DE1167896B

DE1167896B - Elektroakustischer Wandler

Info

Publication number: DE1167896B
Application number: DEB63314A
Authority: DE
Inventors: Stanley R Rich
Original assignee: BOGEN AND RICH Inc
Current assignee: BOGEN AND RICH Inc
Priority date: 1960-07-18
Filing date: 1961-07-18
Publication date: 1964-04-16
Also published as: GB926277A; US3141071A; FR1303017A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H 04 m

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 21 a2-2/01

B 63314 VIII a / 21 a2

18. Juli 1961

16. April 1964

Die Erfindung betrifft einen elektroakustischen Wandler, bei dem eine an einer eingespannten Membran befestigte Leiterspirale in einem Magnetfeld zwischen den in geringem Abstand einander gegenüberstehenden gleichnamigen Polen zweier Magnete schwingfähig angeordnet ist.

Abgesehen von sogenannten passiven Membranen, beispielsweise ein an den Rändern eingespanntes Holzblatt, welche lediglich über einen kleinen Flächenbereich, gewöhnlich in der Mitte, angetrieben sind und bei denen die Randeinspannung keinen Magnetpol darstellt, sind bereits elektrodynamische Wandler bekanntgeworden, bei welchen eine an einer eingespannten Membran befestigte Leiterspirale in einem Magnetfeld zwischen gleichnamigen Polen zweier Magnete schwingfähig angeordnet ist. Bei diesen Wandlern ist aber die Leiterspirale lediglich auf das Gebiet zwischen den Magnetpolen beschränkt und erstreckt sich nicht über die gesamte Membran. Ferner wurde bereits die Verwendung eines kreisrund ausgebildeten, elektrodynamischen Systems mit radial verlaufenden magnetischen Kraftlinien vorgeschlagen.

Die bekannten Membranen weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie nicht über ihre ganze Fläche gleichphasig angetrieben werden oder daß die Membran nicht in hermetischer Abdichtung über den magnetischen Gliedern angeordnet ist, so daß sich eine klangtreue Wiedergabe nicht erzielen läßt, da z. B. in letzterem Falle, die von der Rückseite der Membran herrührende Schallenergie mit der von der Vorderseite abgestrahlten Energie interferiert und somit das Hörbild beeinträchtigt.

Die Erfindung geht deshalb von der Aufgabe aus, den Nachteilen bekannter Wandler abzuhelfen und einen Wandler in Vorschlag zu bringen, welcher eine über ihren gesamten Bereich gleichphasig angetriebene Membran aufweist, so daß sich eine außerordentlich klangtreue Wiedergabe bewirken läßt.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einem Wandler der eingangs erwähnten Art die Magnete in größerem Abstand von einem rechteckigen Rahmen mit entgegengesetzter Polarität wie die gegenüberliegenden Pole der Magnete umgeben sind und ein rechteckiges, schichtförmiges Magnetfeld aus parallelen Gruppen von Kraftlinien erzeugen, durch welches sich die an dem Rahmen eingespannte Membran in hermetischer Abdichtung erstreckt, und daß die Leiterspirale an der Membran in Rechteckform ausgehend von der Nähe des Rahmens frei bis in die Mitte des Magnetfeldes reicht, so daß die gesamte Membran gleichphasig aktiviert ist Elektroakustischer Wandler

Anmelder:

Bogen and Rich, Incorporated, Yonkers, N.Y.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Phys. G. Liedl, Patentanwalt,

München 22, Steinsdorfstr. 22

Als Erfinder benannt:

Stanley R. Rich, West Hartford, Conn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 18. Juli 1960 (43 435) - -

und mit dem größten Teil ihrer Fläche Schall ohne Behinderung abstrahlt.

Die Erfindung vermittelt also ein rechteckiges, flaches Magnetfeld, das im Zusammenhang mit der über ihre gesamte Fläche gleichphasig angetriebenen Membran eine Schallabstrahlung gestattet, die im Vergleich mit bisherigen Anordnungen ein wesentlich klangtreueres Hörbild vermittelt.
Unter Wandlern mit »aktiver Membran« versteht man einen Wandlertyp, bei welchem die strahlende Membran im wesentlichen über ihre ganze Strahlungsfläche durch ein Element oder Elemente des elektrischen Stromkreises, von dem der Wandler ein Teil ist, angetrieben wird. Beispiele für diesen Wandlertyp sind die elektrostatischen Mikrophone und Lautsprecher, bei welchen die Membran die Platte eines Kondensators ist, sowie das Bandmikrophon, bei welchem die Membran Ströme trägt, welche den auf die Membran auftreffenden Schalldruckveränderungen entsprechen. Bezüglich einer klangtreuen Umwandlung von hörbarer Schallenergie in elektrische Energie und umgekehrt ist es seit langem bekannt, daß die Wandler mit aktiver Membran denjenigen mit passiver Membran, bei welchen ein träges Element in den Umwandlungsprozeß eingeschoben ist, überlegen sind. Passive Membranen in Lautsprechern, wie beispielsweise die von Tauchspulen getriebenen, konventionellen, konusförmigen Membranen, erzeugen auf Grund einer Energiestauung nichtlineare Schwingungsverzerrungen. Elastische Wellenenergie bleibt in diesen passiven Elementen zurück, nachdem ein gegebener elektrischer Antriebsimpuls bereits abgeklun-

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gen ist. Infolgedessen wird Schall weiterhin abgestrahlt, bis die gestaute Energie abgeklungen ist. Prof. Joseph L. Hunter sagt deshalb in seinem Buch »Acoustics« (Prentiss HaU, 1957) auf S. 215 über das Bandmikrophon: »In vieler Hinsicht ist dieses Mikrophon mit seinem einzigen Band und seiner sehr erwünschten Frequenzempfindlichkeit und Richtcharakteristik ein Triumph der angewandten Akustik.« Ähnliches gilt für elektrostatische Lautsprecher. Jedoch halten die

Hörfrequenzbereich gewöhnlich sehr großflächige Membranen, beispielsweise 0,5 und mehr Quadratmeter. Dabei ist ein halber Quadratmeter bereits die kleinste Fläche, welche ein elektrostatischer Laut-5 Sprecher für den gesamten Hörfrequenzbereich, wie er gegenwärtig im Handel verfügbar ist, mindestens aufweisen muß.

