DE2922216A1 - Akustischer wandler - Google Patents

Description

2922218

1Α-2900

TADASHI SAWAFUJI Tokyo, Japan

Akustischer Wandler

90 9 8 49/0873

Die Erfindung betrifft einen verbesserten akustischen Wandler mit einem Diaphragma typ, bei dem die gesamte Oberfläche getrieben wird, für die Verwendung in Lautsprechern, Ohrmuscheln, Kopfhörern oder Mikrophonen.

Die US-PS 3 919 498 beschreibt einen akustischen Wandler mit einem Leiter und einem schwingungsfähigen, flachen Diaphragma, welches in einem magnetischen Feld angeordnet ist, das durch einen Permanentmagneten definiert ist. Bei einem Wandler dieses Typs ist das flache Diaphragma an dem gegenüberliegenden Magneten befestigt, und zwar an dessen gesamter Peripherie und an dessen Zentrum, und zwar mit Hilfe geeigneter Befestigungsorgane. Dieser Wandler hat den Nachteil, daß nicht die gesamte Fläche des Diaphragmas getrieben wird, so daß die Amplitude des Diaphragmas so gering ist, daß die Klangwiedergabe im niedrigen Lautstärkebereich nicht zufriedenstellend erfolgt.

Ferner ist ein akustischer Wandler bekannt, welcher ein gewelltes Diaphragma mit einer Anzahl von langgestreckten, rechteckigen Abschnitten aufweist. Ein Wandler dieses Typs hat den Nachteil, daß das Diaphragma nicht vibriert, während es partiell deformiert wird. Dies führt zu unechter Klangwiedergabe. Dieser Effekt beruht darauf, daß die mittleren Bereiche der flachen Abschnitte, welche einen Teil des gewellten Diaphragmas bilden, in einer der Richtungen der Schwingungen entgegengesetzten Richtung expandiert und deformiert werden, und zwar aufgrund des Luftwiderstandes und der Trägheit. Die so expandierten und deformierten Bereiche unterliegen in den unteren und oberen Grenzbereichen der Schwingungen einer Rückstellung oder Wiederherstellung aufgrund einer Abnahme des Luftwiderstandes und der Elastizität der flachen Bereiche.

909849/0873

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen akustischen Wandler zu schaffen, welcher von diesen Nachteilen frei ist. Erfindungsgemäß umfaßt das Diaphragma ein dünnes, gewelltes Folienbauteil, welches eine Anzahl von langgestreckten, gekrümmten Wellungen aufweist. Ferner sind auf den jeweiligen Trogbereichen der Wellungen Leiter ausgebildet, und zwar in Reihenbeziehung zu diesen. Permanentmagnete dienen der Erzeugung eines magnetischen Flusses in der sich senkrecht zu den Leitern der zugeordneten Trogbereiche erstreckenden Richtung. Diese Hagnet sind zwischen den jeweiligen Trogbereichen untergebracht, und beide Flächen eines jeden Seitenkantenbereichs des Diaphragmas werden durch Halteorgane gehalten, welche dehnbar und kontrahierbar sind, und zwar nur in der zum Diaphragma normalen Richtung. Mit einer solchen Anordnung kann man verhindern, daß das Diaphragma jegliche Deformation aufgrund des durch seine Schwingungen verursachten Luftdrucks und aufgrund der Trägheit erleidet. Zusätzlich kann man selbst bei partieller Deformierung des Diaphragmas sicherstellen, daß am Ende der Schwingungen keine Rückstellung der deformierten Bereiche eintritt. Die Expandlerbarkeit und Rückstellbarkeit (Kontrahierbarkeit) der Halteorgane ermöglicht es, die Amplitude des Diaphragmas zu steigern und eine gleichförmig gleichphasige Oszillation des Diaphragmas über seine gesamte Oberfläche zu erreichen. Somit erzielt man eine äußerst klangechte Wiedergabe im niederen Klangbereich und das zulässige Eingangssignal kann erhöht werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Expansionsdarstellung des Diaphragmas für den erfindungsgemäßen akustischen Wandler, wobei Teile weggeschnitten sind;

Fig. 2 eine Expansionsdarstellung eines weiteren Typs des Diaphragmas des erfindungsgemäßen akustischen Wandlers;

90 9 8 49/0873

Λ-

Fig. 3 eine Draufsicht des erfindungsgemäßen akustischen Wandlers, wobei Teile weggeschnitten sind;

Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 3, wobei Teile weggeschnitten sind;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie B-B der Fig.4;

Fig. 6 einen Schnitt einer weiteren AusfUhrungsform des erfindungsgemäßen akustischen Wandlers;

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie C-C der Fig.6;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine weitere AusfUhrungsform des erfindungsgemäßen Wandlers;

Flg. 9 einen Schnitt entlang der Linie D-D der Flg.8;

Fig.10 eine vergrößerte, perspektivische Explosionsdarstellung der Befestigungsorgane;

Fig.11 eine vergrößerte, perspektivische Explosionsdarstellung einer weiteren AusfUhrungsform der Befestigungsorgane ;

Fig.12 eine Partialfrontansicht der Positionsbeziehungen zwischen einem Diaphragma eines anderen Typs und dem Permanentmagneten; und

Fig. 13 eine Partialfrontansicht der Positionsbeziehungen zwischen der Position eines Diaphragmas eines weiteren Typs und dem Permanentmagneten.

Fig. 1 zeigt eine Expansionsdarstellung eines rechteckigen Diaphragmas für die Verwendung in einem Lautsprecher, d.h. in einer AusfUhrungsform des erfindungsgemäßen akustischen Wandlers. Das gezeigte Diaphragma umfaßt ein rechteckiges, dünnes Folienbauteil 1 aus einem synthetischen polymeren Material, z.B. aus Polyester, Polyäthylen, Polypropylen oder Nylon, mit der Dicke in der Größenordnung von 10 bis 100 Mikron. Dieses Polymermaterial unterliegt bei Zimmertemperatur einer geringeren Beanspruchung. Ferner kann das Diaphragmas aus einem Papiermaterial für Diaphragmen bestehen oder aus einer nichtmagnetischen Metallfolie, z.B. aus Titan

909849/0873

oder Aluminium, mit einer Dicke in der Größenordnung von 10 bis 100 Mikron und mit einer Isolierschicht auf der Oberfl! ehe, auf der die Leiter vorgesehen sind, wie nachfolgend beschrieben. Dieses dünne Folienbauteil 1 wird zunächst auf beiden Seiten mit mäander-förmigen Drahtstreifen versehen und dann in die gewünschte Form gebracht. Genauer gesprochen wird ein kontinuierlicher mäanderförmiger Drahtleiter 5 auf den Bereichen 3* und 4· der Oberfläche des dünnen Folienbauteils 1 ausgebildet. Das dünne Folienbauteil 1 weist Spitzenbereiche 3 und Trogbereiche 4 auf. Insgesamt werden bogenförmige (spitzbogenförmige) Wellungen 2 gebildet; ein ähnlicher Leiter 6 ist auf der Rückseite ausgebildet, jedoch mit einer anderen Teilungsphase. Ein Anschluß 5b am Leiterende 5a im Bereich 3', welcher einen Spitzenbereich der bogenförmigen Wellung 2 bildet, ist elektrisch über eine öse oder einen Durchgang 7 mit dem Ende 6b des Endbereichs 6a des Bereichs 4*, welcher in der bogenförmigen Wellung 2 einen Trogbereich bildet, verbunden. Auf diese Weise liegt der Leiter 5 in Reihe zum Leiter 6. Das dünne Folienbauteil 1 wird durch Faltung gewellt, derart, daß eine Anzahl von langgestreckten, gebogten Wellen 2 gebildet wird, welche als Diaphragma 8 dienen. Tonströme fließen durch die Leiter 5» 6 auf entsprechenden Trogbereichen 4 des Diaphragmas 8 in der gleichen Richtung und durch die Leiter 5, 6 in den auf die Trogbereiche folgenden, jeweiligen Spitzenbereichen 3 in entgegengesetzter Richtung. Wie weiter unten näher erläutert wird, werden die Leiter jedoch durch die Magnetflüsse der Permanentmagnete nicht beeinflußt oder beeinträchtigt. Ferner sind Zuleitungsdrähte 9 und 10 vorgesehen. Die Leiter 5 und 6 werden in bekannter Weise ausgebildet, z.B. durch Druckverfahren oder Abscheidungsverfahren. Es kann alternativ auch nur ein einziger der Leiter 5, 6 auf dem das Diaphragma bildenden, dünnen Folienbauteil 1 ausgebildet sein.

109849/0873

Fig. 2 zeigt eine Expansionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform des reckteckigen Diaphragmas für einen Lautsprecher gemäß vorliegender Erfindung. Dieses Diaphragma umfaßt ein dünnes Folienbauteil 1 aus einem Material ähnlich demjenigen des dünnen Folienbauteils 1 des Diaphragmas 8 gemäß Fig. 1. Das dünne Folienbauteil wird nach dem Aufbringen der mäanderförmigen Drahtleiter auf den beiden Oberflächen in die gewünschte Form gebracht. Ein kontinuierlicher, mäanderförmiger Drahtleiter 5 ist auf Bereichen 4^f der Oberfläche des dünnen Folienbauteils 1 ausgebildet, welche die Trogbereiche 4 in der gebogten Wellung 2 nach dem Formen des dünnen Folienbauteils 1 bilden. In ähnlicher Weise ist ein Leiter 6 auf der Rückseite des dünnen Folienbauteils ausgebildet, jedoch mit einer anderen Teilungsphase. Der Anschluß 5b am Ende 5a im Bereich 3'» welcher den Spitzenbereich der gebogten Wellung 2 bildet, ist elektrisch mit dem Anschluß 6b des Leiterendes 6a des Bereichs 4', welcher einen Trogbereich der gebogten Wellung 2 bildet, verbunden, und zwar durch eine öffnung oder öse hindurch oder auf andere Weise. Auf diese Weise ist der Leiter 5 mit dem Leiter 6 in Reihe geschaltet. Das so erhaltene, dünne Folienbauteil wird mit zweckentsprechenden Mitteln gewellt unter Bildung einer Anzahl von langgestreckten, gebogten Wellungen (spitzbogenförmig) 2 und dient sodann als Diaphragma 8a. Tonströme fließen durch die Leiter 5 und 6 der jeweiligen Trogbereiche 4 des Diaphragmas 8a in alternierend entgegengesetzter Richtung. Der Leiter 5a wird jedoch durch die Magnetflüsse der Permanentmagnete nicht beeinflußt oder beeinträchtigt, wie weiter unten erläutert wird. Ferner sind Zuleitungsdrähte 9 und 10 vorgesehen. Die Leiter 5 und 6 können auf bekannte Weise ausgebildet werden, z.B. durch Drucken oder durch Abscheidung. Es kann alternativ auch nur einer der beiden Leiter 5 oder 6 auf dem dünnen Folienbauteile 1 für das Diaphragma ausgebildet werden.

909849/0873

- 2822216

^ M-

Die Höhe der gebogten Wellungen 2 liegt bei diesen Diaphragmen in der Größenordnung von 5 bis 20 mm, und der Abstand zwischen benachbarten Trogbereichen 4 liegt in der Größenordnung von 5 bis 15 mm. Innerhalb eines Diaphragmas 8 oder 8a kann die Höhe der gebogten Wellungen 2 und der Abstand zwischen benachbarten Trogbereichen 4 jeweils gleichbleibend sein.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht eines Lautsprechers, wobei Teile weggeschnitten sind. Dabei handelt es sich um eine AusfUhrungsform des erfindungsgemäßen akustischen Wandlers. Fig.4 zeigt einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 3, wobei Teile weggebrochen sind, und Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie B-B der Fig. 4, wobei Teile weggeschnitten sind.

Ein Rahmenbauteil 11 für den Lautsprecher kann einstückig aus einem nihtmagnetischen Material, z.B. aus Aluminium, oder aus einem synthetischen Polymeren gebildet sein oder Teile desselben können durch zweckentsprechende Befestigungsmittel, z.B. Kleber oder Schrauben oder dergl., miteinander verbunden sein. Hit Hilfe zweckentsprechender Befestigungsmittel, z.B. Bindemittel, sind die Kantenbereiche 12 des Rahmenbauteils an den Innenflächen mit Zungen 13a und 14a versehen, welche nachgiebige Halteorganische 13 und 14 bilden. Diese sind in Längsrichtung gefaltet. Andere Zungenbereiche 13b des nachgiebigen oder federnden Haltebauteils 13 sind an Befestigungsbereichen 15 und 16 zu beiden Seiten des Diaphragmas 8 befestigt, z.B. durch einen Kleber. Beide Endflächen, welche sich senkrecht zu den gebogten Wellungen 2 des Diaphragmas 8 erstrecken, sind entlang ihrer Länge mit L-förmigen Halteorganen 17 und 18 versehen, und zwar durch einen Kleber. Diese Halteorgane bestehen aus leichtem, nichtmagnetischem Material, z.B. aus Aluminium oder Titan. Sie sind derart dünn; sie unterliegen jedoch keinen Deformationen aufgrund der

§09849/0873

Schwingungen des Diaphragmas 8. Die unteren Zungenbereiche 14b des anderen Paars von nachgiebigen oder federnden Halteelementen 14 sind an den oberen Flächen der vorspringenden Platten 19 und 20 befestigt, und zwar durch einen Kleber. Obere Zungenbereiche 21aund 22a von gefalteten, nachgiebigen Haltelementen 21 und 22, welche aus dem gleichen Material bestehen und die gleiche Gestalt haben wie nachgiebigen oder federnden Haltelemente 13 und 14, sind an den hinteren Flächen der Haltebereiche 15, 16 und der Halteplatten 17, 18 für das Diaphragma 8 befestigt, und zwar mit einem Kleber. Untere Zungenbereiche 21b und 22b der federnden oder nachgiebigen Halteorgane 21 und 22 sind ebenfalls,z.B. durch einen Kleber, mit den oberen Flächen von Halterahmen 23 verbunden. Letztere sind durch Schrauben an den unteren Innenperipherien der Seitenwandungen 11a des Rahmens 11 befestigt. Die Länge der federnden oder nachgiebigen Halteelemente 13» 14 ist gleich der Breite der Haltebereiche 15, 16 für das Diaphragma 8 und die Länge der anderen federnden oder nachgiebigen Halteorgane 13, 14 ist gleich der Länge der vorstehenden Platten 19» 20 der Halteorgane 17, 18. Die Verbindungsbereiche an den Enden der nachgiebigen oder federnden Halteorgane 13, 14 und 21, 22, welche miteinander verbunden sind, sollten frei von Hohlräumen sein.

Als Material für diese gefalteten, nachgiebigen oder federnden Halteorgane 13» 14, 21, 22 kann man Japanpapier verwenden oder Tuch oder Faservlies mit einer Dicke in der Größenordnung von 10 bis 70 Mikron und mit einer Imprägnierung mit Silikonkautschuklack. Vorzugsweise verwendet man Jedoch eine dünne Platte aus metallischem Titan mit einer Dicke von etwa 10 bis 50 Mikron oder eine Kunststoffolie mit einer Dicke von etwa 10 bis 200 Mikron aus z.B. Polyester, Polypropylen, Polyäthylen oder Nylon oder dergl., da diese Materialien hinsichtlich Verarbeitbarkeit, Beständigkeit und Rückstellver-

909849/0873

mögen ausgezeichnete Eigenschaften haben. Zum Zusammenbau und zur Herstellung der nachgiebigen Halteorgane 13» 14, 21 und 22 ist es bevorzugt, die oberen vorstehenden Platten 19, 20 an die Haltebereiche an beiden Seiten des Diaphragmas anstoßen zu lassen (so daß sie mit diesen fluchten oder in diese übergehen).

Haltestangen 24, 25 aus z.B. Aluminium oder einem synthetischen Polymeren sind mit Schrauben an beiden Seiten der unteren Enden der Seitenwandungen 11a des Rahmens 11 befestigt und erstrecken sich senkrecht zu den gebogten Wellungen 2 des Diaphragmas 8. Eine Anzahl von Hagnethalterungsstangen 27 aus z.B. Aluminium, einem synthetischen Polymeren oder einem ähnlichen Material ist in vorbestimmten Intervallen 26 (Zwischenräume 26) auf den Haltestangen 24 und 25 angeordnet und durch Schrauben an diesen befestigt. Hit Hilfe von Schrauben oder mit Hilfe eines Klebers ist ein stabförmiger Permanentmagnet oder eine Vielzahl von stabförmigen Permanentmagneten 28, z.B. aus Ferrit, auf den jeweiligen Magnethaltestangen 27 befestigt, und zwar zwischen benachbarten Trogbereichen 4. Die Permanentmagnete 28 haben eine Länge, welche der Länge des Diaphragmas zwischen benachbarten Trogbereichen 4 gleich oder im wesentlichen gleich ist. Die Leiter 5, 6 an jedem Trogbereich 4 sind sodann im mittleren Bereich oder in dem im wesentlichen mittleren Bereich zwischen den Permanentmagneten angeordnet, und die Permanentmagnete 28 sind derart angeordnet, daß sie magnetische Flüsse dazwischen in gleicher Richtung erzeugen. Genauer gesprochen sind die Permanentmagnete 28 derart magnetisiert, daß sie jeweils auf einer Seite gleiche Polarität aufweisen und auf der entgegengesetzten Seite die entgegengesetzte Polarität. Es sollte bemerkt werden, daß diese Permanentmagnete 28 vorzugsweise nahe den Trogbereichen 4 angeordnet sind, und zwar so nahe wie möglich bei diesen, ohne daß sie jedoch in Kontakt mit dem

909849/0873

Diaphragma 8 gelangen, wenn dieses sich In maximaler Schwingung befindet.

Im Falle der Verwendung des Diaphragmas 8a gemäß Fig. 2 ist es erforderlich, die Permanentmagnete auf beiden Seiten eines Jeden Trogbereichs 4 derart anzuordnen, daß sie alternierend magnetische Flüsse in entgegengesetzten Richtungen erzeugen, da die Tonströme alternierend durch die Leiter 5 und 6 der einzelnen Trogbereiche 4 in entgegengesetzten Richtungen fließen.

Die Beaufschlagung der Zuleitungen 9 und 10 des Lautsprechers der vorliegenden Erfindung mit Tonströmen führt dazu, dass das Diaphragma 8 über seine gesamte Fläche vibriert, und zwar aufgrund der Tonströme, welche durch die Leiter 5, 6 in jedem Trogbereich 4 fließen, und aufgrund der magnetischen Flüsse, welche durch die Permanentmagnete 28 gebildet werden. Die Schwingung erfolgt gemäß der Fleming·sehen Linke-Hand-Regel.

Da das Diaphragma 8 eine Vielzahl von gebogten Wellen umfaßt, die durch Wellung des dünnen Folienbauteils gebildet werden, und da die gesamte Peripherie des Diaphragmas 8 von beiden Seiten her durch nachgiebige oder federnde oder elastische Halteorgane 13, 14, 21 und 22 gehalten sind, welche durch Faltung gekröpft sind, verursacht das Diaphragma 8 keine seitlichen Schwingungen. Somit erhält man eine Klangwiedergabe, welche frei von jeglichen Verzerrungen ist. Zusätzlich wird hierdurch sichergestellt, daß das Diaphragma 8 über seine gesamte Fläche gleichförmig und mit gleicher Phase vibriert, so daß nan eine hohe Klangechtheit der Wiedergabe erzielt, und zwar insbesondere in Bezug auf den tiefen Klangbereich bei großer Amplitude, und daß es zu partiellen Deformationen des Diaphragmas 8 durch Trägheitskräfte und durch den durch die vertikalen Schwingungen des Diaphragmas 8 erzeugten Luftdruck kommt. Es kommt vielmehr zu einer partiellen Deforma-

9 09849/0873

tion des Diaphragmas 8, z.B. zu einer Rückstellung der deformierten Bereiche aufgrund einer Verringerung des Luftwiderstands und der Elastizität des Diaphragmas in den unteren und oberen Grenzhereichen der Schwingungen. Der durch das Diaphragma 8 erzeugte Ton liegt in Form einer ebenen Welle vor und hat somit mehr oder weniger Richtwirkung. Die Tonwelle wird daher über relativ große Entfernungen nur gering gedämpft. Da ferner das Innere des Rahmenbauteils 11 durch das Diaphragma 8, die federnden oder nachgiebigen Halteorgane 13t 14, 21 und 22 und die Halteplatten 17, 18 in zwei Bereiche unterteilt ist und da keine Verbindung zwischen der Vorderseite des Diaphragmas und der Rückseite des Diaphragmas besteht, erreicht der an der Rückseite des Diaphragmas erzeugte Ton nicht die Vorderseite des Diaphragmas im Rahmenbauteil 11. Daher wird keine Verzerrung in die Tonwiedergabe eingeführt. Da darüberhinaus der Lautsprecher eine Dicke von 20 bis 50 mm aufweist, kann er leicht an der Decke oder an einer Wand befestigt werden. Zusätzlich kann dieser Lautsprecher leicht in einem Radio untergebracht werden oder in ähnlichen Geräten, ohne daß großdimensionierte Lautsprecherboxen für tiefe Töne erforderlich sind, welche bisher benötigt wurden.

Im folgenden wird auf Fig. 6 Bezug genommen, welche eine abgewandelte Ausführung des erfindungsgemäßen Wandlers zeigt. Fig. 7 zeigt einen Schnitt gemäß Linie C-C der Fig. 6. Der in den Fig. 6 und 7 gezeigte Lautsprecher hat eine erhöhte Effizienz oder einen erhöhten Wirkungsgrad der Tonwiedergabe. Er umfaßt das Diaphragma 8 gemäß dem Lautsprecher der Fig. 4 und 5. Dabei sind jedoch zusätzliche Permanentmagnete 35 vorgesehen, deren magnetische Flüsse auf die Leiter 5, 6 einwirken, welche in den Spitzenbereichen 8 der spitzbogenförmigen Wellungen 2 vorliegen, so daß das Diaphragma 8 intensiv getrieben wird.

0 9849/Q873

Beide Randbereiche 12 erstrecken sich senkrecht in Bezug auf die gebogten Wellungen 2. Sie sind mit Hilfe von Schrauben mit Halterungen 31» 32 versehen, welche ihrerseits auf ihren Unterseiten Magnethalterungen 33» 34 tragen, und zwar zwischen den Jeweiligen Spitzenbereichen der gebogten Wellungen 2 des Diaphragmas 8. Die Enden der stabförmigen Permanentmagnete 35 sind an den Magnethalterungen 33» 34 befestigt, z.B. durch Schrauben, einen Kleber oder dergl., derart, daß die Leiter 5, 6 in jedem Spitzenbereich 3 der gebogten Wellungen 2 des Diaphragmas 8 in der Mitte zwischen den Permanentmagneten liegen oder im wesentlichen im mittleren Bereich zwischen benachbarten Permanentmagneten 35. Die Pole der Permanentmagneten 35 sollten gemäß der Fleming'sehen Linke-Hand-Regel derart ausgerichtet sind, daß die Diaphragma-Antriebskräfte der Leiter 5, 6 konstant sind und daß die Antriebskräfte der Leiter 5, 6 der Trogbereiche 4, welche durch die unteren Permanentmagnete 28 Zustandekommen, in gleicher Richtung auf das Diaphragma 8 einwirken. Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die oberen Permanentmagnete 35 mit entgegengesetzter Polarität zu den unteren Magneten 28 angeordnet, so daß die Antriebskräfte der Leiter 5, 6 in den Spitzenbereichen und in den Trogbereichen 3» 4 der gebogten Wellungen 2 in gleicher Richtung wirken.

Diejenigen Bauteile, welche die gleichen Bezugszeichen tragen, wie bei den in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsformen, werden nicht nochmals beschrieben. Der beschriebene Lautsprecher hat nicht nur die zahlreichen Vorteile des Lautsprechers gemäß den Fig. 4 und 5» sondern einen zusätzlichen Vorteil, da nämlich das Diaphragma 8 ebenfalls durch die Leiter 5» 6 in den Spitzenbereichen 3 der gebogten Wellungen getrieben wird, und zwar durch die Permanentmagnete 35» welche über dem Diaphragma 8 angeordnet sind, so daß der Wirkungsgrad der Tonwiedergabe erhöht wird.

909849/0873

Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wandlers. Fig. 9 zeigt einen Schnitt entlang der . Linie D-D der Fig. 8, und die Fig. 10 und 11 zeigen perspektivische Exposionsdarstellungen von zwei verschiedenen Typen von Befestigungsorganen. Der in den Fig. und 9 gezeigte Lautsprecher ist derart aufgebaut, daß der rückwärtige Widerstand des Diaphragmas 8 verringert wird, daß das Diaphragma 8 an einer Resonanz mit dem Rahmenbauteil 11, welches als Befestigungsbauteil dient, gehindert wird sowie an einer Resonanz mit den die Magnete tragenden Stangen 27 und mit den Permanentmagneten 28. Ferner werden etwaige subharmonische Verzerrungen eliminiert. Dies gelingt durch die Anordnung von vorstehenden Bauteilen 41, welche einen Abstand zu den Innenflächen der gebogten Wellungen 2 aufweisen und sich über die Länge der oberen Flächen der Permanentmagnete 28 erstrecken, welche gemäß den Fig. 4 und 5 im Lautsprecher angeordnet sind. Hierdurch erzielt man eine Klangwiedergabe hoher Qualität.

Die vorspringenden Bauteile 41 können aus nichtmagnetischem Material, z.B. aus Aluminium, oder aus einem synthetischen Polymeren bestehen, und sie haben eine Gestalt, welche im Querschnitt der Gestalt der gebogten Wellungen 2 des Diaphragmas ähnlich ist. Die Gestalt ist somit analog einer halbelliptischen oder halbkreisförmigen Gestalt oder analog einer Dreiecksgestalt. Die vorspringenden Bauteile 41 sind mit Hilfe eines Klebers an den oberen Flächen der unteren Permanentmagnete 28 des Diaphragmas 8 über deren Gesamtlänge befestigt. Befestigungskörper 42 sind vorgesehen, welche aus einem dünnen Material bestehen, z.B. aus einem nichtmagnetischen Metall, wie Aluminium oder Titan. Diese Befestigungskörper 42 weisen obere Bereiche auf, welche derart geformt sind, daß sie der Gestalt der vorstehenden Bauteile 41 angepaßt sind. Sie umschließen im Inneren die vorstehenden Bau-

909849/0873

teile 41, die Permanentmagnete 28 sowie die Magnethaltestangen 27. Vorsprünge 44 sind an beiden Seitenkanten der offenen Bereiche 43 der Befestigungskörper 42 vorgesehen. Diese werden in Durchgänge 46 einer Befestigungsplatte 43 aus einem zweckentsprechenden Material eingeführt und die Befestigungsplatte 43 wird in der richtigen Stelle fixiert, indem man die vorstehenden Bereiche 44 nach außen umbiegt, derart, daß das vorstehende Bauteil 41, der Permanentmagnet 28 und die Magnethaltestange 27 miteinander verbunden sind. Eine vorherige Auftragung eines Klebers auf die Innenfläche des Befestigungskörpers 42 führt zu einer Erhöhung der Festigkeit der Befestigung. Wenn man von einer Vielzahl von vorstehenden Bauteilen 41 Gebrauch macht, welche mit dem Permanentmagneten 28 verbunden sind, so ist es bevorzugt, daß der Befestigungskörper 42 im Verbindungsbereich dieser Bauteile vorgesehen ist. Vorzugsweise sollte der Abstand zwischen den vorstehenden Bauteilen und den Innenflächen der gebogten Wellungen 2 so klein wie möglich sein, mit der Maßgabe, daß die gebogten Wellungen 2 der Membran 8 nicht in Berührung mit den Befestigungskörpern 42 kommen.

Die Beschreibung derjenigen Bauteile, welche in identischer Ausbildung in der in den Fig. 4 und 5 gezeigten AusfUhrungsform auftreten, wird ausgelassen. Der beschriebene Lautsprecher zeigt nicht nur die zahlreichen Vorteile des Lautsprechers gemäß den Fig. 4 und 5, sondern auch den zusätzlichen Vorteil, daß der rückwärtige Widerstand des Diaphragmas 8 herabgesetzt ist, so daß eine Resonanz des Diaphragmas 8 mit den Befestigungsorganen verhindert wird. Ferner wird die Ausbildung einer subharmonischen Verzerrung verhindert. Man erhält daher eine hochqualitative Klangwiedergabe. Dies geschieht durch Anordnung der vorstehenden Bauteile 41, welche sich über die gesamte Länge der Permanentmagneten 28 erstrecken, derart, daß sie einen bestimmten Abstand 27 von den Innenflächen der gebogten Wellungen 2 aufweisen.

809849/0873

2922218

Unter Bezugnahme auf die Flg. 11 soll nun eine weitere Art der Befestigung der vorstehenden Bauteile beschrieben werden. In diesem Falle sind Befestigungskörper 51 aus dünnem, nichtmagnetischem Material, z.B. Aluminium oder Titan, vorgesehen, welche im Inneren jeweils den Permanentmagneten 28 und die Magnethalterungsstange 27 über ihre gesamte Länge fest umschließen. Nuten 53 sind an der Außenseite des oberen Bereichs 52 des Befestigungskörpers 51 ausgebildet, und zwar über die gesamte Länge zu beiden Seiten. Vorstehende Bauteile 54 sind aus einem dünnen, plattenförmigen, nichtmagnetischen Material gebildet, welches bereits oben erwähnt wurde. Diese Bauteile haben eine Querschnittsgestalt, welche der Gestalt der gebogten Wellungen 2 des Diaphragmas 8 ähnlich ist, d.h. ähnlich einer Halbellipse, einem Halbkreis oder einem Dreieck (Bogendreieck). Dieser vorstehende Körper 54 ist mit Abstand zu den Innenflächen der gebogten Wellen 2 angeordnet. Die unteren Ränder sind zu beiden Seiten des vorspringenden Körpers einwärts gebogen und bilden ein Paar gefalteter Ränder 55, welche ihrerseits in die Nuten 53 eingeschoben werden. Dies hat zur Folge, daß die vorstehenden Körper 54 jeweils am Befestigungskörper 51 befestigt sind und daß der Permanentmagnet 28 an der Magnethalterungsstange fixiert wird. Ein Lautsprecher mit einem vorstehenden Bereich 54, welcher sich über die Gesamtfläche des Permanentmagneten 28 erstreckt, hat ähnliche Vorteile wie der Lautsprecher gemäß den Fig. 8 und 9.

Im folgenden wird auf die Fig. 12 und 13 Bezug genommen, welche die Positionsbeziehung zwischen dem Diaphragma 8a, der Magnethalterungsstangen 27 und den Permanentmagneten 68 zeigt, und zwar für den Fall der Verwendung eines Diaphragmas 8a gemäß Fig. 2. In den Spitzenbereichen der gebogten Wellen des Diaphragmas 8a sind keine Leiter vorgesehen, durch die der Tonstrom fließen kann. Die Tonströme fließen alternierend durch die Leiter 5, 6 in den jeweiligen Trogbereich, und zwar

30*$43/08*3

in entgegengesetzter Richtimg. Somit ist es erforderlich, daß die Permanentmagnete 68 auf den Magnethaltestangen 27 mit ihren Nord- und Südpolen derart angeordnet sind, daß die erzeugten magnetischen Flüsse alternierend entgegengesetzte Richtung aufweisen. Es kann z.B. jeweils eine nichtmagnetische, dünne Platte 68 vorgesehen sein, welche aus Aluminium, Kupfer oder einem synthetischen Polymeren besteht, über diese Platte sind die stabförmigen Permanentmagnete 68a und 68b mit Hilfe eines Klebers miteinander verbunden, derart, daß abwechselnd die Nordpole und die Südpole einander gegenüberliegen. Die so erhaltenen beiden stabförmigen Magnete 68 sind derart angeordnet, daß ihre Verbindungsflächen sich in Längsrichtung oder in seitlicher Richtung erstrecken. Somit sind Magnete mit Bindeflächen, welche N-Pol-Charakter haben, und mit Bindeflächen, welche S-Pol-Charakter haben, alternierend auf den Magnetbefestigungsstangen 27 angeordnet. Ein solcher Lautsprecher mit einem Diaphragma 8a und Permanentmagneten 68 hat ähnliche Vorteile wie der Lautsprecher gemäß den Fig. 4 und 5. Die Kombination des Diaphragmas 8a und der Permanentmagnete 68 kann auch in den Lautsprechern gemäß den Fig. 6 und 7 oder gemäß den Fig. 8 und 9 vorgesehen sein, und zwar anstelle der Kombination des Diaphragmas 8 und des Permanentmagneten 28.

Allgemein kann das gewählte Diaphragma aus einzelnen, bogenförmigen Bereichen bestehen. Diese können halbelliptische Gestalt haben, wie in den Fig. 12 und 13 gezeigt, oder aber Spitzbogengestalt, wobei zwei gekrümmte Seitenwandungen am oberen Ende spitz zusammenlaufen, oder aber auch Halbkreisgestalt oder Dreiecksgestalt oder dergl. Die unteren Enden der Seitenwände benachbarter Bogen laufen spitz zusammen und bilden die Tröge.

909849/0873

Leerseite

Claims (11)

1. -/T- 2322218

   Patentansprüche

   1 J Akustischer Wandler, gekennzeichnet durch ein rechteckiges, dünnes, gewelltes Folienbauteil, welches eine Anzahl von langgestreckten, gebogten Wellungen aufweist, wobei Leiter in Reihenbeziehung auf einer oder auf beiden Flächen eines jeden Trogbereichs und eines jeden Spitzenbereichs benachbarter, gebogter Wellen vorgesehen sind, derart, daß Tonströme durch die Leiter in jedem Trogbereich in gleicher Richtung fließen, jedoch durch die Leiter in jedem Spitzenbereich in entgegengesetzter Richtung zum Stromfluß durch die Leiter in den Trogbereich fließen, und wobei stabartige Permanentmagnete, welche sich senkrecht zu den Leitern erstrecken, an jedem Trogbereich angeordnet sind und einen magnetischen Fluß in gleicher Richtung erzeugen und sich im wesentlichen über die gesamte Länge zwischen benachbarten Trogbereichen erstrecken, und wobei beide Flächen einer jeden Seitenkante des Diaphragmas durch Halteorgane gehalten sind, welche nur in der zum Diaphragma senkrechten Richtung expandierbar und kontrahierbar sind.
2. 2. Akustischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß.zwischen benachbarten Spitzenbereichen über im wesentlichen die gesamte Länge zusätzliche, stabartige Permanentmagnete angeordnet sind, welche sich senkrecht zu den Leitern der Spitzenbereiche der gebogten Wellungen erstrekken und magnetische Flüsse in einer Richtung erzeugen, welche der Richtung der Flüsse der stabartigen Permanentmagnete zwischen benachbarten Trogbereichen entgegengesetzt ist.
3. 3. Akustischer Wandler, gekennzeichnet durch ein rechteckiges, dünnes, gewelltes Folienbauteil mit einer Anzahl von langgestreckten, gebogten Wellungen, wobei Leiter in Reihenbeziehung auf einer oder auf beiden Flächen eines jeden

   Trogbereichs benachbarter, gebogter Wellungen angeordnet sind» derart, daß Tonströme durch die Leiter alternierend in entgegengesetzter Richtung fließen, und wobei stabartige Permanentmagnete sich senkrecht zu den Leitern an jedem Trogbereich erstrecken, und wobei diese Permanentmagnete magnetische Flüsse erzeugen, welche alternierend entgegengesetzte Richtung aufweisen, und wobei diese Permanentmagnete sich über im wesentlichen die gesamte Länge zwischen benachbarten Trogbereichen erstrecken, und wobei beide Flächen einer jeden Seitenkante des Diaphragmas durch Halteorgane gehalten sind, welche nur in der zum Diaphragma senkrechten Richtung expandierbar und kontrahierbar sind.
4. 4. Akustischer Wandler nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die stabartigen Permanentmagnete über eine Zwischenschicht aus nichtmagnetischem Material miteinander verbunden sind, so daß ihre S-PoIe und ihre N-PoIe einander gegenüberliegen und zwei Arten von stabartigen Permanentmagneten gebildet sind, deren Verbindungsflächen sich in Longitudinalrichtung oder in Lateralrichtung erstrecken, und wobei die Permanentmagnete mit Verbindungsflächen von N-PoI-Charakter und die Permanentmagnete mit Verbindungsflächen von S-Pol-Charakter alternierend angeordnet sind und sich im wesentlichen über die gesamte Länge benachbarter Trogbereiche des Diaphragmas erstrecken.
5. 5. Akustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Halteplatten mit beiden Endflächen des Diaphragmas fest verbunden sind, welche sich senkrecht zu den gebogten Wellungen erstrecken, wobei beide Flächen eines vorspringenden Bereichs der Halteplatten und beide Flächen eines Haltebereichs zu beiden Seiten des Diaphragmas, welche parallel zu den gebogten Wellungen verlaufen, durch Halteorgane unterstützt sind, welche in Längsrich-

   909849/0873

   tung gefaltet oder gekröpft sind und nur In der zum Diaphragma senkrechten Richtung expandierbar und kontrahierbar sind.
6. 6. Akustischer Wandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatten aus einem dünnen, nichtmagnetischen Material, insbesondere einer dünnen Aluminiumplatte oder einer dünnen Titanplatte, bestehen und durch die Schwingungen des Diaphragmas nicht deformierbar sind.
7. 7. Akustischer Wandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatten aus einem faserartigen, flächigen Material bestehen, insbesondere aus Japanpapier, Tuch oder Faservlies, mit einer Dicke in der Größenordnung von 10 bis 70 Mikron und mit einer Silikonkautschukimprägnierung oder aus einer dünnen, metallischen Titanplatte mit einer Dicke in der Größenordnung von 10 bis 50 Mikron oder aus einer synthetischen Polymerfolie mit einer Dicke von etwa 10 bis 200 Mikron, Insbesondere aus Polyester, Polypropylen, Polyäthylen oder Nylon.
8. 8. Akustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß vorspringende Bauteile über die gesamte Länge auf den oberen Flächen der stabartigen Permanentmagnete zwischen benachbarten Trogbereichen des Diaphragmas angeordnet sind und einen Querschnitt aufweisen, der dem Querschnitt der gebogten Wellungen ähnlich ist oder analog einer halbelliptischen, halbkreisförmigen oder dreieckförmigen Konfiguration, und einen Abstand zu den Innenflächen der gebogten Wellungen aufweisen.
9. 9. Akustischer Wandler nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Befestigungskörper, deren Innenfläche der Gestalt der vorstehenden Körper angepaßt ist, in ihrem Inneren die vorstehenden Körper, die stabartigen Permanentmagnet und die

   9098A9/0873

   Magnethaltestangen umschließen und vorspringende Bereiche an beiden Seitenkanten aufweisen, welche in fensterartige Durchgänge in Befestigungsplatten eingesetzt sind und durch Umbiegen nach außen festgelegt sind.
10. 10. Akustischer Wandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Bndkanten zu beiden Seiten des vorspringenden Bauteils jeweils einwärtsgebogen sind, und wobei die Befestigungskörper jeweils den stabartigen Permanentmagneten und die MagnethalterungsBtangen über ihre gesamte Länge umschließen und nach außen offene Nuten aufweisen, welche sich über die gesamte Länge zu beiden Seiten eines offenen Bereichs auf der Oberseite der Anordnung erstrecken, und wobei die umgebogenen Bereiche der vorstehenden Bauteile in die Nuten eingeschoben sind und an den Befestigungskörpern befestigt sind.
11. 11. Akustischer Wandler nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringenden Bauteile, die Befestigungskörper und die Befestigungsplatten aus einem nichtmagnetischen Material, insbesondere aus einem synthetischen Polymeren, aus Aluminium oder metallischem Titan, bestehen.

    909849/0873