ihrer Lage gehalten werden, die iu einer Klangverzerrung und unbrauchbaren Arbeitsweise der Membran oder des Lautsprechers führen könnten. Auf diese Weise kann ein Luftspalt von einigen Tausendstel Zentimetern radialer Freiheit erzielt werden, und die erforderliche Leistung zur Betätigung des Tonwiedergabegerätes kann dadurch vermindert werden. Eine möglicherweise falsche Anordnung von diesen Teilen zueinander ist dadurch ausgeschaltet, daß die Spule direkt in den Werkstoff der Mem-

bran und die Magnetanordnung in die Rippen 6 des Rahmens eingebaut ist.

Die Schwingspule und die Magnete werden dadurch genau zueinander gelagert und zentriert, daß, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, ein zylindrisches Paßteil 52 verwendet wird, das in einem Preßteil 54 befestigt ist und mit einem Zentrierstift 56 versehen ist. Die verstärkende Platte 22 und die Schwingspulenform 20 mit der darauf befindlichen Schwingspule 18 können dann über das Paßteil 52 gepaßt werden, so daß sie dadurch genau gelagert und gehalten werden. Die Magnetanordnung wird dadurch gegenüber der Schwingspule in einer bestimmten Lage gehalten und zentriert, daß der Zentrierstift 56 auf dem Paßteil 52 in eine zentrische Einbuchtung in dem mittleren Polstück 44 eingreift. Wenn danach der zellenförmige Kunststoff um die verstärkende Platte 22 und die Spulenform 20 und um den Magnet 8 geformt wird, dann ist die relative Lage der Schwingspule und des Magneten mit sehr großer Genauigkeit festgelegt. Wenn der Preßvorgang beendet ist, dann befinden sich die Teile fest an ihrem Platz, und der Lautsprecher kann aus dem Preßteil gezogen werden, und Paßteil 52 und der Stöpsel aus Schaumkunststoff 58 können auf der Membran dort aufgeklebt werden, daß sie die Öffnung bedecken, durch die das Zentrierteil hindurchragt, wie es in F i g. 3 dargestellt ist. Der Aufbau ist dadurch gekennzeichnet, daß die Membran und der Rahmen aus der gleichen oder ähnlichen Zusammensetzung bestehen und dadurch Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit und andere Zustände, denen das Gerät während der Verwendung ausgesetzt ist, sich in gleicher Weise auswirken. Folglich dient sie dazu, Verzerrungen, Störungen, die Entwicklung von Exzentrizität der Schwingspule im Luftspalt zu verhindern, und es werden elektrische, magnetische und akustische Verzerrungen ausgeschaltet. Die zur Betätigung des Gerätes erforderliche Leistung kann deshalb vermindert werden, wohingegen der Ton und die Qualität des Klanges verbessert werden können und die Empfindlichkeit des Lautsprechers erhöht wird. Während die Ausführungsform nach F i g. 1 bis 4 und 6 viele Vorteile aufweist, ist es manchmal wünschenswert, daß der Rahmen und die Membran voneinander getrennt werden, wie es in F i g. 5 dargestellt ist. Der Rahmen 60 kann dann getrennt gepreßt werden oder andererseits aus einem Werkstoff relativ hoher Dichte oder verschiedener Zusammensetzung geformt werden, wobei die Membran 62 ein anderes Preß-, Form-, Schneid- oder Herstellungsverfahren und aus jedem geeigneten Werkstoff, der die erforderliche Dichte hat, hergestellt werden kann. Die Ränder der Membran sind dann festgeklebt oder auf andere Weise an dem Rahmen befestigt, so daß sie fest mit den Schultern 64 verbunden sind. Die äußeren Ränder der Membran stoßen gegen die nach innen gerichteten Flächen 66 des Rahmens, so daß sie helfen, die Membran und die von ihr gehaltene Schwingspule dadurch in einer festen Stellung zu der Magnetanordnung, die in dem Tonwiedergabegerät verwendet wird, auszurichten und festzuhalten.

Die Membranen können mit Verstärkungszonen oder -rillen 36 versehen sein, und tatsächlich kann die Membran aus jedem geeigneten Werkstoff hergestellt sein, der die gewünschten Eigenschaften für eine wirksame Tonwiedergabe hat. In jeder dieser Anordnungen werden die schallabsorbierenden und nicht resonanzfähigen Eigenschaften des Rahmens die Reflex- und Interferenzschwingiingen ausschalten, die anderenfalls wegen der festen Verbindung zwischen Membran und Rahmen vom Rahmen auf die Membran übertragen würden. Nichtsdestoweniger ist es vorzuziehen, zur Herstellung des Rahmens und der Membran Werkstoffe zu verwenden, die ähnliche physikalische Eigenschaften besitzen, so daß das Mißverhältnis zwischen den Eigenschaften in dem

ίο Gebiet, in dem die Membran an dem Rahmen befestigt ist, relativ begrenzt bleibt.

