DE1107711B

DE1107711B - Rectangular acoustic membrane

Info

Publication number: DE1107711B
Application number: DEH34723A
Authority: DE
Inventors: William Walter Haerther
Original assignee: Hawley Products Co
Current assignee: Hawley Products Co
Priority date: 1957-11-25
Filing date: 1958-11-04
Publication date: 1961-05-31
Also published as: FR1217103A; GB853256A; US3026958A

Description

Bekannt ist eine rechteckige, akustische Membran mit einem langgestreckten, im wesentlichen schalförmigen Schwingungsteil, der einen nach hinten ragenden rohrförmigen Scheitelteil hat, sowie mit Mitteln, die um den Schwingungsteil herum vorgesehen sind und zu dessen Auflagerung dienen.A rectangular acoustic membrane with an elongated, essentially shell-shaped membrane is known Vibration part, which has a tubular apex part protruding to the rear, as well as with Means which are provided around the vibrating part and serve to support it.

Die Erfindung befaßt sich mit einer besonderen Ausbildung dieser rechteckigen, akustischen Membran. Sie besteht darin, daß sich der Schwingungsteil in Richtung nach vorn und nach außen in seiner Längsrichtung vom Scheitelteil aus in einer geraden Linie zu seinen Enden erweitert und sich in Richtung nach vorn und nach außen quer zu seiner Länge in einer Schräge erweitert, die allmählich in ihrer Steilheit vom Scheitelteil zu den Enden des Schwingungsteils abnimmt.The invention is concerned with a special design of this rectangular acoustic membrane. It consists in the fact that the vibrating part moves forward and outward in his Longitudinal direction from the apex part in a straight line to its ends and extends in the direction forwards and outwards transversely to its length in a slope which gradually increases in steepness decreases from the apex part to the ends of the vibration part.

Bekannt sind ferner konusförmige und ellipsenförmige Membranen oder solche mit einer Doppelkurven-Bauform. Also known are conical and elliptical Diaphragms or those with a double curve design.

Der technische Fortschritt, der gegenüber dem Stand der Technik durch den Erfindungsvorschlag erreicht wird, ist in folgenden Überlegungen begründet: Es ist an sich nicht leicht, eine rechteckige Membran herzustellen, welche gute akustische Eigenschaften aufweist. Der eine Grund hierfür ist darin zu sehen, daß, wenn die Membran verlängert wird, um eine Rechteckform zu erhalten, eine Membran entsteht, deren verlängerte Enden ihre eigenen harmonischen Oberwellen aufbauen, wodurch das angestrebte Ziel, nämlich der Membran gute akustische Eigenschaften zu verleihen, vereitelt wird. Dagegen ist die rechteckige Membran der Erfindung so ausgebildet, daß die Membranenden nicht ihre eigenen harmonischen Oberwellen erzeugen können, sondern schwingen mit der Membran als Ganzes mit, wodurch man eine gute akustische Wiedergabe erhält.The technical progress compared to the state of the art through the invention proposal is achieved is based on the following considerations: It is not easy in itself, a rectangular Produce membrane, which has good acoustic properties. The one reason for this is in this see that when the diaphragm is elongated to make a rectangular shape, it becomes a diaphragm arises, the elongated ends of which build up their own harmonic waves, thereby achieving the desired The aim, namely to give the membrane good acoustic properties, is thwarted. Against it For example, the rectangular membrane of the invention is designed so that the membrane ends are not their own can generate harmonic harmonics, but resonate with the diaphragm as a whole, causing a good acoustic reproduction is obtained.

Es ist eine bekannte, selbstverständliche Tatsache, daß die akustische Wiedergabe um so besser ist, je größer die Membran ist. Es gibt aber Fälle, bei denen infolge Raummangels nicht die Benutzung einer großen Membran möglich ist. Als Beispiel wird auf die in Kraftfahrzeugen benutzten Radioapparate verwiesen. Im Kraftfahrzeug steht nur ein geringer Raum für die Unterbringung des Radioapparates zur Verfügung. Somit kann auch nur eine Membran von begrenzter Größe benutzt werden. Die sonst üblich benutzten konusförmigen und ellipsenförmigen Membranen mit einer Doppelkurven-Bauform können in all den Fällen nicht Verwendung finden, wenn zur Unterbringung des Radioapparates lediglich ein Raum von rechteckiger Form zur Verfügung steht, was normalerweise der Fall ist. Im Fall der konusförmi-Rechteckige, akustische MembranIt is a well-known, self-evident fact that the acoustic reproduction is the better the better larger the membrane is. But there are cases in which, due to a lack of space, the use of a large membrane is possible. As an example, reference is made to the radio sets used in motor vehicles. Only a small amount of space is available in the motor vehicle to accommodate the radio. Thus, only a membrane of limited size can be used. The otherwise commonly used conical and elliptical diaphragms with a double curve design can be used in in all cases not used when there is only one room to accommodate the radio rectangular in shape is available, which is usually the case. In the case of the conical rectangular one, acoustic membrane

Anmelder:Applicant:

Hawley Products Company,
eine Gesellschaft nach den Gesetzen desHawley Products Company,
a society according to the laws of

Staates Delaware,
St. Charles, 111. (V. St. A.)State of Delaware,
St. Charles, 111. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. L. Hirmer, Patentanwalt,
Berlin-Haiensee, Katharinenstr. 21Representative: Dipl.-Ing. L. Hirmer, patent attorney,
Berlin-Haiensee, Katharinenstr. 21

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 25. November 1957Claimed priority:
V. St. v. America November 25, 1957

William Walter Haerther, Geneva, 111. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt wordenWilliam Walter Haerther, Geneva, 111. (V. St. Α.),
has been named as the inventor

gen und ellipsenförmigen Membranen verbietet ihre Form die Ausnutzung ihrer großen Membranfläche, wie dies auf Auto-Radiogeräte zutrifft.gen and elliptical membranes, their shape prohibits the use of their large membrane surface, how this applies to car radios.

Wegen dieser Situation geht die Erfindung von einer rechteckigen Membran aus, die erfindungsgemäß so ausgebildet ist, daß der sonstige, den gebräuchlichen rechteckigen Membranen anhaftende Nachteil, nämlich das Auftreten von eigenen harmonischen Oberwellen an den Membranen, überwunden wird. Somit zeichnet sich die erfindungsgemäße Membran dadurch aus, daß der in rechteckiger Form zur Verfügung stehende Raum maximal ausgenutzt wird, wofür als Beispiel auf die Auto-Radiogeräte verwiesen worden ist, wobei gleichzeitig die erfindungsgemäße rechteckige Membran auch gute akustische Resultate liefert.Because of this situation, the invention is based on a rectangular membrane, which according to the invention is designed so that the other, the usual rectangular membranes adhering Disadvantage, namely the occurrence of their own harmonic waves on the membranes, overcome will. Thus, the membrane according to the invention is characterized in that the rectangular shape to The maximum available space is used, for which reference is made to the car radios as an example has been, at the same time the rectangular membrane according to the invention also good acoustic Delivers results.

Im Zusammenhang mit den Figuren wird die Erfindung weiter erläutert. Es istThe invention is further explained in connection with the figures. It is

Fig. 1 ein Aufriß der Rückseite der Membran gemäß der Erfindung,Fig. 1 is an elevation of the back of the membrane according to the invention,

Fig. 2 ein Längsschnitt nach der Linie 2-2 in der Hg. 1,Fig. 2 is a longitudinal section along the line 2-2 in Hg. 1,

Fig. 3 ein Querschnitt nach der Linie 3-3 in der Fig. 2,Fig. 3 is a cross section along the line 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 ein Querschnitt nach der Linie 4-4 in der Fig. 2,Fig. 4 is a cross section along the line 4-4 in Fig. 2,

