DE549817C

DE549817C - Membranes for sound generators and sound receivers, especially for surface radiating loudspeakers

Info

Publication number: DE549817C
Application number: DEL71203D
Authority: DE
Original assignee: OTTO EMERSLEBEN DR; Loewe Opta GmbH
Current assignee: OTTO EMERSLEBEN DR; Loewe Opta GmbH
Priority date: 1928-03-03
Filing date: 1928-03-03
Publication date: 1932-05-02

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Membran, die für alle Art akustischer Apparate Verwendung finden kann, sowohl für Schallsender (Lautsprecher, Telephone, Musik-Instrumente) als auch für Schallempfänger (Mikrophone u. dgl.). Die erfindungsgemäße Membran kann besonders vorteilhaft als sogenannter Flächenstrahler Verwendung finden, weil sie sich vorzüglich zur AusbildungThe invention relates to a diaphragm which can be used for all types of acoustic apparatus Can be used both for sound transmitters (loudspeakers, telephones, musical instruments) as well as for sound receivers (microphones and the like). The membrane according to the invention can be particularly advantageous as a so-called Surface emitters are used because they are excellent for training

ίο als großflächige Membran eignet.ίο suitable as a large-area membrane.

Wenn ein Kegel beispielsweise am Rande eingespannt und an seiner Spitze zu Schwingungen angeregt wird, werden im allgemeinen einzelne Seitenlinien (erzeugende Geraden) des Kegels aus Symmetriegründen gleichmäßig elastisch beansprucht; wenn ein derartiger Kegel zu Eigenschwingungen erregt wird, so zerfällt daher der Gesamtkegelmantel in eine Anzahl gleichartig schwingender Teilflächen. Diejenigen Eigenfrequenzen, die diesen einzelnen schwingenden Teilflächen entsprechen, sind daher untereinander gleich. Es folgt daraus starke Bevorzugung dieser entsprechenden einzelnen Frequenzen, die auf die treue Wiedergabe der Schallschwingungen von nachteiligem Einfluß ist. Wenn andererseits, wie ebenfalls bekannt ist, eine Zylinderfläche als Schallstrahler benutzt wird, etwa indem sie längs einer Erzeugenden parallel zu den eingespannten Erzeugenden zu Schwingungen angeregt wird, so tritt eine ähnliche Bevorzugung einzelner Eigenschwingungen auf. Jede Kurve auf der Zylinderfläche, die alle Zylindererzeugenden senkrecht durchsetzt, ist nicht nur in geometrischer Hinsicht zu allen anderen Kurven vollkommen gleichberechtigt, die in gleicher Weise die Schar der Erzeugenden durchsetzen; diese Kurven sind überdies auch in elastisch-akustischer Hinsicht im wesentlichen einander gleichberechtigt. Es tritt daher auch bei Erregung einer solchen Membran in ihren Eigenschwingungen eine Anzahl gleich großer, gleichartig schwingender Flächen auf, durch die bestimmte Eigenfrequenzen gegenüber - anderen Frequenzen wesentlich bevorzugt werden, so daß auch bei dieser bekannten Membran eine einwandfreie Wiedergabe nicht ohne weiteres erreicht wird.For example, if a cone is clamped at the edge and vibrates at its tip is excited, individual side lines (generating straight lines) of the cone are generally uniform for reasons of symmetry elastically stressed; when such a cone excites natural oscillations is, the overall surface of the cone is therefore divided into a number of similarly oscillating partial surfaces. The natural frequencies that correspond to these individual oscillating partial areas are therefore the same as one another. It follows from this strong preference for these corresponding individual frequencies, which are based on the faithful reproduction of the sound vibrations is detrimental. If on the other hand, as is also known, a cylindrical surface is used as a sound emitter, for example by creating vibrations along a generatrix parallel to the clamped generators is excited, a similar preference for individual natural vibrations occurs. Every curve on the cylinder surface that all cylinder generating interspersed vertically, is not only in geometrical terms to all other curves completely equal, which in the same way the crowd the producer enforce; these curves are also in elastic-acoustic Essentially on an equal footing with each other. It therefore also occurs when aroused such a membrane has a number of equally large and similar vibrations vibrating surfaces, through which certain natural frequencies compared to - others Frequencies are substantially preferred, so that even with this known membrane a flawless playback is not easily achieved.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile durch andersartige Gestaltung der Membran.The invention avoids these disadvantages by designing the membrane differently.

Wenn man jedoch der Membran eine beliebige andere Gestalt geben würde, die nicht die eines Kegels oder Zylinders ist, so würden neuartige Nachteile auftreten. Die Membran würde vielfach sehr steif sein und überhaupt nur schwer zu Schwingungen von angemessener Amplitude erregbar sein. Dieser Nach-However, if the membrane were given any other shape that would not that of a cone or cylinder, new disadvantages would arise. The membrane would in many cases be very stiff and generally difficult to produce vibrations of adequate Amplitude be excitable. This post

teil wird bei den meisten unregelmäßig gekrümmten Flächen auftreten, denn mit einer Schwingung wären gleichzeitig erhebliche unregelmäßige Deformationen verbunden, die die erreichbare Amplitude und somit die erreichbare Lautstärke herabsetzen würden.part will occur on most irregularly curved surfaces, because with one Vibration would be associated with significant irregular deformations at the same time would reduce the achievable amplitude and thus the achievable volume.

