DE3744614A1 - Lautsprecherkombination - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lautsprecherkombination, die mehrere koaxial angeordnete Membranen umfaßt.

Eine derartige Lautsprecherkombination oder ein Koaxial­ lautsprecher ist in der Lage, Schallwellen über einen wei­ ten Frequenzbereich wiederzugeben, der von niederen Fre­ quenzen bis zu höheren Frequenzen reicht, wobei die Laut­ sprecherkombination mit mehreren Membranen versehen ist, die koaxial angeordnet sind und wobei jede Membran zur Wiedergabe eines anderen Frequenzbereiches dient. Die Er­ findung bezieht sich insbesondere auf eine Lautsprecher­ kombination, die ohne Schwierigkeit in einem dünnen Kon­ struktionsaufbau ausgeführt werden kann.

Lautsprecherkombinationen dieser Art, insbesondere mecha­ nische Zweiweglautsprecher, sind aufgebaut worden, wie es beispielsweise in der japanischen Patent-Offenlegungs­ schrift Nr. 59-1 49 799 beschrieben ist.

Der durch diese Veröffentlichung bekannte Stand der Tech­ nik wird unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben.

Das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine flache Membran oder ein Diaphragma für einen niedrigen Frequenzbereich und ist aufgebaut aus einem Kern 11, der sandwichartig zwi­ schen einem oberen Mantelmaterial 12 und einem unteren Mantelmaterial 13 eingebettet ist, die sich entsprechend auf der oberen Oberfläche bzw. der unteren Oberfläche des Kerns 11 befinden.

Der Kern 11 ist aus Materialien wie Honigwaben- oder Hart­ schaumharz hergestellt. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine konische Membran (oder ein konisches Diaphragma) für mittlere und hohe Frequenzbereiche, und das Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Rand, der die flache Membran 1 mit der konusförmigen Membran 2 verbindet. Das Bezugszeichen 4 be­ zeichnet eine mittlere oder zentrierende Abschlußkappe.

Zu bemerken ist, daß die konische Membran 2, die Kante oder der Rand 3, die mittlere Abschlußkappe 4 und die fla­ che Membran 1 aus dem oberen Mantelmaterial 12 in einstückigem Aufbau hergestellt sind. Die Materialien, die für das Mantelmaterial 12 verwendet werden, sind solche, die hohe Duktilität besitzen, wie z.B. Aluminium- und Kunst­ stoff-Folien, die gute Ziehbarkeit aufweisen, damit die konische Membran 2 leicht und dünn ausgebildet werden kann.

Materialien mit guter mechanischer Festigkeit wie Duralu­ minium, faserverstärkte Kunststoffe usw. werden für das untere Mantelmaterial 13 verwendet. Die konische Membran 2, die Kante oder der Rand 3 und die mittlere Abschlußkappe 4, die einstückig aufgebaut sind, sind relativ dünn aus­ gebildet. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet einen Ansteuer- oder Erregerkonus, der koaxial mit der flachen Membran 1 angeordnet ist und die flache Membran 1 ansteuern soll. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Spulenkörper, um den eine Schwingspule 7 gewickelt ist.

Das Bezugszeichen 8 bezeichnet einen magnetischen Kreis, der einen Magnet 81, eine obere Platte 82 und ein Joch 83 umfaßt. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet einen Rahmen, das Bezugszeichen 10 a einen Rand oder eine Kante, und das Be­ zugszeichen 10 b bezeichnet eine Dämpfungseinrichtung oder Schalldämpfer.

Im folgenden wird beschrieben, wie die Lautsprecher zusam­ mengebaut werden. Die flache Membran 1 ist an dem äußeren Umfang ihres oberen Mantelmaterials 12 über den Rand oder die Kante 10 a an dem Rahmen 9 befestigt, und der äußere Umfang des Ansteuer- oder Erregerkonus 5 ist an dem unte­ ren Mantelmaterial 13 befestigt. An dem unteren Abschnitt der konusförmigen Membran 2 ist der Spulenkörper 6 mit dem koaxial um ihn herum angeordneten Ansteuer- oder Erre­ gerkonus 5 befestigt, und der Spulenkörper 6 ist über die Dämpfungseinrichtung oder den Schalldämpfer 10 b an dem Rahmen 9 befestigt. Die Schwingspule 7 ist innerhalb eines Magnetspaltes angeordnet, der von der oberen Platte 82 und dem Joch 83 gebildet wird. Wenn Sprechstrom durch die Schwingspule 7 fließt, schwingt die Schwingspule 7 ent­ sprechend dem Sprechstrom; dadurch schwingt die konusför­ mige Membran 2 für mittlere und hohe Frequenzbereiche über den Spulenkörper 6, während gleichzeitig die flache Mem­ bran 1 für niedrigen Frequenzbereich durch den Ansteuer- oder Erregerkonus 5 erregt wird und schwingt.

Lautsprecher, die in der letzten Zeit in elektrischen Heim­ geräten oder Fahrzeugen installiert wurden, sollten einen dünnen Aufbau aufweisen, weil der Raum begrenzt ist. Bei den vorstehend beschriebenen bekannten Lautsprecherkombi­ nationen wurde ihr erforderlicher dünner Aufbau dadurch erreicht, daß die Höhe des Ansteuer- oder Erregerkonus so gering wie möglich ausgelegt wurde. Bei den vorstehend beschriebenen bekannten Lautsprecherkombinationen verur­ sacht jedoch das Verringern der Höhe des Ansteuer- oder Erregerkonus 5, daß der vertikale Halbwinkel, der von der Wand des Ansteuer- oder Erregerkonus 5 und der Seitenwand des Spulenkörpers 6 gebildet wird, sehr groß wird und daß der Verbindungsabschnitt, an dem der Ansteuer- oder Erre­ gerkonus 5 mit dem Spulenkörper 6 verklebt oder pastiert wird, an Steifigkeit verliert. Deshalb wurde es schwierig, Verschlechterung der Lautsprechercharakteristiken zu ver­ meiden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nach­ teil zu beseitigen und eine Lautsprecherkombination zu schaffen, deren Aufbau dünn ist und die stabile Lautspre­ chercharakteristiken über einen weiten Frequenzbereich aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Lautsprecherkombina­ tion, wie sie im Anspruch 1 angegeben ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben.

Eine Lautsprecherkombination gemäß der vorliegenden Er­ findung ist koaxial angeordnet und mit mehreren Membra­ nen versehen, von denen jede für einen anderen Frequenz­ bereich vorgesehen ist und in diesem arbeitet, und die Lautsprecherkombination ist dadurch gekennzeichnet, daß um eine konusförmige Membran herum, die auf einen mittle­ ren Frequenzbereich anspricht, entlang des Umfangs ein stufenartiger Abschnitt zum Verkleben oder Pastieren vor­ gesehen ist und daß eine flache oder ebene Membran, die auf einen niedrigen Frequenzbereich anspricht, auf diesen stufenförmigen Abschnitt zum Verkleben oder Pastieren aufgeklebt oder pastiert ist.

Durch die vorliegende Erfindung wird die Ausführung eines dünnen Aufbaues möglich, wobei stabile Lautsprechercha­ rakteristiken über einen weiten Frequenzbereich beibehal­ ten werden. Demzufolge gestattet der dünne Aufbau den Einbau der Lautsprecherkombination auch an engen Plätzen mit geringer Tiefe. Auf diese Weise liefert der Aufbau gemäß der Erfindung Lautsprecher, die für elektrische Heim- oder Haushaltsgeräte und für elektrische Gerä­ te in Fahrzeugen äußerst vorteilhaft sind. Weiterhin wird dank des Konstruktionsaufbaues, bei dem die flache oder ebene,auf den niederen Frequenzbereich ansprechende Membran mittels der konischen Membran, die auf den mitt­ leren Frequenzbereich anspricht, angetrieben wird (wobei die konische Membran mit einem stufenförmigen Abschnitt zum Verkleben oder Pastieren um ihre äußere Umfangskante herum versehen ist) der Ansteuer- oder Erregerkonus zum Antreiben der flachen oder ebenen Membran überflüssig, so daß sich die Anzahl der Teile verringert, wobei gleich­ zeitig das Gewicht der schwingenden Teile verringert wird. Aus diesem Grund sind die Lautsprechercharakteristiken viel besser als diejenigen herkömmlicher Lautsprecher, insbesondere werden gute Schalldruckcharakteristiken er­ halten.

Im folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispie­ le näher erläutert, wobei auf die Zeichnungen bezug ge­ nommen wird.

In den Zeichnungen zeigen die Fig. 1 bis 5 Darstellungen zur Erläuterung einer ersten Ausführungsform einer Lautsprecherkombination ge­ mäß der Erfindung, wobei

Fig. 1 eine Querschnittsansicht zeigt,

Fig. 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht des rele­ vanten Abschnittes zeigt,

Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht des Teiles A in Fig. 1 zeigt,

Fig. 4 eine vergrößerte Querschnittsansicht des Teiles B in Fig. 1 zeigt und

Fig. 5 eine Darstellung der Lautsprechercharakteristi­ ken zeigt,

Fig. 6 eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausfüh­ rungsform einer Lautsprecherkombination gemäß der vorliegenden Erfindung und

Fig. 7 und 8 eine dritte Ausführungsform einer Laut­ sprecherkombination gemäß der vorliegenden Er­ findung, wobei insbesondere Querschnittsansich­ ten zur Erläuterung des Verfahrens zum Befesti­ gen oder Verkleben einer ebenen Membran mit einer konusförmigen Membran dargestellt sind, und

Fig. 9 eine Querschnittsansicht einer Lautsprecherkom­ bination gemäß dem Stand der Technik.

Im folgenden wird eine erste Ausführungsform einer Laut­ sprecherkombination gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 beschrieben. Gleiche Teile wie bei der bekannten Lautsprecherkombination, die in Fig. 9 dargestellt ist, haben die gleichen Bezugszei­ chen erhalten, und sie werden nicht nochmals detailliert beschrieben.

Bei der Lautsprecherkombination in dieser Ausführungs­ form der Erfindung sind in koaxialer Anordnung eine fla­ che oder ebene Membran 1, die auf niedrige Frequenzen an­ spricht, in der äußersten Stellung, dann eine konusförmi­ ge Membran 2, die auf mittlere Frequenzen anspricht, in der mittleren Stellung und schließlich eine mittlere Ab­ schlußkappe 41 mit einem Unter- oder Nebenkonus 41 a in der am meisten innen gelegenen Stellung vorgesehen. Für ein gutes Ansprechen auf die verschiedenen Frequenzen (einen guten Frequenzgang) ist es wünschenswert, die flache oder ebene Membran 1 so auszulegen, daß ihr inne­ rer Durchmesser 50 bis 80% ihres äußeren Durchmessers be­ trägt, wenn sowohl die innere Kontur als auch die äußere Kontur der flachen oder ebenen Membran kreisförmig sein sollen.

Die vorgenannte flache oder ebene Membran kann von einem Typ sein, bei dem ein Kern 11 und Mantelmaterialien 12 und 13 aus leichten Kunststoff-Folien oder auch auf her­ kömmliche Arten ausgebildet sind. Weiterhin müssen ihre innere Kontur und ihre äußere Kontur nicht nur auf einen Kreis beschränkt werden, sie können auch von im wesent­ lichen rechtförmiger oder ellipsenförmiger Gestalt sein. Die konusförmige Membran 2 ist in Übereinstimmung mit der inneren Kontur der flachen oder ebenen Membran beispiels­ weise ein Kegelstumpf oder ein Zylinder mit abgeflachtem Konus, um den herum entlang des Umfangs ein stufenförmi­ ger Abschnitt zum Verkleben oder Pastieren vorgesehen ist, der aus einem vertikalen Abschnitt 21 a, der sich in der gleichen Richtung, wie die Schwingspule schwingt, er­ streckt, und einem horizontalen Abschnitt 21 b besteht, der rechtwinklig zu dem vertikalen Abschnitt verläuft.

Der vertikale Abschnitt 21 a bedeckt den Umfangsabschnitt 1 a der flachen oder ebenen Membran 1, um die akustische Wirkung zu verbessern. Der horizontale Abschnitt 21 b ist ringförmig mit einer Verstärkungsrille 21 c versehen, de­ ren Querschnitt im wesentlichen V-förmig ist. Der stufen­ förmige Abschnitt 21 zum Verkleben oder Pastieren ist mit dem inneren Umfang 1 a der flachen oder ebenen Membran 1 und der unteren Oberfläche 13 a des inneren Umfangsbereichs 1 a durch Klebemittel verklebt, wie es aus Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlich ist. Außerdem können, wenn der Lautspre­ cher so aufgebaut ist, daß der Knotenpunkt der flachen oder ebenen Membran 1 innerhalb des horizontalen Abschnit­ tes 21 b gelegen ist, gute Lautsprechercharakteristiken erhalten werden.

Das Bezugszeichen 21 d bezeichnet die am weitesten außen gelegene Umfangskante des Lautsprechers. Wenn die flache oder ebene Membran 1 elliptisch ausgebildet werden soll, werden die Niederfrequenz-Lautsprechercharakteristiken verbessert, wenn der innere Umfang der konusförmigen Mem­ bran 2 als Kreis ausgebildet wird und die konusförmige Membran 2 in Richtung auf ihren äußeren Umfang in eine Ellipse übergehen gelassen wird. Weiterhin ist die konusförmige Membran 2 relativ nahe an der flachen oder ebenen Membran 1, wie es aus Fig. 1 und Fig. 3 ersicht­ lich ist, mit einem Loch 22 versehen, durch das eine Litzenschnur 92 gesteckt ist, die ihrerseits wiederum mit einer Anschlußklemme 91 verbunden ist, die auf einem Rah­ men 9 vorgesehen ist. Die Litzenschnur 92 ist dann mit einer Zuleitung 71 einer Schwingspule 7 oben auf der ko­ nusförmigen Membran 2 mittels Lötzinn P verbunden, und der gelötete Abschnitt ist an der konusförmigen Membran 2 mit Klebemittel befestigt.

Die Litzenschnur 92 ist durch die Wand der Verstärkungs­ rille 21 c des stufenförmigen Abschnittes zum Verkleben oder Pastieren geführt, und der hindurchgeführte Abschnitt ist mit einem Klebmittel verbunden. Wenn die konusförmi­ ge Membran 2, die auf mittlere Frequenzen anspricht, schwingt,beeinträchtigt die Litzenschnur 92 nicht die Schwingung der Wand der Verstärkungsrille 21 c. Die Ver­ stärkungsrille 21 c kann mit einem ausgeschnittenen Ab­ schnitt versehen werden, durch den die Litzenschnur so hindurchreicht, daß sich die Rille 21 c und die Litzen­ schnur 92 nicht miteinander berühren.

Die mittlere Abschlußkappe 41 und der Spulenkörper 6 sind so aufgebaut, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Die mittlere Kappe 41 ist mit einem Passungsabschnitt 41 b versehen, an den der Spulenkörper 6 mit Druck zur sicheren Verbin­ dung angepaßt ist, nachdem auf die Kappe ein Klebemittel S aufgebracht worden ist. Dann ist der innere Umfang 82 a einer oberen Platte 82 in einem magnetischen Kreis 8 in Richtung auf einen Magneten 81 gebogen, wodurch ein mag­ netischer Spalt entsteht, der näher an einer Basisplatte 83 a eines Joches 83 angeordnet ist als bei herkömmlichen Lautsprechern. Die so aufgebaute Lautsprecherkombination hat die Eigenschaft, daß die flache oder ebene Membran, die an dem am weitesten außen gelegenen Umfang angeordnet ist, durch den Spulenkörper 6 mittels der konischen Mem­ bran 2, die auf mittlere Frequenzen anspricht, angetrie­ ben wird. Mit anderen Worten, die Lautsprecherkombination gemäß der vorliegenden Erfindung ist von einem Typ, bei dem ein separater Ansteuer- oder Erregerkonus zum aus­ schließlichen Antreiben der flachen oder ebenen Membran 1 weggelassen ist. Aus diesem Grunde ist es einfach, die Dicke der Lautsprecherkombination zu verringern, und dar­ überhinaus werden Lautsprechercharakteristiken erhalten, die äquivalent oder sogar besser als diejenigen herkömm­ licher Lautsprecher über einen weiten Frequenzbereich sind, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist.

Im folgenden wird eine zweite Ausführungsform einer Laut­ sprecherkombination gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben.

Gleiche Teile haben die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 3 erhalten, und ihre detaillierte Beschrei­ bung ist der Vereinfachung wegen weggelassen. Eine mitt­ lere oder zentrierende Abschlußkappe 42 ist aus leichten, harten und dünnen Materialien wie beispielsweise Alumi­ nium hergestellt und ist in einer kuppelartigen Form aus­ gebildet, so daß sie auch als eine Membran arbeitet, die auf hohe Frequenzen anspricht, wodurch ein Unter- oder Nebenkonus 41 a für hohe Frequenzen (wie er in Fig. 1 vorgesehen ist) weggelassen werden kann.

Es wird nun eine dritte Ausführungsform einer Lautspre­ cherkombination gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 beschrieben.

Der stufenförmige Abschnitt zum Verkleben oder Pastieren 121 an der Umfangskante einer konischen Membran 102, die auf mittlere Frequenzen anspricht und ähnlich der konus­ förmigen Membran 2 in der ersten Ausführungsform ist, ist in der Richtung der verlängerten konischen Oberfläche angeformt, und eine flache oder ebene Membran 101 für niedrige Frequenzen ist auch in einer konischen Form aus­ gebildet, deren vertikaler Winkel der gleiche ist wie derjenige des vorgenannten konischen Abschnittes.

Die Membranen in einem derartigen Aufbau können leicht nach dem folgenden Verfahren hergestellt werden. Eine ringförmige flache oder ebene Membran 101 wird aus einem Blatt- oder Plattenmaterial durch Stanzen oder ein ähn­ liches Verfahren ähnlich wie eine Membran 1 in der ersten Ausführungsform hergestellt. Der innere Durchmesser dieser ebenen oder flachen Membran 101 wird im wesentlichen gleich demjenigen des vertikalen Abschnittes 121 a des stufenförmigen Abschnittes 121 zum Verkleben oder Pastie­ ren der konischen Membran 102 ausgewählt, wie es aus Fig. 7 ersichtlich ist, und der äußere Durchmesser der Membran 101 wird im wesentlichen gleich der am weitesten außen gelegenen Kante 121 d des stufenförmigen Abschnit­ tes 121 zum Verkleben oder Pastieren gewählt.

Als nächstes wird die flache oder ebene Membran 101 mit der vorstehend beschriebenen Form über dem stufenförmi­ gen Abschnitt 121 zum Verkleben oder Pastieren der konus­ förmigen Membran 102 angeordnet, wie es aus Fig. 7 er­ sichtlich ist, während gleichzeitig Klebmittel zwischen diese Glieder gebracht wird. Dann wird die flache oder ebene Membran 101 an den stufenförmigen Abschnitt 121 zum Verkleben oder Pastieren gedrückt (in Richtung nach unten, wie es aus Fig. 7 ersichtlich ist) und wird ent­ lang der geneigten Oberfläche des stufenförmigen Abschnit­ tes 121 zum Verkleben oder Pastieren deformiert. Danach ist die flache oder ebene Membran mit dem Umfang 121 a, dem im wesentlichen horizontalen Abschnitt 121 b und der am weitesten außen gelegenen Umfangskante 121 d verbunden, wie es in Fig. 8 dargestellt ist.

Die so eingebaute flache oder ebene Membran 101 wird dann auf eine (nicht gezeigte) Lautsprecherkante montiert, um die Membrananordnung zu vervollständigen.

Bei der so aufgebauten Membrananordnung bildet die Rich­ tung, in der die flache oder ebene Membran 101 und die konusförmige Membran 102 liegen, einen Winkel R in bezug auf eine Achse, in der die Schwingspule 107 schwingt. Auf diese Weise wird die Kraft, die die Neigung hat, den ver­ klebten Bereich zwischen diesen zwei Membranen aufgrund der Bewegung der konusförmigen Membran 102 abzuschälen, verringert. Deshalb sind die flache oder ebene Membran 101 und die konusförmige Membran 102 in der Lage, besser einstückig integriert miteinander zu schwingen, als es bei den beiden vorher beschriebenen Ausführungsformen der Fall war. Hierdurch ergibt sich ein weiterer flacher Frequenzgang. Der bevorzugte Winkel für R beträgt etwa 15 bis 20 Grad.

Claims (3)

1. Lautsprecherkombination, die mehrere koaxial angeordnete Membranen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß ein stufenförmiger Abschnitt (21; 121) zum Verkleben oder Pastieren am äußeren Umfang einer konischen Membran (2; 102), die auf mittlere Frequenzen anspricht, umlaufend vorgesehen ist, wobei diese konische Membran kegelstumpfartig ausgebildet ist und mit einem Spulenkörper (6) verbunden ist, und eine flache oder ebene Mem­ bran (1; 101), die auf niedere Frequenzen an­ spricht, auf den stufenförmigen Abschnitt (21; 121) zum Verkleben oder Pastieren aufgeklebt ist.

2. Lautsprecherkombination nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die flache oder ebene Membran (101) auf der verlängerten Phantomlinie der konischen Ober­ fläche der konischen Membran (102) angeordnet ist.

3. Lautsprecherkombination nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine V-förmige Rille (21 c; 121 c) zur Ver­ stärkung etwa im Mittelbereich des stufenförmi­ gen Abschnittes (21; 121) zum Verkleben oder Pastieren ausgebildet ist, die auf die untere Oberfläche der flachen oder ebenen Membran (1; 101) geklebt ist.