Beschreibung
Treiber für flaches Klangpaneel
Technisches Gebiet
Die Erfindung befaßt sich mit der Ausbildung von Treibern für flache Klangpaneele, insbesondere mit der Bildung von Treibern, die bei einer Vielzahl von Klangpaneelen als vorgefertigtes Bauteil verwendet werden können.
Stand der Technik
Gemäß dem Stand der Technik sind Klangpaneele bekannt, die nach dem Multiresonanzprinzip arbeiten und auch als Multiresonanzplattenlautsprecher bekannt sind. Nähere Einzelheiten zu diesen Anordnungen sind den Anmeldungen DE-A- 197 57 097 bis 197 57 099 sowie weiteren Anmeldungen der Anmelderin, welche unter dem Anmeldetag dieser Anmeldung hinterlegt wurden, entnehmbar. Um überflüssig Wiederholungen zu vermeiden, werden diese Anmeldungen zum Gegenstand auch dieser Anmeldung gemacht.
Um im jeweiligen Klangpaneel Biegewellen zu erzeugen, wird dieses von einem oder auch von mehreren elektrodynamischen Treibern (Shakern) angeregt. Auch sind Klangpaneele bekannt, die ausschließlich oder auch kombiniert mit den eben benannten elektrodynamischen Treibern von piezoelektrischen Biegeschwingerscheiben angetrieben werden. Gegenstand dieser Anmeldung sind aber nur die elektrodynamische Treiber.
Diese Treiber werden im wesentlichen von einer mit einer Schwingspule versehenen Schwingspulenträger, wenigstens einem Dauermagneten und einer Rückschlußanordnung gebildet, wobei durch die gegenseitige Anordnung der verschiedenen Bauteile die Schwingspule m einen vorhandenen Luftspalt eintaucht. Schon an dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß die Rückschlußanordnung auch solche Anordnungen umfaßt, die die magnetischen Feldlinien lediglich lenken oder leiten. Auch ist der Luftspalt im Sinne dieser Anmeldung nicht bloß als Spalt zwischen Bauteilen zu verstehen, in den der Schwingspulenträger bzw. die Schwingspule eintaucht. Vielmehr wir im Zusammenhang mit dieser Anmeldung alles als Luftspalt, d.h. all die Bereiche angesehen, in denen die Schwingspule den magnetischen Feldlinien des oder der Dauermagneten ausgesetzt ist.
Die Kombination zwischen Klangpaneel und elektrodynamischen Treibern ist so gelöst, daß die Treiber an einer Seite des Klangpaneels aufgesetzt oder in diesem integriert werden. Werden die Treiber an eine Seite des Klangpaneels aufgesetzt, kann auf Treiberprinzipien zurückgegriffen werden, die auch zum Antrieb von Konuslautsprechem verwendet werden. Im Einzelnen ist dies so realisiert, daß die aus der Rückschlußanordnung und den jeweiligen Dauermagneten gebildete Einheit mittels von Halterungen mit dem Klangpaneel verbunden wird. Die Schwingspule, welche auf das Klangpaneel wirkt und zu diesem Zweck ebenfalls mit diesem verbunden ist, kann bei dieser Ausführungsfoπn über die von den Konuslautsprechern her bekannten Zentrieπnembranen zentriert werden. Dazu ist die Zentrieπnembran, welche mit dem Schwingspulenträger verbunden ist, an der Halte nng befestigt. Auch wenn solche Einheiten unter Nutzung der aus der Konuslautsprechertechnik bekannten Fertigkeiten in großen Stückzahlen preiswert hergestellt werden können, ist der Einsatz dieser Treiber bei flachen Klangpaneelen mit einer Reihe von Nachteilen behaftet. Abgesehen davon, daß aufgesetzte Treiber zu einer Vergrößemng der Bautiefe führen, wird durch die Verwendung der bei dieser Antriebstechnik notwendigen Halteningen eine Versteifung des Klangpaneels herbeigeführt, welche die Einprägung und Ausbreitung von Biegewellen im Klangpaneel behindert.
