EP4247004A1 - Loudspeaker - Google Patents

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EP4247004A1
EP4247004A1 EP22161940.6A EP22161940A EP4247004A1 EP 4247004 A1 EP4247004 A1 EP 4247004A1 EP 22161940 A EP22161940 A EP 22161940A EP 4247004 A1 EP4247004 A1 EP 4247004A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
membrane
loudspeaker
supporting structure
voice coil
contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22161940.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Manfred Diestertich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audio Physic GmbH
Original Assignee
Audio Physic GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Audio Physic GmbH filed Critical Audio Physic GmbH
Priority to EP22161940.6A priority Critical patent/EP4247004A1/en
Publication of EP4247004A1 publication Critical patent/EP4247004A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/12—Non-planar diaphragms or cones
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    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/06—Loudspeakers

Definitions

  • the invention relates to a loudspeaker which has a loudspeaker basket with an edge, at least one magnet, a membrane and a voice coil.
  • the voice coil and the membrane are coupled to one another, in particular connected.
  • the membrane extends from the voice coil, which can be arranged in the middle of the loudspeaker basket, to the edge of the loudspeaker basket.
  • the membrane can be caused to vibrate by means of the voice coil and the at least one magnet in order to produce a sound.
  • the coupling between the membrane and the voice coil can take place directly, for example by attaching the membrane to the voice coil.
  • an indirect connection is also possible, in which the membrane is attached to a component and the voice coil is attached to the same component.
  • a coupling can be understood to mean that movements, in particular deflections, of the voice coil are at least partially transmitted to the membrane.
  • a very critical component of a loudspeaker is the membrane.
  • the membrane In a theoretical ideal loudspeaker, the membrane would have a very high strength or rigidity, but would have no weight so that it can be vibrated as easily as possible.
  • a high level of rigidity is necessary so that the vibration of the membrane creates corresponding waves in the air, which can be recorded by humans as sounds. This goal is particularly pursued in the high-end area of loudspeaker construction, but is not achievable for physical reasons.
  • flat membranes which, for example, have a higher stability via a honeycomb structure and themselves have a flat shape.
  • An example of a stiffened flat membrane is from the AT 414 199 B known, in which stiffening ribs are formed in the membrane.
  • the invention is therefore based on the object of creating a loudspeaker with a membrane which has a high level of rigidity and a low weight.
  • the loudspeaker according to the invention is further developed in that a supporting structure is provided, which extends from a contact area of the membrane with the edge of the loudspeaker basket to the voice coil and is in supporting contact with the membrane. Furthermore, it is provided that the supporting structure is firmly coupled or connected to the membrane in the contact area at least every 2 cm, preferably at least every 1 cm, advantageously at least every 0.5 cm. In a round design of a loudspeaker with a diameter of approximately 100 mm, there is a connection or coupling at least every 22.5°, in particular at least every 11.25°, preferably at least every 5.625°.
  • this design allows the use of a very thin membrane, which therefore has an extremely low weight.
  • the stability of the membrane is created by a separate supporting structure. This extends from the voice coil to a contact area of the membrane with the edge of the loudspeaker basket.
  • Loudspeakers with their loudspeaker baskets are usually designed in such a way that they have a circular or circular-like receptacle for the membrane.
  • the voice coil which is used to excite the membrane and is therefore connected to it, is often arranged in the center of this circle.
  • the supporting structure according to the invention extends from the voice coil to the edge area of the loudspeaker basket, to which the membrane is connected. In addition, it is in supporting contact with the membrane. This gives the membrane rigidity. To form the supporting contact, it can also be provided to connect the membrane to the supporting structure, for example by gluing, ultrasonic welding or similar connection methods.
  • the membrane can have any shape. However, it is preferred if it is flat.
  • the supporting structure can be designed in any way. However, it is advantageous if it has arms which extend from the voice coil to the contact area. These arms are preferably radial or radiate from the area the voice coil is formed starting in the direction of the contact area. Any number of arms can be used here, and it has been found that sufficient stability of the membrane can be achieved if at least three arms, preferably five arms, more advantageously seven or more arms, are provided.
  • an arm can be designed similar to a branch, which extends from the area of the voice coil in the direction of the contact area on the edge of the loudspeaker basket and branches off, so that there are several individual lower arms of a main arm on the loudspeaker basket or its edge.
  • a branch which extends from the area of the voice coil in the direction of the contact area on the edge of the loudspeaker basket and branches off, so that there are several individual lower arms of a main arm on the loudspeaker basket or its edge.
  • one arm branches into two, three or four forearms. It is also possible that the arm is continued and only forms additional side arms.
  • contact-enlarging areas are formed on the supporting structure, which are in contact with the surface of the membrane, in particular are connected to the membrane.
  • These contact-enlarging areas can, for example, be radial or star-shaped structures emanating from a center, which ensure that there is not only point contact with the membrane.
  • the focus can be on the arms or forearms.
  • stiffeners between the individual arms. These can, for example, extend in the form of concentric circles around the voice coil arranged in the center or its attachment.
  • the supporting structure is a truss-like three-dimensional structure.
  • Three-dimensional in this context can mean that the supporting structure extends not only in the plane of the membrane, which is the first defines two dimensions, but also perpendicular to them. In other words, this creates a framework that can be designed similarly to a truss.
  • the supporting structure preferably extends at least 5% of the diameter of the loudspeaker in the 3 dimension.
  • the supporting structure can be connected to the voice coil in any way. It is advantageous if it has a center ring into which the voice coil is fitted or to which it is connected or coupled. On the one hand, this allows very good contact to be established between the voice coil and the supporting structure, so that the forces applied by the voice coil to the membrane or supporting structure are well transmitted. This also means that the supporting structure itself is stimulated by the voice coil and not necessarily the membrane alone, so that the corresponding movement can be transferred to the membrane much better. In a version with a center ring, the membrane can also be connected to this. A direct connection to the voice coil is then not necessary as the coupling occurs via the center ring.
  • an increase in the surface area of the supporting structure is provided in the area of contact of the supporting structure with the contact area.
  • This surface enlargement has a similar purpose to the previously described contact enlarging areas. This ensures that there is not only a small point contact between the supporting structures and the membrane in the contact area with the edge of the loudspeaker basket, but also a sufficient area to achieve a good connection, which is also suitable for transmitting forces.
  • the supporting structure can be provided on the side of the membrane facing the loudspeaker basket and on the side of the membrane facing away from the loudspeaker basket. However, it is also possible to have the supporting structure on both the to provide the side of the membrane facing the loudspeaker basket as well as the side of the membrane facing away from the loudspeaker basket. Basically, an analysis of the invention has shown that it is not essential for the sound quality on which side the supporting structure is provided. However, if it is provided on the side of the membrane facing the loudspeaker basket, it is better protected during operation because it lies within the loudspeaker basket. On the other hand, however, if it is provided outside the loudspeaker basket on the side of the membrane opposite it, there is the advantage that no spatial limits need to be taken into account when dimensioning the supporting structure.
  • a supporting structure can also be provided between two membranes. Or in other words, a further membrane can be attached over the supporting structure when the supporting structure is arranged on the side of the membrane facing away from the loudspeaker basket. This provides additional stability with very little additional mass.
  • the loudspeaker according to the invention can be designed without beads.
  • the contact area of the membrane with the edge of the loudspeaker basket can be designed as a bead which has a greater thickness than the membrane itself.
  • the combination can also be designed in two pieces or in parts, so that the bead is provided as a separate component, which in the context of the invention can be referred to as a combined membrane with the membrane.
  • the bead serves to compensate for the stroke of the membrane while producing a sound and at the same time to seal the inside of the loudspeaker basket from the outside in an airtight manner in order to avoid an acoustic short circuit. According to the invention, this is also possible with just the membrane. However, providing a surround can increase the lifespan of the speaker and allow for greater diaphragm travel.
  • the supporting structure can be designed in any way. However, it is preferred if it is essentially formed from rod-like elements, which preferably have a diameter between 1 mm and 3 mm, preferably 2 mm. Plastic such as polyamide, for example, can be used as a material.
  • the rods can have an elongated cylindrical shape.
  • the supporting structure itself can be created using a 3D printing process. In principle, the supporting structure can have a similar geometric design to classic steel bridges.
  • the rod-like elements are preferably straight, but can also have a curvature depending on the exact shape.
  • the supporting structure with the membrane has the lowest possible weight and still has a high level of stability.
  • the supporting structure and the membrane can be dimensioned to have a maximum weight of approximately 6 g, converted to a membrane diameter of 100 mm when a circular membrane is provided.
  • the supporting structure with the membrane is lighter and its weight is a maximum of approx. 4 g, since the efficiency of the loudspeaker decreases as the weight increases.
  • a membrane made of polyester film can be used as a membrane, which has a basis weight of 5 g/m 2 to 100 g/m 2 , in particular around 30 g/m 2 and/or a material thickness of 10 ⁇ m to 30 ⁇ m, in particular around 23 ⁇ m having.
  • the loudspeaker is preferably designed without a centering spider. With classic loudspeakers, it is necessary to hold or position the voice coil in the center of the loudspeaker basket using an additional component. According to the invention, the voice coil can be held completely over the membrane and the supporting structure. This is done via appropriate pretension when installing the membrane in the loudspeaker basket and/or when attaching the membrane to its edge.
  • the membrane has thermoplastic properties and a corresponding prestress can be generated by heating. This can also be done if a bead is used. Here you can the bead itself or the membrane have thermoplastic properties in order to create a preload. However, other options are also conceivable for generating a pre-tension, for example the membrane can be attached to the edge of the loudspeaker basket in its stretched state.
  • FIG. 1 a first embodiment of a loudspeaker 1 according to the invention is shown. This one is in Fig. 1 shown in a perspective view.
  • Fig. 2 a sectional view through the central axis of the essentially symmetrically constructed loudspeaker 1 is shown.
  • the loudspeaker 1 has an essentially classic structure with a loudspeaker basket 11 in which a magnet 13 is arranged.
  • This is preferably a permanent magnet.
  • an electromagnet would also be possible.
  • the loudspeaker basket 11 has an edge 12.
  • a voice coil 14 is provided in the middle area of the loudspeaker basket 11.
  • a membrane 20 extends from the voice coil 14 to the edge 12, which is formed by means of an inventive membrane Supporting structure 30 is reinforced.
  • the membrane 20 is coupled, in particular connected, to the voice coil 14. This can be a direct connection, that is, that the voice coil 14 extends to the level of the membrane 20, but also an indirect connection, so that one or more additional connecting components are provided.
  • the basic functionality of the loudspeaker 1 according to the invention is analogous to known loudspeakers.
  • a power supply to the voice coil 14 a magnetic field is generated, which causes the voice coil 14 to repel or attract to the magnet 13.
  • This lifting movement is transmitted via the connection to the membrane 20, which also moves it.
  • air waves are generated in the area in front of the membrane 20, i.e. outside the loudspeaker basket 11, which can be perceived by humans as sounds.
  • the membrane 20 is reinforced by means of the supporting structure 30.
  • the supporting structure 30 is shown in a top view Fig. 3 as well as an enlarged view in Fig. 4 shown.
  • the supporting structure 30 extends from the voice coil 14 or the attachment of the voice coil 14 to the membrane 20 to the contact area 22 of the membrane 20 with the edge 12 of the loudspeaker basket 11.
  • a middle ring 37 can be formed here, which is in contact with the voice coil 14 and can be viewed as part of the supporting structure 30.
  • the supporting structure 30 itself is arm-shaped or branch-shaped. In the embodiment shown here, it has nine main arms 32, which branch out into three lower arms 33 in the direction of the contact area 22. In principle, however, any number of main arms 32 and lower arms 33 can be provided. Several branches, for example additional branches in the forearms 33, are also conceivable.
  • the supporting structure 30 is not only two-dimensional, that is to say in one plane, for example the plane of the membrane 20, but also in a third dimension. This enables higher degrees of freedom in the design of the supporting structure 30, whereby the supporting structure 30 can have a significantly higher stability.
  • the supporting structure 30 itself essentially has individual rods 34, so that a truss-like structure is formed. In the embodiment shown here, the rods 34 are rounded in the region of the contact area 22. This is possible, but not absolutely necessary.
  • the supporting structure 30 serves to give the membrane 20 the desired rigidity, further contact surfaces are provided between the membrane 20 and the supporting structure 30. These can be designed in particular in the form of contact enlargement 35, which in particular in Fig. 5 are visible.
  • the membrane 20 can be firmly attached to the supporting structure 30 at these contact areas. This can be done, for example, using ultrasonic welding, laser welding or even simple gluing.
  • the distance 25 between individual contact enlargements 35 of the supporting structure 30 is approximately 1 cm with a diameter of the membrane of 100 mm.
  • the supporting structure 30 is at the front approximately every 13.3 degrees from the center 24 of the membrane 20.
  • the contact enlargements 35 each have the same distance from one another. They are therefore arranged evenly distributed around the circumference of the membrane. In principle, an uneven distribution is also possible, as this can help reduce resonances.
  • FIG. 5 and 6 an alternative embodiment of the loudspeaker 1 'according to the invention is shown.
  • This essentially differs from the version according to the Figures 1 to 3 in that a bead 27 is provided in the contact area 22 of the membrane 20 with the edge 12 of the loudspeaker basket 11.
  • this can be designed as a thickening of the membrane 20, but also as part of a combined membrane, which consists of a film and a bead.
  • the bead 27 itself has a greater thickness than the membrane 20.
  • the loudspeaker construction 1, 1′ according to the invention is preferred, as in particular Fig. 2 shown, executed without centering spiders.
  • the prestressing can take place through a thermally deformable membrane 20 or a thermally deformable bead 27 and/or a corresponding prestressing when installing and fastening the bead 27 or the membrane 20 on the edge 12 of the loudspeaker basket 11.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lautsprecher, der einen Lautsprecherkorb mit Rand, mindestens einen Magneten, eine Membran und eine Schwingspule aufweist, wobei die Schwingspule mit der Membran verbunden ist. Hierbei erstreckt sich die Membran von der Schwingspule zum Rand des Lautsprecherkorbes. Die Membran kann mittels der Schwingspule und den Magneten in Schwingung versetzt werden, um einen Ton zu erzeugen. Erfindungsgemäß ist eine Tragwerkstruktur vorgesehen, welche sich von einem Kontaktbereich der Membran mit dem Rand des Lautsprecherkorbes zur Schwingspule erstreckt und im stützenden Kontakt mit der Membran steht.The invention relates to a loudspeaker which has a loudspeaker basket with an edge, at least one magnet, a membrane and a voice coil, the voice coil being connected to the membrane. The membrane extends from the voice coil to the edge of the loudspeaker basket. The diaphragm can be vibrated using the voice coil and magnets to produce a sound. According to the invention, a supporting structure is provided which extends from a contact area of the membrane with the edge of the loudspeaker basket to the voice coil and is in supporting contact with the membrane.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lautsprecher, der einen Lautsprecherkorb mit Rand, mindestens einen Magneten, eine Membran und eine Schwingspule aufweist. Hierbei sind die Schwingspule und die Membran miteinander gekoppelt, insbesondere verbunden. Ferner erstreckt sich die Membran von der Schwingspule, welche in der Mitte des Lautsprecherkorbes angeordnet sein kann, zum Rand des Lautsprecherkorbes.The invention relates to a loudspeaker which has a loudspeaker basket with an edge, at least one magnet, a membrane and a voice coil. Here, the voice coil and the membrane are coupled to one another, in particular connected. Furthermore, the membrane extends from the voice coil, which can be arranged in the middle of the loudspeaker basket, to the edge of the loudspeaker basket.

Die Membran kann mittels der Schwingspule und dem mindestens einen Magneten in Schwingung versetzt werden, um einen Ton zu erzeugen. Die Kopplung zwischen der Membran und der Schwingspule kann direkt beispielsweise durch ein Befestigen der Membran an der Schwingspule erfolgen. Es ist aber auch eine indirekte Verbindung möglich, bei der die Membran an ein Bauteil und die Schwingspule an demselben Bauteil befestig ist. Im Rahmen der Erfindung kann eine Kopplung so verstanden werden, dass Bewegungen, insbesondere Auslenkungen, der Schwingspule zumindest teilweise an die Membran übertragen werden.The membrane can be caused to vibrate by means of the voice coil and the at least one magnet in order to produce a sound. The coupling between the membrane and the voice coil can take place directly, for example by attaching the membrane to the voice coil. However, an indirect connection is also possible, in which the membrane is attached to a component and the voice coil is attached to the same component. Within the scope of the invention, a coupling can be understood to mean that movements, in particular deflections, of the voice coil are at least partially transmitted to the membrane.

Das Erzeugen von Tönen mittels Lautsprecher, die einen derartigen Aufbau aufweisen, ist seit Jahren bekannt. Ein sehr kritisches Bauteil bei einem Lautsprecher ist die Membran. In einem theoretischen idealen Lautsprecher würde die Membran eine sehr hohe Festigkeit beziehungsweise Steifigkeit aufweise, dabei jedoch kein Gewicht besitzen, damit sie möglichst leicht in Schwingung versetzt werden kann. Eine hohe Steifigkeit ist notwendig, sodass durch die Schwingung der Membran entsprechende Wellen in der Luft erzeugt werden, welche vom Menschen als Töne aufgenommen werden können. Dieses Ziel wird insbesondere im Highend-Bereich des Lautsprecherbaus verfolgt, ist jedoch aus physikalischen Gründen nicht erreichbar.The generation of sounds using loudspeakers that have such a structure has been known for years. A very critical component of a loudspeaker is the membrane. In a theoretical ideal loudspeaker, the membrane would have a very high strength or rigidity, but would have no weight so that it can be vibrated as easily as possible. A high level of rigidity is necessary so that the vibration of the membrane creates corresponding waves in the air, which can be recorded by humans as sounds. This goal is particularly pursued in the high-end area of loudspeaker construction, but is not achievable for physical reasons.

Aus diesem Grund sind verschiedene Membrantypen bekannt, die jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile aufweisen. Beispielsweise gibt es Konusmembrane, die versuchen über eine Geometrie eine zusätzliche Stabilität in der Membran zu erzeugen. In ähnlicher Weise wird bei Kalottenmembranen eine kugelförmige Membran verwendet, wobei ebenfalls über die genutzte Geometrie zusätzlich Stabilität erzeugt werden soll.For this reason, different types of membranes are known, each with their own advantages and disadvantages. For example, there are cone membranes that attempt to use geometry to create additional stability in the membrane. In a similar way, a spherical membrane is used in spherical membranes, where additional stability is also to be created through the geometry used.

Es sind jedoch auf Flachmembrane bekannt, die beispielsweise über eine Wabenstruktur eine höhere Stabilität aufweisen und selbst eine flache Form besitzen. Ein Beispiel für eine versteifte Flachmembran ist aus der AT 414 199 B bekannt, bei der Versteifungsrippen in der Membran ausgebildet sind.However, flat membranes are known which, for example, have a higher stability via a honeycomb structure and themselves have a flat shape. An example of a stiffened flat membrane is from the AT 414 199 B known, in which stiffening ribs are formed in the membrane.

Unabhängig von der exakten Membranform ist es jedoch schwierig, die insbesondere im Highend-Lautsprecherbereich gewünschte Ziele, wie eine sehr hohe Tonqualität ohne Störeinwirkungen, zu erreichen.Regardless of the exact membrane shape, however, it is difficult to achieve the desired goals, especially in high-end loudspeakers, such as very high sound quality without interference.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Lautsprecher mit einer Membran zu schaffen, welche eine hohe Steifigkeit bei einem geringen Gewicht aufweist.The invention is therefore based on the object of creating a loudspeaker with a membrane which has a high level of rigidity and a low weight.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Lautsprecher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by a loudspeaker with the features of claim 1.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, in der Beschreibung sowie in den Figuren und deren Erläuterungen angegeben.Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims, in the description and in the figures and their explanations.

Der erfindungsgemäße Lautsprecher ist dadurch weitergebildet, dass eine Tragwerkstruktur vorgesehen ist, welche sich von einem Kontaktbereich der Membran mit dem Rand des Lautsprecherkorbes zu der Schwingspule erstreckt und im stützenden Kontakt mit der Membran steht. Ferner ist vorgesehen, dass die Tragwerkstruktur mindestens alle 2 cm, bevorzug mindestens alle 1 cm, vorteilhafterweise mindestens alle 0,5 cm, fest mit der Membran im Kontaktbereich gekoppelt beziehungsweise verbunden ist. Bei einer runden Ausführung eines Lautsprechers mit einem Durchmesser von etwa 100 mm befindet sich eine Verbindung oder Kopplung mindestens alle 22,5°, insbesondere mindestens alle 11,25°, bevorzugt mindestens alle 5,625°.The loudspeaker according to the invention is further developed in that a supporting structure is provided, which extends from a contact area of the membrane with the edge of the loudspeaker basket to the voice coil and is in supporting contact with the membrane. Furthermore, it is provided that the supporting structure is firmly coupled or connected to the membrane in the contact area at least every 2 cm, preferably at least every 1 cm, advantageously at least every 0.5 cm. In a round design of a loudspeaker with a diameter of approximately 100 mm, there is a connection or coupling at least every 22.5°, in particular at least every 11.25°, preferably at least every 5.625°.

Ein Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, dass erkannt wurde, dass es nicht notwendig ist, beide gewünschten Eigenschaften, ein niedriges Gewicht sowie eine hohe Stabilität, durch die Membran selbst zu realisieren.A basic idea of the invention can be seen in the fact that it was recognized that it is not necessary to achieve both desired properties, low weight and high stability, through the membrane itself.

Entsprechend der Erfindung wird daher vorgeschlagen, eine zusätzliche Tragwerkstruktur für die Membran vorzusehen. Anders ausgedrückt, kann durch diese Bauform eine sehr dünne Membran verwendet, werden die daher ein äußerst geringes Gewicht aufweist. Die Stabilität der Membran wird über eine separate Tragwerkstruktur erzeugt. Diese erstreckt sich von der Schwingspule zu einem Kontaktbereich der Membran mit dem Rand des Lautsprecherkorbes.According to the invention, it is therefore proposed to provide an additional supporting structure for the membrane. In other words, this design allows the use of a very thin membrane, which therefore has an extremely low weight. The stability of the membrane is created by a separate supporting structure. This extends from the voice coil to a contact area of the membrane with the edge of the loudspeaker basket.

Meist sind Lautsprecher mit ihren Lautsprecherkörben derart ausgebildet, dass sie eine kreisförmige oder kreisähnliche Aufnahme für die Membran aufweisen. Im Zentrum dieses Kreises wird hierbei oft die Schwingspule angeordnet, die zum Anregen der Membran dient und daher mit dieser verbunden ist. Von der Schwingspule bis zum Randbereich des Lautsprecherkorbes, mit dem die Membran verbunden ist, erstreckt sich die erfindungsgemäße Tragwerkstruktur. Zusätzlich ist sie im stützenden Kontakt mit der Membran. Hierdurch wird der Membran Steifigkeit verliehen. Zum Ausbilden des stützenden Kontaktes kann es auch vorgesehen sein, die Membran mit der Tragwerkstruktur zu verbinden, beispielsweise durch Kleben, UltraschallSchweißen oder ähnliche Verbindungsverfahren.Loudspeakers with their loudspeaker baskets are usually designed in such a way that they have a circular or circular-like receptacle for the membrane. The voice coil, which is used to excite the membrane and is therefore connected to it, is often arranged in the center of this circle. The supporting structure according to the invention extends from the voice coil to the edge area of the loudspeaker basket, to which the membrane is connected. In addition, it is in supporting contact with the membrane. This gives the membrane rigidity. To form the supporting contact, it can also be provided to connect the membrane to the supporting structure, for example by gluing, ultrasonic welding or similar connection methods.

Grundsätzlich kann die Membran eine beliebige Form aufweisen. Bevorzugt ist es jedoch, wenn sie flach ausgebildet ist.In principle, the membrane can have any shape. However, it is preferred if it is flat.

Im Stand der Technik wird versucht, der Membran zusätzliche Stabilität durch eine konus- oder kalottenförmige Bauweise zu verleihen. Dies wird durch eine entsprechende Formgebung erreicht, jedoch mit dem Nachteil, dass sich hierdurch die Qualität der erzeugten Töne verschlechtert. Durch das Nutzen der erfindungsgemäßen Tragwerkstruktur ist es möglich, eine flache Membran zu verwenden, welche selbst keine oder kaum Stabilität aufweist, jedoch das Erzeugen eines besseren Tons ermöglicht.In the prior art, attempts are made to give the membrane additional stability through a cone- or dome-shaped design. This is achieved by appropriate shaping, but with the disadvantage that the quality of the tones produced deteriorates. By using the supporting structure according to the invention, it is possible to use a flat membrane, which itself has little or no stability, but enables the production of a better tone.

Grundsätzlich kann die Tragwerkstruktur beliebig ausgeführt sein. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn sie Arme aufweist, welche sich von der Schwingspule zum Kontaktbereich erstrecken. Bevorzugt sind diese Arme radial oder strahlenförmig von dem Bereich der Schwingspule in Richtung des Kontaktbereiches ausgehend ausgebildet. Hierbei können beliebig viele Arme verwendet werden, wobei sich herausgestellt hat, dass eine ausreichende Stabilität der Membran erreicht werden kann, wenn mindestens drei Arme, bevorzugt fünf Arme, vorteilhafter sieben oder mehr Arme vorgesehen sind.In principle, the supporting structure can be designed in any way. However, it is advantageous if it has arms which extend from the voice coil to the contact area. These arms are preferably radial or radiate from the area the voice coil is formed starting in the direction of the contact area. Any number of arms can be used here, and it has been found that sufficient stability of the membrane can be achieved if at least three arms, preferably five arms, more advantageously seven or more arms, are provided.

Hierbei ist es bevorzugt, wenn eine ungerade Anzahl an Armen vorgesehen ist, da entsprechend der Erfindung erkannt wurde, dass hierdurch Probleme mit Resonanzen und Eigenfrequenzen vermieden werden können. Die Arme selbst können beliebig ausgeführt sein, vorteilhaft ist es jedoch, wenn diese sich verzweigen und Unterarme ausbilden.It is preferred here if an odd number of arms is provided, since according to the invention it was recognized that this can avoid problems with resonances and natural frequencies. The arms themselves can be of any design, but it is advantageous if they branch out and form forearms.

Anders ausgedrückt kann ein Arm ähnlich wie ein Ast ausgebildet sein, der sich vom Bereich der Schwingspule in Richtung des Kontaktbereiches am Rand des Lautsprecherkorbes erstreckt und dabei verzweigt, so dass am Lautsprecherkorb beziehungsweise dessen Rand mehrere einzelne Unterarme eine Hauptarmes vorhanden sind. Hierbei kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass sich ein Arm in zwei, drei oder vier Unterarme verzweigt. Auch ist es möglich, dass der Arm weitergeführt ist und lediglich zusätzliche Seitenarme ausbildet.In other words, an arm can be designed similar to a branch, which extends from the area of the voice coil in the direction of the contact area on the edge of the loudspeaker basket and branches off, so that there are several individual lower arms of a main arm on the loudspeaker basket or its edge. Here, for example, it can be provided that one arm branches into two, three or four forearms. It is also possible that the arm is continued and only forms additional side arms.

Bevorzugt ist es, wenn an der Tragwerkstruktur kontaktvergrößernde Bereiche ausgebildet sind, welche mit der Oberfläche der Membran in Kontakt stehen, insbesondere mit der Membran verbunden sind. Diese kontaktvergrößernden Bereiche können beispielsweise von einem Mittelpunkt ausgehende strahlen- oder sternförmige Strukturen sein, welche dafür dienen, dass nicht nur eine punktuelle Kontaktierung der Membran vorhanden ist. Der Mittelpunkt kann hierbei auf den Armen oder Unterarmen liegen.It is preferred if contact-enlarging areas are formed on the supporting structure, which are in contact with the surface of the membrane, in particular are connected to the membrane. These contact-enlarging areas can, for example, be radial or star-shaped structures emanating from a center, which ensure that there is not only point contact with the membrane. The focus can be on the arms or forearms.

Zusätzlich zu den Armen ist es jedoch auch möglich, zwischen den einzelnen Armen Versteifungen vorzusehen. Diese können sich beispielsweise in Art von konzentrischen Kreisen um die im Mittelpunkt angeordnete Schwingspule oder deren Befestigung erstrecken.In addition to the arms, however, it is also possible to provide stiffeners between the individual arms. These can, for example, extend in the form of concentric circles around the voice coil arranged in the center or its attachment.

In vorteilhafter Weise ist die Tragwerkstruktur eine fachwerkähnliche dreidimensionale Struktur. Dreidimensional in diesem Zusammenhang kann bedeuten, dass sich die Tragwerkstruktur nicht nur in der Ebene der Membran erstreckt, welche die ersten zwei Dimensionen definiert, sondern auch senkrecht zu dieser. Anders ausgedrückt wird hierdurch ein Gerüst aufgebaut, welches ähnlich wie ein Fachwerk ausgebildet sein kann. Durch das zusätzliche Verwenden der dritten Dimension werden deutlich höhere Freiheitsgrade bei der Konstruktion der Tragwerkstruktur erreicht, wodurch bei einem geringen Gewicht der Tragwerkstruktur, dennoch sehr hohe Festigkeiten möglich sind, die wiederum die Steifigkeit der Membran positiv beeinflussen. Bevorzug erstreckt sich die Tragwerkstruktur mindestens 5% des Durchmessers des Lautsprechers in die 3 Dimension.Advantageously, the supporting structure is a truss-like three-dimensional structure. Three-dimensional in this context can mean that the supporting structure extends not only in the plane of the membrane, which is the first defines two dimensions, but also perpendicular to them. In other words, this creates a framework that can be designed similarly to a truss. By additionally using the third dimension, significantly higher degrees of freedom are achieved in the construction of the supporting structure, which means that very high strengths are still possible with a low weight of the supporting structure, which in turn has a positive influence on the rigidity of the membrane. The supporting structure preferably extends at least 5% of the diameter of the loudspeaker in the 3 dimension.

Grundsätzlich kann die Tragwerkstruktur beliebig mit der Schwingspule verbunden sein. Vorteilhaft ist es, wenn sie doch einen Mittelring aufweist, in den die Schwingspule eingepasst ist oder mit dem sie verbunden beziehungsweise gekoppelt ist. Hierdurch kann zum einen ein sehr guter Kontakt zwischen der Schwingspule und der Tragwerkstruktur aufgebaut werden, so dass die durch die Schwingspule auf die Membran beziehungsweise Tragwerkstruktur aufgebrachten Kräfte gut übertragen werden. Auch wird hierdurch die Tragwerkstruktur selbst durch die Schwingspule angeregt und nicht zwingend alleine die Membran, so dass die entsprechende Bewegung deutlich besser auf die Membran übertragen werden kann. Bei einer Ausführung mit Mittelring, kann die Membran auch mit diesem verbunden sein. Eine direkte Verbindung mit der Schwingspule ist dann nicht notwendig, da die Kopplung über den Mittelring erfolgt.In principle, the supporting structure can be connected to the voice coil in any way. It is advantageous if it has a center ring into which the voice coil is fitted or to which it is connected or coupled. On the one hand, this allows very good contact to be established between the voice coil and the supporting structure, so that the forces applied by the voice coil to the membrane or supporting structure are well transmitted. This also means that the supporting structure itself is stimulated by the voice coil and not necessarily the membrane alone, so that the corresponding movement can be transferred to the membrane much better. In a version with a center ring, the membrane can also be connected to this. A direct connection to the voice coil is then not necessary as the coupling occurs via the center ring.

In ähnlicher Weise wie die Kontaktvergrößerung der Tragwerkstruktur in Bezug auf die Membran, kann es vorgesehen sein, dass eine Oberflächenvergrößerung der Tragwerkstruktur im Bereich des Kontaktes der Tragwerkstruktur mit dem Kontaktbereich vorgesehen ist. Diese Oberflächenvergrößerung hat einen ähnlichen Zweck wie die zuvor beschriebenen kontaktvergrößernden Bereiche. Hierdurch wird erreicht, dass nicht nur ein kleiner punktueller Kontakt zwischen den Tragwerkstrukturen und der Membran im Kontaktbereich mit dem Rand des Lautsprecherkorbes vorhanden ist, sondern eine ausreichende Fläche, um eine gute Verbindung zu erreichen, die auch zum Übertragen von Kräften geeignet ist.In a similar way to increasing the contact of the supporting structure with respect to the membrane, it can be provided that an increase in the surface area of the supporting structure is provided in the area of contact of the supporting structure with the contact area. This surface enlargement has a similar purpose to the previously described contact enlarging areas. This ensures that there is not only a small point contact between the supporting structures and the membrane in the contact area with the edge of the loudspeaker basket, but also a sufficient area to achieve a good connection, which is also suitable for transmitting forces.

Die Tragwerkstruktur kann auf der dem Lautsprecherkorb zugewandten Seite der Membran sowie auf der dem Lautsprecherkorb abgewandten Seite der Membran vorgesehen sein. Es ist jedoch auch möglich, die Tragwerkstruktur sowohl auf der dem Lautsprecherkorb zugewandten als auch der dem Lautsprecherkorb abgewandten Seite der Membran vorzusehen. Grundsätzlich hat eine Analyse der Erfindung erbracht, dass es für die Tonqualität nicht wesentlich ist, auf welcher Seite die Tragwerkstruktur vorgesehen ist. Wird sie jedoch auf der dem Lautsprecherkorb zugewandten Seite der Membran vorgesehen, ist sie im Betrieb besser geschützt, da sie innerhalb des Lautsprecherkorbe liegt. Anderseits bietet sich jedoch, wenn sie außerhalb des Lautsprecherkorbes an der diesem gegenüberliegenden Seite der Membran vorgesehen ist, der Vorteil, dass bei der Dimensionierung der Tragwerkstruktur keinerlei räumliche Grenzen berücksichtigt werden müssen.The supporting structure can be provided on the side of the membrane facing the loudspeaker basket and on the side of the membrane facing away from the loudspeaker basket. However, it is also possible to have the supporting structure on both the to provide the side of the membrane facing the loudspeaker basket as well as the side of the membrane facing away from the loudspeaker basket. Basically, an analysis of the invention has shown that it is not essential for the sound quality on which side the supporting structure is provided. However, if it is provided on the side of the membrane facing the loudspeaker basket, it is better protected during operation because it lies within the loudspeaker basket. On the other hand, however, if it is provided outside the loudspeaker basket on the side of the membrane opposite it, there is the advantage that no spatial limits need to be taken into account when dimensioning the supporting structure.

Ebenso sind Ausführungen möglich, bei denen mehrere Membranen vorgesehen sind. So kann auch eine Tragwerkstruktur zwischen zwei Membranen vorgesehen sein. Oder anders angedrückt, über die Tragwerkstruktur bei einer Anordnung der Tragwerkstruktur auf der dem Lautsprecherkorb abgewandten Seite der Membran eine weiter Membran angebracht sein. Dies bietet zusätzliche Stabilität bei einer sehr geringen zusätzlichen Masse.Designs in which several membranes are provided are also possible. A supporting structure can also be provided between two membranes. Or in other words, a further membrane can be attached over the supporting structure when the supporting structure is arranged on the side of the membrane facing away from the loudspeaker basket. This provides additional stability with very little additional mass.

Grundsätzlich kann der erfindungsgemäße Lautsprecher sickenlos ausgebildet sein. Es ist jedoch ebenso möglich, dass der Kontaktbereich der Membran mit dem Rand des Lautsprecherkorbes als Sicke ausgebildet wird, welche eine größere Dicke als die Membran selbst aufweist. Hierbei kann die Kombination auch zweistückig oder - teilig ausgebildet sein, so dass die Sicke als eigenes Bauteil vorgesehen ist, welches im Rahmen der Erfindung mit der Membran als kombinierte Membran bezeichnet werden kann. Klassischerweise dient die Sicke dazu, den Hub der Membran während des Erzeugens eines Tons auszugleichen und gleichzeitig das Innere des Lautsprecherkorbes vom Äußeren luftdicht abzuschließen, um einen akustischen Kurzschluss zu vermeiden. Dies ist entsprechend der Erfindung auch lediglich mit der Membran möglich. Das Vorsehen einer Sicke kann jedoch die Lebensdauer des Lautsprechers erhöhen und einen größeren Membranhub ermöglichen.In principle, the loudspeaker according to the invention can be designed without beads. However, it is also possible for the contact area of the membrane with the edge of the loudspeaker basket to be designed as a bead which has a greater thickness than the membrane itself. The combination can also be designed in two pieces or in parts, so that the bead is provided as a separate component, which in the context of the invention can be referred to as a combined membrane with the membrane. Classically, the bead serves to compensate for the stroke of the membrane while producing a sound and at the same time to seal the inside of the loudspeaker basket from the outside in an airtight manner in order to avoid an acoustic short circuit. According to the invention, this is also possible with just the membrane. However, providing a surround can increase the lifespan of the speaker and allow for greater diaphragm travel.

Grundsätzlich kann die Tragwerkstruktur beliebig ausgeführt sein. Bevorzugt ist es hierbei jedoch, wenn sie im Wesentlichen aus stabähnlichen Elementen ausgebildet ist, welche einen Durchmesser zwischen 1 mm und 3 mm bevorzugt, um 2 mm aufzuweisen. Als Material kann hierbei beispielsweise Kunststoff wie Polyamid verwendet werden. Die Stäbe können eine längliche zylinderartige Form aufweisen. Die Tragwerkstruktur selbst kann mittels einem 3D-Druckverfahren erzeugt werden. Grundsätzlich kann die Tragwerkstruktur eine ähnliche geometrische Ausführung aufweisen, wie klassische Stahlbrücken. Die stabähnlichen Elemente sind hierbei bevorzugt gerade ausgebildet, können jedoch je nach exakter Ausformung auch eine Krümmung aufweisen.In principle, the supporting structure can be designed in any way. However, it is preferred if it is essentially formed from rod-like elements, which preferably have a diameter between 1 mm and 3 mm, preferably 2 mm. Plastic such as polyamide, for example, can be used as a material. The rods can have an elongated cylindrical shape. The The supporting structure itself can be created using a 3D printing process. In principle, the supporting structure can have a similar geometric design to classic steel bridges. The rod-like elements are preferably straight, but can also have a curvature depending on the exact shape.

Grundsätzlich ist es ein Ziel, dass die Tragwerkstruktur mit der Membrane ein möglichst geringes Gewicht aufweist und dennoch eine hohe Stabilität besitzt. So können die Tragwerkstruktur und die Membran beispielsweise so dimensioniert sein, um ein maximales Gewicht von ca. 6 g aufzuweisen, umgerechnet auf einen Durchmesser der Membran von 100 mm beim Vorsehen einer kreisrunden Membran. Vorteilhafter ist es jedoch, wenn die Tragwerkstruktur mit der Membrane leichter ist und ihr Gewicht maximal ca. 4 g beträgt, da der Wirkungsgrad des Lautsprechers mit steigendem Gewicht sinkt.Basically, it is a goal that the supporting structure with the membrane has the lowest possible weight and still has a high level of stability. For example, the supporting structure and the membrane can be dimensioned to have a maximum weight of approximately 6 g, converted to a membrane diameter of 100 mm when a circular membrane is provided. However, it is more advantageous if the supporting structure with the membrane is lighter and its weight is a maximum of approx. 4 g, since the efficiency of the loudspeaker decreases as the weight increases.

Als Membran kann hierbei eine Membran aus Polyesterfolie verwendet werden, welche ein Flächengewicht von 5 g/m2 bis 100 g/m2, insbesondere um 30 g/m2 und/oder eine Materialstärke von 10 µm bis 30 µm, insbesondere um 23 µm aufweist.A membrane made of polyester film can be used as a membrane, which has a basis weight of 5 g/m 2 to 100 g/m 2 , in particular around 30 g/m 2 and/or a material thickness of 10 µm to 30 µm, in particular around 23 µm having.

Es hat sich herausgestellt, dass es ausreichend ist, eine derart dünne und leichte Membran zu verwenden, da diese durch die Kombination mit der erfindungsgemäßen Tragwerkstruktur eine ausreichende Stabilität erhält, so dass außerordentlich hohe Tonqualitäten mit einem entsprechenden Lautsprecher erzeugt werden können.It has been found that it is sufficient to use such a thin and light membrane, since the combination with the supporting structure according to the invention provides it with sufficient stability so that extraordinarily high sound qualities can be generated with a corresponding loudspeaker.

Bevorzugt ist der Lautsprecher zentrierspinnenlos ausgebildet. Bei klassischen Lautsprechern ist es notwendig, die Schwingspule durch ein zusätzliches Bauteil im Zentrum des Lautsprecherkorbes zu halten beziehungsweise zu positionieren. Entsprechend der Erfindung kann die Schwingspule komplett über die Membran und die Tragwerkstruktur gehalten werden. Dies erfolgt über eine entsprechende Vorspannung beim Einbau der Membran in den Lautsprecherkorb und/oder beim Befestigen der Membran an deren Rand.The loudspeaker is preferably designed without a centering spider. With classic loudspeakers, it is necessary to hold or position the voice coil in the center of the loudspeaker basket using an additional component. According to the invention, the voice coil can be held completely over the membrane and the supporting structure. This is done via appropriate pretension when installing the membrane in the loudspeaker basket and/or when attaching the membrane to its edge.

Bevorzugt ist es hierbei beispielsweise, wenn die Membran thermoplastische Eigenschaften hat und durch Erhitzen eine entsprechende Vorspannung erzeugt werden kann. Dies kann auch erfolgen, wenn eine Sicke verwendet wird. Hierbei kann die Sicke selbst oder auch die Membran die thermoplastischen Eigenschaften aufweisen, um eine Vorspannung zu erzeugen. Es sind jedoch auch andere Möglichkeiten denkbar, um eine Vorspannung zu erzeugen, so kann bereits die Membran im gedehnten Zustand an dem Rand des Lautsprecherkorbes befestigt werden.It is preferred, for example, if the membrane has thermoplastic properties and a corresponding prestress can be generated by heating. This can also be done if a bead is used. Here you can the bead itself or the membrane have thermoplastic properties in order to create a preload. However, other options are also conceivable for generating a pre-tension, for example the membrane can be attached to the edge of the loudspeaker basket in its stretched state.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1
eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Lautsprechers;
Fig. 2
eine Schnittansicht durch den erfindungsgemäßen Lautsprecher nach Fig 1;
Fig. 3
eine Aufsicht auf den erfindungsgemäßen Lautsprecher nach Fig. 1;
Fig. 4
eine Vergrößerung eines Endbereichs einer erfindungsgemäßen Tragwerkstruktur;
Fig. 5
eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Lautsprechers mit Sicke; und
Fig. 6
eine Aufsicht auf den erfindungsgemäßen Lautsprecher nach Fig. 5.
The invention is explained in more detail below using schematic exemplary embodiments with reference to the figures. Show here:
Fig. 1
a perspective view of a loudspeaker according to the invention;
Fig. 2
a sectional view through the loudspeaker according to the invention Fig 1 ;
Fig. 3
a top view of the loudspeaker according to the invention Fig. 1 ;
Fig. 4
an enlargement of an end region of a supporting structure according to the invention;
Fig. 5
an embodiment of a loudspeaker according to the invention with a surround; and
Fig. 6
a top view of the loudspeaker according to the invention Fig. 5 .

In den Figuren 1 bis 4 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lautsprechers 1, dargestellt. Dieser ist in Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Zur weiteren Erläuterung auf die grundlegenden Bauteile des erfindungsgemäßen Lautsprechers 1 ist in Fig. 2 eine Schnittansicht durch die Mittelachse des im Wesentlichen symmetrisch aufgebauten Lautsprechers 1 dargestellt.In the Figures 1 to 4 a first embodiment of a loudspeaker 1 according to the invention is shown. This one is in Fig. 1 shown in a perspective view. For further explanation of the basic components of the loudspeaker 1 according to the invention, see Fig. 2 a sectional view through the central axis of the essentially symmetrically constructed loudspeaker 1 is shown.

Grundsätzlich hat der erfindungsgemäße Lautsprecher 1 einen im Wesentlichen klassischen Aufbau mit einem Lautsprecherkorb 11, in dem ein Magnet 13 angeordnet ist. Hierbei handelt ist sich bevorzugt um einen Permanentmagneten. Grundsätzlich wäre jedoch auch ein Elektromagnet möglich.Basically, the loudspeaker 1 according to the invention has an essentially classic structure with a loudspeaker basket 11 in which a magnet 13 is arranged. This is preferably a permanent magnet. In principle, however, an electromagnet would also be possible.

Der Lautsprecherkorb 11 weist einen Rand 12 auf. Im mittleren Bereich des Lautsprecherkorbes 11 ist eine Schwingspule 14 vorgesehen. Von der Schwingspule 14 bis zum Rand 12 erstreckt sich eine Membran 20, welche mittels einer erfindungsgemäßen Tragwerkstruktur 30 verstärkt ausgebildet ist. Hierbei ist die Membran 20 mit der Schwingspule 14 gekoppelt, insbesondere verbunden. Es kann sich hierbei um eine direkte Verbindung handeln, das heißt, dass sich die Schwingspule 14 bis zur Ebene der Membran 20 erstreckt, jedoch auch um eine indirekte Verbindung, so dass ein oder mehrere zusätzlich verbindende Bauteile vorgesehen ist.The loudspeaker basket 11 has an edge 12. A voice coil 14 is provided in the middle area of the loudspeaker basket 11. A membrane 20 extends from the voice coil 14 to the edge 12, which is formed by means of an inventive membrane Supporting structure 30 is reinforced. Here, the membrane 20 is coupled, in particular connected, to the voice coil 14. This can be a direct connection, that is, that the voice coil 14 extends to the level of the membrane 20, but also an indirect connection, so that one or more additional connecting components are provided.

Die grundsätzliche Funktionsweise des erfindungsgemäßen Lautsprechers 1 ist analog zu bekannten Lautsprechern. Mittels einer Stromversorgung der Schwingspule 14 wird ein Magnetfeld erzeugt, welches dazu führt, dass sich die Schwingspule 14 von dem Magneten 13 abstößt oder an diesen anzieht. Diese Hubbewegung wird über die Verbindung auf die Membran 20 übertragen, wodurch sich diese ebenfalls bewegt. Durch die Bewegung der Membran 20 werden im Bereich vor der Membran 20, das heißt außerhalb des Lautsprecherkorbes 11, Luftwellen erzeugt, welche vom Menschen als Töne wahrgenommen werden können.The basic functionality of the loudspeaker 1 according to the invention is analogous to known loudspeakers. By means of a power supply to the voice coil 14, a magnetic field is generated, which causes the voice coil 14 to repel or attract to the magnet 13. This lifting movement is transmitted via the connection to the membrane 20, which also moves it. As a result of the movement of the membrane 20, air waves are generated in the area in front of the membrane 20, i.e. outside the loudspeaker basket 11, which can be perceived by humans as sounds.

Entsprechend der Erfindung ist vorgesehen, dass die Membran 20 mittels der Tragwerkstruktur 30 verstärkt ausgebildet ist. Die Tragwerkstruktur 30 ist in einer Aufsicht in Fig. 3 sowie in einer vergrößerten Ansicht in Fig. 4 dargestellt. Die Tragwerkstruktur 30 erstreckt sich von der Schwingspule 14 beziehungsweise der Befestigung der Schwingspule 14 an der Membran 20 zum Kontaktbereich 22 der Membran 20 mit dem Rand 12 des Lautsprecherkorbes 11. Hierbei kann ein Mittelring 37 ausgebildet sein, der mit der Schwingspule 14 im Kontakt steht und als Teil der Tragwerkstruktur 30 angesehen werden kann.According to the invention it is provided that the membrane 20 is reinforced by means of the supporting structure 30. The supporting structure 30 is shown in a top view Fig. 3 as well as an enlarged view in Fig. 4 shown. The supporting structure 30 extends from the voice coil 14 or the attachment of the voice coil 14 to the membrane 20 to the contact area 22 of the membrane 20 with the edge 12 of the loudspeaker basket 11. A middle ring 37 can be formed here, which is in contact with the voice coil 14 and can be viewed as part of the supporting structure 30.

Die Tragwerkstruktur 30 selbst ist arm- oder astförmig ausgebildet. Sie weist in der hier dargestellten Ausführungsform neun Hauptarme 32 auf, welche sich in Richtung des Kontaktbereiches 22 in je drei Unterarme 33 verzweigen. Grundsätzlich können jedoch beliebig viele Hauptarme 32 und Unterarme 33 vorgesehen sein. Auch mehrere Verzweigungen, beispielsweise zusätzliche Verzweigungen in den Unterarmen 33 sind denkbar.The supporting structure 30 itself is arm-shaped or branch-shaped. In the embodiment shown here, it has nine main arms 32, which branch out into three lower arms 33 in the direction of the contact area 22. In principle, however, any number of main arms 32 and lower arms 33 can be provided. Several branches, for example additional branches in the forearms 33, are also conceivable.

Vorteilhaft ist es jedoch, wenn hierbei sowohl bei den Unterarmen 33 als auch bei den Hauptarmen 32 eine ungerade Zahl verwendet wird, um ungewollte Eigenfrequenzen zu verhindern.However, it is advantageous if an odd number is used for both the forearms 33 and the main arms 32 in order to prevent unwanted natural frequencies.

Wie insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, ist die erfindungsgemäße Tragwerkstruktur 30 nicht nur zweidimensional, das heißt in einer Ebene, beispielsweise der Ebene der Membran 20 ausgebildet, sondern zusätzlich auch in einer dritten Dimension. Hierdurch werden höhere Freiheitsgrade beim Design der Tragwerkstruktur 30 ermöglicht, wodurch die Tragwerkstruktur 30 eine deutlich höhere Stabilität aufweisen kann. Die Tragwerkstruktur 30 selbst weist im Wesentlichen einzelne Stäbe 34 auf, so dass eine fachwerkähnliche Struktur ausgebildet ist. Die Stäbe 34 sind in der hier dargestellten Ausführungsform in der Region des Kontaktbereiches 22 abgerundet. Dies ist möglich, jedoch nicht zwingend erforderlich.Like in particular Fig. 1 As can be seen, the supporting structure 30 according to the invention is not only two-dimensional, that is to say in one plane, for example the plane of the membrane 20, but also in a third dimension. This enables higher degrees of freedom in the design of the supporting structure 30, whereby the supporting structure 30 can have a significantly higher stability. The supporting structure 30 itself essentially has individual rods 34, so that a truss-like structure is formed. In the embodiment shown here, the rods 34 are rounded in the region of the contact area 22. This is possible, but not absolutely necessary.

Da die Tragwerkstruktur 30 dazu dient, der Membran 20 die gewünschte Steifigkeit zu verleihen, sind weitere Kontaktflächen zwischen der Membran 20 und der Tragwerkstruktur 30 vorgesehen. Diese können insbesondere in Form von Kontaktvergrößerung 35 ausgebildet sein, welche insbesondere in Fig. 5 ersichtlich sind. An diesen Kontaktbereichen kann die Membran 20 fest an der Tragwerkstruktur 30 befestigt sein. Dies kann beispielsweise über Ultraschallschweißen, Laserschweißen oder auch einfaches Verkleben erfolgen.Since the supporting structure 30 serves to give the membrane 20 the desired rigidity, further contact surfaces are provided between the membrane 20 and the supporting structure 30. These can be designed in particular in the form of contact enlargement 35, which in particular in Fig. 5 are visible. The membrane 20 can be firmly attached to the supporting structure 30 at these contact areas. This can be done, for example, using ultrasonic welding, laser welding or even simple gluing.

In ähnlicher Weise befinden sich auch im Endbereich der Tragwerkstruktur 30 im Kontaktbereich 22 Oberflächenvergrößerungen 39, welche in der hier dargestellten Ausführungsform rund ausgeführt sind. Es sind jedoch auch eckige oder andere Formen möglich. So kann diese Oberflächenvergrößerung 39 grundsätzlich auch ähnlich wie die Kontaktvergrößerungen 35 ausgeführt sein. Ziel ist es hierbei wiederum, besonders guten Kontakt zwischen der Tragwerkstruktur 30 und der Membran 20 aufzubauen.In a similar manner, there are also surface enlargements 39 in the end area of the supporting structure 30 in the contact area 22, which are round in the embodiment shown here. However, square or other shapes are also possible. In principle, this surface enlargement 39 can also be designed similarly to the contact enlargements 35. The aim here is again to build particularly good contact between the supporting structure 30 and the membrane 20.

Entsprechend der Erfindung ist vorgesehen, dass der Abstand 25 zwischen einzelnen Kontaktvergrößerungen 35 der Tragwerkstruktur 30 etwa 1 cm beim Durchmesser der Membran von 100 mm beträgt. Dies bedeutet, dass die Tragwerkstruktur 30 etwa alle 13,3 Grad gesehen vom Mittelpunkt 24 der Membran 20 vorn ist. Vorteilhafterweise haben die Kontaktvergrößerungen 35 jeweils denselben Abstand zueinander. Sie sind also gleichverteilt auf dem Umfang der Membran angeordnet. Grundsätzlich ist aber auch eine ungleichmäßige Verteilung möglich, da diese helfen kann Resonanzen zu reduzieren.According to the invention it is provided that the distance 25 between individual contact enlargements 35 of the supporting structure 30 is approximately 1 cm with a diameter of the membrane of 100 mm. This means that the supporting structure 30 is at the front approximately every 13.3 degrees from the center 24 of the membrane 20. Advantageously, the contact enlargements 35 each have the same distance from one another. They are therefore arranged evenly distributed around the circumference of the membrane. In principle, an uneven distribution is also possible, as this can help reduce resonances.

In den Figuren 5 und 6 ist eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lautsprechers 1' dargestellt. Diese unterscheidet sich im Wesentlichen zu der Ausführung entsprechend den Figuren 1 bis 3 dadurch, dass im Kontaktbereich 22 der Membran 20 mit dem Rand 12 des Lautsprecherkorbes 11 eine Sicke 27 vorgesehen ist. Diese kann zum einen als Verdickung der Membran 20 ausgeführt sein, jedoch auch als Teil einer kombinierten Membran, welche aus einer Folie und einer Sicke besteht. Die Sicke 27 selbst weist eine höhere Dicke als die Membran 20 auf.In the Figures 5 and 6 an alternative embodiment of the loudspeaker 1 'according to the invention is shown. This essentially differs from the version according to the Figures 1 to 3 in that a bead 27 is provided in the contact area 22 of the membrane 20 with the edge 12 of the loudspeaker basket 11. On the one hand, this can be designed as a thickening of the membrane 20, but also as part of a combined membrane, which consists of a film and a bead. The bead 27 itself has a greater thickness than the membrane 20.

Die erfindungsgemäße Lautsprecherkonstruktion 1, 1' ist, bevorzugt, wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, zentrierspinnenlos ausgeführt. Dies bedeutet, dass die Schwingspule 14 mittels der Membran 20, der Tragwerkstruktur 30 und fakultativ der Sicke 27 gehalten und positioniert wird. Dies kann insbesondere durch ein Aufbringen von Vorspannung auf die Membran 20 und/oder die Sicke 27 erfolgen.The loudspeaker construction 1, 1′ according to the invention is preferred, as in particular Fig. 2 shown, executed without centering spiders. This means that the voice coil 14 is held and positioned by means of the membrane 20, the supporting structure 30 and optionally the bead 27. This can be done in particular by applying prestress to the membrane 20 and/or the bead 27.

Die Vorspannung kann durch eine thermisch verformbare Membran 20 oder eine thermisch verformbare Sicke 27 und/oder eine entsprechende Vorspannung beim Einbau und Befestigen der Sicke 27 oder der Membran 20 am Rand 12 des Lautsprecherkorbes 11 erfolgen.The prestressing can take place through a thermally deformable membrane 20 or a thermally deformable bead 27 and/or a corresponding prestressing when installing and fastening the bead 27 or the membrane 20 on the edge 12 of the loudspeaker basket 11.

Mittels des erfindungsgemäßen Lautsprechers ist es somit möglich, eine hohe Tonqualität zu erreichen, dadurch, dass eine Lösung angegeben wird, eine Membran zu verwenden, die zwar sehr leicht ist jedoch eine hohe Festigkeit aufweist.By means of the loudspeaker according to the invention, it is therefore possible to achieve high sound quality by providing a solution to use a membrane which, although very light, has high strength.

Claims (15)

Lautsprecher (1, 1'), der einen Lautsprecherkorb (11) mit Rand (12), mindestens einen Magneten, eine Membran (20) und eine Schwingspule (14) aufweist, wobei die Schwingspule (14) mit der Membran (20) gekoppelt ist, wobei sich die Membran (20) von der Schwingspule (14) zum Rand (12) des Lautsprecherkorbes (11) erstreckt, wobei die Membran (20) mittels der Schwingspule (14) und dem mindestens einem Magneten(13) in Schwingung versetzbar ist, um einen Ton zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tragwerkstruktur (30) vorgesehen ist, welche sich von einem Kontaktbereich (22) der Membran (20) mit dem Rand (12) des Lautsprecherkorbes (11) zur Schwingspule (14) erstreckt und in stützendem Kontakt mit der Membran (20) steht und dass die Tragwerkstruktur (30) mindestens alle 2 cm fest mit der Membran (20) im Kontaktbereich (22) verbunden ist. Loudspeaker (1, 1'), which has a loudspeaker basket (11) with an edge (12), at least one magnet, a membrane (20) and a voice coil (14), wherein the voice coil (14) is coupled to the membrane (20), wherein the membrane (20) extends from the voice coil (14) to the edge (12) of the loudspeaker basket (11), wherein the membrane (20) can be set into vibration by means of the voice coil (14) and the at least one magnet (13) in order to generate a sound, characterized in that that a supporting structure (30) is provided, which extends from a contact area (22) of the membrane (20) with the edge (12) of the loudspeaker basket (11) to the voice coil (14) and is in supporting contact with the membrane (20). and that the supporting structure (30) is firmly connected to the membrane (20) in the contact area (22) at least every 2 cm. Lautsprecher (1, 1') nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Membran (20) flach ausgebildet ist.Loudspeaker (1, 1') according to claim 1,
characterized,
that the membrane (20) is flat. Lautsprecher (1, 1') nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tragwerkstruktur (30) Arme aufweist, welche sich von der Schwingspule (14) zum Kontaktbereich (22) erstrecken.Loudspeaker (1, 1') according to claim 1 or 2,
characterized,
that the supporting structure (30) has arms which extend from the voice coil (14) to the contact area (22). Lautsprecher (1, 1') nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens drei Arme vorgesehen sind.Loudspeaker (1, 1') according to claims 1 to 3,
characterized,
that at least three arms are provided. Lautsprecher (1, 1') nach Anspruch 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich mindestens ein Arm (32) weiter verzweigt und Unterarme (33) ausbildet.Loudspeaker (1, 1') according to claims 1 to 4,
characterized,
that at least one arm (32) branches further and forms forearms (33). Lautsprecher (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Tragwerkstruktur (30) kontaktvergrößernde Bereiche (35) ausbildet sind, welche mit der Oberfläche der Membran (20) in Kontakt stehen, insbesondere mit der Membran (20) verbunden sind.Loudspeaker (1, 1') according to one of claims 1 to 5,
characterized,
that contact-enlarging areas (35) are formed on the supporting structure (30), which are in contact with the surface of the membrane (20), in particular are connected to the membrane (20). Lautsprecher (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tragwerkstruktur (30) eine fachwerkähnliche dreidimensionale Struktur aufweist.Loudspeaker (1, 1') according to one of claims 1 to 6,
characterized,
that the supporting structure (30) has a truss-like three-dimensional structure. Laufsprecher (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tragwerkstruktur (30) einen Mittelring (37) aufweist, welcher mit der Schwingspule (14) gekoppelt ist.Running speaker (1, 1') according to one of claims 1 to 7,
characterized,
that the supporting structure (30) has a center ring (37) which is coupled to the voice coil (14). Lautsprecher (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Oberflächenvergrößerung (38) der Tragwerkstruktur (30) im Bereich des Kontakts der Tragwerkstruktur (30) mit dem Kontaktbereich (22) vorgesehen ist.Loudspeaker (1, 1') according to one of claims 1 to 8,
characterized,
that a surface enlargement (38) of the supporting structure (30) is provided in the area of contact of the supporting structure (30) with the contact area (22). Lautsprecher (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tragwerkstruktur (30) auf der dem Lautsprecherkorb (11) zugewandten Seite der Membran (20), der dem Lautsprecherkorb (11) abgewandten Seite der Membran (20) oder auf der zugewandten Seite und der abgewandten Seite der Membran (20) vorgesehen ist.Loudspeaker (1, 1') according to one of claims 1 to 9,
characterized,
that the supporting structure (30) on the side of the membrane (20) facing the loudspeaker basket (11), the side facing away from the loudspeaker basket (11). Membrane (20) or on the facing side and the opposite side of the membrane (20) is provided. Lautsprecher (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 10
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kontaktbereich (22) Membran (20) mit dem Rand (12) des Lautsprecherkorb (11) als Sicke (27) ausgebildet ist, welche eine größere Dicke als die Membran (20) aufweist.Loudspeaker (1, 1') according to one of claims 1 to 10
characterized,
that the contact area (22) membrane (20) with the edge (12) of the loudspeaker basket (11) is designed as a bead (27) which has a greater thickness than the membrane (20). Lautsprecher (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 11
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tragwerkstruktur (30) im Wesentlichen aus stabähnlichen Elementen (34) ausgebildet ist, welche einen Durchmesser zwischen 1 mm und 3 mm, bevorzugt um 2 mm, aufweisen.Loudspeaker (1, 1') according to one of claims 1 to 11
characterized,
that the supporting structure (30) is essentially formed from rod-like elements (34) which have a diameter between 1 mm and 3 mm, preferably around 2 mm. Lautsprecher (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tragwerkstruktur (30) und die Membran (20) dimensioniert sind, um maximal ein Gewicht von 6 g, bevorzugt um 4 g umgerechnet auf einen, insbesondere kreisrunden, Durchmesser von 100 mm aufzuweisen.Loudspeaker (1, 1') according to one of claims 1 to 12,
characterized,
that the supporting structure (30) and the membrane (20) are dimensioned to have a maximum weight of 6 g, preferably 4 g converted to a diameter of 100 mm, in particular a circular one. Lautsprecher (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Membran (20) ein Flächengewicht von 5 g/m2 bis 100 g/m2, insbesondere um 30 g/m2 und/oder eine Stärke von 10 µm bis 30 µm, insbesondere um 23 µm, aufweist.Loudspeaker (1, 1') according to one of claims 1 to 13,
characterized,
that the membrane (20) has a basis weight of 5 g/m 2 to 100 g/m 2 , in particular around 30 g/m 2 and/or a thickness of 10 µm to 30 µm, in particular around 23 µm. Lautsprecher (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Lautsprecher (1, 1') zentrierspinnenlos ausgebildet ist.Loudspeaker (1, 1') according to one of claims 1 to 14,
characterized,
that the loudspeaker (1, 1 ') is designed without a centering spider.
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