Bei den Ausführungsformen der Erfindung, bei denen das Gesamtgewicht der Anordnung wichtig ist oder eine besondere Festigkeit erforderlich ist, können die zentrischen verstärkenden und die Magnetbefestigungsrippen aus Metall oder einem anderen geeigneten Werkstoff hergestellt sein, wie hartem Kunstharz od. dgl. Wie es in F i g. 7 und 8 dargestellt ist, kann ein mittlerer Träger 70 vorgesehen sein, dessen gegenüberliegende Enden 72 in den Rahmen 74 eingesetzt oder auf andere Weise befestigt sind. Der Mittelteil des Trägers 70 kann mit einem Befestigungsring versehen sein, an dem der Magnet 78 und die Polstücke 80, 82 und 84 durch Schrauben 86 und 88 oder auf andere Weise befestigt sein und an ihrem Ort gehalten werden können. In ähnlicher Weise kann der ganze Rahmen oder jene Teile, die der größten Belastung ausgesetzt sind oder dazu verwendet werden, das Gerät auf einer Halterung zu befestigen, mit Metall oder anderen Teilen versehen sein, die wenigstens teilweise in den Werkstoff, aus dem der Rahmen besteht, eingebettet und eingeformt sind.

Bei dem Aufbau nach Fig. 9 wird ein festes metallisches oder aus einem anderen Werkstoff bestehendes Teil 90 verwendet. Es besitzt diagonal verlaufende Arme 92, die mit dem zu verstärkenden Rand 94 verbunden sind, der in einem Rahmen 96 eingebettet oder an ihm befestigt ist. Eine gut verstärkte Anlage dieser Art kann mit mehreren Magnetanordnungen 98 und Schwingspulen 100 versehen sein, die an einer einzigen Membran 102 nahe ihrem mittleren Teil befestigt sind. Die Schwingspulen, die zu den verschiedenen Magnetanordnungen gehören, können dann zu einer Reihen-Parallelanordnung oder anders verbunden werden, so daß eine vergrößerte Klang-Ausgangsleistung entsteht, oder um eine verbesserte Impedanzanpassung vorzusehen. Solch eine Einrichtung eignet sich besonders zur Verwendung bei Sirenen, Nebelhörnern, öffentlichen Empfangssystemen oder Schallwiedergabegeräten hoher Leistung.

In der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform kann die Anordnung im Freien oder bei Bedingungen verwendet werden, bei denen'sie großer Feuchtigkeit, wie Regen, starkem Nebel ausgesetzt ist, oder sich sogar unter Wasser befindet. Zu diesem Zweck ist der Magnet 110 von einem Sicherungsring 112 umgeben und mit einer Abdichtkappe 114 aus Kunststoff oder einem anderen Werkstoff versehen, die über die Rückseite der Magnetanordnung ragt und mit dem Sicherungsring 112 dicht verbunden ist, so daß die Magnetanordnung wasserdicht eingeschlossen wird. Ein harmonikaförmiges oder gefaltetes Abdichtelement 116 aus Gummi, Kunststoff oder einem anderen haltbaren, weichen und nachgiebigen Werkstoff umgibt die Schwingspulenform 118 und kann dicht mit der Membran 120 und dem Sicherungsring

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112 verbunden werden. Die Magnetanordnung mit ihren Teilen kann von dem Rahmen 122 durch Plastik- oder Metallrippen oder einen Träger 124 getragen werden, so daß der Magnet und die Schwingspule in einer festen Lage zueinander stehen. Bei 5 dieser Ausführungsform ist das äußere Ende der Schwingspulenform 118 durch eine Abdicht- oder Verstärkungsschicht 128 aus Kunststoff oder einem anderen Werkstoff geschlossen, wohingegen die dichtende Eigenschaft des Schaumstoffes, der bei der Herstellung der Membran verwendet wird, dazu dient, die elektrischen Bauelemente und die Schwingspulendrähte 130 vor Beschädigung durch Wasser oder Feuchtigkeit zu schützen. Gleichzeitig ist es wegen der Biegsamkeit des gefalteten Abdichtelementes 116 möglich, daß sich die Membran frei bewegt, und es ist die schädliche Dämpfung der Membranbewegung durch das Zusammendrücken der Luft zwischen der Membran und der Schwingspule während der Arbeitsweise des Lautsprechers ausgeschaltet. Außerdem kann, wenn es gewünscht ist, der Raum, in dem die Schwingspule und die Magnetanordnung eingeschlossen sind, luftleer gemacht werden.

Bei jeder der beschriebenen Ausführungsformen erhält man einen ausgedehnten Hubeffekt der Membran, wodurch es durch das besonders geringe Gewicht möglich ist, die Membran mit einem Minimum an Leistung zu betätigen und sie hochempfindlich ansprechbar zu machen für Stromschwankungen, die der Schwingspule zugeführt werden.