Aus diesen Gründen heraus ist man dazu übergegangen, auf Haltemngen gänzlich zu verzichten und die Treiber im Klangpaneel zu integrieren. Derartige Anordnungen sind der DE-A-197 57 097 entnehmbar. Wesentlich bei diesen Anordnungen ist, daß der Schwingspulenträger bzw. die Schwingspule nicht mit den übrigen Bauteilen des Treibers (Rückschlußanordnung, Dauermagnet) verbunden ist. Dies bedeutet, daß der Aufbau solcher Anordnungen außerordentlich aufwendig ist, um eine streifende Berührung zwischen dem Schwingspulenträger bzw. der Schwingspule und den übrigen Bauteilen des Treibers während des Betriebs auszuschließen. Die Verwendung einer aus der Konuslautsprechertechnik bekannten Zentriermenbran zwischen dem Schwingspulenträger und dem Klangpaneel in Fig. 1 gemäß DE-A- 197 57 097 könnte dieses Problem sicherlich lösen. Damit ist aber immer noch nicht das weitere Problem beseitigt, daß bei den im Klangpaneel angeordneten Treibern immer noch eine paßgenaue Zuordnung zwischen den übrigen Bauteilen des Treibers (= den Teil 17.4 in Fig. 1 gemäß DE-A- 197 57097) und der Schwingspule im Klangpaneel selbst herbeigeführt werden muß.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Treiber für ein Klangpaneel anzugeben, welcher für eine Vielzahl von Anwendungsfällen vorproduziert werden und ohne weitere Zentrierungsarbeiten im Klangpaneel integriert werden kann.
Darstellung der Erfindung
Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Wird der Schwingspulenträger im Luftspalt mit den Daueπnagneten und/oder der Rückschlußanordnung mittels einer elastischen Membran verbunden, ist ein Treiber geschaffen, der ohne weitere Zentrierungsarbeiten in einem Klangpaneel integriert werden kann.
Ist gemäß Anspruch 2 der Schwingspulenträger topfföπnig ausgebildet und gemäß Anspmch 3 sein Boden mit dem Klangpaneel verbunden, wird im Gegensatz zu den sonst üblichen ringföπnigen Schwingspulenträgern eine relativ großflächige Anregung des Klangpaneels hervorgerufen.
Letzteres gilt insbesondere dann, wenn gemäß Anspmch 4 der Boden selbst oder eine zwischen dem Boden und dem Klangpaneel angeordnete Platte einen Durclimesser hat, der kleiner /gleich dem Durclimesser des Schwingspulenträgers ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Boden selbst oder die Platte als piezoelektrischer Biegewellenschwinger ausgebildet ist, weil in diesem Fall durch die enge räumliche Verbindung zweier Treiber sich deren Kontaktiemng vereinfacht. In diesem Falle sollte aber zur Veπneidung einer gegenseitigen Beeinflussung von Treiber und piezoelektrischem Biegewellenschwinger der piezoelektrische Biegeweilenschwinger mit dem Schwingspulenträger des Treiber entkoppelt verbunden sein.
Weist der Rand des Schwingspulenträgers einen Bereich mit veπninderter Wandstärke auf und ist in diesem Bereich die Schwingspule mit dem Schwingspulenträger verbunden, können dank der massiveren Ausgestaltung des Schwingspulen große Kräfte übertragen werden, ohne daß Wickelvorrichtungen, die für das Wickeln von Schwingspulen auf dünnwandigen Schwingspulenträgern ausgelegt sind, modifiziert werden müssen. Ist der Übergang vom Bereich verminderter Wandstärke zum übrigen Rand des Schwingspulenträgers als Stufe ausgebildet, muß wegen der durch die Stufe gegebenen zusätzlichen Verzahnung der Schwingspule auf dem Schwingspulenträger auch eine Ablösung des Schwingspule vom Schwingspulenträger selbst bei großen Übertragungskräften nicht befürchtet werden.
Schon an dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß ein gemäß den Ansprüchen 2, 3, 4 und 6 ausgebildeter Schwingspulenträger eigenständig verwendbar ist.
Kurze Darstellung der Figuren
Es zeigen:
Fig 1 einen Schnitt durch ein Klangpaneel,
Fig 2 eine weitere Darstellung gemäß Fig 1 ,
Fig 3 einen Schnitt durch einen Schwingspulenträger,
Fig 4 eine weitere Darstellung gemäß Fig 3, und
Fig 5 eine weitere Darstellung gemäß Fig 3.
Wege zum Ausfuhren der Erfindung
Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher erläutert werden
Die in Fig 1 gezeigte Anordnung zeigt ein Klangpaneel 1 1 , welches aus einer aus Hartschaum gebildeten Kernschicht 1 1 ' und zwei mit der Kernschicht 11 ' verbundenen Deckschichten 1 1 " besteht Femer zeigt Fig 1 einen elektromagnetischen Treiber 12, welcher m eine Ausfrasung im Klangpaneel 11 eingesetzt ist.