Es ist in erster Linie Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten elektroakustischen Wandler mit aktiver

Lautsprecher mit passiver Membran, insbesondere io Membran vorzusehen, die altbekannten, von einer Tauchspule betätigten, Gemäß der Erfindung soll ein Wandler geschaffen

kegelförmigen Lautsprecher fast den ganzen Laut- werden, welcher kein besonderes Spannungs- oder sprechermarkt besetzt. Lediglich ein kleiner Abschnitt Energiezusatzgerät erfordert. Ferner soll ein Wandler wird durch kostspielige und komplizierte Wandler vorgesehen werden, welcher mindestens in demselben eingenommen, welche ausschließlich zu dem elektro- 15 Maße resonanzlos ist, wie es die besten, gegenwärtig statischen Typ gehören. verfügbaren, elektrostatischen Lautsprecher für den

Versuchen, Lautsprecher des Bandtyps zu schaffen, gesamten Hörfrequenzbereich sind. Der Wandler gewar bisher noch kein Erfolg beschieden. Ein Band ist maß der Erfindung soll außerdem eine bequeme naturgemäß nicht aperiodisch. Versuche, wie sie in Größe besitzen, so daß er allein oder in Verbindung dem USA.-Patent 1 557 356 dargestellt sind, bestan- 20 mit anderen Einheiten aufgestellt werden kann, ohne den darin, das Band mit einer transversalen Riffelung daß dabei komplizierte Stromkreise für den Anschluß zu versehen und es unter Spannung zu halten. Es der gleichzeitig betätigten Einheiten erforderlich stellte sich jedoch heraus, daß entsprechend der ge- wären.

nannten Patentschrift hergestellte Wandler mit aus Die Wandler gemäß der Erfindung sollen sich leicht

Aluminium gefertigten Bändern, welche entsprechend 35 herstellen lassen, und zwar aus leicht verfügbaren geriffelt und aufgehängt waren, zahlreiche Resonanz- Materialien; sie sollen einen Aufbau besitzen, welcher stellen besitzen, welche die Wiedergabe herabsetzen. keine kritischen Konstruktions- oder Anwendungs-Diese Wandler besitzen einen »blechernen« Klang probleme stellt; sie sollen durch direkten Anschluß insbesondere bei solchen Frequenzen, welche dem mit bereits vorhandenen Verstärkern betrieben werden Sprechklang oder dem Klang von Musikinstrumenten 30 können, ohne daß dabei ein besonderes Impedanzentsprechen. Selbst bei Verwendung in Mikrophonen, anpassungsnetzgerät erforderlich wäre. Die erfindungsbei welchen die Bewegungsausschläge kleiner als in gemäßen Wandler sollen weiterhin zusammen mit anLautsprechern sind, zeigten die Bänder fortlaufend deren Lautsprechern, falls erwünscht, betrieben wer-Resonanzstellen. Dies geht beispielsweise aus der den können und sollen in den Kosten den normaler-USA.-Patentschrift 2 608 265 hervor, nach welcher 35 weise verwendeten Lautsprechern mit passiver das Band an seinem einen Ende geriffelt und an Membran (z. B. Papierkonus) entsprechen, seinem anderen Ende mit einer Masse beladen ist, Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung

um untergeschobene Schwingungen, insbesondere dadurch gelöst, daß ein neuer elektrodynamischer dritte und andere ungeradzahlige Oberschwingungen Wandler geschaffen wird, welcher Mittel enthält, um zu unterdrücken. Ferner besitzen die Bandwandler 40 ein schichtähnliches Magnetfeld zu erzeugen, welches eine extrem niedere elektrische Impedanz und können im wesentlichen innerhalb vorgeschriebener Grenzen an vorhandene Verstärker im allgemeinen nicht an- an jeder Stelle gleichförmig ist. Eine kontinuierliche, geschlossen werden, ohne daß besondere Impedanz- im wesentlichen nicht durchbrochene Scheidewand, anpassungsnetzgeräte und Umwandler benutzt werden, welche sich innerhalb der genannten Grenzen durch Während elektrostatische Wandler, was das Problem 45 das Magnetfeld senkrecht zu dessen Tiefendimension der Membranresonanz angeht, mit beträchtlich grö- erstreckt, und ein kontinuierlicher elektrischer Leiter ßerem Erfolg hergestellt werden konnten, so leiden auf dieser Scheidewand, welcher sich im wesentlichen diese Wandler doch noch unter dem offensichtlichen überall senkrecht zu den Kraftlinien des genannten und unumgänglichen Erfordernis eines Hochspan- Feldes erstreckt, bilden weitere Bestandteile der Ernungszusatzgerätes. Der Betrieb eines solchen Gerätes 50 findung.

ist aber von einer großen Anzahl von Schwierigkeiten Das Magnetfeld breitet sich insbesondere zwischen

begleitet. Da kein modernes, elektronisches Unter- ersten Magnetpolen einer bestimmten Polarität und haltungsgerät, ausgenommen Fernsehempfänger, ein zweiten Polen aus, welche die ersten Pole in einem Gerät für ausreichende Hochspannung enthält, muß bestimmten Abstand umgeben und die entgegenein solches Gerät in den meisten Fällen für den Ge- 55 gesetzte Polarität besitzen. Die Scheidewand überbrauch des Lautsprechers getrennt mitgeliefert wer- spannt das gesamte Gebiet, welches von den zweiten den. Dadurch aber steigen die Kosten, und somit
unterliegen der Anwendungsbereich wie auch der

Markt für diese Lautsprecher starken Beschränkun-

Polen gebildet wird.

Vorzugsweise besitzen die ersten Pole eine längliche, rechteckige Gestalt, während die zweiten Pole

gen. Weiterhin sind die für die Flächeneinheit der 60 als rechteckiger Ring vorliegen, dessen innerer UmMembran zur Verfügung stehenden Kräfte in elektro- fang näherungsweise überall gleich weit von den

ersten Polen entfernt ist, um die Gleichförmigkeit des Feldes zu erhöhen. Der kontinuierliche Leiter besitzt

statischen Wandlern so klein, daß extrem große
Membranen notwendig sind, um den gesamten Tonfrequenzbereich mit entsprechender Raumerfüllung

die Form einer flachen, rechteckigen Spirale.

wiederzugeben. Während elektrostatische Hoch- 65 In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen frequenzwandler (Hochtonwandler, tweeters) in ver- die ersten Pole aus zwei flachen, länglichen, recht-

jeweils

nünftigen Grenzen klein gehalten werden können, besitzen elektrostatische Lautsprecher für den gesamten

eckigen Dauermagneten, welche jeweils an zwei gegenüberliegenden Längsseiten entgegengesetzt pola-

risiert sind; die Pole sind mit gleichen Polaritäten in einem solchen Abstand einander gegenübergestellt, daß die obenerwähnten Grenzen des Magnetfeldes ausgebildet werden. In dieser Ausführung können die zweiten Pole aus nicht permanentem, magnetisierbarem Material bestehen, welches um die Peripherie des Feldes herumgeführt ist. In diesem Fall ist die Dicke der zweiten Pole im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den ersten Polen.

