DE2757697C3 - Lautsprechersystem mit einem oder mehreren elektroakustischen 'Wandlern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lautsprechersystem mit einer oder mehreren elektroakustischer! Wandlern, insbesondere ein Lautsprechersystem mit hoher Wiedergabetreue, bei dem jegliche Resonanz im Hörbereich vermieden und eine Verzerrungen verursachende Dämpfung überflüssig wird.

Die bekannten Lautsprecher, beispielsweise die üblichen Konuslautsprecher besitzen Membranen aus verhältnismäßig steifem Material, in dem sich der Schall in Form von Transversalwellen ausbreitet. Diese Ausbreitung erfolgt in Radial- und in Umfangsrichtung, was zwangsweise zu nachteiligen Interferenzen führt. Störend ist es, daß die Membrane versteift wird, wenn sich Schall in einer Richtung ausbreitet, so daß der sich in der anderen Richtung ausbreitende Schall bereits auf eine durch Welligkeit versteifte Membrane trifft, was zu ungewollten Änderungen der Resonanzschwingungen führt, die dadurch in den Hörbereich fallen können. Die Wiedergabe zeitlich rasch erfolgender Frequenzänderungen wird dadurch erheblich gestört. Gerade solche sich zeitlich rasch ändernden Frequenzen sind jedoch für den musikalischen Eindruck bedeutsam, was beispielsweise klar wird, wenn man an das Vib ato bei einem Streichinstrument denkt das für den Vortrag entscheidend und für den vortragenden Künstler charakteristisch ist.

Man hat nun versucht, diese nachteilige Erscheinung durch Dämpfung zu mindern, indem man beispielsweise zähe Materialien für die Herstellung der Membranen verwendete oder erhebliche Mengen an schallschluk-Itenden Stoffen einsetzte. Beide Methoden bedingen jedoch zwangsweise einen unnützen Verbrauch an Schallenergie, so daß der Wirkungsgrad des Lautsprechers dadurch erheblich vermindert wird. Überdies wird die gewünschte Wiedergabe durch die variable Steif igkeit und Dämpfung der Membrane verfälscht. Die Steifigkeit der Membrane ändert sich, wenn die Fasern des Membranmaterials, die sich bei stärkeren Auslenkungen in gleitender Reibung gegeneinander bewegen, bei geringeren Auslenkungen einfrieren und aus einem hoch gedämp'ten Membranmatertal ein hoch elastisches wird. Dieses Einfrieren erfolgt allmählich und durch diesen Übergang werden die bestehenden Resonanzen verändert. Sämtliche Resonanzfrequenzen werden nach oben verschoben und verlieren /unehmend an Dampfung und werden mehr und mehr ausgeprägt.

Die Erfindung geht nun von einem anderen Gedanken jus. nämlich einer Vermeidung von Resonanzen und damit jeglicher Dämpfung, soweit diese Dämpfung nicht /wangswvse eine folge der Schallab-Mrjhlung ist. d. h also, eine nützliche Dämpfung darstellt.

Um genügend Schallintensität zu erhalten, muß die Membrane eine gewisse Größe haben. Die Schallinfor nialion wird in cJil Membrane an einer bestimmten Stelle eingeleitet. Diese Sehallenergie muli sich dann in der Membrane ausbreiten und sie tut es in einem normalen Lautsprecher durch Qucrschall. Die Quer· vchall-Fortpflanzungsgeschwindigkeit ist um etwa eine Größenordnung kleiner als die Fortpflanzungsge schwindigkeit des Longitudinalschalls. Querschall strahlt in die Luft, Längsschall hat praktisch keine Wechselwirkung mit der Luft. Eine Vielzahl von Längsschall-Eleinenten wird mit zu der Achse dieser Elemente senkrechten Membranflächen verbunden, so daß die Oberseite sämtlicher Membranen Druck erzeugen, während die Ün'crseiten Unterdruck erzeugen. Um die Überdruck- und die Unterdruckgebiete zu koordinieren, ist es nötig, daß sie räumlich gegeneinander abgetrennt werden. Durch Flächen, die schräg von der Vorderkante der ersten bis zur Hinterkante des zweiten Membrane reichen, kann dies erreicht werden und der Raum wird mit möglichst gleichmäßig bewegter Luft ausgenützt.