Dieser Treiber 13 wird im wesentlichen von einer topfformig ausgebildeten Rückschlußanordnung 14, einem Dauermagneten 15 und einem mit einer Schwingspule 16 versehenen Schwingspulenträger 17 gebildet. Der Daueπnagnet ist in die topffόrmige ausgebildete Rückschlußanordnung eingesetzt und verbunden Da der Durclimesser des Dauermagneten 15 kleiner ist als der Innendurchmesser der topfformig ausgebildeten Rückschlußanordnung 14 besteht zwischen diesen Teilen (14, 15) ein gegenseitiger radialer Abstand, welcher im Zusammenhang mit dieser Anmeldung als Luftspalt 18 bezeichnet wird
Der Schwmgspulenträger 17, welcher gleichfalls topfformig ausgebildete ist ist an seinem mit der Schwingspule 16 versehenen Rand 17' in den Luftspalt 18 eingesetzt. Der Boden 17" des Schwingspulenträgers 17 ist unter
Zwischenordnung einer Platte 19 mit dem Boden 20 der Ausfräsung 13 verbunden. Schon an dieser Stelle sei daraufhingewiesen, daß eine gesonderte Platte 19 dann nicht notwendig ist, wenn die Platte 19 durch eine entsprechende Gestaltung des Bodens 17" des Schwingspulenträgers 17 und/oder des Bodens 20 der Ausfräsung 13 ersetzt wird.
Deutlich ist der Darstellung gemäß Fig. 1 entnehmbar, daß die Platte 19 im Vergleich zum Schwingspulenträger 17 einen kleineren Durclimesser hat. Diese Durchmesserverringemng bewirkt eine verbesserte Einprägung von Biegewellen in das Klangpaneel 11, weil zum einen die Krafteinprägung auf eine kleine Fläche konzentriert und sich zum weiteren hierdurch auch der für die Erzeugung von Biegewellen wesentliche radiale Abstand A zwischen dem Bereich, an dem die Krafteinleitung erfolgt, und dem Bereich, in welchem der unter Betriebsbedingungen nicht schwingende Teil des Treibers 12 mit dem Klangpaneel 1 1 verbunden ist, vergrößert ist.
Der dem Daueπnagneten 15 abgewandte Boden der Rückschlußanordnung ist mit einer Ankerplatte 21 versehen und über diese mit dem Klangpaneel 11 verbunden.
Um den Treiber 12 für eine Vielzahl von Anwendungen vorzuproduzieren bzw. um beim Zusammenbau von Treiber 12 und Klangpaneel 1 1 aufwendige Zentrierungsarbeiten zu veπneiden, ist im in Fig. 1 gezeigten Ausfühnmgsbeispiel der Rand 14' der Rückschlußanordnung 14 mit einem Ring 22 versehen, welcher den Rand 14' in Richtung der Platte 19 verlängert. Außerdem ist eine Zentrieπnembranen 23 vorhanden, welche sich im Luftspalt 18 zwischen dem Ring 22 und dem Rand 17' des Schwingspulenträgers 17 erstreckt. Wird der Treiber 12 gemäß Fig. 1 ausgebildet, kann die Verbindung zwischen Treiber 12 und Klangpaneel 1 1 sehr einfach dadurch realisiert werden, daß der vorproduzierte und bereits mit der Ankerplatte 21 versehene Treiber 12 lediglich in die Ausfräsung 13 im Klangpaneel 11 eingesetzt und verbunden wird. Ob der Schwingspulenträger 17 schon werksseitig mit der Platte 19 verbunden ist oder ob diese Verbindung erst später realisiert wird, ist ohne Bedeutung, wenn die Platte 19 lediglich gegenüber dem Schwingspulenträger 17 eine Durclimesser Verringerung sicherstellen soll. Wird jedoch die Platte 19 -wie im Zusammenhang mit Fig. 4 noch erläutert werden wird- als piezoelektrische Biegenwellenscheibe ausgebildet wird, ergeben sich in beziig auf die Kontaktiemng Vorteile, wenn die als Biegenwellenscheibe ausgebildete Platte 19 schon werksseitig, d.h. vor ihrem Verbinden mit dem Boden 20 bereits mit dem Schwingspulenträger 17 verbunden war.
Nur der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß zur Einstellung der gewünschten Radialabstände zwischen dem Daueπnagneten 15 und dem Schwingspulenträger 17 bzw. zwischen der Schwingspule 16 und dem Rand 14' der Rückschlußanordnung 17 die Zentrieπnembran 23 und/oder der Boden 17" des Schwingspulenträgers 17 Durchbrüche (nicht gezeigt) aufweisen kann, durch welche bei der Montage des in Fig. 1 gezeigten Treibers 12 Abstandhalter (nicht gezeigt) eingeschoben werden können. Soll auf Durchbrüche in der Zentrieπnembran 23 und/oder dem Boden 17" verzichtet werden, kann die erforderliche Zentrierung auch mittel eines zentrisch durch den Dauermagneten 15 und die Rückschlußanordnung 17 geführten Stifts (nicht gezeigt) erfolgen, welcher je nach Ausfülirung auch erst in der Kernschicht 11 enden kann.