Standsglieder ist jeweils etwa an der Mitte entlang und senkrecht zu einer der Längsseiten 21.1 und 21.2 des Polstückes 21 befestigt. Ein Querbügel 11.3 verbindet die beiden freien Enden der Abstandsglieder 5 11.1 und 11.2; ein Zwischenstück 11.4 ist in seiner Mitte mit dem Mittelpunkt des Querbügels 11.3 verbunden und verläuft senkrecht zu dessen Längserstreckung. Der Magnet 11 ist durch ein geeignetes Bindemittel an seiner Südpolfläche 11B mit einer In einer praktischen Ausführung können die zweiten io Fläche des Zwischenstückes 11.4 verbunden. Das Pole aus zwei rechteckigen, magnetisch permeablen Polstück 21, die Abstandsglieder 11.1 und 11.2, der Weicheisenringen bestehen, deren Dicke näherungs- Querbügel 11.3 und das Zwischenstück 11.4 bestehen weise der halben Distanz zwischen den ersten Polen sämtlich aus magnetisierbarem, nicht permanentem gleich ist. Weicheisenjoche stützen jeden der Magnete magnetischem Material, wie beispielsweise Weichan einem Ende der Ringe ab. Die Scheidewand ist in 15 eisen. Wie in Fig. 1 dargestellt, können diese Glieder konventioneller Weise an ihrem Umfang zwischen mit Hilfe von Schrauben 25 od. dgl. zusammengefügt den beiden Ringen eingespannt und vervollständigt sein. Diese Glieder können aber auch als ein einziges damit die Ausführungsform. Bei allen Ausführungs- Stück gegossen oder anderswie ausgebildet werden, formen ist die Scheidewand im wesentlichen undurch- so daß keine Verbindungsstellen vorhanden sind. Eine brachen und dichtet das gesamte Gebiet hermetisch ab. 20 zweite ähnliche Magnetanordnung besteht aus einem Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung zweiten Dauermagnet 12, welcher in ähnlicher Weise gehen aus der Beschreibung im Zusammenhang mit wie der erste Dauermagnet 11 polarisiert ist, aus den Zeichnungen hervor. Es zeigt einem rechteckigen Weicheisenring 22 und aus Ab-

Fig. 1 eine Ansicht einer ersten Ausführungsform Standselementen 12.1 und 12.2, welche etwa an den eines elektroakustischen Wandlers gemäß der Er- 35 Mittelpunkten und senkrecht zu den Längsseiten 22.1 findung, und 22.2 des Ringes 22 befestigt und an ihren freien

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 aus Enden durch einen Querbügel 12.3 verbunden sind. Fig. 1, Die zweite Magnetanordnung besitzt ferner ein

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 2 mit Zwischenstück 12.4. Die gesamte Anordnung ist so einer Darstellung des Magnetfeldes, wie es mit Hilfe 30 ausgebildet, daß der Südpol des Dauermagnets 12 dieser Ausführungsform erzielt wird, dem Zwischenstück 12.4 anliegt. Die ringförmigen

Polstücke 21 und 22 besitzen im wesentlichen gleiche Dicke. Die Magnetanordnungen sind mit Hilfe von Bolzen 26 zu einem einzigen Wandler zusammengefügt. Die Bolzen 26 gehen durch die ringförmigen Polstücke 21 und 22 hindurch und halten diese in einander gegenüberliegenden Stellungen, so daß die Nordpole der Dauermagnete 11 und 12 jeweils einander gegenüberstehen. Zwischen den Polen liegt ein

Fig. 8 eine Darstellung einer anderen Ausführungs- 40 Zwischenraum, welcher näherungsweise gleich der form gemäß der Erfindung, Gesamtdicke der beiden Polstücke 21.1 und 22.1 ist.

Eine flache, im wesentlichen nicht durchbrochene Membran 31 wird zwischen den ringförmigen Polstücken 21 und 22 gehalten, so daß sie die Öffnung 45 in diesen Polstücken vollständig ausfüllt. Eine geeignete Konstruktion für eine solche Membran ist in F i g. 4 dargestellt. Die Membran besteht aus einem gewirkten Fabrikat 31.1, beispielsweise aus Nylon, und trägt eine flache, kontinuierliche Spirale eines Membran, welche für eine Verwendung in der Aus- 50 Drahtes 32, vorzugsweise aus einem Material wie beiführungsform gemäß F i g. 9 brauchbar ist, spielsweise Aluminium, welches in einem Elastomer

33 eingebettet ist. Die gegliederten Drähte 32 liegen im wesentlichen in der Mitte zwischen den einander gegenüberstehenden Nordpolen der beiden Dauermagnete 11 und 12. Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, füllen die gegliederten Leiter der kontinuierlichen, flachen Drahtspirale 32 im wesentlichen die rechteckige Öffnung in den rechteckigen, ringförmigen Polstücken 21 und 22 aus. An den Enden des Drahtes 32 sind Anschlußstücke 32.1 und 32.2 vorgesehen.

Die einander gegenüberliegenden Nordpole der beiden Dauermagnete 11, 12 besitzen einen Abstand, welcher, wie bereits erwähnt, näherangsweise der Ge-

der entgegengesetzten Längsseite 11B besitzt. Der 65 samtdicke der beiden ringförmigen Polstücke 21.1 Magnet 11 wird von einem ersten, rechtwinkligen, und 22.1 entspricht- Infolge der kontinuierlichen ringförmigen Polstück 21 mit Hilfe zweier Abstands- Weicheisenweges, ausgehend von dem Südpol jedes glieder 11.1 und 11.2 unterstützt. Jedes dieser Ab- Dauermagnets in Richtung auf die innere Fläche der

F i g. 4 eine vergrößerte Ansicht einer aktiven Membran gemäß der Erfindung,

F i g. 5 eine Ansicht einer anderen Ausführungsform gemäß der Erfindung,

Fig. 6 einen Längsschnitt entlang der Linie 6-6 aus F i g. 5,

F i g. 7 eine Skizze in verkleinertem Maßstab, zur Erklärung der F i g. 1 und 5,

Fig. 9 eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung, ähnlich Fig. 1 und 5, aber unter Verwendung einer unterschiedlichen Membranstruktur,

Fig. 10 einen Querschnitt entlang der Linie 10-10 aus Fig. 9,

Fig. 11 einen Querschnitt in vergrößertem Maßstab mit einer Darstellung der Einzelheiten einer

Fig. 12 eine Ansicht einer Modifikation der Membran aus Fig. 11,

Fig. 13 einen Schnitt entlang der Linie 13-13 aus Fig. 12,

F i g. 14 einen Teilschnitt in vergrößertem Maßstab einer anderen aktiven Membran gemäß der Erfindung und

Fig. 15 eine Schallwand zur Anbringung eines Wandlers gemäß der Erfindung.