Einfluß auf die Wiedergabe hat aber auch die in der Luft unmittelbar in der Umgebung des Lautsprechers gespeicherte Schallenergie. Dies soll nun anhand der Fig. 1 erläutert werden, in der einmal die Größe der Speicherenergie am Beispiel eines Kugelstrahlers und am Beispiel eines, theoretisch unendlich langen Zylinderstrahlers dargestellt ist. Die gespeicherte Energie entspricht der Fläche zwischen der jeweiligen Kurve und der Ordinaten- und einer Parallelen zur Abszissenachse. Die Auswirkung der Energiespeicherung ist nun so. daß beim Auftreten einer Schallwelle in der Umgebung des Lautsprechers Schallenergie gespeichert und erst dann an die Umgebung abgegeben wird. Bei sehr schnellen Frequenzänderunpen bewirkt die übermäßig hohe kinetische Energie o.ie Verfälschung der Tonwiedergabe, für die das Ohr jedoch sehr empfindlich ist.

Gemäß der Erfindung hat nun der Lautsprechei eine langgestreckte Form, ist selbst zwar nich. zylindrisch, wirkt jecioch bezüglich der Schallabstrahlung bereits in kurzer Entfernung als Zylinder. In einer Entfernung von einer viertel Wellenlänge findet Schallausbreitung also bereits annähernd in Form einer Zylinderwelle statt.

Für den Lautsprecher werden mehrere Membranen verwendet, die in Abständen längs einer vertikalen Lautsprecherachse angeordnet sind, wobei die Membranen untereinander und mit dem Antrieb, beispielsweise der Schwingspule eines elektromagnetischen Systems oder einem magnetischen Material über .Schalleitelemente verbunden sind, die eine hohe Ausbreitungsgeschwindigkeit für den Schall aufweisen. Von dem Schwingungserreger gehen mehrere .Schallübertragungselemente aus. die an Punkten mit den Membranen verbunden sind, die gleichmäßig über die Membranober^f|äche verteilt sind. Die Ausbreitungsgesdiwindigkeit des Schalls in den Schallübertragungselcmentcn ist so hoch, daß man für Frequenzen im interessierenden Frequenzbereich die Membranen und die Sehaüübertra gungselemente als starke Einheit betracht .'n darf. -Jeren Einzelelemente sich synchron bewegen. Damit die Schallausbreitung in radialer Richtung erfolgt, ist jeder Membrane eine schallreflektierende Wand zugeordnet, die aus einem Material besteht, das selbst nicht zu Schwingungen angeregt werden kann und die so im Winkel /ur Membrane angeordnet ist. daß die Schallabstrahlung etwa senkrecht /ur Lautsprecherachse erfolgt.

Natürlich ist es nötig, daß diese Flachen für den Durchgang der Schall-Lcitstabe Locher aufweisen. Die Fläche dieser Löcher ist so gering, daß dadurch die Schallintensität nur minimal beeinflußt wird.

Die Vielzahl der Stäbe, die antreiben, sind regelmäßig über die Fläche der Membrane verteilt. Die Membrane selbst ist aufgeteilt und jeder dieser Flächenabschnitte ist starr ausgebildet, vorzugsweise durch Ausbildung von Doppelkonussen. Die Schallüberiraguntjssiäbe sind mit dem schwingenden Element des Antriebs verbunden, so daß dieses Element zusammen mit den Schallübertragungssti'.bfin und den Membranen eine starre, stark versteifte Einheit bilden.

Wesentlich ist die Tatsache, daß die Schallaustrittsflä-

ehe merklicli größer ist als die Membraftfläehe, wodurch der Trägheitseffekt der die Membrane umgebenden Luft auf ein Minimum gebracht wird.

Bei Verringerung des Querschnitts wird die Masse der Luft reduziert, aber im selben Maß wird die Geschwindigkeit erhöht. Die beiden Effekte kompensieren sich nicht, da die kinetische Energie dem Quadrat der Geschwindigkeit proportional ist. Die totale kinetische Energie nimmt direkt proportional mit Verringerung des Querschnitts zu. Es wird hier ein Ticflonlaulsprecher beschrieben mit sogenanntem indirektem Antrieb, bei dem die gesamte kinetische Energie besonders hoch ist, weil die Luft aus engen Spalten herausgetrieben werden muß. Dies wirkt sich wie eine unerwünschte Membranmassenerhöhung aus.