Fig. 5 ein Querschnitt nach der Linie 5-5 in der Fig. 2,Fig. 5 is a cross section along the line 5-5 in Fig. 2,

109 609/339109 609/339

Fig. 6 ein Querschnitt nach der Linie 6-6 in der Fig. 2, Fig. 6 is a cross section along the line 6-6 in Fig. 2,

Fig. 7 im größeren Maßstab ein Schnitt nach der Linie 7-7 in der Fig. 1.7, on a larger scale, a section along the line 7-7 in FIG. 1.

Die Membran 1 weist einen konkaven Schwingungsteil 2 auf. Er ist über einen gewellten Teil 3 mit einem rechteckigen Halteflansch oder Halterand 4 verbunden. Er befindet sich außerhalb des Schwingungsteils 2 und kann zwischen den Haltestreifen eines Lautsprechers oder einer sonstigen Schallwiedergabeeinrichtung befestigt werden.The diaphragm 1 has a concave vibrating part 2. He is having a corrugated part 3 with a rectangular retaining flange or retaining edge 4 connected. It is located outside of the vibration part 2 and can be placed between the holding strips of a loudspeaker or other sound reproduction device be attached.

Gesehen in der Fig. 2 von oben nach unten ist der Schwingungsteil 2 konvex. Er verbreitert sich von einem rohrförmigen Nippel 5 in der Mitte des Schwingungsteils 2 nach außen und nach vorn zu einer rechteckigen Grundfläche 6 mit den beiden parallelen Breitseitenwänden 7, 8 und den beiden Längsseitenwänden 9, 10, die senkrecht zu den Breitseiten 7, 8 stehen und damit verbunden sind (Fig .1 und 2).Seen in FIG. 2 from top to bottom, the vibration part 2 is convex. It widens from a tubular nipple 5 in the middle of the vibrating part 2 outwards and forwards to a rectangular base 6 with the two parallel broad side walls 7, 8 and the two longitudinal side walls 9, 10, which are perpendicular to the broad sides 7, 8 and associated therewith (Fig. 1 and 2).

Die Membran 1 ist einstückig. Sie kann aus irgendeinem Material, z.B. einem faserigen Stoff, hergestellt werden.The membrane 1 is in one piece. It can be made of any material such as a fibrous fabric will.