In den Fig. 1 und 2 ist ein erster, länglicher, rechteckiger Dauermagnet 11 dargestellt. Dieser Magnet 11 ist so polarisiert, daß er einen Nordpol auf der einen Längsseite IXA und einen Südpol auf

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beiden Polstücke, sind auch die inneren Flächen die- Die Gleichförmigkeit der Flußschicht 15 wird

ser Polstücke Südpole. Das Resultat dieser Anord- durch den Einbau der beiden Dauermagnete 11 und nung ist, daß eine im wesentlichen flache Schicht eines 12 gewährleistet. Bei Dauermagneten verlassen die Magnetfeldes 15 entsteht, welches seine kürzesten Kraftlinien die magnetischen Domänen im wesentmagnetischen Kraftlinien im wesentlichen als gerade 5 liehen senkrecht zu den Polflächen. Zur Unterstützung Linien, wie bei 15.1 dargestellt, ausbreitet. Dieses dieses Effektes sind im wesentlichen flache, lange, Feld ist in seiner Dicke im wesentlichen an jedem rechtwinklige Polflächen (wie bei 11,4) an jedem Pol Punkt gleichförmig, d. h., an jedem Punkt in dem vorgesehen. Indem ein Paar von gleichen Polen in Feld existiert im wesentlichen keine Änderung der Gegenüberstellung gebracht wird, wird das Magnet-Felddichte, und zwar in vorgeschriebenen Grenzen, io feld infolge der Abstoßung in eine flache Flußschicht welche senkrecht zu diesem Punkt gemessen werden. gezwungen. Die Weicheisen-Rückkehrschleifen, Die vorgeschriebenen Grenzen, wie sie hier beschrie- welche miteinander eine Südpolfläche ausbilden, woben sind, entsprechen im wesentlichen dem Abstand bei die Südpolfläche im wesentlichen die gleiche zwischen den einander gegenüberstehenden Polflächen Dicke wie die Flußschicht besitzt, wie sie von den der Dauermagnete 11,12 mit derselben Polarität oder 15 gegenüberstehenden Dauermagnetpolen ausgeht, trader Gesamtdicke der beiden ringförmigen Polstücke gen dazu bei, die Flußschicht 15 flach und gleichför-21.1 und 22.1. Irgendwelche Randlinien mit Krüm- mig, wie oben beschrieben, zu halten. Es ist wichtig, mungstendenz, wie bei 15.2 dargestellt, besitzen lan- festzuhalten, daß die gegenüberstehenden Dauergere Wege, sind infolgedessen auf ein Minimum her- magnete keine einander gegenüberliegenden Weichabgesetzt und liegen im wesentlichen außerhalb der 20 eisen oder nichtpermanente Polflächen besitzen oder oben beschriebenen Grenzen. in dem Arbeitsspalt zwischen sich enthalten. Dies ist

Die einander gegenüberliegenden Nordpole der ein wesentliches Element bei der Ausbildung eines Dauermagnete (es können selbstverständlich auch gleichförmigen Magnetfeldes, welches von dem Südpole sein) bilden ein Feld aus, wie es näherungs- Mittelpunkt des Spaltes ausgeht. Dieses Merkmal der weise entgegengesetzten Polen entspricht und welches 25 Erfindung ist zur Gewährleistung einer in axialer eine maximale Dichte des magnetischen Flusses in Richtung gleichförmigen Flußdichte wesentlich. Unter diesem flachen, schichtähnlichen Feld bewirkt. Wie axialer Richtung wird dabei irgendeine Linie senkin F i g. 7 dargestellt, sind die kürzesten Kraftlinien recht zu der Membran 31 verstanden. Mit diesem dieses Feldes im wesentlichen alle in parallelen Grup- Aufbau ist es möglich, einen Spalt von etwa ¹A Zoll pen gerichtet und erstrecken sich in gleichem Abstand 30 zwischen den gegenüberliegenden Magnetpolen ausvon dem Nordpol zu dem Südpol im wesentlichen zubilden; es entsteht dabei eine Feldstärke über die über den ganzen ringförmigen Weg zwischen den Flußschicht 15 von näherungsweise 2000 Gauß, Dauermagneten und den ringförmigen Polstücken, durch welche die Membran ihre Bewegungsausschläge wie es in F i g. 7 durch den einen Dauermagneten 11 ausführen kann.

und das eine ringförmige Polstück 21 dargestellt ist. 35 Die Tatsache, daß der magnetische Fluß gleichför-Lediglich an den Ecken entstehen längere magnetische mig aus den gegenüberliegenden Polen der Mauer-Feldwege, und diese sind mit Hilfe der Wahl eines magnete entspringt, gestattet eine gegliederte Winrechteckigen Dauermagnets und mit Hilfe der recht- dung 32 (kontinuierliche Spirale), welche an eine eckigen, ringförmigen Polstücke auf ein Minimum relativ leichte Membran 31 gebunden ist, zu verwenherabgedrückt. 40 den, wobei jeder elementare Teil der Windung aku-