Dieser Nachteil tritt nicht ein, wenn man als Membran eine Regelfläche verwendet.This disadvantage does not occur if a ruled surface is used as the membrane.

Unter einer Regelfläche versteht man (bekanntlich) eine solche Fläche, bei der durch jeden Punkt (wenigstens) eine in der Fläche verlaufende Gerade geht.A ruled surface is (as is well known) such a surface where through every point (at least) a straight line running through the surface.

Es besteht nun die Möglichkeit, eine Regelfläche längs jeder erzeugenden Geraden zu biegen, ohne daß dabei merkliche Verschiebungen aufzutreten brauchen. Da durch jeden Punkt der Regelfläche eine Gerade geht, besteht auch für jeden einzelnen Punkt der Fläche, der nicht etwa ausdrücklich gehaltert ist, die Möglichkeit zu einer Schwingung von hinreichender Amplitude; sei es, daß die durch jenen Punkt verlaufende Gerade Knotenlinie, sei es, daß sie Bauchlinie einer Schwingung ist: selbst in diesen extremen Fällen wird die Möglichkeit bestehen, daß die umliegenden Teile der Fläche um die Gerade in beliebiger Weise schwingen, ohne daß innere Verzerrungen der Fläche (Druck- und Zugspannungen) von merklichem Betrage hervorgerufen zu werden brauchen. Dies ergibt daher die Möglichkeit zu einer entsprechenden günstigen Amplitudenausbildung. Die tatsächlich erforderliche Deformationsarbeit braucht bei derartigen Schwingungen von Regelflächen also nicht aufgewendet zu werden, um innere Deformationsarbeiten der Fläche zu leisten, sondern nur um solche Deformationsarbeiten zu bewirken, die durch die Abweichung des Membranmaterials von der rein flächenhaften Ausbildung verursacht ist (Erzeugung von Druckspannungen in den konkaven Teilen der Membran, Erzeugung von Zugspannungen in den konvexen Teilen). Man kann, wie es weiterhin bekannt ist, gewisse Regelflächen erhalten, indem man zu einer Raumkurve die Fläche erzeugt, die durch die Gesamtheit aller Tangenten dieser Raumkurve gebildet wird. Solche Regelflächen haben die Eigenschaft, abwickelbar zu sein, d. h. sie können aus einer ebenen Fläche durch einfache Verbiegung erhalten werden. Es treten insbesondere-bei derartigen abwickelbaren Flächen, die aus einer ebenen Fläche hergestellt sind, wie bei einem gebogenen Stabe nur Druck- und Zugspannung in den dünneren Schichten der Fläche auf (wobei im allgemeinen die eine Seite der Fläche in einer bestimmten Richtung auf Druck, die gegenüberliegende Seite der Fläche an derselben Stelle und in derselben Richtung auf Zug beansprucht wird). Eine Mittelfläche, die parallel zu der Gesamtfläche verläuft, bleibt dabei also ohne Druck- und Zugbeanspruchung entsprechend der unbeanspruchten sogenannten Mittelfaser eines gebogenen Stabes, so daß mit verhältnismäßig geringer Deformationsarbeit große Amplituden erreichbar sind.It is now possible to add a ruled surface along each generating straight line bend without noticeable displacements needing to occur. Because by everyone Point of the ruled surface a straight line goes, also exists for each individual point of the Area that is not expressly supported, the possibility of an oscillation of sufficient amplitude; be it that the straight nodal line running through that point, be it that it is the belly line of a vibration: even in these extreme cases there will be a possibility that the surrounding parts of the surface swing around the straight line in any way without that internal distortions of the surface (compressive and tensile stresses) of noticeable magnitude need to be evoked. This therefore gives the possibility of a corresponding favorable amplitude training. The deformation work actually required is required for such vibrations of ruled surfaces so not to be expended to internal deformation work of the Area, but only to effect such deformation work that is caused by the Deviation of the membrane material from the purely two-dimensional formation is caused (Creation of compressive stresses in the concave parts of the membrane, creation of tensile stresses in the convex parts). As is also known, certain ruled surfaces can be obtained by going to a space curve which creates the surface through the totality of all tangents of this Space curve is formed. Such ruled surfaces have the property of being developable, i. H. you can come from one level Surface can be obtained by simple bending. It occurs in particular with such developable surfaces made from a flat surface, such as a bent rods only compressive and tensile stress in the thinner layers of the surface on (generally one side of the surface facing in a certain direction Pressure, the opposite side of the surface in the same place and in the same direction is stressed on train). A central surface that is parallel to the total surface, thus remains without compressive and tensile stress corresponding to the unstressed so-called central fiber of a bent rod, so that large amplitudes with relatively little deformation work are attainable.