Der Schwingungsteil 2 der Membran 1, welcher, gesehen in der Fig. 2 von oben nach unten, konvex ist, verläuft glatt und schräg vom Nippel 5 nach außen und nach vorn zu allen Seiten der Grundfläche 6. Die Tiefe des schalenförmigen Schwingungsteils 2 nimmt allmählich in einer geraden Linie die Längsmittellinie der Membran 1 entlang vom Nippel 5 zu den beiden Breitseiten 7, 8 ab (Fig. 2). Über seine Länge nimmt die Tiefe des Schwingungsteils 2 der Membran 1 von seiner Längsmittellinie aus nach außen in Richtung zu den Längsseiten 9,10 ab (Fig. 3 bis 6). In der Längsmitte der Membran 1 nimmt die Tiefe des Schwingungsteils 2 in Querrichtung von seiner Längsmittellinie zu den Längsseiten 9, 10 gerade, ziemlich steile Linien entlang ab (Fig. 3). Vom Nippel 5 aus vermindert sich die Tiefe des Schwingungsteils 2 in Längsrichtung nach außen zu den Breitseiten 7, 8 quer zu seiner Länge allmählich zwischen seiner Längsmittellinie und den Längsseiten 9, 10 (Fig. 4, 5 und 6). Die Schräge der Seiten des schwingbaren Teils 2 von seiner Längsmittellinie in Richtung nach außen nimmt allmählich von einer kegelstumpfförmigen Form gemäß der Fig. 3 über eine ellipsenförmige Form gemäß der Fig. 4 und eine halbkreisförmige Form gemäß der Fig. 5 zu einer weich gerundeten Form gemäß der Fig. 6 ab, welche sich an den Enden des Schwingungsteils 2 befindet und kleiner ist als ein Halbkreis. Auf diese Weise ist der Schwingungsteil 2 kurvenförmig und verläuft in allen Richtungen verjüngt zu. Dadurch hat man für den Schwingungsteil 2 eine ziemlich tiefe Konkavität von seinem vorderen Ende aus und eine ziemlich große frontale Oberfläche. Dadurch entsteht ein kräftiger, ziemlich starrer Schwingungsteil, welcher als eine Einheit schwingt und so stark ist, daß seine Enden sich nicht unabhängig bewegen, schwingen oder flattern können.The vibration part 2 of the membrane 1, which, viewed in FIG. 2 from top to bottom, is convex is, runs smoothly and obliquely from the nipple 5 outwards and forwards on all sides of the base 6. The depth of the bowl-shaped vibrating part 2 gradually increases in a straight line Longitudinal center line of the membrane 1 along from the nipple 5 to the two broad sides 7, 8 (Fig. 2). Over his Length takes the depth of the vibrating part 2 of the membrane 1 from its longitudinal center line outside in the direction of the longitudinal sides 9,10 (Fig. 3 to 6). In the longitudinal center of the membrane 1, the Depth of the vibrating part 2 in the transverse direction from its longitudinal center line to the longitudinal sides 9, 10 straight, down quite steep lines (Fig. 3). From the nipple 5, the depth of the vibration part decreases 2 in the longitudinal direction outwards to the broad sides 7, 8 transversely to its length gradually between its longitudinal center line and the longitudinal sides 9, 10 (Fig. 4, 5 and 6). The slope of the sides of the oscillatable part 2 from its longitudinal center line in an outward direction gradually decreases from a frustoconical shape according to FIG. 3 over an elliptical shape according to FIG. 4 and a semicircular shape according to FIG. 5 to a soft rounded shape according to FIG. 6, which is located at the ends of the vibrating part 2 and is smaller than a semicircle. That way is the vibration part 2 is curved and tapers in all directions. This gives you for the vibration part 2 has a fairly deep concavity from its front end and a fairly large frontal surface. This creates a powerful, fairly rigid vibration part, which vibrates as a unit and is so strong that its Ends cannot move, swing, or flutter independently.

Die Seitenwände 7, 8, 9, 10 der Grundfläche 6 des Schwingungsteils 2 enden in den Kanten 11, welche gemäß den Fig. 2 und 3 nach vorn ragen. Die vorderen Teile dieser Kanten sind an der Innenkante des kontinuierlichen, gewellten Teils 3 befestigt. Er erstreckt sich rund herum und ragt vom Schwingungsteil 2 in einer Richtung senkrecht zur Längsachse des Nippels 5 nach außen. Der Flansch 4 ist ebenfalls kontinuierlich und befindet sich in einer Ebene. Der Flansch 4 ist an der Außenkante des gewellten Teils 3 befestigt und ragt von dort nach außen in einer Ebene, welche senkrecht zur Längsachse des Nippels 5 steht.The side walls 7, 8, 9, 10 of the base 6 of the vibrating part 2 end in the edges 11, which protrude according to FIGS. 2 and 3 forwards. The front parts of these edges are attached to the inner edge of the continuous corrugated part 3. It extends all around and protrudes outward from the vibrating part 2 in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the nipple 5. The flange 4 is also continuous and is in one plane. The flange 4 is attached to the outer edge of the corrugated part 3 and protrudes outward from there in a plane which is perpendicular to the longitudinal axis of the nipple 5.