Die Membranen bestehen aus einem Material, das entweder durch Formgebung, z. B. durch Ausbildung von Rippen, Kalotten oder dergleichen oder durch p.inpn Auf Hip Mpmhranp wirUpnHpn Über- oder Unterdruck steifgehalten wird. Die Membrane soll eine so hohe Schallausbreitungsgeschwindigkeit besitzen, daß durch die Schallausbreitungsgeschwindigkeit im Membranenmaterial keine Resonanzfrequenzen im interessierenden Bereich auftreten können.

Eine zweckmäßige Ausfiihrungsform einer solchen Membrane besteht darin, daß die Membrane aus zwei Folien hergestellt wird, in die etwa kegel- oder kalottcnförmige Vertiefungen eingeprägt sind, wobei die Membranen so aufeinandergelegt und aneinander befestigt werden, daß Doppelkegel oder kugelähnliche Gebilde entstehen. Die Schallübertragungselemente sind durch diese Membranen geführt und beispielsweise mittels Klebstoff mit den Membranen verbunden. Die gleichmäßige Verteilung der Durchtrittsstellen der Schallübertragungselemenle erfolgt zweckmäßig so, daß die Abslände der Schallübertragungselemente voneinander und vom Rand der Membrane annähernd gleich groß gemacht werden. Die Membrane kann aus einem Kunststoffmaterial, z. B. einer Polycarbonalfolie bestehen, jedoch ist auch Metall, beispielsweise Aluminium als Membranmaterial brauchbar.

Die Schallübertragungselemente können aus Stäbchen bestehen, die auf Zug und Druck beansprucht werden oder aus Garnen, die nur auf Zug beansprucht werden, wobei die Spannung dieser Garne durch geeignete Mittel erfolgen kann, die später näher erläutert werden.

Für den Antrieb kann an sich ein beliebiger akustischer Antrieb z. B. ein aktives schwingendes Element eines Musikinstruments Verwendung finden, jedoch hat sich ein System bewährt, bei dem zwei etwa topfförmige, im Querschnitt E-förmige und gleichsinnig magnetisierte Elemente mit gleichnamigen Polen aufeinandergedrückt werden, wobei die Spule in den Raum zwischen den Mittelast des Magnets und seinem Ringteil eingesetzt wird und die Schallübertragungselemente durch Löcher in einem der Magnetteile nach außen geführt sind. Das sonst bei Einzelmagneten vorhandene Streufeld wird hier gänzlich vermieden und das sonst vorhandene Magnetfeld ist in die Spalte eingepreßt- Zusätzlich ist das seitliche Magnetfeld erheblich verringert weil es das Feld eines Quadropols ist, während es vorher das Feld eines Dipols war. Bekanntlich fällt das Feld eines Quadropols viel schneller mit zunehmender Entfernung ab als das Feld eines Dipols. Folglich ist die gesamte magnetische Energie des Streufeldes beim Quadropol wesentlich geringer.

Schließlich ist es rioclt zweckmüßig, wenn der elektromagnetische Antrieb an einen mit Stromgegenkupplung arbeitenden Verstärker angeschlossen ist. Die dadurch bewirkte Entdämpfung (ritt deshalb stark in Erscheinung, weil der Lautsprecher selbst praktisch dämpfungsfrei arbeitet. Ein Lautsprecher ist im allgemeinen in einem begrenzten Raum aufgestellt und erzeugt stehende Wellen. Dieser Vorgang wird als Raumakustik bezeichnet. Ein Lautsprecher ohne Dämpfung tritt in Wechselwirkung mit den stehenden Schallwellen im Raum, die er selbst erzeugt hat und paßt sich so an den Raüin an.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben, in der

F i g. 1 in einem Diagramm die Schallabstrahlung von einem Kugelstrahler und einem Zylinderstrahler zeigt.

F i g. 2 stellt schematisch einen gemäß der Erfindung aiisgphilrlptpn I .nutsnrerhpr dar.
F i g. 3 zeigt ein Einzelelement des Lautsprechers.

Fig.4 zeigt eine als Sattelfläche ausgebildete Reflektorwand eines Einzelelements dar.

F i g. 5 zeigt schematisch die Lage einer Membrane in ihrer Halterung.

F i g. 6 zeigt eine andere Ausführungsform der Membrane und ihrer Halterung.