Mit Hilfe des Paares von gegenüberliegenden Ma- stisch aktiv ist. Es ist ferner wichtig, festzustellen, daß gneten und der erwähnten Jochstruktur, wie es am der größere Teil der Flußschicht 15 in einem Gebiet besten aus Fig. 2 hervorgeht, wobei die beiden ahn- verläuft, welches gegenüber einem Hörer durch die lieh ausgebildeten Untereinheiten die Membran 31 in Pole 11 und 12 oder 21 und 22 nicht blockiert wird, der Mitte zwischen sich festhalten, werden die geglie- 45 Dadurch wird erreicht, daß die aktive Membran 31 derten Leiter der kontinuierlichen flachen Spirale aus im wesentlichen durch die Pole akustisch nicht verDraht 32 im wesentlichen alle in der Mitte des Ma- stellt wird, so daß der größere Abschnitt der aktiven gnetfeldes gehalten, d. h. im wesentlichen in der Mitte Membran 31 frei ist, um Schall direkt zu einem Hörer zwischen den obenerwähnten, vorgeschriebenen Gren- abzustrahlen. Dies ist insbesondere für die klangtreue zen der Flußschicht 15. Auf diese Weise kann jeder 50 Wiedergabe von hohen Frequenzen wichtig. Auf der elementare Leiter des Drahtes 32 an jedem Punkt in anderen Seite ist dafür Sorge getragen, daß sich die der Flußschicht im wesentlichen große Bewegungen gegliederte Windung 32 bis in das Gebiet zwischen in der Richtung senkrecht zu der Flußschicht durch- den gegenüberliegenden Polflächen der Pole 11 und führen, ohne daß er dabei irgendeiner merklichen 12 erstreckt, so daß insbesondere bei niederen Fre-Veränderung in der magnetischen Felddichte bei 55 quenzen die gesamte Membran mit gleicher Phase aneiner solchen Bewegung unterliegt. Wenn dement- getrieben wird, wodurch irgendeine Bewegung außer sprechend die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Aus- Phase der Membran bei niederen Frequenzen verführungsform als Lautsprecher verwendet wird, be- hütet ist. Dies steht in scharfem Kontrast zu bisher wegt sich die Membran 31 im wesentlichen mit glei- bekanntgewordenen Konstruktionen (beispielsweise eher Phase, und es besteht praktisch keine Zwischen- 60 USA.-Patent 1 523 262), in welchen entgegengesetzt modulationsverzerrung. Selbst bei niederen Frequen- polarisierte Pole (d. h. ein Nordpol und ein Südpol) zen, welche relativ große Ausschläge der Membran mit konischen Flächen, von denen die eine konvex verursachen, bleibt jeder elementare Leiter der und die andere konkav war und einen konischen, gegliederten, spiralförmigen Leiter 32 in einem im spiralförmigen Konduktor zwischen sich enthielten, wesentlichen konstanten und gleichförmigen Magnet- 65 fast den gesamten Weg von dem schwingenden Konfeld, so daß hohe Frequenzen nicht verzerrt werden duktor zu dem Hörer verstellen. Weiterhin sind bei und auch keine Zwischenmodulationsverzerrung auf- dem erwähnten Gerät in den zahlreichen, feinen treten kann. _φ Kanälen und Mündungen akustische Resonanzen vor-

handen, welche zu einer Herabsetzung der Klangqualität führen.

Bed der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform einer aktiven Membran ist vorzugsweise ein Aluminiumdraht mit einem Durchmesser von etwa 0,004 bis 0,020 Zoll verwendet mit einer Lackglasur, beispielsweise »Formvar«, als Isolierung. Der Draht ist auf dem Membranfabrikat 31.1 mit Hilfe eines geeigneten Bindemittels 33, beispielsweise weiches Gummibindemittel, befestigt. Selbstverständlich können auch andere Membranmaterialien, beispielsweise dünne Schichten aus geeignetem Kunststoff (z. B. »Mylar«) oder aus Metall, beispielsweise Aluminium (wie später beschrieben), verwendet werden. Die gegliederte Windung 32 braucht nicht in dem Bindemittel 33 eingebettet zu sein, sondern kann auch aus dem Bindemittel, falls erwünscht, vorstehen. Es kann auch ein gegliederter Leiter 32 durch Schaltdrucktechnik hergestellt werden. Der in F i g. 4 gegebene Aufbau ist deshalb lediglich beispielhaft und stellt keine Beschränkung dar. Weitere geeignete Ausführungsformen von aktiven Membranen sind im folgenden in Verbindung mit den F i g. 9 bis 14 beschrieben.

Die F i g. 5 und 6 illustrieren eine weitere Anordnung einer magnetischen Jochstruktur. Die aus Weicheisen hergestellten Polringe 21 und 22 besitzen Abstandsglieder 11.5 und 11.6, welche an den Mittelgebieten der kurzen Seiten 21.3 und 21.4 des ersten Ringes 21 senkrecht befestigt sind. Abstandsglieder 12.5 und 12.6 sind in ähnlicher Weise auf den kurzen Seiten 22.3 und 22.4 des zweiten Ringes 22 befestigt. Jedes Paar der Abstandsglieder ist jeweils an den freien Enden durch einen Weicheisenbügel 11.7 bzw. 12.7 eingespannt. Die Zwischenstücke 11.4 und 12.4 sind an den Querbügeln 11.7 und 12.7 befestigt, wie es am besten in F i g. 6 dargestellt ist. Der Aufbau nach F i g. 5 und 6 unterscheidet sich von dem Aufbau in F i g. 1 und 2 nur durch die andere Anordnung der Querbügel. Beide Aufbauten sind äußerst leicht herzustellen.

Fig. 8 stellt eine kreisförmige Anordnung dar, in welcher ein Dauermagnet 11.9 mit einem der Flußschicht gegenüberliegenden Nordpol von einem ringförmigen Polstück 21.9 von Kreisform und mit einem Südpol umgeben ist. Die durch die Pfeile dargestellten Feldlinien verlaufen hier alle radial, so daß sie zueinander nicht parallel sind. Obwohl eine kreisförmige Struktur, wie in F i g. 8 dargestellt, welche auch die anderen erfindungsgemäßen Merkmale aufweist, betriebsfähig ist, ist doch der rechteckige Aufbau nach F i g. 7 aus den obenerwähnten Gründen vorzuziehen. Es ist selbstverständlich weiterhin ohne weiteres möglich, auch andere geometrische Anordnungen zu verwenden, wie beispielsweise Ellipsen, Ovale, Quadrate, ohne daß dadurch die Allgemeinheit der Erfindung beschränkt würde.

Die Fig. 9 und 10 zeigen eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung. Es wird eine Membran 41 verwendet, welche an ihrem Umfang mit einem einer Bewegung gegenüber nachgiebigen Rand 42 versehen ist. Der Rand 42 ist seinerseits umfangsmäßig zwischen den ringförmigen Polstücken 21 und 22 gehaltert. Zum Zwecke einer Vereinfachung der Darstellung der Merkmale in Fig. 9 und 10 wurden Teile, welche in beiden Ausführungen dieselben sind, in F i g. 9 und 10 unterdrückt. Diese Teile sind die Dauermagnete 11 und 12 und die Teile 11.1 bis 11.4 und 12.1 bis 12.4, welche die Magnete auf den ringförmigen Polstücken abstützen, sowie die gegliederte Spiralwindung 32. Es ist klar, daß auch diese Teile in einer vollständigen Ausführungsform gemäß F i g. 9 und 10 eingeschlossen sind.
Die Membran 41 kann, wie in Fig. 11 dargestellt, ausgebildet sein. Hier bildet eine Schicht eines dielektrischen Materials, beispielsweise ein Polyesterfilm (im Handel unter dem Warenzeichen »Mylar« verfügbar), mit hoher Biegungsfestigkeit und einer