Die Membran 1 kann in einem Lautsprecher oder einer anderen Schallwiedergabeeinrichtung mit ihrem Flansch 4 zwischen den Haltestreifen des nicht dargestellten Lautsprechers so befestigt werden, daß derThe membrane 1 can be in a loudspeaker or other sound reproduction device with its Flange 4 are attached between the retaining strips of the speaker, not shown, that the

ίο Schwingungsteil 2 auf dem gewellten Teil 3 in Abstand von der Membranhalterung des Lautsprechers und von ihm nachgiebig gelagert wird, damit der Schwingungsteil 2 innerhalb des Lautsprechers unbehindert schwingen kann.ίο Vibration part 2 on the corrugated part 3 at a distance from the membrane bracket of the speaker and is supported by it resiliently so that the Vibration part 2 can vibrate freely within the loudspeaker.

Vier Öffnungen 12 befinden sich in der Außenkante des gewellten Teils 3 und in der Innenkante des Flansches 4 an den Ecken 13 der Grundfläche 6 im Abstand davon und außerhalb dieser Ecken, wobei die Ecken 13 durch die sich schneidenden Seitenwände 7, 8, 9, 10 gemäß den Fig. 1 und 7 gebildet sind. Die Öffnungen 12 sollen verhindern, daß die Membran an den Ecken ausbricht. Außerdem wird angenommen, daß die Öffnungen 12 auch verhindern, daß die Enden und die Längsseitenteile der Membran 1 zueinander schwingen. Somit erhält man eine Membran, die sich durch eine gute Tonwiedergabecharakteristik auszeichnet und außerdem in ihrem Aufbau stark ist.Four openings 12 are located in the outer edge of the corrugated part 3 and in the inner edge of the flange 4 at the corners 13 of the base 6 at a distance therefrom and outside these corners, the corners 13 through the intersecting side walls 7, 8, 9, 10 1 and 7 are formed according to FIGS. The openings 12 are intended to prevent the membrane from breaking out at the corners. In addition, it is assumed that the openings 12 also prevent the ends and the longitudinal side parts of the membrane 1 from vibrating towards each other. A membrane is thus obtained which is distinguished by good sound reproduction characteristics and is also strong in its structure.

Der rohrförmige Nippel 5 ist durch die Kappe 14 abgeschlossen. Sie ist gemäß der Fig. 2 zu entfernen, bevor die Membran 1 in einem Lautsprecher od. dgl. angeordnet wird.The tubular nipple 5 is closed by the cap 14. It is to be removed as shown in Fig. 2, before the membrane 1 is placed in a loudspeaker or the like.

Mit einer solchen Membran 1 hat man festgestellt, daß die strukturelle Stärke des Schwingungsteils 2 so verstärkt ist, daß er als eine Einheit auf dem gewellten Teil schwingt, durch welchen er mit dem Flansch 4 verbunden ist, falls er durch die Sprechspule eines dynamsichen Lautsprechers in Schwingungen versetzt wird, die mit dem Nippel 5 der Membranl verbunden wird. Eine ziemlich getreue Wiedergabe der Töne ist mit Hilfe einer solchen Membran 1, die in der geschilderten Weise in einem Lautsprecher angeordnet ist, sichergestellt.
Rechteckige, akustische Membranen haben gegenüber Membranen anderer Formen, z.B. gegenüber konischen Membranen, eine Anzahl von Vorteilen. Beispielsweise kann eine rechteckige Membran ohne Schwierigkeit hinter dem Instrumentenbrett von Automobilen od. dgl. angeordnet werden. Die Herstellung der erfindungsgemäßen rechteckigen Membran, welche sich durch eine gute strukturelle Stärke und durch eine gute Schallwiedergabe oder Schallerzeugung auszeichnet, ist nicht schwierig.
Die erfindungsgemäße rechteckige Membran weist eine ziemlich große frontale Oberfläche auf. Man hat festgestellt, daß der Schwingungsteil 2 der erfindungsgemäßen Membran als eine Einheit bei sämtlichen Frequenzen des hörbarenFrequenzbereiches schwingt. Außerdem werden durch den Schwingungsteil 2 ziemlich getreu die ursprünglich erzeugten Tonwellen dieses Bereiches wiedergegeben.With such a diaphragm 1 it has been found that the structural strength of the vibrating part 2 is increased so that it vibrates as a unit on the corrugated part by which it is connected to the flange 4 if it is passed through the voice coil of a dynamic loudspeaker in Vibrations is added, which is connected to the nipple 5 of the membrane. A fairly faithful reproduction of the tones is ensured with the aid of such a membrane 1, which is arranged in a loudspeaker in the manner described.
Rectangular acoustic diaphragms have a number of advantages over diaphragms of other shapes, for example over conical diaphragms. For example, a rectangular membrane can be placed behind the instrument panel of automobiles or the like without difficulty. The production of the rectangular membrane according to the invention, which is characterized by good structural strength and good sound reproduction or sound generation, is not difficult.
The rectangular membrane according to the invention has a fairly large frontal surface. It has been found that the vibrating part 2 of the diaphragm according to the invention vibrates as a unit at all frequencies of the audible frequency range. In addition, the originally generated sound waves of this area are reproduced fairly faithfully by the vibration part 2.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Rectangular, acoustic membrane with an elongated, essentially cup-shaped Vibration part, which has a tubular apex part protruding to the rear, as well as means, which are provided around the vibrating part