Fig. 7 ist ein schematischer vertikaler Schnitt durch eine Schsllwand, die aus einem einzigen Band geformt ist.

F i g. 8 zeigt die Anordnung mehrerer Einzelelemente übereinander.

F i g. 9 zeigt eine spezielle Ausbildung eines Lautsprechers, bei dem zwei gemäß Fig. 2 ausgebildete Lautsprecher nebeneinander angeordnet und gemeinsam angetrieben werden.

F i g. 10 zeigt die Art der Umlenkung mehr im Detail.

Fig. 11 zeigt eine vereinfachte Art der Umleitung der Schallübertragungsstäbe.

Fig. 12 zeigt schematisch die Anordnung eines Magnetsystems für den Antrieb der Schallübertragungselemente, und

Fig. 13zeigt in perspektivischer,auseinanderpezogener Darstellung ein derartiges Antriebssystem.

Fig. 1 zeigt in einem Diagramm die Gesamtenergie, die in einer Kugelschale 10 bzw. in einem Zylindermantel 11 enthalten ist, und die in Abhängigkeit vom Abstand vom Kugelmittelpunkt bzw. von der Zylinderachse abgetragen ist, wobei der Abstand in Einheiten der Wellenlänge aufgetragen ist. Die Fläche zwischen der Abszissenachse und der gestrichelten Linie 12 gibt ein Maß für die akustische Energie, die sich ve . der Kugel bzw. dem Zylinder ausbreitet. Die Flächen zwischen dieser gestrichelten Linie 12 und den Kurven 10 bzw. 11 sind ein Maß für die um den Lautsprecher herum gespeicherte Energie, die nicht abgestrahlt wird und eine Belastung der Lautsprechermembrane darstellt Dieser Energiespeicher kommt dadurch zustande, daß der offene Raum Schallenergie ähnlich reflektiert, wie dies beispielsweise vom offenen Ende einer Orgelpfeife her bekannt ist Die beiden Kurven sind berechnet stellen jedoch eine sehr brauchbare Annäherung an die wirklichen Verhältnisse dar. Man sieht daß beim Zylinderstrahler die gespeicherte und für die Schaliabstrahlung nutzlose Energie wesentlich geringer ist als beim Kugelstrahlen

F i g. 2 zeigt nun schematisch den Aufbau eines Lautsprechers gemäß der Erfindung. Ein Magnetsystem 20 ist hier nur schematisch angedeutet und wird später

mehr im einzelnen erläutert. Dureh Bohrungen 21 in diesem Magnelsystem führen Schallübertragungssläbc 22 Und 23, an denen eine Spule 24 befestigt ist. Die Sehallübeftragungssläbe sind nun mil Membranen 25 fest verbunden, so daß sich alle Membranen des Lautsprechers gleichsinnig, angetrieben durch die Spule 24, nach oben und unten bewegen. Zwischen den ein/p'iien Membranen sind nun schallreflektierende Wä.idp 26 vorgesehen, die Durchbohrungen 27 aufweisen, die so bemessen sind, daß sich die Scliallübcrtra- ίο gungsstäbe ungehindert bewegen können. Die von der Oberseite der Membran ausgehende Schallencrgie wird von den starren, selbst nicht mitschwingenden reflektierenden Wänden 26 in der Figur nach rechts und die von der Unterseite der Membranen abgegebene Schallcner iä gie nach links abgestrahlt. Direkt oberhalb und unterhalb des Magnetsystems 20 sind horizontale Wände 28 vorgesehen und der Raum zwischen einer solchen horizontalen Wand und der zugehörigen Membrane wirkt wie der Raum einer Pumpe und drückt je nach Bewegungsrichtung der Mcmbruiic die in diesem Raum enthaltene Luft nach außen oder saugt von außen Luft an und trägt somit ebenfalls zur Schallabstrahlung bei.

Fig. 3 zeigt nun in schematischer Darstellung wie man sich ein solches Einzelelemenl vorstellen kann. Zwei Membranen 30 und 31 sind in Aussparungen der horizontalen Wände 32 und 33 angeordnet und jede dieser Membranen hat vier doppclkegelförmige Abschnitte, durch deren Spitzen die Übertragungsstäbe 34 führen. Eine Reflcxionswand 35 ist im Winkel von etwa 45 zu den horizontalen Wänden 32 und 33 angeordnet und weist Bohrungen 36 auf. durch die die .Schallübertragungsstabe 34 treten. Schallwände 37 und 38 aus selbst nicht mitschwingendem Material sind beiderseits eines j5 solchen Elements angeordnet und verhindern Interferenzen des nach vorne und nach rückwärts abgestrahlten Schalls.