Das in Fig. 2 gezeigte Ausfühmngsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausfülirungsbeispiel gemäß Fig. 1 dadurch, daß der Ring 22 durch eine entsprechende Verlängemng der Randes 14' der Rückschlußanordnung 14 ersetzt ist und daß die Zentrieπnembranen 23 als flache Scheibe ausgebildet ist. Außerdem ist in Fig. 2 die Zentrieπnembrane 23 mit den Stirnflächen 24 des Randes 14' und dem Boden 17" des Schwingspulenträgers 17 verbunden, wodurch sich weitere Herstellungsvorteile ergeben.
Auch in diesem Ausfühmngsbeispiel kann zur Herstellung der Zentrizität der Schwingspule 16 zum Daueπnagneten 15 die Zentrieπnembrane 23 und/ oder der Boden 17" des Schwingspulenträgers 17 mit entsprechenden Durchbrüchen (nicht gezeigt) versehen sein.
In Fig. 3 ist ein Schwingspulenträger 17 für einen zum Antrieb eines Klangpaneels 11 gemäß Fig. 1 oder Fig. 2 näher dargestellt. Deutlich ist der Darstellung gemäß Fig. 3 entnehmbar, daß der Rand 17' des Schwingspulenträgers 17 einen Bereich 25 mit veπninderter Wandstärke aufweist und daß die Schwingspule 16 in diesem Bereich 25 angeordnet ist. Durch die relativ dickwandige Ausbildung des Schwingspulenträgers 17 wird sichergestellt, daß für den Antrieb des Klangpaneels 1 1 erforderlichen Kräfte weitgehend frei von Verformungsverlusten auf das Klangpaneel 11 übertragen werden. Der dünnwandige Bereich 25 gewährleistet, daß trotz des relativ dickwandigen Schwingspulenträgers 18 i.ü. der Luftspalt 18 (Fig. l) sehr schmal und damit gleichzeitig auch sehr verlustarm ausgebildet werden kann. Außerdem wirkt die Stufe 26 zwischen dem dünnwandigen Bereich 25 und dem übrigen Schwingspulenträger als zusätzliche Verankerung des Schwingspule 16 auf dem Schwingspulenträger 17. Femer ist in Fig. 3 noch eine Zentrieπnembrane 23 gezeigt, welche gewölbt ausgebildet ist und mit dem Schwingspulenträger 17 verbunden ist.
Im Gegensatz zum Schwingspulenträger 17 gemäß Fig. 3 ist der Schwingspulenträger 17 gemäß Fig. 4 zweiteilig ausgebildet und bestellt aus einem relativ dickwandigen Topf 27 und einem dünnwandigen Rohr 27'. Das Rohr 27' welches mit der Schwingspule 16 versehen ist, ist mit dem Topf 27 verbunden Diese Zweiteiligkeit des Schwingspulenträgers 17 hat den Vorteil, daß die Einlieit aus Schwingspule 16 und Rohr 27 auf Vorrichtungen hergestellt werden kann, die auch bei der Herstellung solcher Einheiten für Konuslautsprecher verwendet werden.
Wie schon im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert, ist auch in Fig. 4 der Schwingspulenträger 17 mittels einer flachen Zentrieπnembrane 23 mit den Stirnflächen 24 des Randes 14' der Rückschlußanordnung 14 verbunden.
Abweichend zu der in Fig. 2 gezeigten und lediglich als Distanzstück dienenden Platte 19 ist in F 4 diese Platte als piezoelektrische Biegewellenscheibe 19 ausgestaltet und in den Boden 17" des Schwingspulenträgem 17 eingelassen und mit dem Schwingspulenträger 17 entkoppelt (nicht gezeigt) verbunden. Diese Kombination von piezoelektrischer Biegewellenscheibe 19' und elektromagnetischem Treiber 12 hat den Vorteil, daß damit auf engstem Raum für unterschiedliche Frequenzbereiche optimiert ausgelegte Treiber (12, 19 ) zur Verfügung stehen.
In Fig 5 ist eine weitere Ausfiϊhmngsfoπn eines Schwingspulenträgers 17 gemäß Fig 3 ^zeigt Dieser einteilige Schwingspulenträger 17 ist so gestaltet, daß dessen Boden 17" gegenüber dem Durclimesser des Randes 17'eιnen verminderten Durclimesser hat. Wird der Schwingspulenträger 17 gemäß Fig. 5 ausgebildet, kann wegen dieser Formgebung auf die Verwendung der beispielsweise in Fig. 1 gezeigten Platte 19 verzichtet werden, da über den Durclimesser des Bodens 17" eines Schwingspulenträgers 17 gemäß Fig. 5 die gewünschten Abstände A (Fig. 1) problemlos eingestellt werden können.