and serve to its Auflagerang, characterized in that the vibration part widens in the direction forwards and outwards in its longitudinal direction from the apex part in a straight line to its ends and in a direction forwards and outwards across its length in a Incline widened, which gradually decreases in steepness from the apex part to the ends of the vibration part.

2. Rectangular acoustic membrane according to spoke 1, characterized in that the Part of vibration in the forward and outward directions from its longitudinal center line in both Directions transverse to its length in a gradually decreasing slope from a frustoconical Cross-sectional shape at the apex part expanded to a rounded cross-sectional shape, whose depth is less than a semicircle.

3. Rectangular acoustic membrane according to claim 2, characterized in that the Vibration part moves forward and outward, in both directions from its longitudinal center line across its length in a gradually decreasing slope from a frustoconical cross-sectional shape at the apex part to an elliptical cross-sectional shape and a semicircular cross-sectional shape expanded to a rounded cross-sectional shape, the depth of which is less than a Semicircle, and that the support means on the outer peripheral edge part of the vibration part for a movable and flexible Auflagerang of the latter are attached.

4. Rectangular acoustic membrane according to spoke 1, characterized in that the Vibration part (2) has an essentially rectangular frontal grand surface (6) and extends inwards and tapering rearward thereof to a centrally located apex portion (5), also the depth of the vibration part according to a straight, inclined line from the grand surface (6) along the apex part (5) all longitudinally extending lines at a distance from the longitudinal edges of the vibrating part and within it increases and finally the depth of the vibrating part at all points along the longitudinal center line is greater than at the corresponding points of its longitudinal side edges (9, 10) along what for the entire length of the vibration part applies.

5. Rectangular acoustic membrane according to spoke 4, characterized in that the Vibration part has a cross-sectional shape gradually changing from a semi-elliptical Shape changes directly to the apex part (5) to a rounded, arcuate shape, the Depth is less than a semicircle and which is located at the ends of the vibrating part, and that a bracket (4) with a corrugated part

(3) is provided, which is mounted on the base (6) and protrudes outward from it, so that the vibration part (2) can be attached to it.

6. Rectangular acoustic membrane according to claim 5, characterized in that a Flange (4) is provided, which is mounted on the corrugated part and protrudes outwards, wherein the corrugated part (3) and the flange (4) have four openings (12) and each Opening through part of the corrugated flange

(4) extends inside the outer edge of the flange and outside one of the corners (13) of the vibrating part (2).

Considered publications:
German Patent No. 1 004 232;
U.S. Patent Nos. 2020 705, 1930 328.

1 sheet of drawings