Es ist bekannt, Membranen für akustische _₀ Vorrichtungen in Gestalt von Kegelflächen und von Zylinderflächen auszubilden, sowohl mit kreisförmigem bzw, elliptischem als auch mit sonstigem Querschnitt. Auch Doppelkegel sind bekannt, bei denen zwei Kegelflächen entweder längs eines Grundflächenkreises oder längs zweier erzeugender Geraden zusammenstoßen.It is known to form membranes for acoustic _ ₀ devices in the form of conical surfaces and cylindrical surfaces, with both circular or, elliptical as well bay with other cross-section. Double cones are also known in which two conical surfaces collide either along a base surface circle or along two generating straight lines.

Diese Flächengattungen sind als Entartungen von Regelflächen zu betrachten, während die Erfindung sich auf die Verwendung von nichtentarteten Regelflächen oder Teilen von solchen als Membran bezieht.These surface types are to be regarded as degeneracies of ruled surfaces, while the invention relates to the use of non-degenerate ruled surfaces or parts of refers to such as a membrane.

Bei der erfindungsgemäßen Membran liegen die Verhältnisse gänzlich anders als bei einer konischen oder zylindrischen. Hierbei sind die einzelnen Kurven, die jede Geradenschar der Regelflächen unter gleichem Winkel (beispielsweise senkrecht) durchsetzen, nicht einmal geometrisch gleichartig, noch viel weniger sind sie in elastischer und akustischer Hinsicht gleichwertig, so daß eine Frequenz, die in einem Teil der erfindungsgemäßen Flächen eine verhältnismäßig gute Resonanz findet, in anderen Teilen der Fläche kaum Eigenschwingungen von merklicher Amplitude auszubilden vermag, während in diesem anderen Teil der Fläche wiederum andere Eigenschwingungen bevorzugt sind. Insgesamt zeigt sich, daß die erfindungsgemäß verwandten nichtentarteten Regelflächen eine ioo ganz besondere Eignung als schallstrahlende Gebilde, insbesondere als Strahler mit großen Flächen, aufweisen.In the case of the membrane according to the invention, the ratios are completely different from those of one conical or cylindrical. Here are the individual curves that make up each family of straight lines enforce the ruled surfaces at the same angle (for example perpendicular), not even geometrically similar, much less elastic and acoustic Terms equivalent, so that a frequency that is in part of the invention A relatively good response was found in areas, but hardly in other parts of the area Is able to develop natural oscillations of noticeable amplitude, while in this other natural vibrations are preferred for another part of the surface. All in all it turns out that the non-degenerate ruled surfaces used according to the invention have a ioo very special suitability as a sound radiating structure, especially as a radiator with large Surfaces.

Die Anregung einer derartigen Regelfläche zu Schallschwingungen kann an einzelnen besonders günstigen Punkten erfolgen oder zweckmäßiger noch längs ganzer Kurven, so daß dadurch eine gute Übertragung der Schallschwingungen etwa von dem antreibenden Organ (Elektromagnetanker) usw. auf no die strahlende Fläche erreicht wird.The excitation of such a ruled surface to produce sound vibrations can be particularly useful for individuals favorable points take place or more expediently along entire curves, so that a good transfer of the Sound vibrations from the driving organ (electromagnet armature) etc. to no the radiating surface is reached.

Als derartige Linien, längs deren die Übertragung erfolgen kann, eignen sich ganz besonders nach dem weiteren Gegenstand der Erfindung einzelne der in der Regelfläche enthaltenen Geraden. In.vielen Fällen besitzen derartige Regelflächen noch andere bevorzugte Linien, wie etwa die eingangs erwähnten Raumkurven, deren Tangentenfläche eine bestimmte Gruppe von Regelflächen bildet. Auch längs solcher Kurven kann die Anregung der Flächen zu Schwingungen sehrLines of this type along which the transfer can take place are particularly suitable according to the further subject matter of the invention, some of the straight lines contained in the ruled surface. Own in many cases such ruled surfaces still have other preferred lines, such as those mentioned at the outset Space curves, the tangent surface of which forms a specific group of ruled surfaces. Even along such curves, the surfaces can be excited to vibrate

zweckmäßig erfolgen, weil bei der Fortpflanzung der Energieübertragung längs solcher singularer Kurven die Regelfläche zu gleichmäßigeren Schwingungen angeregt wird.
Bestimmte Klassen von Regelflächen besitzen ferner andere in geometrischer Hinsicht bevorzugte Kurven, wie Selbstdurchdringungskurven; auch solche können nach dem weiteren Gegenstand der Erfindung ίο zweckmäßig zur Schwingungserregung der Membran benutzt werden.be carried out expediently, because during the propagation of the energy transfer along such singular curves, the ruled surface is excited to vibrate more evenly.
Certain classes of ruled surfaces also have other geometrically preferred curves, such as self-penetrating curves; According to the further subject matter of the invention, these can also be used expediently to excite vibrations in the membrane.

Was bei Schallsendern betreffend Anordnung derjenigen Stellen gesagt wurde, längs deren die Schallanregung zu erfolgen hat, gilt bei S.challempfängern sinngemäß für diejenigen Stellen der Fläche, an denen die Übertragung der in der Membran erregten Schwingungen auf eine Aufnahmevorrichtung erfolgt.What was said about the arrangement of those places in the case of sound transmitters, lengthways whose sound excitation has to take place applies accordingly to those in the case of sound receivers Place the area where the transmission of the vibrations excited in the membrane to a recording device he follows.

Die nichtentarteten Regelflächen besitzen nicht nur gegenüber den entarteten Regelflächen die erwähnten akustischen Vorteile, sondern sind auch anderen Flächen gegenüber in hervorragender Weise bevorzugt. Insbesondere ist die Verzerrungsarbeit der Regelflächen im Verhältnis zu anderen Flächen sehr gering. Diejenige Energie, die auf die Flächen übertragen wird, wird daher nur zum geringsten Teil in innere Arbeit der Fläche umgesetzt, und nur dieser Teil geht für die Erzeugung von Schall verloren; der größte Teil der aufgewandten Energie wird daher zur Nutzdämpfung verwertet. Wenn gleichviel Energie in den Apparat geleitet wird, wird daher bei der erfindungsgemäßen Membran bei gleicher Flächengröße der strahlenden Membran eine größere Amplitude erzielt als bei anderen Membranen. Es wird somit die Ausbeute an Schallenergie und daher der Wirkungsgrad bedeutend größer.The non-degenerate ruled surfaces do not only have opposite to the degenerate ruled surfaces the acoustic advantages mentioned, but are also outstandingly preferred over other surfaces. In particular the work of distortion of the ruled surfaces in relation to other surfaces is very low. The energy that is transferred to the surfaces, is therefore only in the slightest part in internal work of the Area implemented, and only this part is lost for the generation of sound; the Most of the energy used is therefore used for useful attenuation. if the same amount of energy is passed into the apparatus, is therefore in the invention Membrane has a greater amplitude for the same area of the radiating membrane than with other membranes. It is thus the gain of sound energy and therefore the efficiency is significantly greater.

Dabei lassen sich die abwickelbaren Flächen außerordentlich leicht und einfach herstellen. Indem auf solche Flächen vorteilhaft nach geeigneter Biegung nur verhältnismäßig geringe Kräfte ausgeübt werden (etwa beim Pressen der Membranmasse), können andere Regelflächen erhalten werden, die ebenfalls wesentliche Vorteile gegenüber dem Bekannten erhalten. Bei abwickelbaren Flächen ist die Amplitude der Schwingung im allgemeinen sehr groß. Wenn sie aus weichem, dünnem Material von großer Ausdehnung sind, ist jedoch ihre Beweglichkeit häufig so groß, daß sie bereits durch geringe Störungen zu Schwingungen veranlaßt werden. Zweckmäßig werden daher abwickelbare Flächen nur aus genügend steifem Material verwendet bzw. in einer Ausführung, bei der die eingespannten Strecken lang sind im Verhältnis zu den Dimensionen der freien beweglichen Teile. Bei nicht abwickelbaren Flächen ist die Amplitude der Schwingungen immer noch sehr groß, dagegen kann ein selbständiges Durchknicken unter dem Einfluß störender Schwingungen oder der zur Anregung erforderlichen Belastung nicht mit derselben Leichtigkeit eintreten, weil in gewissen Teilen der Flächen doch Druckspannungen und insbesondere Zugspannungen erzeugt werden, die einem solchen Durchknicken entgegenwirken; andererseits können diese derartig beanspruchten Flächenteile im Verhältnis zu der gesamten Fläche zweckmäßig so klein gehalten werden, daß die darin verbrauchten Deformationsarbeiten nur einen geringen Einfluß auf den Gesamtverlust haben.The developable surfaces can be produced extremely easily and simply. By applying only relatively small amounts to such surfaces after suitable bending Forces are exerted (for example when pressing the membrane mass), other ruled surfaces can be obtained, which also get significant advantages over the known. For developable surfaces is the amplitude of the oscillation is generally very large. If they are made of soft, thin material of great expansion are, however, their mobility is often so great that they can be caused by even minor disturbances be caused to vibrate. It is therefore advisable to use developable surfaces only made of sufficiently rigid material or in an embodiment in which the stretched distances are long in proportion on the dimensions of the free moving parts. For non-developable areas is the amplitude of the vibrations is still very large, but it can be independent Buckling under the influence of disruptive vibrations or those required for excitation Burden does not occur with the same ease because in certain parts of the Surfaces nevertheless compressive stresses and in particular tensile stresses are generated, which counteract such buckling; on the other hand, these so stressed surface parts in relation to the entire area can be kept so small that the deformation work consumed therein only has a small influence on the total loss.

Die erfindungsgemäßen Membranen können aus beliebigem Material hergestellt werden, zweckmäßig aus Papier bzw. Pappe oder aus Isolierstoff von papierähnlichen Eigenschaften, ferner aus Metallblech, auch aus Pergament, Leder, Geweben. Die fünf zuerst genannten Stoffe eignen sich insbesondere auch für solche Membranen, die nicht nur gebogen, sondern zur Formgebung gepreßt werden.The membranes according to the invention can be made of any material, expediently made of paper or cardboard or of insulating material with paper-like properties, also made of sheet metal, including parchment, leather, fabric. The five substances mentioned first are particularly suitable also for membranes that are not only bent but also pressed to shape will.

Die Einspannung der erfindungsgemäßen Membran kann in verschiedener Weise erfolgen. Zweckmäßig ist die Einspannung längs zweier Geraden, insbesondere zweier zueinander windschiefen Geraden; zweckmäßig ist ferner die Einspannung oder Stützung längs einzelner Kurven, insbesondere längs ebener Kurven. Im rein geometrischen Sinne sind die Regelflächen im allgemeinen unendlieh ausgedehnte Flächen (entsprechend der unendlichen Länge der in ihnen enthaltenen Geraden). Selbstverständlich finden für Zwecke der erfindungsgemäßen Anwendung der Flächen nur besonders geeignete endliche Abschnitte aus den Regelflächen Verwendung. Während die Flächen, die als Tangentenflächen einer Raumkurve erzeugt gedacht sind, im allgemeinen in ähnlicher Weise nach zwei verschiedenen Hauptrichtungen sich erstrecken, wie es etwa ein Doppelkegel tut, wird nach dem weiteren Gegenstand der Erfindung eine solche Fläche zweckmäßig nicht über eine sie erzeugende Raumkurve hinaus verlängert, sondern es wird diese Raumkurve, wenn sie überhaupt in der Fläche mitenthalten ist, als Begrenzungskurve für die Membran verwandt.The membrane according to the invention can be clamped in in various ways. The restraint along two straight lines, in particular two with respect to one another, is expedient crooked straight lines; It is also expedient to clamp or support along individual curves, in particular longitudinally flat curves. In the purely geometric sense, the ruled surfaces are generally infinite extensive areas (corresponding to the infinite length of the ones contained in them Straight lines). Of course, only particularly suitable finite surfaces are found for the purposes of the application according to the invention Sections from the ruled surfaces use. While the faces that are called tangent faces a space curve are intended to extend in general in a similar manner in two different main directions, as it does about a double cone, according to the further subject of the invention it is advisable not to extend such a surface beyond a space curve that creates it, but rather this space curve, if it is included at all in the area, it is used as a limiting curve for the membrane related.

Das Wesen der Erfindung wird an einigen Ausführungsbeispielen erläutert. Abb. 1 zeigt in Parallelperspektive eine erfindungsgemäße Membran. Als Ausgangsmaterial dient ein rechteckiges Stück 1, 2, 3, 4, welches aus den bereits aufgezählten Stoffen, wie Papier, Pappe usw., bestehen kann. In einer geeigneten Form wird dieses rechteckige Blatt an der Ecke 1 nach vorn und an der Ecke 4 nachThe essence of the invention is explained using a few exemplary embodiments. Fig. 1 shows a membrane according to the invention in parallel perspective. A is used as the starting material rectangular piece 1, 2, 3, 4, which is made of the materials already listed, such as paper, Cardboard, etc., can consist. In a suitable shape, this rectangular sheet is attached corner 1 to the front and corner 4 to

hinten gebogen. Man erhält dann die in Abb. ι dargestellte Form. Die Membran kann an den Stellen A und B im Raum fest angeordnet werden, während die Kraft zweckmäßig an einer der die Regelfläche bildenden Geradenschar G angreift. Von den verschie-' denen zueinander windschief liegenden Geraden G greift beispielsweise bei der in Abb. ι dargestellten Ausführungsform an der Geraden g^ die Kraft an, welche die Membran zu Schwingungen erregen soll. Zu diesem Zweck wird man vorteilhaft dem angreifenden Anker einen länglichen Querschnitt geben oder die Endfläche schneidenförmig ausbilden. Es steht nichts im Wege, statt eines einzelnen Ankers beispielsweise zwei anzuordnen.. In der Tat ist dieser Fall in Abb. 1 gewählt, und zwar greifen dort die Anker an den Stellen C und D an an mehreren Punkten derselben erzeugenden Geraden g_it mit ihrer Längsrichtung in Richtung dieser Geraden.bent back. The form shown in Fig. Ι is then obtained. The membrane can be fixedly arranged at points A and B in space, while the force expediently acts on one of the family of straight lines G forming the ruled surface. Of the various' which each skew located straight line G engages example, when in Figure ι. Illustrated embodiment of the line g ^ to the force, which is to excite the diaphragm to vibrate. For this purpose, the attacking armature will advantageously be given an elongated cross section or the end face will be designed in the shape of a knife. There is no obstacle to order instead of a single anchor for example, two .. In fact, this case is shown in Fig. 1 elected, there grab the anchor at the points C and D at several points of the same generating line g _it with her Longitudinal direction in the direction of this straight line.

In Abb. 2 und 3 ist eine erfindungsgemäße Membran gezeigt, welche einen Teil einer als Tangentenfläche einer Raumkurve erzeugten Regelfläche bildet. In Abb. 2 ist die so entstehende Regelfläche gezeigt. Dabei ist E-F die Achse eines Kreiszylinders I und G-H die Achse eines Kreiszylinders II. Die beiden Achsen liegen windschief und senkrecht zueinander, und zwar befindet sich in dem kleinsten Abstande a die Achse G-H senkrecht über E-F. Die beiden Zylinder haben denselben Durchmesser. Auf diese Weise erhält man als Durchdringung eine Raumkurve vierter Ordnung, welche zur Mittelebene des Zylinders I, die hier mit der Zeichnungsebene zusammenfällt, symmetrisch ist, da auf ihr die Achse des Zylinders II senkrecht steht. Außerdem erhält man eine Symmetrie der Raumkurve zur senkrechten Achsenebene des Zylinders II. Infolge der parallelperspektivischen Darstellung erscheint aber die linke Hälfte der Raumkurve nicht spiegelbildlich zu der rechtsliegenden. Der Einfachheit halber wird weiterhin die auf der vorderen Hälfte der Zylinder I und II liegende Durchdringungskurve betrachtet. Die Raumkurve hat bei / und O je eine senkrecht zur Zeichnungsebene liegende Tangente, ferner bei L und N zwei räumlich senkrecht stehende und bei M eine horizontale, parallel zur Achse E und F des Zylinders I liegende Tangente und bei JC und N je eine Wendetangente. Die Regelfläche entsteht nun durch die Tangentialflächen unendlich naher Punkte der Raumkurve, wobei eine Tangentialfläche durch zwei unendlich benachbarte Tangenten gebildet wird. In Abb. 2 ist derjenige Teil der Regelfläche dargestellt, der durch die Tangentialflächen der Kurvenpunkte des Stückes I, K₁ L, M, N und O gebildet wird. Die Regelfläche ist durch eine Anzahl räumlich benachbarter Punkte gezeichnet, wobei jeweils zwei Punkte von benachbarten Tangenten miteinander verbunden werden. Auf diese Weise erhält man den dargestellten Ausschnitt der Regelfläche. III ist dasjenige Stück, welches durch die Tangentenflächen der Raumpunkte / bis K entsteht. IV ist das durch die Tangentialflächen der Raumpunkte K bis O erzeugte Stück der Regelfläche. Diese Darstellung ist nur eine angenäherte, da hier die Tangentialflächen nicht aus unendlich, sondern endlich benachbarten Tangenten gebildet wurden.In Fig. 2 and 3, a membrane according to the invention is shown, which forms part of a control surface generated as a tangent surface of a three-dimensional curve. The resulting ruled surface is shown in Fig. 2. EF is the axis of a circular cylinder I and GH is the axis of a circular cylinder II. The two axes are skewed and perpendicular to one another, namely at the smallest distance a, the axis GH is perpendicular to EF. The two cylinders have the same diameter. In this way, a fourth-order spatial curve is obtained as penetration, which is symmetrical to the center plane of cylinder I, which here coincides with the plane of the drawing, since the axis of cylinder II is perpendicular to it. In addition, one obtains a symmetry of the space curve to the vertical axis plane of the cylinder II. As a result of the parallel perspective representation, however, the left half of the space curve does not appear as a mirror image of the one on the right. For the sake of simplicity, the penetration curve lying on the front half of cylinders I and II is also considered. The space curve has a tangent perpendicular to the plane of the drawing at / and O , two spatially perpendicular tangents at L and N , and a horizontal tangent at M , parallel to the axis E and F of cylinder I, and a turning tangent at JC and N. The ruled surface is now created by the tangential surfaces of infinitely close points on the space curve, whereby a tangential surface is formed by two infinitely adjacent tangents. In Fig. 2 that part of the ruled surface is shown, which is formed by the tangential surfaces of the curve points of the piece I, K ₁ L, M, N and O. The ruled surface is drawn by a number of spatially adjacent points, with two points being connected to one another by adjacent tangents. In this way, the section of the ruled surface shown is obtained. III is the piece that is created by the tangent surfaces of the spatial points / to K. IV is the part of the ruled surface created by the tangential surfaces of the spatial points K to O. This representation is only approximate, since the tangential surfaces were not formed from infinite, but finitely neighboring tangents.

Wie man sieht, kommt den Wendetangenten eine besondere Bedeutung zu. Besonders deutlich wird die Rolle der Wendetangenten in K. Sie bildet eine Scheitellinie der Regelfläche, die sich von hier wieder nach links wendet. Ferner sieht man, daß der erzeugenden Kurve eine ausgezeichnete Bedeutung zukommt. Sie umgrenzt ein »Loch« in der Regelfläche (Grat).As you can see, the turning tangents are of particular importance. The role of the turning tangents becomes particularly clear in K. It forms a vertex of the ruled surface, which turns from here to the left again. It can also be seen that the generating curve is of great importance. It delimits a »hole« in the ruled surface (ridge).

Abb. 3 zeigt die Anwendung der in Abb. 2 erzeugten und dargestellten Regelfläche als Membran. Da in diesem besonderen Fall die symmetrisch liegenden Wendetangenten sich in dem Punkte P schneiden, so ist es hier besonders zweckmäßig, an dem ebenen Flächenstück K, O, P die Membran räumlich festzulegen. Ferner ist in Abb. 3 die Anordnung so getroffen, daß an dem Befestigungsstück i£, O, P das Kurvenstück zwischen K und O aufgehängt ist. Zu diesem Zweck wählt man ein festes und gleichzeitig elastisches Material, am besten einen Metalldraht. An dem Punkte M, ebensogut aber auch an. einem anderen Punkte, ist nun der Anker, sei es eines Schallerzeugers oder eines Schallempfängers, befestigt. An dem Kurvenstück ist ein fächerähnliches Stück der Regelfläche IV befestigt. In diesem Fall ist die Herstellung der aus Papier oder Pappe bestehenden Membran in einer geeigneten Preßform besonders günstig.Fig. 3 shows the application of the ruled surface generated and shown in Fig. 2 as a membrane. Since in this particular case the symmetrically lying turning tangents intersect at the point P , it is particularly useful here to spatially fix the membrane on the flat surface piece K, O, P. Furthermore, the arrangement in Fig. 3 is such that the curved piece between K and O is suspended on the fastening piece i £, O, P. For this purpose, one chooses a solid and at the same time elastic material, preferably a metal wire. At the point M, but also at. At another point, the anchor, be it a sound generator or a sound receiver, is now attached. A fan-like piece of the control surface IV is attached to the curve piece. In this case, the production of the membrane made of paper or cardboard in a suitable mold is particularly advantageous.

In Abb. 4 bis 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt. Hier ist gezeigt, wie in zwei wind- no schiefen Geraden der Regelfläche die Membran befestigt werden kann. Als Ausgangsmaterial dient hier wiederum wie bei dem in Abb. ι dargestellten Ausführungsbeispiel das in Abb. 4 gezeigte rechteckige Flächenstück i, 2, 3, 4. Dies Rechteck mit den starren Kanten 1, 2 und 3, 4 wird nun gebogen zu einer Regelfläche, deren Ansicht Abb. 5 und deren Draufsicht Abb. 6 zeigt. Läßt man den Anker in dem einen mittleren Punkte Q angreifen, so erhält man eine große erfindungsgemäße zu erregende Amplitude, weilIn Fig. 4 to 6 a further embodiment is shown according to the invention. Here it is shown how the membrane can be attached in two straight lines on the ruled surface. The starting material here is again, as in the embodiment shown in Fig. 4, the rectangular surface piece i, 2, 3, 4 shown in Fig. 4. This rectangle with the rigid edges 1, 2 and 3, 4 is now bent to form a regular surface, the view of which is shown in Fig. 5 and the top view of which is shown in Fig. 6. If the armature is allowed to attack one central point Q , a large amplitude to be excited according to the invention is obtained because

die Verbiegung längs den Geraden der Regelfläche durch besonders geringe Deformationsarbeit möglich ist. bending along the straight line of the ruled surface is possible due to particularly little deformation work.

Bei den bisher behandelten Ausführungsbeispielen haben aufgewickelte und Ausschnitte aus abwickelbaren Regelflächen erfindungsgemäß Verwendung als Membran gefunden. In Abb. 7 ist als Beispiel einer nicht abwickelbaren Regelfläche das Rotation βίο hyperboloid gezeichnet. Während die abwickelbaren Regelflächen eine Schar windschiefer Geraden enthalten, ist die in Abb. 7 dargestellte Regelfläche durch zwei Scharen windschiefer Geraden erzeugt. Die eine Schar wird durch die Geraden T₁, r₂, r_t usw., die andere durch die Geraden J₁, s„, S₃ usw. gebildet. Die Regelfläche kann man sich dadurch entstanden denken, daß die kreisförmigen Platten T und U, die die Stirnflächen eines Kreiszylinders bilden sollen, durch in gleichen Abständen angeordnete Fäden miteinander verbunden sind und daß nun die beiden Platten in ihrer eigenen Ebene im entgegengesetzten Sinne gegeneinander gedreht werden. Die Scharen, die ursprünglich die Mantellinien eines Zylinders bilden, bilden nun beispielsweise die Geradenschar S; erfolgt die Drehung nach der anderen Richtung, so erhält man die Geradenschar R. In Abb. 8 ist an dem Beispiele eines Lautsprechers gezeigt, wie ein Ausschnitt aus einer derartigen Regelfläche zweckmäßig als Membran Verwendung findet. Dort ist nämlich ein Längsschnitt durch einen rotationssymmetrischen Lautsprecher dargestellt. 1 ist der Kasten des Lautsprechers, 2 das Magnetsystem, 3 die Membran und 4 eine ringförmige Leiste dreikantigen Profils, an welcher die Membran angeleimt ist. Zur Membran wird der in Abb. 7 durch die strichpunktierte Linie umrahmte Teil des Hyperboloids verwendet.In the exemplary embodiments discussed so far, wound-up and sections of developable control surfaces have been used as a membrane according to the invention. In Fig. 7, the rotation βίο hyperboloid is drawn as an example of a non-developable ruled surface. While the developable ruled surfaces contain a set of skewed straight lines, the ruled surface shown in Fig. 7 is created by two sets of skewed straight lines. One set is formed by the straight lines T ₁ , r ₂ , r _t , etc., the other by the straight lines J ₁ , s n, S ₃ , etc. The ruled surface can be imagined that the circular plates T and U, which are to form the end faces of a circular cylinder, are connected to one another by threads arranged at equal intervals and that now the two plates are rotated in opposite directions in their own plane . The families that originally form the surface lines of a cylinder now form, for example, the family of straight lines S; if the rotation takes place in the other direction, one obtains the family of straight lines R. In Fig. 8, the example of a loudspeaker shows how a section of such a regular surface is expediently used as a membrane. A longitudinal section through a rotationally symmetrical loudspeaker is shown there. 1 is the speaker box, 2 is the magnet system, 3 is the membrane and 4 is an annular strip with a triangular profile to which the membrane is glued. The part of the hyperboloid framed by the dash-dotted line in Fig. 7 is used for the membrane.

Die Darstellung der Geraden r und s in Abb. 7 ist nur schematisch.The representation of the straight lines r and s in Fig. 7 is only schematic.

Es sind bereits Rotationsflächen als Lautsprechermembran vorgeschlagen worden, die durch Umdrehung einer gekrümmten Kurve entstehen, die also nicht als Kegel anzusehen sind. Solche Membranen sind gerade im Gegensatz zur Erfindung so ausgebildet worden, daß sie in keiner Richtung eine Gerade oder gar eine unendliche Schar von Geraden aufweisen, so daß also gerade eine gute Amplitudenausbildung nicht eintreten kann, sondern durch die bei jeder Durchbiegung der Membran notwendige erhebliche Deformationsarbeit verhindert wird. There have already been proposed surfaces of revolution as a loudspeaker membrane, the by turning a curved curve, which should not be regarded as a cone are. In contrast to the invention, such membranes have been designed in such a way that that they do not have a straight line or even an infinite set of straight lines in any direction, so that a good amplitude development cannot occur, but due to each deflection of the membrane necessary considerable deformation work is prevented.

Wenn man ferner vorgeschlagen hat, mehrere Zylinderflächen unter Winkeln aneinanderzuheften, bei denen etwa Querschnitte der Membran entstehen könnten, die ähnlich denen der Abb. 8 erscheinen, so treten bei jeder einzelnen zylindrischen Teilfläche für sich bereits die Nachteile der zylindrischen Fläche überhaupt auf. Solche bekannten Membranen sind in der Art einer gleichseitigen Pyramide zu mehreren gleichartigen Teilen aneinandergeheftet worden. Für jeden einzelnen dieser Teile liegen also gleichartige Schwingungsbedingungen vor. Für diese Teile untereinander treten daher außerdem noch dieselben Nachteile auf, die für die rein konische Membran bereits eingangs erläutert wurden.If it has also been proposed to tack several cylinder surfaces together at angles, in which cross-sections of the membrane could arise that appear similar to those in Fig. 8, so join each individual cylindrical surface in itself already has the disadvantages of the cylindrical Area at all. Such known membranes are in the manner of an equilateral Pyramid has been attached to each other in several similar parts. For each of these parts there are therefore similar ones Vibration conditions. For these parts with each other therefore also still have the same disadvantages that for the purely conical membrane have already been explained at the beginning.

Auch alle diese Nachteile werden bei der Erfindung, speziell auch bei der erfindungsgemäßen Abb. 7 und 8, vermieden, indem die Membranen ausgiebige Schwingungsmöglichkeit längs der beiden Scharen der erzeugenden Geraden besitzen.All these disadvantages are also present in the invention, especially also in the case of the invention Fig. 7 and 8, avoided by allowing the diaphragms to vibrate extensively along the two sets of generating Own straight lines.

Claims

Patent claims:

1. Membranes for sound generators and sound receivers, especially for surface radiation Loudspeakers, characterized in that they have the shape of a non-degenerate ruled surface, so that the formation of similar waveforms on different parts of the Membrane area is avoided and the achievement of this is achieved through the possibility of bending along the straight line generating it large amplitudes with small forces over a large frequency range is possible.

2. Membrane according to claim 1, characterized in that it is made by winding an initially flat piece of membrane material has been produced «.

3. Membrane according to claim 1 or 2, characterized in that it is through Deformation has been brought into shape with the application of pressure.

4. Membrane according to claim 1 to 3, characterized in that it is along a Straight line, in particular a generating line, is clamped.

5. Membrane according to claim 1 to 3, characterized in that the transmission the vibrations between the membrane and the transmitting part along a straight line, in particular a generator, takes place either by attacking several anchors at different points on the straight line or or and an anchor which is elongated in the direction of the straight line is used.

6. Membrane according to claim 1 to 3, characterized in that the transmission of the sound vibrations between

Membrane and transmitting member on a singular curve (like a ridge curve) the ruled surface is made.

7. Membrane according to claim 6, characterized in that the acoustic excitation takes place on a non-planar curve, preferably such a curve, the tangent surface of which is the membrane itself.

8. Membrane according to one of claims 4 to 7, characterized in that it is along two straight lines that are skewed to one another is clamped.

1 sheet of drawings