Während nun in F i g. 3 eine etwa rechteckige Reflexionswand dargestellt ist, zeigt die Fig.4 eine andere Ausführungsform einer solchen reflektierenden Wand. Im Grundriß ist diese Reflexionswand quadratisch, v.'cbci im cbcrcn Tci! rwci hcr;7^M*°!° ^τΗ*:!γ^ο'-fen 40 und 41 zwei aneinanderstoßenden Seiten des Quadrats entsprechen, und mit einer oberen horizonta- -15 len. eine Membrane enthaltenden Wand verbunden sind, während die unteren Randstreifen 42 und 43 den beiden anderen Seiten des Quadrats entsprechen und mit einer horizontalen Wand verbunden sind, und eine darunterliegende, in der Figur jedoch nicht dargestellte horizontale Wand aufnehmen. Die Form der Reflexionswand entspricht nun einer Sattelfläche, d. h. die Randlinien 44 und 45 sind vertikale Linien, während ein Mittelstreifen 46 diagonal von einer Ecke des unteren Randes 42,43 zur gegenüberliegenden Ecke des oberen Randteils 40, 41 führt. Die dazwischenliegenden Flächenteile haben Gerade als Erzeugende, wobei der Abstand einer solchen erzeugenden Geraden 46 von zwei vertikal übereinanderliegenden Eckpunkten jeweils gleich ist. Im Mittelteil der Fläche sind Öffnungen w) 48 für den Durchtritt der Schallübertragungsstäbc dargestellt Die Schallwände 49 entsprechen den Schallwänden 37 der F i g. 3 und verlaufen, im Grundriß gesehen, längs einer Diagonale zu den den Grundriß bildendem Quadrat.

Fig. 5 zeigt nun die Anordnung einer Membrane in einer horizontalen Wand des Lautsprechers mehr im einzelnen. Die horizontale Wand 50 weist eine Öffnung 51 auf. in die eine Membrane 52 eingesetzt is(. Diese Membrane 52 ist in vier Abschnitte unterteilt und jeder dieser Abschnitte ist etwa in Form eines Doppelkegels ausgebildet, svobei an den Spitzen der Doppelkegel d. h. an den Stellen 53, die Schallübertragungsslnbe durch die Membrane geführt sind. Die Membrane ist über vier Doppelrandstreifen 54 längs der Linien 55 mit der Platte 50 verbunden. Diese Doppelslrcifen 54 bilder miteinander einen Winkel von etwa 90°, d.h. sie stellen ein entkoppeltes Gelenk dar, das eine Lagerung der Membrane 53 erlaubt, ohne daß Schwingungen an die Plane 50 übertragen werden. 56 ist eine Seitenwand, die sich mit ihren Abschnitten 57 und 58 in eine nur angedeutete Schallwand fortsetzt.

In Fig.6 ist nur sehr schematisch eine horizontale Wand 60 angedeutet, in der eine kreisförmige Membrane 61 gelagert ist. Diese kreisförmige Membrane einhält eine Reihe von Doppelkegeln 62, die längs des Umfanges angeordnet sind, sowie einen Mitlelkcgcl, der in der Mitte der kreisförmigen membrane iiegi. Die Doppelkegel 62 sind wieder mit Schallübertragungss'.äben 63 verbunden, die hier nur an ihren Durchlritlsslcl-(cn durch Punkte mit 63 angedeutet sind.

F i g. 7 zeigt nun eine Ausführungsform, bei der an Stelle von Reflexionswändcn und den die Membrane tragenden Platten nur eine einzige Wand 70 verwendet wird, die so gebogen ist, daß sie aus Abschnitten 71 besieht, die etwa einen Winkel von 45° sowohl mit den Membranen als auch mit den Schallübertragungssläbcn bilden und aus anderen Abschnitten 72, die nur wenig gegen die Membranebene geneigt sind und eine Aussparung zur Aufnahme der Membranen 73 bilden. Die Schallübcrtragungssiäbc 74 sind wie bei den vorstehenden Ausführungsformcn angeordnet. Diese Ausführungsform hai für die Herstellung den Vorteil, daß man mit einer einzigen aus einem Rand geformten Wand für die Schallrcfiexioncn und die Membranhallerung auskommt.

F i g. 8 zeigt nun eine Ausführungsform. bei der wie in F i g. 7 mehrere Membranen 80, 81 übereinander angeordnet sind, die durch Schallübertragungsstäbc 82 miteinander und mit der Spule 83 verbunden sind. Die Spiilr> hrivppi sirh im Feld eines Magneten 84 und wird durch Fäden 85 gehalten, die über Federn 86 mit dem nur schematisch angedeuteten Gehäuse 87 verbunden sind. Die Rcflexionswände 88 sind wieder mit Öffnungen 89 für den Durchtritt der Schallübcrtragungsstäbe 82 versehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Membranen selbst über einen kreisförmigen FaI/ 90 mit dem Gehäuse verbunden.

F i g. 9 zeigt eine Ausführungsform bei der zwei Lautsprechcrcinheitcn nebeneinander aufgebaut sind. Jede Hälfte dieses kombinierten Lautsprechers enthält vier übereinander angeordnete Membranen 91. die jeweils aus vier Doppelkonussen bestehen. Die Schallübertragungselemente bestehen bei dieser Ausführungsform aus Fäden 92, die auf einer endlosen Bahn geführt sind. Diese Fäden sind mit zwei magnetischen Antrieben 93 und 94 verbunden, beispielsweise mit den Spulen von Elektromagneten, sind dann durch die Membranen geführt und mit diesen verbunden und am oberen und unteren Ende werden diese Fäden umgelenkt und sind an den Umlenkstellen 95 mit Hallefäden 96 verbunden, die ihrerseits am Gehäuse verankert sind. Dadurch, daß als Schallübertragungselemente hier Fäden verwendet werden können, kann die Masse dieser Schallübertragungsefemente sehr gering gehalten werden, so daß die Gesamtmasse der

schwingenden Teile, nämlich die Membranen, die Schallübertragungselemente und das schwingende Element des akustischen Antriebs sehr klein ist. Zwischen übereinanderliegenden Membranen sind jeweils Reflexionswände 97 vorgesehen, wobei jedoch auf gleicher Höhe liegende Reflexionswände verschieden geneigt sein müssen, weil bei diesem speziellen Antrieb die iii gleicher Ebene liegenden Membranen gegensinnig bewegt werden. Wenn also die unter einer Reflexionswand 97 liegende Membrane nach oben bewegt wird und damit Druck nach oben ausübt, bewegt sich die in gleicher Höhe liegende Membrane nach unten und erzeugt darüber Unierdruck. Wenn die Schallabstrahlung einer Membrane also nach vorne erfolgt, dann muß die Sehallabstrahlung der auf gleicher Höhe liegenden anderen Membrane nach hinten erfolgen.

Fig. IO zeigt nun die Umlenkung der Schallübertragungselemente mehr im Detail. Die in dieser Figur schcmalisch angezeigte Führung der Schallüberlra- £ungsc!c!"cr!tc ksnn der Führun" dieser Elements entsprechen, wie sie im oberen Teil der Fig.9 dargestellt sind. An einem Gehäuse 100 sind Stützfaden ΙΟΙ angebracht, die an den Ecken 102 mit den Schallübertragungsfäden 103 verbunden sind. Die Richtung der Stützfäden 101 entspricht etwa der Winkelhalbierenden des Winkels, den der Schallübertragungsfaden an der Stelle 102 bildet.

Fig. Il zeigt nun eine spezielle Art einer einfachen Umlenkung von Schallübcrtragtingselcmenten. In einem Gehäuse 110 ist ein fadenförmiges Schallübertragungselemeni 111 an den Stellen 112 mehrmals umgelenkt und wird durch Stützfaden 113 am Gehäuse gehalten. Bei 114 sind an dein Einzelgarn mehrere als Schallübertragungselcmentc dienende Garne 115 befestigt, die fächerförmig auseinanderlaufen, an den Stellen 116 nochmals umgelenkt werden und dann in gerader Linie durch die Membrane 117 verlaufen und mit der Spule 118 verbunden sind, die im Feld eines Magneten 119 angeordnet ist. Diese Art der Anordnung dnr Schallübcrlragungselemente ist sehr rationell, weil keine Stäbe verwendet werden müssen, sondern die masseärmeren Fäden, die hier nur auf Zug beansprucht werden, die gleiche Funktiov srfüllen können.

Fig. 12 zeigt schematisch die Anordnung eines Magnetsystems für den Antrieb der.Schallübcrtragungsclemente und man sieht aus dieser Figur, daß das Magnetsystem aus einem Zentralpol 120, der unter Freifassung eines Spalts 122 von ringförmigen Magneten 123 und 124 umgeben ist, die so gepolt ist, daß sich gleichnamige Pole, im vorliegenden Beispiel die Nordpole, gegenüberliegen. Die äußeren Polschuhringe 125 und 126 sind massiv, während die inneren Polschtihringe 127 und 128 geschlitzt sind, so daß Fäden hindurchgefiihft werden können, die an die Spule 128 verankert sind und diese Spule im Spalt führen. Die

ίο Spannung der Fäden kann mittels einfacher Spanneinrichtungen 129 erfolgen. Die Spulenhalterung, die Fäden gegebenenfalls mit Federn sowie die Zentrierschrauben, die Schallübcrtragungselemente und die Spule bilden eine geschlossene Einheit, die eingesetzt wird, wenn die beiden Magiiethälften zusammengepreßt werden. Zweckmäßig können noch Zapfen und Führungslöcher vorgesehen werden, die beim Zusammenpressen der beiden Magnethälflen für eine Ausrichtung und eine stabile Lage sorgen.

2Q ρί CT₁ iß 2£!^σί eine sol^h** An^r>riinⁱⁱn^tT in npr^nplctivtscher Darstellung, wobei man sieht, daß der Zentralpol 130 mit Schlitzen 131 versehen ist, die Platz für die zur Halterung und Zentrierung der Spule 132 dienenden Fäden 133 schaffen. Die Magnete 134 und 135 sind so gepolt, wie es bei der Erläuterung der Fig. 12 angegeben ist. Die Spule 132 ist mit Schallübertragungsstäben 136 verbunden, die durch Öffnungen 137 treten und zu den Membranen führen. Die Fäden 133 werden mittels Spannvorrichtungen 138 gehalten, mittels derer die Spule zentriert und die Fäden unter Spannung gehalten werden können. Bei Anordnung mehrerer Membranen übereinander wird eine solche Magneteinheit zweckmäßigerweise an mittlerer Stelle angeordnet, so daß beispielsweise darüber und darunter je zwei oder

κ drei Membranen vorgesehen wtrden können.

All den hier beschriebenen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß die bewegten Teile, nämlich die Membranen, Schallübertragungselemente und Spulen eine möglichst geringe Masse haben und so miteinander

•40 verbunden sind, daß sie sich synchron als Einheit bewegen, während die ruhenden Teile, wie Reflexionswände, Halterungen für die Membranen :md das Gehäuse sowie daran angeschlossene Schallwände eine große Masse aufweisen. Durch dieses Prinzip wird ein

45' ausgezeichneter Wirkungsgrad und eine hervorragende Klangwiedergabe erzielt.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (24)

Patentansprüche:

1. Lautsprechersystem mit einem oder mehreren elektroakustischen Wandlern und mit einem Rahmen, in dem mehrere Membranen gelagert sind, wobei jede Membrane über mehrere Schallübertragungselemente mit dem Membranantrieb eines Wandlers verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Lautsprechersystem aus mehreren, in Richtung seiner Längserstreckung aneinandergereihten Abschnitten besteht, die jeweils eine zur Längserstreekung senkrecht angeordnete Membrane sowie eine im Winkel dazu verlaufende schallreflektierende Wand besitzen, wobei die Fläche der Membrane klein im Vergleich π zur Schallaustriitsfläche aus dem betreffenden Abschnitt ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranen in sich steif sind.

3. System nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet. daß die Steifigkeit der Membranen durch Formgebung erreicht wird.

4. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steifigkeit der Membranen durch Gasdruck erreicht wird.

5. System nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran aus einer Doppelfolie besteht, in der einer oder mehrere, gleichmaßig verteilt angeordnete Doppelkegel ausgebildet sind. jo

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Material fur die Membrane eine Polycarbonatfolie verwendet wird.

