DE2932942C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flachplatten-Laut­ sprecher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Flachplatten-Lautsprecher dieser Art ist aus der DE-OS 27 57 707 zu entnehmen. Bei dieser bekannten Bauart wird das unterteilte Schwingungsband zur Frequenz­ zone höherer Frequenz hin verschoben, und damit wird die mechanische Hin- und Herbewegung in der Frequenzzone höherer Frequenz gleichmäßig bewirkt, wodurch der Frequenz­ gang wesentlich verbessert ist.

Wenn die Membran des Lautsprechers elektromagnetisch angesteuert wird, ist es jedoch nicht möglich, einen langen Schwingspulenträger zu verwenden, und zwar unter dem Gesichtspunkt der Festigkeit des Spulenkörpers. Deshalb ist ein kleiner Abstand zwischen der Membran und einem Dämpfer, der den Schwingspulenkörper trägt, vorgegeben. Aus diesem Grunde dämpft bei einer gattungsge­ mäßen Ausgestaltung der Dämpfer nicht vollständig die Drehschwingung der Membran, und die Membran führt eine Rollbewegung aus, wenn der Lautsprecher angesteuert wird. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Umlaufschwin­ gung aus der Verteilung der Ansteuerung auf eine Mehrzahl von Magnet-Ansteuerungen sowie auf die Verteilung der Festigkeit oder Komplianz der Aufhängeeinheit, beispiels­ weise bei Dämpfern für die Schwingspulenträger und deren Befestigungen des Gewichtsausgleichs der Membran infolge einer gleichmäßigen Verteilung einer Klebstoffmenge zur Verbindung ihrer Kante bzw. Randes, des Schwingspulen­ trägers sowie der Dämpfer und der Strahlungsimpedanz für die von einem Boden oder von Wänden reflektierten Schallwellen resultiert.

Bei der gattungsgemäßen Bauart nehmen außerdem die Magnet-Ansteuerungen einen verhältnismäßig großen Bereich auf der Rückseite der Membran in Anspruch, und der Zwischenraum zwischen der Membran und den Ansteuerungen ist kürzer als bei einem kegelförmig ausgebildeten Lautsprecher. Deshalb sollten die Öffnungen in der Trageinrichtung, die die Ansteuerungen aufnehmen und auch die Öffnungen in der Halterung zwischen den Ansteue­ rungen möglichst klein sein. Dabei ist bei der gattungsge­ mäßen Ausgestaltung das Öffnungsverhältnis geringer als bei einem kegelförmigen Lautsprecher bzw. Konuslaut­ sprecher.

Wenn das Öffnungsverhältnis auf der Rückseite der Membran kleiner ist als 60%, dann ist der Frequenzgang des Lautsprechers verschlechtert. Dies bedeutet, daß der Frequenzgang des Lautsprechers umso besser ist, je größer das betreffende Öffnungsverhältnis ist. Es ist jedoch sehr schwierig, das Öffnungsverhältnis zu ver­ größern. Wenn große Öffnungen zur Vergrößerung des Öffnungsverhältnisses verwirklicht werden, wird die Festigkeit bzw. Steifigkeit der Trageinrichtung bzw. des Rahmens vermindert. Infolgedessen gelangt die die relativ schweren Magnet-Ansteuereinheiten tragende Halterung bzw. der diese tragende Rahmen in Resonanz, wodurch sich der Frequenzgang verschlechtert und wodurch sich eine schlechte Auswirkung auf den Wiedergabeklang ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Flachplatten-Lautsprecher der eingangs angegebenen Art die akustische Eigenschaften und den Frequenzgang zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung führt zu einer zusätz­ lichen Stützung und Dämpfung der Membran, wobei die aus dieser Stützung und Dämpfung resultierenden Widerlager­ kräfte über die Ansteueranordnung geleitet werden. Hierdurch wird bei Gewährleistung einer geringen Bautiefe ermöglicht, Drehschwingungen der Membran zu vermeiden oder wenigstens so weit zu verringern, daß die Wiedergabequalität des Lautsprechers verbessert wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, die unter anderem dazu beitragen, bei Gewährleistung einer einfachen und preiswert herstellbaren Ausgestaltung das Resonanzver­ halten der Trageinrichtung und/oder des Rahmens zu verbessern, sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in einer Zeichnung dargestellten Aus­ führungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Flach-Lautsprecher in der Vorderansicht;

Fig. 2 eine Perspektivansicht des Lautsprechers von der Rückseite her betrachtet;

Fig. 3 den Lautsprecher in der Rückansicht;

Fig. 4 den Schnitt IV-IV in Fig. 1;

Fig. 5 den Schnitt V-V in Fig. 3;

Fig. 6 ein erfindungsgemäßer Lautsprecher in Perspektivansicht von der Rückseite her betrachtet als zweites Ausführungsbeispiel;

Fig. 7 einen erfindungsgemäßen Lautsprecher in der Rückan­ sicht als drittes Ausführungsbeispiel;

Fig. 8 den Schnitt VIII-VIII in Fig. 7;

Fig. 9 einen erfindungsgemäßen Lautsprecher in Perspektivansicht von der Rückseite her betrachtet als viertes Ausführungsbeispiel;

Fig. 10 eine Schnittansicht des in Fig. 9 dargestellten Lautsprechers;

Fig. 11 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Lautsprechers als fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Der Lautsprecher 20 weist eine Schwingungs- bzw. Vibrationseinheit auf. Diese Vibrationseinheit umfaßt eine beispielsweise viereckige Membran 21, einen am Randbereich der Membran 21 ange­ brachten Halterand 22, vier Schwingspulenträger 23, die an der Rückseite der Membran 21 angebracht sind, vier Schwingspu­ len 24, die um den Umfang der Schwingspulenträger 23 gewickelt sind, und vier Dämpfer 25, die mit dem Umfang der Schwingspu­ lenträger 23 verbunden sind. Die Schwingspulenträger 23 sind an Stellen mit der Membran 21 verbunden, die den Knotenpunkten der geteilten Schwingungsmoden der Membran entsprechen. Die Membran 21 ist somit an der Ausführung einer Teilschwingung gehindert, da sie in den spezifizierten Knotenpunkt­ bereichen der Teilschwingung angesteuert wird. Dies ist das Merkmal eines Lautsprechers mit einer Mehrfachbe­ reichs-Ansteuerung.

Der Lautsprecher 20 weist ferner vier Ansteuereinheiten 26 auf. Jede Ansteuereinheit 26 umfaßt beispielsweise ein topfförmiges Joch 27, einen am Boden des Joches 27 angebrachten Magneten 28, einen an dem Magneten 28 angebrachten Kern 29 und eine an dem Joch 27 angebrachte Platte 30. Zwischen dem Kern 29 und der Platte 30 ist ein Magnetspalt 31 gebildet. An der Rückseite 32 b des beispielsweise viereckigen Rahmens 32 sind jeweils durch eine Platte 30 mit Hilfe von Schrauben vier magnetische Ansteuereinheiten 26 angebracht. Vier Schwingspulen 24 sind in den Magnetspalten 31 angeordnet. Der Randbereich des jeweiligen Dämpfers 25 ist mit einem Dämpferring 33 verbunden, der an der Vorderseite 32 a des Rahmens 32 mit Hilfe von Schrauben angebracht ist. Der Halterand 22 ist durch ein Halteteil 34 an der Vorderseite 32 a des Rahmens festgeklemmt. Demgemäß wird die Membran 21 in Abhängigkeit von der Schwingspule 24 zugeführten elektrischen Signalen angetrieben.

Der Rahmen 32 kann aus Aluminium oder Zink bestehen und durch einen Gieß- oder Preßvorgang hergestellt sein. Der Rahmen 32 ist mit vier ringförmigen Tragteilen 35 zusammenhängend gebildet, die die Ansteuereinheiten 26 aufnehmen. Durch mehrere Rippen 36 sind die Tragteile 35 und der Randbereich des Rahmens 32 miteinander verbunden. Eine ringförmig verlaufende Rippe 37 verbindet die Tragteile 35 mit­ einander, und durch vier Tragrippen 38 sind auch die Tragteile 35 untereinander verbunden. Demgemäß sind viele Öffnungen 39 zwischen den vorgenannten Teilen 36, 37 und 38 gebildet. Damit ist das Öffnungsverhältnis des auf der Rückseite der Membran 21 angeordneten Rahmens 32 bzw. des Lautsprechers sehr groß; es beträgt beispielsweise mehr als 60%.

Die Festigkeit bzw. Steifigkeit des Rahmens 32 wird dann gering, wenn das Öffnungsverhältnis groß ist. In einem solchen Fall ge­ rät der Rahmen 32 bei relativ starken Ansteuerungen in Resonanz, wodurch die Ansteuerung der Membran 21 gestört wird. Dies verursacht eine Verschlechterung des Frequenz­ gangs des Lautsprechers und führt zu einer schlechten Schall­ wiedergabe des Lautsprechers. Im Gegensatz dazu ist es schwierig, den Schwingspulenträger 23 des ebenen Lautsprechers 20 unter dem Gesichtspunkt der Stärke der Ansteuerung des Schwingspulen­ trägers 23 zu verlängern. Tatsächlich ist der Abstand l ₁ ge­ mäß Fig. 4 zwischen der Membran 21 und dem Dämpfer 25, der den Schwingspulenträger 23 trägt, sehr klein. Demgemäß ruft der Dämpfer 25 eine geringe Kraft entgegen der Drehung der Membran 21 hervor. Die Membran 21 eignet sich dabei für die Ausführung einer Drehschwingung in der in Fig. 4 durch die Pfeile a und b angedeuteten Richtung, wenn der Lautsprecher betrieben wird.

Der Lautsprecher 20 ist mit einem stangenför­ migen Körper 40 versehen, der eine Poleinrichtung darstellt und an der Rückseite der Membran 21 beispielsweise koaxial zu deren Mittelachse P 1 mit der Membran verbunden ist, um die Drehschwingung der Membran 21 zu vermeiden. Der Körper 40 besteht aus einem zylindrischen Rohr 41, dessen Länge wesentlich größer ist als die der Schwingspu­ lenträger 23. Der Körper 40 erstreckt sich durch die ringförmige Rippe 37 des Rahmens 32, und das freie Ende 40 a des Körpers 40 wird von einer Dämpfungsein­ richtung 42 getragen, die einen gewellten Dämpfer 43 aufweist. Der innere Rand des Dämpfers 43 ist am Umfang des Rohres 41 befestigt und der äußere Rand des Dämpfers 43 ist an einem Ring 44 befestigt, der an einem Tragrahmen 45 angebracht ist, der jeweils am Joch 27 der magnetischen Ansteuerungen 26 oder am Rahmen 32 verschraubt ist.

Der Tragrahmen 45 besteht aus Aluminium oder Zink, und er ist durch Gießen, Pressen- oder spanabhebende Bearbeitung hergestellt. Der Tragrahmen 45 weist ein ringförmiges Tragteil 45 a und vier sich von diesem radial erstreckende Tragarme 45 b auf. Der Tragrahmen 45 a ist mittig zur Achse P 1 der Membran 21 ausgerichtet (Fig. 4), und die vier Tragarme 45 b können vorteilhaft mit vier Tragrippen 38 des Rahmens 32 durch Schrauben verbunden sein. Alternativ dazu kann der Tragrahmen 45 mit dem Rahmen 32 zusammenhängend bzw. einstückig ge­ bildet sein. Der Abstand 12 gemäß Fig. 4 zwischen dem freien Ende 40 a des Körpers 40 und der Membran 21 ist dabei hinreichend länger als der Abstand l 1 zwischen den die Schwingspulenkörper 23 tragenden Dämpfer 25 und der Membran 21.

Bei dem entsprechend den obigen Ausführungen konstruierten Lautsprecher wird die Drehschwingung bzw. Rotations-Vibration der Membran 21 in Richtung der in Fig. 4 dargestellten Pfeile a und b in eine Schwingung des Körpers 40 umgewandelt. Diese Schwingung erfolgt in Richtung des in Fig. 4 eingetragenen Pfeiles c. Diese Schwingung des Körpers 40 wird durch den Dämpfer 43 der Dämpfungseinrichtung 42 gedämpft. Damit ist die Membran 21 sicher an der Ausführung einer Drehschwingung gehindert. Je länger die Strecke l 2 ist, umso wirksamer wird die Drehschwingung gedämpft.

