DE2165572B2

DE2165572B2 - Speaker cone

Info

Publication number: DE2165572B2
Application number: DE2165572A
Authority: DE
Inventors: Leslie Russel Bildeston Suffolk Ward (Grossbritannien)
Original assignee: Rola Celestion Ltd Ipswich Suffolk Grossbritannien
Current assignee: Rola Celestion Ltd Ipswich Suffolk Grossbritannien
Priority date: 1971-01-04
Filing date: 1971-12-30
Publication date: 1975-11-06
Also published as: BE777617A; DE2166848A1; NL7200036A; GB1380914A; DK138148B; CH545053A; FR2121536A1; FI57507B; DK138148C; SE379474C; IE35948B1; US3780232A; AT326744B; IE35948L; SE379474B; FI57507C; DE2165572A1; ES398583A1; DE2165572C3; NO130255B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lautsprechermembran mit einem zur Schallschwingungserzeugung elastisch verformbaren, selbsttragenden Weichkalottenteil. The invention relates to a loudspeaker diaphragm with a device for generating sound vibrations elastically deformable, self-supporting soft dome part.

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 attached to the apex, the membrane cone is made of a layer of woven, formed with a hardened synthetic resin impregnated fabric and with a layer of compacted Fiber material overlaid. This membrane is to a considerable extent strong and stiff and therefore good for suitable 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. 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 2000 bis 18 000 Hz bestimmt.In another diaphragm assembly in which the diaphragm has a dome shape and is concave On the side facing the voice coil, the membrane has a soft fabric dome. This is first impregnated, to make them self-supporting and pliable, leaving the spaces between the fabrics open. The dome is then covered with a soft film that closes the gaps between the fabric, which the Makes the membrane impermeable to air and defines a radiation area. Then the voice coil will turn on a short axial collar attached to the edge of the finished membrane. This membrane assembly is intended for the range from 2000 to 18,000 Hz.

Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung einer Membran für Tauchspulenmikrofone bekannt (DT-AS 11 07 712), bei der die Membran mittels Prägeverfahren aus einer Folie hergestellt wird. Die Membran besitzt eine Kalotte, an die sich eine radial erstreckende Fas- ⁶S sung anschließt. Am Übergang zwischen der Kalotte und der Fassung ist die Schwingspule angebracht. Die Fassung weist einen inneren Ringabschnitt auf, der alsA method for producing a membrane for moving coil microphones is already known (DT-AS 11 07 712), in which the membrane is produced from a film by means of an embossing method. The membrane has a calotte, is adjoined by a radially extending connecting Fas ⁶ S solution. The voice coil is attached to the transition between the dome and the socket. The socket has an inner ring portion, which as

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gewölbte elastische Sicke ausgebildet ist, sowie einer flachen äußeren Abschnitt, der seine flache Form durcr einen Versteifungsring erhält, welche mit der Mem branfolie fest verbunden wird. Durch eine solche Mem bran ist die verzerrungsfreie Abstrahlung von Hochiei stungssignalen insbesondere für einen mittleren Fre quenzbereich nicht möglich.domed elastic bead is formed, as well as a flat outer portion, which its flat shape bycr receives a stiffening ring, which is firmly connected to the membrane membrane. Through such a meme bran is the distortion-free emission of high output signals, especially for a medium frequency frequency range not possible.

Es ist bereits eine Metallmembran aus unmagneti schem Material mit einer Schwingspule bekann (OE-PS j 93 449), die aus einem einheitlichen Leichtme tall-Hohlkörper als Träger für die Schwingspule unc aus einer Fassung des Metallkörpers aus federelasti schem Material besteht, wobei die Fassung lediglich die Aufgabe hat, den inneren Leichtmetall-Hohlkörper fre schwingen zu lassen. Auch diese Membran ist nicht da für geeignet, Hochleislungssignale ohne übermäßige Verzerrung insbesondere in einem mittleren Frequenzbereich abzustrahlen.A metal membrane made of nonmagnetic material with a voice coil is already known (OE-PS j 93 449), which consist of a uniform light weight tall hollow body as a carrier for the voice coil unc consists of a version of the metal body made of Federelasti Shem material, the version only the The task is to let the inner light metal hollow body vibrate freely. This membrane is not there either Suitable for high-performance signals without excessive distortion, especially in a medium frequency range to radiate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lautsprechermembran der eingangs genannten Art zu schaffen, welche Hochleistungssignale ohne übermaßige Verzerrung abzustrahlen vermag und insbesondere für den mittleren Frequenzbereich von 500 Hz bis 5 kHz geeignet ist. Es sollen Signale bis zu 50 Watt abgestrahlt werden können.The invention is based on the object of a loudspeaker diaphragm of the type mentioned to create which high-power signals without excessive Able to radiate distortion and especially for the medium frequency range from 500 Hz to 5 kHz is suitable. Signals of up to 50 watts should be able to be emitted.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß am freien Rand des Weichkalottenteils eine sich im wesentlichen radial erstreckende Fassung befestigt ist, die halbstarr und von größerer Steifigkeit als das Weir^u'-.alottenteil ist sowie aus einem vom Werkstoff des Weichkalouenteils abweichenden Werkstoff besteht.This object is achieved in that at the free edge of the Weichkalottenteils a substantially radially extending holder is attached, which is called the Weir ^u '-.alottenteil semi-rigid and is of greater rigidity and consists of a different material from the Weichkalouenteils material.

Die Fassung ist in einem Teilbereich gewellt und aus mit härtbarem Kunstharz imprägniertem Stoff geformt.The frame is corrugated in part and made of fabric impregnated with curable synthetic resin.

Das Weichkalottenteil ist aus einem Stoff geformt. der erst mit bei Wärme aushärtendem Kunststoff imprägniert und dann mit einem gegen Klimaänderungen widerstandsfähigen Kunststoff überzogen ist.The soft dome part is formed from a fabric. which only impregnates with heat-curing plastic and then coated with a plastic that is resistant to climate change.

Bei einer mit einem eine Schwingspule tragenden und an der Membran befestigtem Formteil versehenen Lautsprechermembran ist die Schwingspule auf der konkaven Seite des Weichkalottenteils mit Abstand angeordnet. In one provided with a molded part that carries a voice coil and is attached to the membrane Loudspeaker membrane, the voice coil is arranged at a distance on the concave side of the soft dome part.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigtThe invention is explained with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Lautsprecher undF i g. 1 shows a longitudinal section through a loudspeaker and

F i g. 2A, 2B und 2C den Aufbau des Lautsprechers der F i g. 1 durch Einzeldarstellung der Bauteile in der Reihenfolge ihres Zusammenbaus.F i g. 2A, 2B and 2C show the structure of the loudspeaker of FIG. 1 by showing the individual components 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 bis zu 10 kHz mit ±3db arbeitet. Die Leistungsfähigkeit beträgt 50 Watt entsprechend DIN 45500. Die harmonische Verzerrung ist extrem gering und kann über den Frequenzbereich weniger als 2% betragen.The loudspeaker shown is a mid-range soft dome pressure loudspeaker for the frequency range from 500 Hz to 5 kHz, but up to 10 kHz works with ± 3db. The performance is 50 watts according to DIN 45500. 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 Einbauplatte 10 an. HinterThe loudspeaker basically consists of a front assembly, a membrane assembly, a Magnet assembly and a pressure shut-off system. At the front of the speaker is an annular one 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, which is inserted into the recess 11 of FIG Fits back of the plate. A curved protective grille 16 fits into the central opening of the mounting plate and rests with its edge flange 17 on the radially inwardly projecting collar of the mounting plate 10. Behind

dem Schutzgitter 16 sind ein Paar 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.2A sind die Streifen 20 lediglich aus Darstellungsgründen nicht zwischen den Ringscheiben 18 abgebildetthe protective grille 16 are a pair of sealing and electrically insulating washers 18 and between These ring disks 18 run electrically conductive beryllium strips 20 which are part of the membrane assembly and form the electrical connection between an external power source and the voice coil of the Speaker form. In Figure 2A the strips are 20 not shown between the annular disks 18 merely for reasons of illustration