7. System nach einem der Ansprüche I bis 5. j5 dadurch gekennzeichnet, daß ai Material fur die Folie Aluminium verwendet wird.

8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schall Übertragungselemente, die den beweglichen Teil des ,10 elektromagnetischen Antriebs mit allen Membranen Verbinden, aus diinnen Stäben bestehen.

9. System nach Anspruch S. dadurch gekennzeich net. daß das Material der Stabe aus Grapbiifaser fcesteht. 4ΐ

10. System nach Ansprüche, oder 9. dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, gleichmäßig verleihe Stäbe verwendet werden.

11. System nach Anspruch 1 —7. dadurch gekenn icichnet. daß als Schalleitelemente biegsame, faden «rtige Elemente verwendet werden, die z. IJ. aus kevliir oder Cjraphiigarn bestehen.

12 System r.acK Anspruch II. dadurch gekenn tcichnel. daß die fadenarligen Schallubertragungstlcmcnic an ihrem, dem Abirieb abgewandten Ende ίί mittels elastischer Mittel am Gehäuse befestigt sind.

t i. System nach einem der Ansprüche 11 oder 12. dadurch gekennzeichnet, daß die fadenartigen f.lemcnte längs einer geschlossenen Hahn geführt lind, wobei Anfang und F nde dieser Elemente mit iem beweglichen Teil des akustischen Antriebs Verbunden sind und die Umlenkung der fadenarttgen Elemente mittels Abstützung erfolgt.

14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß alle Membranen längs einer Geraden angeordnet sind, daß die Membranen mit mehreren, gleichmäßig verteilten fadenarttgen Schallübcrtragungselementen verbunden sind, die übqr der obersten und unter der untersten Membrane kegelförmig zusammengeführt und mit einem einzigen fadenartigen Element verbunden sind, das den verbleibenden Teil der geschlossenen Bahn bildet.

15. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützungen aus Fäden besteht, die von der geschlossenen Bahn der fadenartigen Elemente nach außen geführt sind.

16. System nach Anspruch 13, dadurch £,.^kennzeichnet, daß die Abstützungen aus elastischen Stäbchen bestehen, die im Inneren der geschlossenen Bahn der fadenartigen Elemente abgestützt sind.

17. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallübertragungselemente oberhalb, unterhalb oder in der Ebene der Membranen abgestützt sind.

18. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Abstützstelle für ein Schallübertragungselement drei einen Winkel von etwa 120 miteinander bildende Abstützelemente ausgehen und mit ihren freien Enden am Rahmen befestigt sind.

19. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung einer Torsionsbewegung der Schallübertragungselemente und der damit gekoppelten Membranen um die Längsachse des Wandlers eine Abstützung vorgesehen ist. die aus einem beiderseits am Gehäuse elastisch verankerten Faden besteht, der mit wenigstens zwei Schalluberlragungselemenlen verbunden ist.

20. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt in der Ebene der Membrane mn einer Platte ausgestattet ist. die mit einer etwa der Form der Membrane entsprechenden Öffnung versehen ist. die eine senkrecht zur Plattenebene erfolgende Bewegung der Membrane zulaßt, diese Membrane jedoch mit engem Spalt umschließt.

21 System nach Anspruch 20. dadurch gekennzeichnet, dal! diese Platte an ^iUirem inneren der Membrane gegenüberliegenden Rand einen senkrecht zur Plattenebene verlaufenden Halsteil anweist.

22 System 'i.ich einem der vorhergehenden Ansprüche. d.Kiurch gekennzeichnet, dall die Mem brane über Gelenke mit der in der Ebene der Membrane liegenden Plane Jes Einzelelements verbunden ist. ivobei ilu-.e Gelenke aus zwei ■lncmanderschließcnden Streifen bestehen, die m.teinaiuler einen Winkel, beispielsweise einen Winkel von 40 bilden.

2 5 System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das An triebssvstem. das über die Sch.illubertragungsele inente auf die Membranen wirkt, jii einer mittleren Stellung so angeordnet ist. daß /11 beiden Seiten dieses Antriebs gleichviele Membranen liegen

24. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dali das elektromagnetische Membrananinebssyslcffl von einem mit Stromgcgcnkopplung arbeitenden Verstärker beschickt wird, wobei die Koppclimpulse von dem über die Membranen mit der die Membranen umgebenden Luft in Wechselwirkung stehen.