Der Tragrahmen 45 dient überdies dazu, den Rahmen 32 zu ver­ stärken. Dies bedeutet, daß der Rahmen 32 eine Schwingung ausführt, wie dies in Fig. 5 durch die Pfeile d und e veran­ schaulicht ist, wobei der Randbereich des Rahmens 32 das fest­ liegende Ende bildet und die Amplitude des Rahmens 32 in der Mitte P 1 des Lautsprechers 20 das Maximum besitzt. Die durch die Pfeile d und e des Rahmens 32 angedeutete Schwingung wird in Ausdehnungen und Zusammenziehungen des Tragteiles 45 a des Tragrahmens 45 umgewandelt. Demgemäß ist die Schwingung oder Resonanz des Rahmens 32 sicher vermieden. Die ringförmig verlaufende Rippe 37 dient ebenfalls dazu, eine schädliche Resonanz des Rahmens 32 zu vermeiden.

In Fig. 6 ist der Lautsprecher 20 gemäß des zweiten Aus­ führungsbeispiels gezeigt. Der Lautsprecher 20 ist mit einem Tragrahmen 50 versehen, der ein kreuzarmförmiges Tragteil 51 und vier Tragsäulen 52 aufweist, mit denen er am Rahmen 32 angebracht oder mit diesem zu­ sammenhängend bzw. einstückig gebildet sein kann. Der Dämpferring 43 ist in diesem Fall am Tragteil 51 fest vorgesehen bzw. angebracht.

Beim dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 und 8 ist ein Tragrahmen 55 zum Haltern der Dämpfungseinrichtung 42 an den Ansteuereinheiten 26 vorgesehen der ein ringförmiges Tragteil 56 und vier Tragarme 57 umfaßt, die radial vom ringförmigen Tragteil 56 abstehen. Der Ring 44 ist am Tragteil 56 gehalten, und die Tragarme 57 sind mit den Ansteuereinheiten 26 verschraubt. Durch diese Anordnung wird die Resonanz des Rahmens 32 wirksamer verhindert. Dies be­ deutet, daß die Joche 27 der Ansteuereinheiten 26 in Rich­ tung der in Fig. 8 angedeuteten Pfeile g und h schwingen, wenn der Rahmen 32 in Richtung der Pfeile d und e schwingt. Die Schwingungsamplitude des Joches 27 ist dabei größer als die des Rahmens 32. Diejenigen Bereiche, die die stärkste Schwingungsamplitude besitzen, sind durch den Trag­ rahmen 55 miteinander verbunden. Die durch die Pfeile g und h angedeuteten Schwingungen werden in Ausdehnungen und Zusammen­ ziehungen des Tragrahmens 55 umgesetzt. Demgemäß ist eine schädliche Schwingung oder Resonanz des Rahmens 32 wirksam unter­ bunden.

Ferner ist bei diesem Ausführungsbeispiel das Rohr 41 mit schallabsorbierenden Materialien 58 ausgefüllt. Durch die absorbierenden Materialien bzw. Stoffe 58 ist ver­ hindert, daß die Luftsäule innerhalb des Rohres 41 in Resonanz gelangt, wodurch außerdem eine sogenannte Lautsprecherstörung verhindert ist. Damit ist der Tonfrequenzgang bzw. die Ton­ charakteristik des Lautsprechers 20 wesentlich verbessert.

In Fig. 9 und 10 ist ein Lautsprecher 20 gemäß einem vierten Aus­ führungsbeispiel gezeigt. Der Lautsprecher 20 weist einen Tragrahmen 60 mit einem ringförmigen Trag­ teil 61 und mit einem viereckigen Verbindungsrahmen 62 auf. Die vier Eckenteile des Ver­ bindungsrahmens 62 sind mit den entsprechenden Mitten der Rückseite der Joche 27 der Ansteuereinheiten 26 verbunden.

Beim fünften Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 umfaßt die Dämpfungseinrichtung 42 dieses Lautsprechers 20 ein Paar magnetischer Ringe 65, 66, die koaxial zueinander angeordnet sind. Diese Ringe 65, 66 wirken derart miteinander zusammen, daß das freie Ende des Körpers 40 in der Mittelachse P 1 der Membran 21 festgehalten wird. Dies bedeutet, daß der innere Ring 65 am freien Ende des Körpers 40 und der äußere Ring 66 am Tragrahmen 67 angebracht ist, der mit den Jochen 27 der Ansteuereinheiten oder mit dem Rahmen 32 verbunden sein kann.