Die in F i g. 2 in auseinandergezogener Darstellung ibgebiiiete Membranbaugruppe besteht aus einem ringförmigen Membrangehäuse 22 aus rostfreiem Stahl, das eine Zentralöffnung besitzt Ferner sind ein Paar Gummispannscheiben 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 Berylüumstreifen 20 und eine auf einem Formteil 31 angebrachte Schwingspu/e 30.The in F i g. 2 in an exploded view ibgebiiiete membrane assembly consists of one annular diaphragm case 22 made of stainless steel having a central opening Further are a pair Rubber washers 24 are present, which during assembly through the shoulder 25 of the diaphragm housing 22 are compressed. The membrane assembly also includes a soft cap part 26, a mount 28, the Berylum strips 20 and a vibrating coil 30 attached to a molded part 31.

Das Kafottenteil 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. Epoxydharz 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 Kaiottenteil hergestellt, welches weich, jedoch elastisch, luftdicht und genügend steif ist, um nach geringer Verformung wieder seine Ausgangsform herzustellen. 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 Bereich wird während eines Erhitzungsund Preßvorganges geformt, der auch das Harz härtet und eine hal'jstarre, 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 hatThe coffer part 26 is seen from the voice coil 30 outwardly convex and can be made in the following ways: A soft woven fabric, e.g. B. batiste, is first coated with a layer of thermosetting resin, e.g. B. epoxy coated, then heated and pressed into such a shape that the material assumes the desired spherical shape and retains this shape although it is deformable. The calotte is then treated with plastic, which is insensitive against climatic changes, z. B. Against heat and moisture In this way a Kaiottteil made, which is soft but elastic, airtight and sufficiently stiff to be less Deformation to restore its original shape. The socket 28 has an outer edge of the clamping disks 24 is clamped, radially inside the edge a corrugated area and a corresponding to the edge of the cap part 26 angled area with which he z. B. with glue or putty on Cap part is attached. Although the socket 28 is attached to the cap part 26 during assembly, is they are made separately from linen impregnated with a hardenable synthetic resin, such as an unsaturated one Resin, e.g. B. a phenol-formaldehyde resin. The corrugated area becomes during heating and Pressing process formed, which also hardens the resin and produces a semi-rigid, air-impermeable envelope. Although the socket 28 is semi-rigid, it must be able to withstand the movements of the soft dome portion 26 follow and therefore has the ability to perform wide deflections from its rest position. This is special important to get low resonance without distortion, especially when the loudspeaker is receiving high power input signals, e.g. B. radiate from about 50 watts Has

Die Schwingspule 30 ist gemäß F i g. 2A auf einem ^5 Formteil 31 angebracht, welches vorzugsweise ein zylindrisches, mit Epoxydharz 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 Schwingspu- ^ήο Ie 30 in Kontakt stehenden Berylüumstreifen 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 FIG. 2A mounted on a ^ 5 molded part 31, which is preferably a cylindrical paper tube coated with epoxy resin. When assembling the molded part 31 z. B. fastened by glue or cement to the socket 28 and the cap part 26 in order to form a structural unit with the Berylüumstrip 20 in contact ^{with the Schwingspu- ήο Ie 30.} This assembly is held in place by pinching the socket 28 between the two rubber washers 24.

Hinter der Membranbaugruppe ist eine Abschlußscheibe 32 vorgesehen, die ebenfalls ringförmig ist und in der Nähe ihres Randes elektrische Anschlußklemmen 33 aufweist. Die zu der Schwingspule 30 führenden Berylliumsireifen 20 sind an den Anschlußklemmen 33 festgelötet.There is a cover plate behind the diaphragm assembly 32 is provided, which is also annular and in the vicinity of its edge electrical terminals 33 has. The beryllium tires 20 leading to the voice coil 30 are connected to the connection terminals 33 soldered on.

Auf der Rückseite der Anschlußscheibe 32 und gleichachsig mit dem Lautsprecher ist die in F i g. 2B im einzelnen dargestellte Magnetbaugrappe angeordnet. Die Magnetbaugruppe enthält ein ringförmiges Polstück 34, das einen der Vorderseite benachbarten, radial hervorragenden Ringbund 39 besitzt. Die 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 F i g. 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 in dem Luftspalt zwischen dem Ringbund 39 des Polstückes 34 und der benachbarten Fläche der vorderen Scheibe 42 angeordnet. On the back of the connecting disk 32 and coaxially with the loudspeaker is the one shown in FIG. 2B in individually illustrated magnet assembly arranged. The magnet assembly includes an annular pole piece 34, the one of the front side adjacent, radially excellent ring collar 39 possesses. The front of the pole piece 34 has an axially protruding Section 35 on which a perforated dome 36 is arranged, which after assembly of the loudspeaker substantially parallel to the cap part 26 protrudes into this. B. from perforated Brass sheet are made. The interior space enclosed by the annular pole piece 34 is filled by a foam plug 37. whose diameter is usually larger than that of the opening so that it is compressed after assembly and as shown in F i g. 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 38th through the pole piece 34 during assembly surrounding ring magnet 40 is compressed. The magnet 40 is preferably a ceramic type with a magnetic field strength of z. B. 15,000 Gauss. the Magnet assembly is held together by being sandwiched between front and rear discs 42 or 44 z. B. is attached with brass screws. The voice coil 30 is in the air gap between the collar 39 of the pole piece 34 and the adjacent surface of the front disk 42 is arranged.

F i g. 2C zeigt, daß das Druckabschlußsystem aus einem im wesentlichen mit einem Schaumstoffkissen 50 gefüllten Gehäuse 48 besteht. Das Gehäuse 48 umgreift die rückwärtige Scheibe 44 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.F i g. FIG. 2C shows that the pressure closure system consists essentially of a foam cushion 50 filled housing 48 consists. The housing 48 engages around the rear disk 44 of the magnet assembly and is attached to the former in such a way that behind the voice coil 30 there is a space completely sealed off from sound pressure arises. This means that the speaker is not affected by the size of the cabinet in which it 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 clamps 52 are attached to the housing 48 and electrical leads connect them Clamp with the terminals 33 of the lens 32.

Die gemäß der Erfindung ausgebildete Membranbaugruppe ist besonders vorteilhaft zum Abstrahlen von Signalen großer Leistung, indem eine halbstarre Membranfassung 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 radiation of high power signals by using a semi-rigid diaphragm socket which is also wide Able to perform deflections in order to enable low-frequency radiation without distortion.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Claims: 21

1. Loudspeaker membrane with an elastically deformable one to generate sound vibrations, Self-supporting soft cap part, characterized in that on the free edge of the soft cap part (26) a substantially radially extending socket (28) is attached which is semi-rigid and is of greater rigidity than the soft dome part, as well as one of the material of the soft dome part different material exists.

2. loudspeaker diaphragm according to claim 1, characterized in that the socket (28) in a portion is corrugated and formed from fabric impregnated with curable synthetic resin

3. Loudspeaker diaphragm according to claim 1 or 2, characterized in that the soft dome part (26) is formed from a material which is impregnated with heat-curing synthetic resin and then coated with a plastic that is resistant to climatic changes.

4. Loudspeaker diaphragm according to claim 1, 2 or 3, with a voice coil carrying and on the membrane attached molded part, characterized in that the voice coil (30) on the concave side of the soft cap part (26) is arranged at a distance.