DE836808C

DE836808C - Loudspeaker membrane for distortion-free reproduction of a wide frequency band with uniform radiation and scattering in the room as well as suppression of the middle frequency range

Info

Publication number: DE836808C
Application number: DES3301A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Skwarczynski
Original assignee: FRIEDRICH SKWARCZYNSKI
Current assignee: FRIEDRICH SKWARCZYNSKI
Priority date: 1950-05-07
Filing date: 1950-05-07
Publication date: 1952-04-17

Description

Lautsprechermembrane zur verzerrungsfreien Wiedergabe eines breiten Frequenzbandes bei gleichmäßiger Abstrahlung und Streuung in den Raum sowie Unterdrückung des mittleren Frequenzbereiches Versucht man bei den bisher verwendeten Lautsprechermembraneti die benachteiligten tiefen Frequenzen zu lieben, so ist man gezwungen, den ltillenrand bzw. die Randeinspannung stark zu verjüngen, um eine größere Amplitude zu ermöglichen, die hierbei erforderlich ist. Diese Verjüngung liegütistigt ein seitliches Pendeln der Membrane. Eine Begleiterscheinung 'hiervon ist das Verwischen der feineren Frequenz.gebilde. Außer-(lem ist man gezwungen, den Luftspalt des Ringspaltes bei dynamischen Systemen zu vergrößern. I)ie hiermit verbundene Schwächung des magnetien Feldes benachteiligt wiederum die hohen s sch Frequenzen. Die am äußeren Rand eingespannte Membrane zeigt ferner die Neigung zum Durchknicken ihrer Mantelfläche, was Verzerrungen des Frequenzbildes zur Folge hat.Loudspeaker diaphragm for distortion-free reproduction of a wide frequency band with uniform radiation and scattering in the room as well as suppression of the middle frequency range If you try to love the disadvantaged low frequencies in the loudspeaker diaphragms used so far, you are forced to sharply taper the edge of the groove or the edge restraint in order to to allow a larger amplitude, which is required here. This taper allows the membrane to oscillate to the side. A concomitant phenomenon is the blurring of the finer frequency structures. Outside (lem one is forced to the air gap of the annular gap in dynamic systems to increase. I) ie associated therewith weakening of the field in turn magnetien penalizes the high sch s frequencies. The membrane clamped at the outer edge also shows the tendency to buckle its outer surface, which results in distortions of the frequency image.

Darüber hinaus werden die hohen Frequenzen senkrecht zur Membranekegelgrundlinie abgestrahlt, so daß man seitlich vom Lautsprecher, wenn überhaupt, diese nur schwach hört.In addition, the high frequencies become perpendicular to the diaphragm cone baseline radiated, so that you can only see it weakly to the side of the loudspeaker, if at all hears.

Die mittlere Frequenzpartie wird wiederum bevorzugt wiedergegeben. Da nun das menschliche Ohr ebenfalls diese Partie beim Abhören, bevorzugt, erscheint dieser Frequenzbereich stark überhöht. Die naturgetreue Wiedergabe erschien daher bisher unmöglich. Abgesehen von der starken Überhöhung der Mitten, war es unmöglich, die tiefen, weichen Schwingungen der Pauke neben dem feinen Ausschwingen der Becken oder neben dem Streichbaß das hohe Flageolett der Violine gleichzeitig wiederzugeben. Die Charakteristiken der einzelnen Blasinstrumente, sei es Holz- oder Metallbläser, der einzelnen Streicher, der Schlagzeuge, die Lippen- und Zischlaute der menschlichen Stimme, was alles zusammen .die naturgetreue Wiedergabe darstellt, ist normalerweise bei der bisherigen Membrane unmöglich zu hören, wenn es sich um ein Ensemble handelt.The middle frequency section is again given preference. Since the human ear now also prefers this part when listening, appears this frequency range is greatly exaggerated. The lifelike reproduction therefore appeared so far impossible. Apart from the strong one Elevation of the mids, It was impossible to see the deep, soft vibrations of the kettledrum alongside the subtle swaying the cymbals or, next to the string bass, the high harmonics of the violin at the same time to reproduce. The characteristics of the individual wind instruments, be it wooden or metal winds, the individual strings, the percussion, the lips and sibilants the human voice, which all together represents the lifelike reproduction, is normally impossible to hear with the previous membrane when it is an ensemble acts.

Um zu einem günstigeren Ergebnis zu gelangen, hat man einmal zu dem Mehrlautsprechersystem oder zur Mehrkanalverstärkung gegriffen, das. andere Mal zur Entwicklung von Speziallautsprechern, die die hohen und höchs,tenFrequenzen wiedergeben können, schreiten müssen.To get to a more favorable result, you have to do that once Multi-speaker system or used for multi-channel amplification, the other time for the development of special loudspeakers that handle the high and highest frequencies be able to reproduce, have to walk.

Da es erforderlich war, meistens zu mehreren Mitteln zugleich zu greifen, ferner besondere Entzerrglieder zu verwenden, konnte man die naturgetreue Miedergabe nur unter großem materiellem Aufwand fördern, was wiederum meistens nicht wirtschaftlich tragbar ist und zu Komprbmissen oder zum Verzicht überhaupt zwingt.Since it was necessary to resort to several means at the same time, Furthermore, to use special equalizing elements, one could achieve the true-to-life figure Fund only with great material expenditure, which in turn is mostly not economical is portable and requires compromises or foregoing altogether.

Liest man die Patentschrift 54o 679, so könnte angenommen werden, daß die doppelte Halterung der Membrane durch Speichensysteme (Spinnen) eine Parallelführung :gewährleistet und die Folgeerscheinungen der Randeinspannung vermeidet.If one reads the patent specification 54o 679, it could be assumed that the double mounting of the membrane by spoke systems (spiders) a parallel guidance : guaranteed and the consequences of edge restraint avoided.

Untersucht man jedoch das große Speichensystem in der Nähe der Kegelbasis, so kommt man zu folgendem Ergebnis: Sollen die Speichen ein radiales Schwingern der Membrane verhindern, so müßten sie verhältnismäßig stark ausgeführt sein, wenn man ihre Länge berücksichtigt und die hierdurch bedingte Knickneigung. Diese starke Ausführung aber behindert wiederum die axiale Bewegung. Man hat also mit den gleichen Erscheinungen wie bei der Randeinspannung zu rechnen.However, if one examines the large spoke system near the base of the cone, this leads to the following result: Should the spokes oscillate radially prevent the membrane, they would have to be made relatively strong if their length and the resulting tendency to buckle are taken into account. This strong one Execution, however, in turn hinders the axial movement. So you have with the same Appearances as with the edge restraint are to be expected.

Der Vorschlag der Patentschrift 525 85o, die Parallelführung durch Blattfedern entsprechender Breite aus Metall zu gewährleisten, scheint sehr verführerisch. Die nähere Untersuchung zeigt jedoch, daß man sehr große Schwierigkeiten zu überwinden hat, wenn nicht sogar daran scheitern würde. Metallteile mit ihrem Gewicht erhöhen: die Masse, welche sehr' klein gehalten werden muß. Ferner wird die Resonanz solcher Metallteile und Federn mit größter Wahrscheinlichkeit das Klangbild so weit verfälschen, daß von einer naturgetreuen Wiedergabe nicht mehr die Rede sein kann.The suggestion of patent specification 525 85o to ensure the parallel guidance by means of leaf springs of appropriate width made of metal seems very seductive. Closer investigation, however, shows that one has to overcome very great difficulties, if not fail. Metal parts increase with their weight: the mass, which must be kept very small. Furthermore, the resonance of such metal parts and springs will most likely falsify the sound image to such an extent that it is no longer possible to speak of a lifelike reproduction.

Wenn hierbei die Randeinspannung noch erforderlich ist, muß man annehmen, daß mit einem Kippen der Membrane gerechnet wird, was bei genauer Untersuchung auch im Bereich der Möglichkeit liegt. Diese beiden Vorschläge ,beseitigen daher auch nicht die in der Vorbetrachtung erwähnten Schwierigkeiten und Unzulänglichkeiten. Es ist dies auch wohl der Grund, daß die hierin gezeigten Wege nicht Eingang in die Praxis gefunden haben und auch von der Literatur nicht erwähnt werden.If the edge restraint is still required here, one must assume that tilting of the membrane is expected, which on closer examination also is within the realm of possibility. Eliminate these two suggestions, therefore, too not the difficulties and shortcomings mentioned in the foregoing. This is probably the reason that the paths shown here do not enter into have found practice and are also not mentioned in the literature.

Die Anfgabe,vorliegender Erfindung war daher, eine Membrane zu entwickeln, welche in der Lage ist, ,diese Mißstände zu beseitigen. Umfangreiche Versuche ergaben folgende Forderungen: möglichst große Amplitude, keine Ranideins.pannung, kleine Rückstellkraft, rein kolbenartige Bewegung, teilweisen Kurzschluß der Mitten, Streuung der Höhen, Erhöhung der Luftspaltinduktion möglichst durch Verkleinerung des Luftspaltes, da Steigerung der Induktion auch mit Kosten verbunden ist, wenn nicht schon sowieso Grenzen gezogen sind.The aim of the present invention was therefore to develop a membrane which is able to remedy these abuses. Extensive tests resulted the following requirements: as large an amplitude as possible, no Ranidein voltage, small Restoring force, purely piston-like movement, partial short circuit of the centers, scatter the heights, increasing the air gap induction if possible by reducing the air gap, since increasing the induction is also associated with costs, if not already anyway Limits are drawn.

Diesen Forderungen entspricht nun folgende Ausführung: In dein Innern der kegelstumpfförmigen Membrane a ohne Einspannung des äußeren Randes wird ein umgestülpter kleinerer Kegelstumpf b befestigt, welcher einen anderen Mantelwinkel besitzt als der erste. An den kleineren Öffnungen der beiden Kegelstümpfe ist je eine sogenannte Innenzentrierspinne c eingeklebt, welche dann auf einer gemeinsamen Achse d befestigt werden. Das Abstandsrohr e gewährleistet auch im Zentrum der Spinnen einen festen Abstand'. Mit der Mutter f und der Scheibe g wird dann die Membrane in ihrer Ruhelage am Ringspaltmagneten festgehalten. An der kleinen Öffnung des großen Kegelstumpfes ist dann noch wie bei den bisherigen Membranen auch die Tauch- oder Schwingspule angebracht.The following statement now corresponds to these demands: Inside you the frustoconical membrane a without restraint of the outer edge becomes a everted smaller truncated cone b attached, which has a different lateral angle owns as the first. At the smaller openings of the two truncated cones is each a so-called inner centering spider c glued in, which then on a common Axis d to be attached. The spacer tube e also ensures the center of the spider a fixed distance '. The membrane then becomes with the nut f and the washer g held in their rest position on the annular gap magnet. At the small opening of the large truncated cone is then still the immersion or voice coil attached.

Die fehlende Randeinspannung erlaubt große Amplituden ohne Durchknickung der Mantelfläche. Die beiden Zentrierspinnen, in großem Abstand auf gemeinsamer Achse befestigt, garantieren eine rein kolbenartige Bewegung und hierdurch ermöglichen sie eine Verkleinerung des Luftspaltes. Die Rüekstell:kraft zweier Spinnen ist kleiner als die einer Spinne und einer Randeinspannung. Der verschiedene Kegelwinkel erzeugt den gewünschten Kurzschluß der Mitten und gleichzeitig die Streuung der Höhen.The lack of edge restraint allows large amplitudes without buckling the outer surface. The two centering spiders, at a great distance on one another Axle attached, guarantee a purely piston-like movement and thereby enable it they reduce the air gap. The back-up: due to two spiders is smaller than that of a spider and an edging. The different cone angles generated the desired short circuit of the mids and at the same time the dispersion of the highs.

Claims

PATENT CLAIM: Loudspeaker diaphragm for distortion-free reproduction of a wide frequency band with uniform radiation and scattering in the room as well as suppression of the middle frequency range, characterized by the use of two truncated cone surfaces (d and b) of different sizes and surface angles, which are connected with oppositely directed tips and carried by two spiders (c) attached to the smaller bases of the truncated cones. Cited publications: German patent specifications No. 525 850, 54o 679.