Während jene Ausführungsform der Erfindung, die in den Zeichnungen dargestellt und oben beschrieben worden sind, durch eine dünne, flache Form gekennzeichnet sind, kann die Erfindung auch für konische oder anders geformte Arten der Membran und einen Rahmen, Trichter oder Halterung bekannter Art oder Ausführungsform und von viel größerer Tiefe als die dargestellten verwendet werden.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist die Einfachheit des Aufbaus, die es möglich macht, die Membran sowie die Verstärkungen und Spulenhalterungsrippen und den Rahmen als eine einzige Einheit oder mit den gewünschten Einsätzen herzustellen, und· zwar durch die Verwendung von Formteilen und in einem einfachen Arbeitsgang hoher Geschwindigkeit.

Dementsprechend ist es möglich, verbesserte Lautsprecheranordnungen verschiedener Größen und Arten herzustellen, die außergewöhnlich gute Tonqualitäten und Frequenzbereiche haben, die sehr leicht sind und für die verschiedensten Anwendungen verwendet werden können.

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Claims

Patentansprüche:

1. Lautsprecher mit einer flachen Membran, die an ihren Rändern an einem im wesentlichen flachen Rahmen befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen akustisch mit der Membran zusammenpaßt, daß der Rahmen und die Membran aus Kunststoff mit im wesentlichen der gleichen Zusammensetzung bestehen und daß wenigstens bei der Membran der Kunststoff eine zellenförmige Struktur hat.

2. Lautsprecher nach Anspruch .1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff mit zellenförmiger Struktur eine Dichte von etwa 0,013 bis 0,16g/cm^:! besitzt.

3. Lautsprecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran und der Rahmen ein einstückiges Gebilde sind, das vollständig aus zellenförmigem Kunststoff besteht.

4. Lautsprecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran flach und der mittlere Teil der Membran verstärkt ist und daß sie eine Schwingspulenform hat, die fest mit dem mittleren Teil der Membran verbunden ist.

5. Lautsprecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Magnethalterungseinrichtung mit dem Rahmen verbunden ist und im wesentlichen parallel zu der Membran in einem gewissen Abstand verläuft, daß eine Schwingspulenform von der Membran gehalten wird und zu der Magnethalterungseinrichtung ragt, daß ein Magnet von der Magnethalterungseinrichtung getragen wird, und daß sich darauf ein Polstück befindet, das die Schwingspulenform umgibt.

6. Lautsprecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran eine ebene Vorder- und Rückseite hat, daß der Rahmen mit Verstärkungsrippen versehen ist, die von der Rückseite der Membran getrennt sind, daß der Rahmen und die Verstärkungsrippen Seitenwände aufweisen, die außerhalb der Rückseite der Membran um einen Winkel von etwa 30 bis 45° gegenüber der Rückseite der Membran geneigt sind.

7. Lautsprecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwingspulenform auf der Membran befestigt ist, daß sich eine Schwingspule auf der Schwingspulenform befindet, und daß elektrische Leiter von der Schwingspule-zu dem Rand der Membran verlaufen und über den größeren Teil ihrer Länge an dem Werkstoff, aus dem die Membran besteht, befestigt oder in diesen Werkstoff eingebettet sind.

8. Lautsprecher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter in dem Werkstoff, aus dem die Membran besteht, hin- und hergefaltet sind.

9. Lautsprecher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Magnethalterungseinrichtung aus zellenförmigem Kunststoff besteht, dessen Dichte etwa 0,013 bis 0,16 g/cm³ ist.

10. Lautsprecher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärkungsteil in die Membran eingebettet ist und daß die Schwingspulenform fest mit dem Verstärkungsteil verbunden ist.

11. Lautsprecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 50% der Fläche der Membran neben ihrer Mitte und die Fläche, die die Schwingspulenform umgibt, eine unverletzte Oberfläche hat.

12. Lautsprecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen aus gepreßtem, zellenförmigem Kunststoff besteht.

13. Lautsprecher nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Membran, die mehrere Schwingspulen hat, die auf ihr befestigt sind,

und eine getrennte Magnetanordnung, die mit jeder der Schwingspulen zur Betätigung der Membran verbunden ist.

14. Verfahren zur Herstellung von Lautsprechern nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwingspulenform, auf der sich eine Schwingspule befindet, und eine Ma-

gnetanordnung, die einen Luftspalt bildet, so in einer festen relativen Stellung zueinander angeordnet sind, daß sich die Schwingspule in dem Luftspalt befindet, und daß danach zellenförmiger Kunststoff um die Schwingspulenform und Magnetanordnung gepreßt wird, damit sie in einer bestimmten relativen Lage gehalten werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen