DE2165572A1 - Electroacoustic converter - Google Patents
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Description
DR. ING. DIPL PHYS. H. STURIES DR. ING. DIPL PHYS. H. STURIES
PATENTANWÄLTE Λ _IÄUI-βΛ PATENTANWÄLTE Λ _ IÄUI - βΛ
DIPL. ING. P. EICHLER DIPL. ING. P. EICHLER
56 WUPPERTAL 2, BRAHMSSTRASSE 2956 WUPPERTAL 2, BRAHMSSTRASSE 29
Ei/A 2Si De*Egg / A 2Si De *
Firma RoIa Celestion Limited, Ditton Works, Foxhall Road,
Ipswich, IP3 8 JP, Suffolk /EnglandCompany RoIa Celestion Limited, Ditton Works, Foxhall Road,
Ipswich, IP3 8 JP, Suffolk / England
"Elektroakustischer Wandler""Electroacoustic Converter"
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektroakustischen Wandler, insbesondere Lautsprecher, mit einer Membranbaugruppe, die einen elastischen, selbsttragenden Weichkalottenteil aufweist.The invention relates to an electroacoustic Transducer, in particular loudspeaker, with a membrane assembly that has an elastic, self-supporting soft dome part having.
In dynamischen Lautsprechern wurden bereits Membranbaugruppen der verschiedensten Formen verwendet. In einem bekannten
Lautsprecher, bei dem die Membran konische bzw. Kegelstumpfform besitzt und die Schwingspule auf deren Scheitel angebracht
ist, wird der Membrankonus von einer Schicht aus gewebtem, mit einem gehärteten Kunstharz imprägnierten Stoff gebildet
und mit einer Lage aus verdichtetem Fasermaterial überschichtet.
Diese Membran ist in beträchtlichem Maße fest und steif und
daher gut für hohe Frequenzen geeignet.Diaphragm assemblies of various shapes have been used in dynamic loudspeakers. In a known loudspeaker in which the diaphragm has a conical or truncated cone shape and the voice coil is mounted on its apex, the diaphragm cone is formed by a layer of woven fabric impregnated with a hardened synthetic resin
and covered with a layer of compacted fiber material. This membrane is to a considerable extent strong and stiff and
therefore well suited for high frequencies.
Bei einer anderen Membranbaugruppe, bei der die Membran Kalottenform hat und mit ihrer konkaven Seite zur Schwingspule
angeordnet ist, besitzt die Membran eine weiche Stoffkalotte.
Diese ist zuerst imprägniert, um sie selbsttragend und biegsam zu machen, wobei die StoffZwischenräume offen gelassen werden.In another diaphragm assembly, in which the diaphragm has the shape of a dome and is arranged with its concave side facing the voice coil, the membrane has a soft fabric dome.
This is first impregnated to make it self-supporting and flexible, leaving the gaps between the fabric open.
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Die Kalotte wird danach mit einem weichen, die Stoffzwischenräume schließenden Film überzogen, der die Membran luftundurchlässig macht und einen Abstrahlbereich definiert. Dann wird die Schwingspule an einem kurzen axialen Kragen am Rand der fertiggestellten Membran befestigt. Diese Membranbaugruppe ist für den Bereich von 2.000 bis 18.000 Hz bestimmt.The calotte is then with a soft, the spaces between the fabric covering the closing film, which makes the membrane impermeable to air and defines a radiation area. Then the Voice coil attached to a short axial collar on the edge of the finished diaphragm. This membrane assembly is for determines the range from 2,000 to 18,000 Hz.
. Die Aufgabe der Erfindung ist es,.einen elektroakustischen Wandler der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der Hochleistungssignale ohne übermäßige Verzerrung abzustrahlen vermag und insbesondere für den mittleren Frequenzbereich von fc 500 Hz bis 5 KHz geeignet ist. Der Wandler soll Signale bis zu 50 Watt abstrahlen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß am Rand des Kalottenteils eine halbstarre Fassung befestigt ist, die sich im wesentlichen radial zur Zentralachse des Kalottenteils erstreckt und daß die derart gebildete Membran bei an ihrem äußeren Rand fest eingespannter Fassung mit dieser und mit dem Kalottenteil wesentliche Auslenkungen auszuführen vermag.. The object of the invention is .an electroacoustic To create converters of the type mentioned above, the high-power signals can radiate without excessive distortion and especially for the medium frequency range of fc 500 Hz to 5 KHz is suitable. The converter should emit signals of up to 50 watts. This object is achieved in that on Edge of the cap part a semi-rigid version is attached, which extends substantially radially to the central axis of the cap part extends and that the membrane formed in this way with this and with it when it is firmly clamped at its outer edge the cap part is able to carry out significant deflections.
Die Fassung ist in einem Teilbereich gewellt und aus mit härtbarem Kunstharz imprägnierten Stoff geformt.The frame is wavy and off in a part Molded fabric impregnated with curable synthetic resin.
Der elektroakustische Wandler, der ein eine Schwingspule tragendes und an der Membran befestigtes Formteil sowie ein auf die Schwingspule einwirkendes Magnetfeld eines magnetischen Kreises aufweist, besitzt eine auf der konkaven Seite des Kalottenteils mit Abstand angeordnete Schwingspule und auf der Rückseite dieser Schwingspule ist ein einen völlig abgeschlossenen Raum bildendes Gehäuse vorhanden.The electroacoustic transducer, which has a molded part that carries a voice coil and is attached to the membrane, as well as a The voice coil has a magnetic field of a magnetic circuit acting on it, has one on the concave side of the The voice coil is partially spaced apart and on the back of this voice coil is a completely enclosed one Space-forming housing available.
Der Magnetkreis weist ein ringförmiges Polstück auf, das einen radial nach außen hervorragenden Ringbund mit einerThe magnetic circuit has an annular pole piece, which has a radially outwardly projecting annular collar with a
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der Schwingspule gegenüberliegende Fläche besitzt,und das Polstück ist an seiner Vorderseite mit einer nichtmägnetisehen, perforierten Kalotte versehen, die im wesentlichen parallel zum Kalottenteil in dieses hineinragt.the face opposite the voice coil, and the pole piece is on its front with a non-magnetic sight, perforated dome provided, which protrudes into this substantially parallel to the dome part.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:The invention is explained with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Lautsprecher und Fig. 2 A. 2 B und 2 C den Aufbau des Lautsprechers Fig. 1 shows a longitudinal section through a loudspeaker and Fig. 2A, 2B and 2C show the structure of the loudspeaker
der Fig. 1 durch Einzeldarstellung der Bauteile in der Reihenfolge ihres Zusammenbaus.1 by showing the components individually in the order of their assembly.
Der dargestellte Lautsprecher ist ein Mittelbereichs-Weichkalotten-DrucklautSprecher für den Frequenzbereich von 500 Hz bis 5 KHz, der jedoch bj_s zu icTKHz mit ± 3 db arbeitet. Die Leistungsfähigkeit beträgt 50 Watt entsprechend DIN 45 500. Die harmonische Verzerrung ist extrem gering und kann über den Frequenzbereich weniger als 2% betragen.The loudspeaker shown is a central region soft dome pressure loudspeaker for the frequency range of 500 Hz to 5 KHz, which, however b s j_ to icTKHz with ± 3 operates db. The performance is 50 watts according to DIN 45 500. The harmonic distortion is extremely low and can be less than 2% over the frequency range.
Der Lautsprecher besteht grundsätzlich aus einer Frontanbaugruppe, einer Membranbaugruppe, einer Magnetbaugruppe und einem Druckabschlußsystem. An der Vorderseite des Lautsprechers ist eine ringförmige Einbauplatte 10 mit Ausnehmungen für Messingschrauben 12 und Stifte 13. Hinter der Einbauplatte 10 befindet sich ein ringförmiger Kunststoffstreifen 14, z.B. aus Schaumstoff, der in die Aussparung 11 der Rückseite •der Platte paßt. Ein gewölbtes Schutzgitter 16 paßt in die Zentralöffnung der Einbauplatte und liegt mit seinem Randflansch 17 am radial nach innen vorspringenden Kragen der Einbaupiatte 10 an. Hinter dem Schutzgitter 16 sind ein PaarThe loudspeaker basically consists of a front assembly, a membrane assembly and a magnet assembly and a pressure shut-off system. On the front of the loudspeaker is an annular mounting plate 10 with recesses for brass screws 12 and pins 13. Behind the mounting plate 10 there is an annular plastic strip 14, E.g. made of foam that fits into the recess 11 on the back of the plate. A curved protective grille 16 fits into the Central opening of the mounting plate and lies with its edge flange 17 on the radially inwardly projecting collar of the Installation plate 10. Behind the protective grille 16 are a pair
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abdichtender und elektrisch isolierender Ringscheiben 18 und zwischen diesen Ringscheiben 18 verlaufen elektrisch leitende Berylliumstreifen 20, die einen Teil der Membranbaugruppe bilden und die elektrische Verbindung zwischen einer äußeren Stromquelle und der Schwingspule des Lautsprechers bilden. In Fig. 2 A sind die Streifen 20 lediglich aus Darstellungsgründen nicht zwischen den Ringscheiben 18 abgebildet.sealing and electrically insulating washers 18 and Electrically conductive beryllium strips 20, which form part of the membrane assembly, run between these annular disks 18 and form the electrical connection between an external power source and the voice coil of the loudspeaker. In Fig. 2A, the strips 20 are only for the sake of illustration not shown between the annular disks 18.
Die in Fig. 2 in auseinandergezogener Darstellung abgebildete Membranbaugruppe besteht aus einem ringförmigen Membrangehäuse 22 aus rostfreiem Stahl, das eine Zentralöffnung besitzt. Ferner sind ein Paar Gummispannseheiben 24 vorhanden, die beim Zusammenbau durch die Schulter 25 des Membrangehäuses 22 zusammengedrückt werden. Zur Membranbaugruppe gehören ferner ein Weichkalottenteil 26, eine Fassung 28, die Berylliumstreifen 20 und eine auf einem Formteil 31 angebrachte Schwingspule 30.The diaphragm assembly shown in an exploded view in FIG. 2 consists of an annular one Membrane housing 22 made of stainless steel, which has a central opening. Further, there are a pair of rubber washers 24 present, which are compressed by the shoulder 25 of the diaphragm housing 22 during assembly. To the membrane assembly also include a soft dome part 26, a socket 28, the beryllium strips 20 and one on a molded part 31 attached voice coil 30.
Das Kalottenteil 26 ist von der Schwingspule 30 gesehen nach außen konvex und kann auf folgende Weise hergestellt werden: Ein weicher Webstoff, z.B. Batist, wird zuerst mit einer Schicht aus bei Wärme aushärtendem Kunstharz, z.B. Epozydharz überzogen, dann erhitzt und.in eine derartige Form gepreßt, daß der Werkstoff die gewünschte Kalottenform annimmt und diese Form behält, obwohl er verformbar ist. Die Kalotte wird dann mit Kunststoff behandelt, der unempfindlich gegen klimatische Veränderungen ist, z.B. gegen Hitze und Feuchtigkeit. Auf diese Weise wird ein Kalottenteil hergestellt, welches weich, jedoch elastisch, luftdicht und genügend steif ist, um nach geringer Verformung wieder seine Ausgangsform herzustellen.The dome part 26 is seen from the voice coil 30 outwardly convex and can be made in the following way: A soft woven fabric, e.g. batiste, is first coated with a layer made of thermosetting synthetic resin, e.g. coated with epoxy resin, then heated and pressed into a shape such that the Material adopts the desired spherical shape and retains this shape even though it is malleable. The dome is then with Treated plastic that is insensitive to climatic changes, e.g. to heat and moisture. To this A dome part is produced that is soft but elastic, airtight and sufficiently rigid to be able to low deformation to restore its original shape.
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Die Fassung 28 hat einen äußeren Rand, der von den Spannscheiben 24 eingeklemmt wird, radial innerhalb des Randes einen gewellten Bereich sowie einen entsprechend dem Rand des Kalottenteils 26 abgewinkelten Bereich, mit dem er z.B. mit Leim oder Kitt am Kalottenteil befestigt ist. Obwohl die Fassung 28 beim Zusammenbau am Kalottenteil 26 befestigt wird, wird sie getrennt aus Leinen hergestellt, das mit einem härtbaren Kunstharz imprägniert ist, wie mit einem ungesättigten Harz, z.B. einem Phenol-Formaldehyd- Harz. Der gewellte BereichThe socket 28 has an outer edge that of the tension washers 24 is clamped, a corrugated area radially inside the edge and one corresponding to the edge of the dome part 26, with which it is attached to the dome part with glue or putty, for example. Even though the socket 28 is attached to the dome part 26 during assembly, it is made separately from linen with a curable synthetic resin, such as an unsaturated resin such as a phenol-formaldehyde resin. The corrugated area
geformt wird während eines Erhitzungs- und Preßvorganges/, der auch das Harz härtet und eine halbstarre, luftundurchlässige Umhüllung herstellt. Obwohl die Fassung 28 halbstarr ist, muß sie fähig sein,, den Bewegungen des Weichkalottenteils 26 zu folgen und hat daher die Fähigkeit, von ihrer Ruhelage weite Auslenkungen auszuführen. Dies ist besonders wichtig, um eine geringe Resonanz ohne Verzerrung zu erhalten, besonders wenn der Lautsprecher Eingangssignale hoher.Leistung, z.B. von etwa 50 Watt abzustrahlen hat. is formed during a heating and pressing process / which also hardens the resin and produces a semi-rigid, air-impermeable envelope. Although the mount 28 is semi-rigid, it must be able to follow the movements of the soft dome part 26 and therefore has the ability to perform wide deflections from its rest position. This is particularly important in order to obtain a low resonance without distortion, especially if the loudspeaker has to emit input signals of high power, e.g. of around 50 watts.
Die Schwingspule 30 ist gemäß Figur 2A auf einem Formteil 31 angebracht, welches vorzugsweise ein zylindrisches, mit Epozydharz ummanteltes Papierrohr ist. Beim Zusammenbau wird das Formteil 31 z.B. durch Leim oder Kitt an der Fassung 28 und dem Kalottenteil 26 befestigt, um mit dem mit der Schwingspule 30 in Kontakt stehenden Berylliumstreifen 20 eine Baueinheit zu bilden. Diese Baueinheit wird an Ort und Stelle gehalten, indem die Fassung 28 zwischen die zwei Gummiringscheiben 24 eingeklemmt wird.The voice coil 30 is shown in Figure 2A on a Molded part 31 attached, which is preferably a cylindrical, epoxy-coated paper tube. When assembling the molded part 31 is attached to the socket 28 and the dome part 26, for example by glue or cement, in order to be connected to the Voice coil 30 in contact with beryllium strips 20 to form a structural unit. This unit is in place and This is held in place by clamping the socket 28 between the two rubber ring disks 24.
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Hinter der Membranbaugruppe ist eine Abschlußscheibe vorgesehen, die ebenfalls ringförmig ist und in der Nähe ihres Randes elektrische Anschlußklemmen 33 aufweist. Die zu der Schwingspule 30 führenden Berylliumstreifen 20 sind an den Anschlußklemmen 33 festgelötet.Behind the diaphragm assembly, a cover plate is provided, which is also ring-shaped and in the vicinity of it Has electrical terminals 33 edge. The beryllium strips 20 leading to the voice coil 30 are attached to the Terminals 33 soldered on.
Auf der Rückseite der AbSchlußscheibe 32 und gleichachsig mit dem Lautsprecher ist die in Figur 2B im einzelnen dargestellte Magnetbaugruppe angeordnet. Die Magnetbaugruppe enthält ein ringförmiges Polstück 34, das einen der Vorderseite benachbarten, radial hervorragenden Ringbund 39 besitzt. Die fc Vorderseite des Polstücks 34 besitzt einen axial hervorragenden Abschnitt 35, auf dem eine perforierte Kalotte 36 angeordnet ist, die nach Zusammenbau des Lautsprechers im wesentlichen parallel zum Kalottenteil 26 in diese hineinragt. Die Kalotte 36 kann z.B. aus perforiertem Messingblech hergestellt werden. Der vom ringförmigen Polstück 34 umschlossene Innenraum wird durch einen Schaumstoffpfropfen 37 ausgefüllt, dessen Durchmesser normalerweise größer ist, als der der Öffnung, so daß er nach dem Zusammenbau zusammengedrückt ist und entsprechend der Darstellung in Figur 1 von der Vorderseite des Polstücks vorspringt. Der Schaumstoffpfropfen 37 wirkt dämpfend. Um das Polstück 34 paßt der ringförmige Schaumstoffstreifen 38, der beim Zusammenbau durch den das Polstück 34 umgebenden Ringmagneten 40 zusammengedrückt wird. Der Magnet 40 ist vorzugsweise ein Keramiktyp mit einer Magnetfeldstärke von z.B. 15.000 Gauß. Die Magnetbaugruppe wird zusammengehalten, indem sie zwischen einer vorderen und einer rückwärtigen Scheibe 42 bzw. 44 z.B. mit Messingschrauben befestigt wird. Die Schwingspule 30 ist inOn the back of the closure disk 32 and on the same axis The magnet assembly shown in detail in FIG. 2B is arranged with the loudspeaker. The magnet assembly includes an annular pole piece 34, which is one of the front adjacent, radially protruding annular collar 39 has. The fc front of the pole piece 34 has an axially protruding Section 35 on which a perforated dome 36 is arranged is which, after assembly of the loudspeaker, protrudes essentially parallel to the spherical part 26 into the latter. The dome 36 can e.g. be made of perforated brass sheet. The interior space enclosed by the annular pole piece 34 is filled by a foam plug 37, the diameter of which is usually larger than that of the opening so that it will be compressed after assembly and accordingly as shown in Figure 1 protrudes from the front of the pole piece. The foam plug 37 has a damping effect. To that Pole piece 34 fits the annular foam strip 38, during assembly by the ring magnet surrounding the pole piece 34 40 is compressed. The magnet 40 is preferably a ceramic type with a magnetic field strength of, for example, 15,000 gauss. The magnet assembly is held together by being sandwiched between front and rear discs 42 and 44, e.g. is fastened with brass screws. The voice coil 30 is in
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dem Luftspalt zwischen dem Ringbund 39 des Polstückes 34 und der benachbarten Fläche der vorderen Scheibe 42 angeordnet.the air gap between the collar 39 of the pole piece 34 and the adjacent surface of the front disc 42 arranged.
Figur 2C zeigt, daß das Druckabschlußsystem aus einem im wesentlichen mit einem Schaumstoffkissen 50 gefüllten Gehäuse 48 besteht. Das Gehäuse 48 umgreift die rückwärtige Scheibe der Magnetbaugruppe und ist an ersterer so befestigt, daß hinter der Schwingspule 30 ein gegen Schalldruck völlig abgeschlossener Raum entsteht. Das bedeutet, daß der Lautsprecher nicht durch die Größe des Gehäuses beeinflußt wird, in das er eingebaut wird»FIG. 2C shows that the pressure shut-off system consists of a housing essentially filled with a foam cushion 50 48 exists. The housing 48 engages around the rear disc of the magnet assembly and is attached to the former so that behind the voice coil 30 is a completely sealed against sound pressure Space is created. This means that the speaker is not affected by the size of the cabinet in which he is built in »
An dem Gehäuse 48 sind Außenklemmen 52 befestigt und elektrische Zuleitungen verbinden diese Klemmen mit den Anschlußklemmen 33 der AbSchlußscheibe 32.Outer terminals 52 are attached to the housing 48 and electrical leads connect these terminals to the Terminals 33 of the cover plate 32.
Die gemäß der Erfindung ausgebildete Membranbaugruppe ist besonders vorteilhaft zum Abstrahlen von Signalen großer Leistung, indem eine halbstarre Menbranfassung verwendet wird, welche auch weite Auslenkungen auszuführen vermag, um niederfrequente Abstrahlung ohne Verzerrung zu ermöglichen.The membrane assembly designed according to the invention is particularly advantageous for emitting large signals Performance by using a semi-rigid tube socket, which is also able to carry out wide deflections in order to enable low-frequency radiation without distortion.
Obwohl die vorstehende Beschreibung sich insbesondere auiJLautSprecher bezieht, versteht es sich, daß die Erfindung allgemein auf elektroakustisch^ Wandler anwendbar ist.Although the foregoing description relates particularly to speakers, it is to be understood that the invention is generally applicable to electroacoustic transducers.
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