ίο Dicke von etwa 0,5tausendstel Zoll eine Stützmembran 46 für die Leiter 32 einer gegliederten Spirale, Die Dicke der Stützmembran kann dabei auch in der Größenordnung von näherungsweise 0,2- bis 2,0tausendstel Zoll liegen. Die Leiter sind auf der Stützmembran 46 durch ein weiches Bindemittel 43, welches ebenso wie in F i g. 4 nicht starr wird, beispielsweise ein plastMertes, flexibles Gummibindemittel, gehalten. Während das Polyesterfilmmaterial infolge dessen hoher Biegefestigkeit als steif mit Bezug auf das gewirkte Fabrikat 31.1 in Fig. 4 betrachtet werden kann, ist die Stützmembran 46, welche aus diesem Material besteht, bei dieser Dicke sehr flexibel. Ein solches Polyesterfihnmaterial ist jedoch hart mit Bezug auf ein gewirktes Fabrikat. Um in der Stützmembran 46 Biegungsenergie zu absorbieren und zu zerstreuen und um zu einer kolbenähnlichen Bewegung der Membran beizutragen, ist auf die Membran im wesentlichen über deren ganzer Fläche, welche der die Leiter tragenden Fläche gegenüberliegt, ein absorbierendes Material 44 aufgebracht, welches z. B. ein gewirktes Nylonmaschengewebe, ähnlich wie das Fabrikat31.1 in Fig. 4, sein kann. Wahlweise kann auch das absorbierende Material 44 aus einem polyfibrösen Papier oder aus einem plastizierten Filmmaterial bestehen. Die innige Bindung zwischen einem Fabrikat oder einem Papierabsorptionsmaterial wird vorzugsweise durch ein ständig nicht starres Bindemittel 45, beispielsweise plastizierter, flexibler Gummi, erreicht. Im wesentlichen ist jedes Material und jede Bindung, welche beide zusammen eine Energiedämpfung bei der Biegung bewirken und welche infolgedessen die Biegungsschwingungsenergie in dem harten Material der Stützmembran 46 zerstreuen, für den vorliegenden Zweck als absorbierendes Material brauchbar. Vorzugsweise erreicht das absorbierende Material eine bezüglich Biegeschwingung größere als die kritische Dämpfung der Membran 41.

Eine Membran 41, welche, wie oben mit Bezug auf Fig. 11 dargestellt, ausgebildet ist, führt im wesentlichen bei Tonfrequenzen eine kolbenähnliche Bewegung aus. Der nachgiebige Rand 42 stellt eine Befestigung der Membran 41 dar, welche die Freiheit der Membran nicht behindert, auch an ihren Rändern kolbenähnliche Bewegungen auszuführen. Zu diesem Zweck kann der nachgiebige Rand transversal gebogen sein, wie es in Fi g. 10 dargestellt ist. Der Rand besteht vorzugsweise aus hochflexiblem Schichtmaterial, beispielsweise Gummi, und ist zweckmäßigerweise nicht dicker als die Stützmembran 46. Die Fig. 12 und 13 stellen Abwandlungen der Membran 41 aus Fig. 10 und 11 zum Zwecke einer Verbesserung der Empfindlichkeit gegenüber Tonfrequenzen dar. In den Fig. 12 und 13 ist, um die Zeichnung zu vereinfachen, die gegliederte Spirale 32 nur teilweise dargestellt. Ein Massenelement 51 von länglicher Gestalt verläuft vollständig um die Fläche der Stützmembran 46 herum und ist mit dieser

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Membran durch ein geeignetes, rieht dargestelltes aufgebaut ist und mit einem nachgiebigen Rand verBindemittel verbunden. Das Massenelement kann sehen ist. Obwohl nicht beabsichtigt ist, durch die beispielsweise aus Kupferdraht mit einem Durch- nachstehende Erklärung dieser Ergebnisse eine Bemesser von ¹Ae Zoll bestehen. Mit einem solchen schränkung der Erfindung herbeizuführen, ist doch Massenelement konnte die natürliche Resonanz- 5 anzunehmen, daß die Erklärung der Wirkung der frequenz der entsprechend Fig. 11 hergestellten Membran gemäß F i g. 14 in der Flußschicht 15 wahr-Membran 41 von näherungsweise 120 Hz auf nähe- scheinlich auf folgendem beruht:
rungsweise 40 Hz reduziert werden. Dieses Massen- Durch die Antriebsspirale 32 werden in der elekelement war dabei 2 Zoll breit und 4 Zoll lang und trisch leitenden Membran 56 Wirbelströme induziert, innerhalb des nachgiebigen Randes 42 angeordnet. io sobald ein Strom durch die spiralförmigen Leiter Gleichzeitig wurde dadurch die kolbenartige Bewe- fließt. Bei Anwesenheit dieser Wirbelströme verhält gung der Membran bei niederen Frequenzen ver- sich die Membran bezüglich der Antriebsspirale als bessert. eine einzelne Sekundärwindung. Die primären und

Um weiterhin eine echte kolbenartige Bewegung sekundären Windungen sind jedoch durch das Bindeder Membran 41 bei niederen Frequenzen zu bewir- 15 mittel 57 miteinander verbunden, und beide ruhen in ken, können auch transversale Versteifungsglieder 52 demselben magnetischen Feld, nämlich in der Flußverwendet werden. Diese können beispielsweise aus schicht 15. Wie in jedem Umformer entsteht eine Kupferdrahtabschnitten bestehen und eine natürliche Phasendifferenz zwischen den primären und sekun-Biegungseigenresonanzfrequenz in der Gegend von dären Strömen, wobei diese Differenz in der Nähe 500 Hz und höher besitzen. Ähnlich den oben be- 20 von 90° liegt, da die primären und sekundären Stromschriebenen Massenelementen sind auch diese Glieder kreise überwiegend resistiv sind. Die resultierende auf der Stützmembran 46 befestigt und können direkt Bewegung der Gesamtkonstruktion in der Flußschicht über die Leiter der gegliederten Spirale 32 hinweg- 15 reproduziert klangtreu den gesamten Bereich der laufen. Sowohl die umfangsmäßig angebrachten Hörfrequenzen. Es wird weiterhin angenommen, daß Massenelemente 51 wie auch die transversalen Ver- 25 die Bewegung der elektrisch leitenden Membran 56 steifungen 52 werden von der Spirale 32 elektrisch in der Flußschicht 15 Spannungen in der Membran isoliert, wenn sie aus Metall bestehen. Während die induziert, welche mit dem Magnetfeld derart reagieren, Versteifungen 52 eine weitere kolbenähnliche Wir- daß die Bewegung der Membran angehalten wird, kung der Membran 41 bei niederen Frequenzen, bei Dadurch entsteht eine Art dynamischer Bremswirkung welchen die Bewegungsausschläge von größerer Am- 30 auf die Membran, welche deren Angleichempfindlichplitude sind, unterstützen, werden sie durch die Bie- keit verbessert. An dem Ende eines Stromimpulses in gungsschwingungen absorbierende Eigenschaft des der Antriebsspirale 32 bringt diese dynamische Brem-Asorptionsmaterials 44 gedämpft und bleiben bei sung die Membran 56 im wesentlichen augenblicklich höheren Frequenzen im wesentlichen neutral. zum Halten, so daß nach dem Abklingen des Strom-

Es ergab sich ein im wesentlichen gleichförmiger 35 impulses kein Schall mehr abgestrahlt wird.
Schallausgang von 40 bis 15 000 Hz mit einer Ver- Wenn also in der Antriebsspirale 32 ein Strom zerrungsfreiheit, welche mit derjenigen vergleichbar fließt, bewirken sowohl die spiralförmigen Leiter und ist, wie sie bei den gewöhnlich verfügbaren Wandlern auch die Stützmembran 56 entsprechende Bewegungsmit höchster Wiedergabequalität über einen großen ausschlage der Membran; wenn der Strom abklingt, Frequenzbereich auftritt. Die Verzerrungsfreiheit war 40 wirkt die Membran als dynamische Bremse,
der eines üblichen Wandlers mit passiver Membran Es können also gemäß der Erfindung zwei verüberlegen, wenn ein Lautsprecher entsprechend schiedene Typen von aktiven Membranen zur An-Fig. 1 bis 13 verwendet wurde, mit einer Membran Wendung kommen:

von 2-4ZoIl Hache innerhalb des nachgiebigen _{a) Membranen unter} Verwendung einer Stütz-Randes. Der Lautsprecher war dabei in einer großen _{45 mem}bran, welche mit Bezug auf Biegeschwin-Schallwand, wie in Fig. 15 dargestellt, angeordnet. _{in sich gedämpft ist} ^s _{und welche solche}

*/_ß ^lg·,, -^{Zeigt e}i^nen Q^u?^rscl™^tt "i vergrößertem Schwingungen nicht unterstützt, und

Maßstab einer anderen aktiven Membran gemäß der , _s , , , , ■*. ., , * . · ·,

Erfindung, weiche ebenfalls eine im wesentlichen ^b> Membranen aus hartem Material, weiche in sich

kolbenähnliche Verschiebung in der Flußschicht 15 ₅o Biegeschwingungen unterstutzen können, wobei

ausführen kann. Dies wird mit Hilfe eines Phänomens aber Maßnahmen getroffen sind, um die aus die-

erreicht, welches in den bisher beschriebenen Mem- ^se.^r Eigenschaft sich ergebenden Nachteile zu

branen nicht zugegen ist. In F i g. 14 besteht die Stütz- überwinden.

membran 56 für die Leiter 32 aus einer Aluminium- Eine Membran des ersten Typs kann beispielsweise schicht von etwa 0,5tausendstel Zoll Dicke. Die Lei- 55 ein gewirktes Fabrikat sein, wie in F i g. 4 dargestellt, ter sind auf eine Fläche der Aluminiumschicht mit Wahlweise können auch Papier, Gummi oder plasti-Hilfe eines geeigneten, vorzugsweise ständig flexiblen zierte Schichten oder andere membran- oder film-Bindemittels 57 aufgebracht. Falls erwünscht, kann ähnliche Materialien mit dieser Eigenschaft verwendet auch eine Membran 41 aus einer elektrisch leitenden werden. Als zweiter Typ kommen elektrisch nicht-Stützmembran 56 an Stelle der dielektrischen Stütz- 60 leitende oder dielektrische Materialien in Frage mit membran 46 bestehen, wobei diese elektrisch leitende einer oder mehreren der Abwandlungen, wie sie in Stützmembran 56 in anderer Hinsicht identisch zu den Fig. 11,12 und 13 dargestellt sind; zu dem zweieinem oder mehreren der Merkmale in den F i g. 9 ten Typ gehören auch elektrisch leitende Materialien bis 13 sein kann. Eine solche Membran wird ebenso mit oder ohne diesen Abwandlungen,
wirksam wie eine Membran aus einem Dielektrikum 65 In Fig. 15 ist ein Lautsprecher 61 dargestellt, arbeiten. Es wurde jedoch festgestellt, daß ähnlich welcher in einer Öffnung 64 in einer Schallwand anbefriedigende Ergebnisse mit einer Membran erzielt gebracht ist. Die Befestigung wird dadurch erreicht, werden können, weiche, wie in Fig. 14 dargestellt, daß die äußeren Teile des ringförmigen Polstückes

mit der Schallwand 63 verbunden sind. Bezugszeichen 62 in Fig. 15 repräsentiert dabei die beiden ringförmigen Polstücke 21 und 22 aus Fig. 1, beispielsweise vereinigt, wie in F i g. 2 dargestellt. F i g. 15 illustriert nur eine Art der Befestigung eines Laut-Sprechers gemäß der Erfindung an eine Schallwand. Fig. 15 zeigt, daß mit der die öffnung in dem ringförmigen Polstück vollständig abschließenden Membran eine akustische Schallwand mit aktiver Membran gemäß der Erfindung leicht hergestellt werden kann.

Im folgenden sind die Vorteile der Erfindung noch einmal zusammengestellt:

1. Die erfindungsgemäße Magnetanordnung besitzt keine nichtpermanenten Magnetpolstücke, welche einander oder in dem Arbeitsspalt gegenüberliegen; dies verhütet oder verhindert doch erheblich eine Verzerrung des Magnetfeldes und liefert ein Magnetfeld, welches im wesentlichen, wie in F i g. 3 dargestellt, aus einer flachen Schicht besteht. Das Feld ist in Richtung senkrecht zu den beiden Betriebsflächen der Magnetpole gleichförmig. In der vorliegenden Beschreibung wird dies als »Flußschicht« bezeichnet, welche in Tiefenrichtung gleichförmig ist. Die Weicheisen-Rückführungspole (»5« in Fig. 3) besitzen im wesentlichen die gleiche Dicke wie die Flußschicht und tragen zur Ausbildung des gleichförmigen Feldes bei. Eine geeignete Dicke für diese Flußschicht, wie sie sich in der Praxis bewährt hat, beträgt näherungsweise ¹A Zoll.

2. Bei dieser Flußschicht gibt es keine Zwischenmodulationsverzerrung mit der Membran 31, welche im gesamten Bereich der Hörfrequenzen beweglich ist. Dies geht auf die Tatsache zurück, daß die Flußschicht quer über den Spalt im wesentlichen gleichförmig ist, so daß starke Ausschläge der Membran bei niederen Frequenzen die flache Spiralwindung 32 nicht in ein Feld verschiedener Intensität bringt.

