DE3622526A1 - Flexurally rigid plate, particularly calotte for a sound transducer - Google Patents

Abstract

In a plate (P) which, in particular, is suitable as loudspeaker calotte, the wall thickness (K) continuously initially increases from the inside towards the outer edge over half (R0/2) the plate radius and then decreases again. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine rotationssymmetrische, biegestei­ fe Platte, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a rotationally symmetrical, bending rigid fe plate, according to the preamble of claim 1.

Sie ist anwendbar als Membran oder Membranteil für Schall­ wandler, insbesondere Lautsprecher aller Art, z.B. als Ka­ lottenstrahler, für Druckkammersysteme, als Mittelteil eines Lautsprecherkonus oder einer -platte. Bei solchen Anwendun­ gen führen unerwünschte Partialschwingungen zu Verzerrungen bei den abgestrahlten Schallschwingungen.It can be used as a membrane or membrane part for sound transducers, especially loudspeakers of all kinds, e.g. as Ka solder spotlights, for pressure chamber systems, as a central part of a Speaker cone or plate. In such applications unwanted partial vibrations lead to distortions with the radiated sound vibrations.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Platte anzugeben, bei wel­ cher die Verzerrungen abgestrahlter Schallschwingungen gering sind gegenüber den Schwingungen ihres Antriebes.The object of the invention is to provide a plate in which the distortions of radiated sound vibrations are low are against the vibrations of their drive.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Platte mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This task is solved by the plate with the characteristics of claim 1. Advantageous further developments are in specified in the subclaims.

Die Erfindung beruht auf Berechnungen und Versuchen, die er­ geben haben, daß mit der gefundenen Bemessungsvorschrift gu­ te mechanische Eigenschaften einer Platte mit der Folge er­ zielt werden können, daß störende Partialschwingungen weit­ gehend vermieden werden. Um solche Partialschwingungen ein­ zudämmen, muß bei der Platte von innen nach außen ein be­ stimmter Verlauf der Biegesteifigkeit und des Flächenträg­ heitsmomentes eingehalten oder angenähert werden.The invention is based on calculations and tests that he have given that with the found guideline te mechanical properties of a plate with the result can be aimed at that disturbing partial vibrations far be avoided. To such partial vibrations to insulate, the panel must be a inside out correct course of the bending stiffness and the surface support moment are observed or approximated.

Anhand der Zeichnung wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Die Zeichnung zeigt eine Hälfte ei­ nes Radialschnittes durch eine Membran M, die an ihrem inne­ ren Rand mit einer Radialführung Rf (nicht zwingend) und ei­ nem elektromagnetischen Antrieb E versehen ist, der in Rich­ tung der Membranachse 1 wirkt. Die Membran M ist biegesteif, ringförmig, rotationssymmetrisch und konisch.A preferred embodiment of the invention will be explained with reference to the drawing. The drawing shows one half of a radial section through a membrane M , which is provided on its inner edge with a radial guide Rf (not mandatory) and an electromagnetic drive E , which acts in the direction of the membrane axis 1 . The membrane M is rigid, ring-shaped, rotationally symmetrical and conical.

Ihre in Richtung der Membranachse 1 gemessene Wandstärke ver­ ändert sich in Abhängigkeit von einer Radialkoordinate r, die im Zentrum der Membran M mit dem Wert r=0 beginnt und am äußeren Rand ihren Maximalwert r=R erreicht. Dort geht die Membran M in einen Randring Rr über, der biegeelastisch und ringförmig ist sowie die Gestalt einer Sicke aufweist. Des­ sen ebenfalls in Richtung der Membranachse 1 gemessene Wand­ stärke verringert sich in Richtung einer Abstandskoordinate s von s=0 ausgehend bis zum Außenrand. Der Randring Rr be­ sitzt an seinem Außenrand einen ringförmigen Fortsatz F, der zur Einspannung des Randringes und damit indirekt auch der Membran M dient.Your wall thickness measured in the direction of the membrane axis 1 changes depending on a radial coordinate r , which begins in the center of the membrane M with the value r = 0 and reaches its maximum value r = R at the outer edge. There, the membrane M merges into an edge ring Rr , which is flexible and annular and has the shape of a bead. The wall thickness also measured in the direction of the membrane axis 1 decreases in the direction of a distance coordinate s starting from s = 0 to the outer edge. The edge ring Rr sits on its outer edge an annular extension F , which serves to clamp the edge ring and thus indirectly the membrane M.

Innerhalb des inneren Randes des Membran M befindet sich nun eingeklebt eine rotationssymmetrische, biegesteife Platte P, die als Kalottenschwinger und Staubschutz für den Antrieb E dient. Die Wandstärke K dieser Platte P verändert sich in Abhängigkeit von der Radialkoordinate r, die in der Membran­ achse 1 mit dem Wert r=0 beginnt und für die Platte P bis zu dem Grenzwert r=R₀ läuft.A rotationally symmetrical, rigid plate P is now glued into the inner edge of the membrane M and serves as a spherical oscillator and dust protection for the drive E. The wall thickness K of this plate P changes depending on the radial coordinate r , which begins in the membrane axis 1 with the value r = 0 and runs for the plate P up to the limit value r = R ₀.

Bei r=R₀ sind die Membran M und die Platte P miteinander in nicht näher dargestellter Weise verklebt. Die Klebestelle wird Befestigungszone genannt. Ihre radiale Ausdehnung ist in der schematischen Figur als vernachlässigbar klein ange­ nommen worden.At r = R ₀ the membrane M and the plate P are glued together in a manner not shown. The glue point is called the fastening zone. Their radial extent has been assumed to be negligibly small in the schematic figure.

Die Bemessungsregeln für den Wandstärkeverlauf in Abhängig­ keit von der Radialkoordinate r sind in den Patentansprüchen 1 bis 3 angegeben.The design rules for the wall thickness curve depending on the radial coordinate r are given in claims 1 to 3.

Bei einer Platte mit den Merkmalen der Erfindung treten ra­ diale (nodale) Partialschwingungen nur noch vermindert auf. Die Platte schwingt daher in guter Annäherung wie ein star­ ker Kolben ohne freie Moden. Erzwungene (kreissymmetrische) Moden durch reversible Scherung bleiben aber möglich; diese sind unter starker Bedämpfung für eine gute Abstrahlcharak­ teristik erwünscht.In a plate with the features of the invention occur ra diale (nodal) partial vibrations only reduced to. The plate therefore swings in good approximation like a star ker piston without free modes. Forced (circularly symmetric) However, modes through reversible shear remain possible; these are under strong damping for a good radiation character teristics desired.

Damit ergibt sich eine gute mechanische Belastbarkeit, ein flacher Frequenzgang und ein geringes Klirren. Dies gilt auch, wenn die Platte flach ausgebildet ist.This results in good mechanical resilience flat frequency response and low clinking. this applies even if the plate is flat.

Die besten Eigenschaften werden erreicht, wenn der Wandstär­ keverlauf dem Anspruch 3 möglichst gut entspricht, vorzugs­ weise wenn der Toleranzbereich auf ± 10% reduziert ist.The best properties are achieved when the wall thickness keverlauf the claim 3 corresponds as well as possible wise if the tolerance range is reduced to ± 10%.

Claims (6)

1. Rotationssymmetrische, biegesteife Platte (P) für einen Schallwandler, die nahe ihrem Außenrand (r=R₀) einen An­ trieb (E) aufweist, der in Richtung der Plattenachse (1) wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß ihre in Richtung der Plattenachse (1) gemessene Wandstärke (K) von der Platten­ achse in Richtung einer Radialkoordinate (r), die senkrecht auf der Plattenachse (1) steht, zum Außenrand (r=R₀) hin zunächst bis über den halben (R₀/2) Plattenradius hinaus zu- und dann wieder abnimmt.1. rotationally symmetrical, rigid plate ( P ) for a sound transducer, which near its outer edge (r = R ₀) has a drive ( E ) which acts in the direction of the plate axis ( 1 ), characterized in that its in the direction of the plate axis ( 1 ) measured wall thickness ( K ) from the plate axis in the direction of a radial coordinate ( r ), which is perpendicular to the plate axis ( 1 ), towards the outer edge (r = R ₀) initially to over half (R ₀ / 2) Plate radius increases and then decreases again. 2. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Abnahme der Wandstärke (K) bis zu einer Befesti­ gungszone am Außenrand (r=R₀) stückweise einem stetigen Verlauf angenähert, vorzugsweise stetig ist.2. Plate according to claim 1, characterized in that the increase and decrease in the wall thickness ( K ) up to a fastening supply zone on the outer edge (r = R ₀) gradually approximates a continuous course, preferably continuously. 3. Platte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Wandstärke (K) vor Erreichen von 90% ihrer maxi­ malen (r=R₀) Radialkoordinate wieder abnimmt. 3. Plate according to claim 1 or 2, characterized in that its wall thickness ( K ) decreases before reaching 90% of its maxi paint (r = R ₀) radial coordinate again. 4. Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie aus homogenem Material besteht und die Materialdichte unabhängig von der Radialkoordinate (r) so­ weit konstant ist, wie es mit üblichen Produktionsmethoden möglich ist.4. Plate according to one of claims 1 to 3, characterized in that it consists of homogeneous material and the material density regardless of the radial coordinate ( r ) is as constant as possible with conventional production methods. 5. Platte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Materialdichte von einem Kernbereich ausgehend in beide Axialrichtungen (A, B) zunimmt.5. Plate according to one of the preceding claims, characterized in that the material density increases from a core area in both axial directions ( A , B ). 6. Platte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie aus einem geschäumten oder als Fach­ werk oder wabenförmig ausgebildeten Kern zwischen zwei Deckschichten besteht.6. Plate according to one of the preceding claims, characterized ge indicates that they are made from a foamed or as a compartment plant or honeycomb-shaped core between two Cover layers exist.