Im Rahmen der Erfindung kann der Körper 40 mit einem anderen Teil bzw. Bereich als der Mitte der Membran 21 verbunden sein. Ferner können mehrere stangenartige Körper 40 und Dämpfungseinrich­ tungen 42 so angeordnet sein, daß mehrere Bereiche der Membran 21 abgestützt werden.

Claims (15)

1. Flachplatten-Lautsprecher, mit

• - einem Rahmen (32),
• - einer Membran (21),
• - einer Einrichtung (22, 34) zum nachgiebigen Befestigen der Membran im Rahmen und
• - einer am Rahmen befestigten Ansteueranordnung aus mehreren Magnet-Ansteuerungen (26), mit jeweils einem Magnetspalt (31), einem Schwingspulenträger (23) und einer auf den Schwingspulenträger aufge­ wickelten Schwingspule (24) in dem Magnetspalt (31), wobei jeder Schwingspulenträger (23) mit einer jeweiligen von mehreren Stellen der Membran (21) verbunden ist, um die Membran (21) an diesen Stellen anzusteuern, wobei diese Stellen den Knoten­ punkten der geteilten Schwingungsmoden der Membran (21) entsprechen,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß wenigstens ein stangenartiger Körper (40) mit der Membran (21) verbunden ist, der länger (l ₂) als der Schwingspulenträger (23) ist,
• - daß eine Dämpfungseinrichtung (42) zur Dämpfung der Bewegungen des Körpers (40) vorgesehen ist und
• - daß eine Trageinrichtung (40, 50, 55, 67) zum Tragen der Dämpfungseinrichtung (42) mit dem Rahmen (32) und/oder der Ansteueranordnung verbunden ist.

2. Flachplatten-Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (40) durch ein zylindrisches Rohr (41) gebildet ist.

3. Flachplatten-Lautsprecher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des zylindrischen Rohres (41) schallabsor­ bierende Mittel (58) angeordnet sind.

4. Flachplatten-Lautsprecher nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (42) nahe des der Membran (21) abgewandten Endes des Körpers (40) angeordnet und mit diesem verbunden ist.

5. Flachplatten-Lautsprecher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (42) einen gewellten Dämpferring (43) aufweist, dessen Innenkante mit dem Körper (40) und dessen Außenkante mit der Tragein­ richtung (45) verbunden ist.

6. Flachplatten-Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (42) durch magnetisch gekoppelte Teile (65, 66), insbesondere Ringe gebildet ist, wobei das eine magnetische Teil (65) am Körper (40) und das andere magnetische Teil (66) an der Trageinrichtung (67) gehalten ist.

7. Flachplatten-Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung (45) einen Tragteil (45 a) sowie einen oder mehrere Anbringungsteile (45 b) umfaßt, wobei der Tragteil (45 a) die Dämpfungseinrich­ tung (42) trägt und der oder die Anbringungsteile (45 b) mit der Ansteueranordnung (36) oder dem Rahmen (32) verbunden sind.

8. Flachplatten-Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung (45) mit dem Rahmen (32) zusammenhängend gebildet ist.

9. Flachplatten-Lautsprecher nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragteil (45 a) ringförmig ausgebildet ist.

10. Flachplatten-Lautsprecher nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragteil (51) kreuzarmförmig ausgebildet ist.

11. Flachplatten-Lautsprecher nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anbringungsteile sich quer zum Rahmen (32) erstreckende und damit verbundene Stangen (52) sind.

12. Flachplatten-Lautsprecher nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anbringungsteile (57) vom Tragteil (56) im wesentlichen parallel zur Membran (21) abstehen und mit der Ansteueranordnung (26) verbunden sind.

13. Flachplatten-Lautsprecher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Anbringungsteil (62) durch einen Tragrahmen (62) mit einer Vielzahl von Ecken gebildet ist, die mit der Ansteueranordnung (26) verbunden sind.

14. Flachplatten-Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (40) mittig zur Membran (21) angeordnet ist.