3. Die Flußschicht entspringt in gleichförmiger Weise der Mittellinie der gegenüberliegenden permanenten Magnetpole, und zwar in seitlicher Richtung. Dadurch wird gewährleistet, daß die Verwendung einer einzigen gegliederten Windung 32 von geeigneter Länge ausreicht. Man erhält dadurch eine gesteigerte Impedanz mit einem praktisch brauchbaren Wert von beispielsweise 1 bis 16 Ohm zwischen den Anschlußstücken 32.1 und 32.2. Dadurch kommt eine Verwendung besonderer Umformer zur Anpassung an eine niedere Impedanz in Fortfall. Beispielsweise kann der Lautsprecher gemäß der Erfindung an den Ausgang eines Transistorverstärkers angeschlossen werden, ohne daß ein Anpassungsumwandler erforderlich wäre. Es kann auch eine flache Antriebswindung 32 für die aktive Membran verwendet werden, wobei die gesamte Windung, ausgehend vom Mittelpunkt bis zur Peripherie, akustisch aktiv ist und keinen Totpunkt besitzt, so daß es auch auf der Membran 31 keine Totpunkte gibt. Als Ergebnis hiervon bewegt sich die Membran mit gleicher Phase in allen Frequenzen des Hörbereiches.

4. Die gegliederte Windung 32 besitzt ein geringes Gewicht und ist an der ebenfalls leichten Membran 31 befestigt; die Membran wird an ihrem Umfang zwischen den rechteckigen, ringförmigen Polstücken 21 und 22 gehalten, welche dabei einen doppelten Zweck erfüllen, nämlich die Membran zu halten und als Polstücke in dem magnetischen Flußkreis zu wirken.

5. Die Membran verschließt die gesamte Öffnung in den Polstücken 21 und 22, oder, mit anderen Worten, die Membran erstreckt sich über die ganze Flußschicht 15, so daß für eine Schwingung keine Gelegenheit besteht, von der einen Seite der Membran auf der anderen Seite zu erscheinen und so eine Schwingung, ausgehend von der Membran, bei irgendeiner Frequenz zu unterdrücken.

6. Der größere Abschnitt des Magnetfeldes und daher auch der aktiven Membran 31 ist akustisch durch die Polstücke 11 und 12 nicht verstellt, so daß der größere Abschnitt der aktiven Membran frei ist, um Schall dem Höhrer direkt zuzustrahlen.

7. Die Schaffung einer Magnetfeldanordnung mit zwei gegenüberliegenden Polen bewirkt infolge der Symmetrie des magnetischen Feldes eine Unterdrückung von geradzahligen Oberschwingungen.

8. Die in Verbindung mit F i g. 7 beschriebene längliche Magnetanordnung unterstützt die Ausbildung eines gleichförmigen Magnetfeldes und trägt dabei zur Reduzierung einer Zwischenmodulationsverzerrung bei.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektroakustischer Wandler, bei dem eine an . einer eingespannten Membran befestigte Leiterspirale in einem Magnetfeld zwischen den in geringem Abstand einander gegenüberstehenden gleichnamigen Polen zweier Magnete schwingfähig angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (11,12) in größerem Abstand von einem rechteckigen Rahmen (21, 22) mit entgegengesetzter Polarität wie die gegenüberliegenden Pole der Magnete (11, 12) umgeben sind und ein rechteckiges, schichtförmiges Magnetfeld aus parallelen Gruppen von Kraftlinien (F i g. 7) erzeugen, durch welches sich die an dem Rahmen (21, 22) eingespannte Membran (31) in hermetischer Abdichtung erstreckt, und daß die Leiterspirale (32) an der Membran (31) in Rechteckform, ausgehend von der Nähe des Rahmens (21,22), frei bis in die Mitte des Magnetfeldes reicht, so daß die gesamte Membran (31) gleichphasig aktiviert ist und mit dem größten Teil ihrer Fläche Schall ohne Behinderung abstrahlt.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (31) aus einem Stützglied (31.1) besteht, auf welchem der Leiter (32) mit einem elastischen Bindemittel (33) befestigt ist.

3. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (31.1) der Membran (31) auf der einen Seite mit einem Elastomer (33) beschichtet und daß der Leiter (32) darin eingebettet ist.

4. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran aus einer Stützmembran (46) besteht, daß auf deren eine Seite eine Schicht eines relativ weicheren Materials (44) aufgebracht ist, um infolge Biegung der Membran auftretende Schwingungsenergie zu zerstreuen, und daß der Leiter (32) auf der anderen Seite der Membran befestigt ist.

5. Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran dieselbe Gestalt wie das Gebiet des Magnetfeldes besitzt, aber schmäler als dieses ist und an ihrem Umfang mit einem bewegungsnachgiebigen Rand (42) versehen ist, welcher aus schichtförmigem, im wesentlichen nicht durchbrochenem, flexiblem Material besteht.

6. Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Membran Massenbelastungen vorgesehen sind.

7. Wandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Massenbelastungen aus langen Massenelementen (51) bestehen, welche umfangsmäßig an der Membran angebracht sind und sich im wesentlichen über den ganzen Umfang der Membran erstrecken.

8. Wandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß lange, versteifende Massenelemente (52), welche eine Biegefestigkeit bei Frequenzen oberhalb etwa 500 Hz besitzen, an der Membran ao befestigt sind und diese verspannen.

9. Wandler nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (31) aus einem mit einem Elastomer (33) beschichteten Webfabrikat (31.1) besteht und daß der Leiter (32) in das Elastomer eingebettet ist.

10. Wandler nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Stützmembran (46) aus einer Schicht dielektrischen Materials besteht, mit einer Dicke von näherungsweise 0,2- bis 2,0tausendstel Zoll, und daß der Leiter (32) Aluminiumdraht ist, mit einem Durchmesser von näherungsweise 0,4- bis 2,0tausendstel Zoll.

11. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützmembran (46) eine elektrisch leitende Schicht (56) umfaßt, auf welcher der Leiter (32) elektrisch isoliert befestigt ist.

12. Wandler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht Aluminium ist von etwa 0,5tausendstel Zoll Dicke und daß der Leiter (32) Aluminiumdraht ist mit einem Durchmesser von etwa 0,4-bis 2,0tausendstelZoll.

13. Wandler nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (11,12) rechteckig sind und von den Rahmen (21, 22) überbrückenden Gliedern (11.3, 12.3; 11.7, 12.7) gehalten sind.

14. Wandler nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (21, 22) aus magnetisierbarem Material gefertigt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 484 339;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 064 986;
Electronics World, Mai 1960, S. 45 bis 47 und 129.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen