WO2020099222A1

WO2020099222A1 - Lautsprecher, kraftfahrzeug mit lautsprecher und verwendung

Info

Publication number: WO2020099222A1
Application number: PCT/EP2019/080460
Authority: WO
Inventors: Michael Richter; Philip Luedtke
Original assignee: Kendrion Kuhnke Automotive GmbH
Current assignee: Kendrion Kuhnke Automotive GmbH
Priority date: 2018-11-13
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2020-05-22
Anticipated expiration: 2021-05-13
Also published as: DE102018128386A1; DE102018128386B4; CN113196801B; CN113196801A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lautsprecher mit einem Gehäuse, einer im Gehäuse angeordneten Konusmembran sowie einer im oder am Gehäuse angeordneten und entlang ihres Umfangs wenigstens abschnittsweise fixierten, insbesondere flachen, Abdeckung, die in einer Öffnungsrichtung der Konusmembran vor der Konusmembran angeordnet ist, die Konusmembran abdeckt und mit der Konusmembran und gegebenenfalls dem Gehäuse einen Zwischenraum definiert, sowie einem Aktuator zur Erzeugung von Schwingungen. Die Erfindung betrifft weiter ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem entsprechenden Lautsprecher sowie eine Verwendung wenigstens eines Lautsprechers in einem Kraftfahrzeug. Erfindungsgemäß ist die Abdeckung vollständig oder wenigstens teilweise in einem zentralen Bereich vor der Konusmembran als flache und nicht durchbrochene Biegewellenmembran ausgebildet, wobei ein zur Schallerzeugung schwingender Teil des Aktuators sowohl mit der Konusmembran als auch mit der Biegewellenmembran mechanisch starr gekoppelt ist, so dass axiale Bewegungen des Aktuators gleichphasig auf die Konusmembran und die Biegewellenmembran übertragen werden.

Description

Lautsprecher, Kraftfahrzeug mit Lautsprecher und Verwendung Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Lautsprecher mit einem Gehäuse, einer im Gehäuse angeordneten Konusmembran sowie einer im oder am Gehäuse angeordneten und entlang ihres Umfangs wenigstens ab- schnittsweise fixierten, insbesondere flachen, Abdeckung, die in ei ner Öffnungsrichtung der Konusmembran vor der Konusmembran angeordnet ist, die Konusmembran abdeckt und mit der Konus membran und gegebenenfalls dem Gehäuse einen Zwischenraum definiert, sowie einem Aktuator zur Erzeugung von Schwingungen. Die Erfindung betrifft weiter ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem entsprechenden Lautsprecher sowie eine Verwendung wenigstens eines Lautsprechers in einem Kraftfahrzeug.

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Schall erzeugung mittels Lautsprechern und speziell die Schallerzeugung in und an Kraftfahrzeugen. Neben der reinen Wiedergabe von Musik oder Gesprächen findet in vielen Anwendungen auch eine Erzeu- gung von Fahrzeuggeräuschen statt, dem sogenannten Fahrzeug sound. Solche Anwendungen bieten sich beispielsweise bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen, die zum Zwecke der akusti schen Ortbarkeit Schall nach außen absondern, der beispielsweise gemäß der Geschwindigkeit des Fahrzeugs moduliert sein kann. Weitere Einsatzgebiete betreffen beispielsweise die Soundunter stützung für den Motor o. ä.

In vielen Fällen, so auch bei der Geräuscherzeugung in und an Kraftfahrzeugen, ist es wünschenswert, dass die Quelle der Schall erzeugung nicht leicht zu orten ist, da ein Schalleindruck erzeugt werden soll, der beispielsweise als Eigenschall des gesamten Kraft fahrzeugs wahrgenommen werden soll. Flerkömmlicherweise wer den vor allem Lautsprecher verwendet, die eine gewisse Richtcha- rakteristik haben oder eine kleine Abstrahlfläche, wie beispielsweise Konuslautsprecher oder Kalottenlautsprecher.

Solche Lautsprecher werden meistens elektrodynamisch betrieben und daher als elektrodynamische Lautsprecher bezeichnet. Die Lautsprechermembranen elektrodynamischer Lautsprecher wandeln die Wechselschubkräfte eines Aktuators in Schalldruck um. Typi sche elektrodynamische Aktuatoren für Lautsprecher sind bei spielsweise Schwingspulenaktuatoren, auch Tauchspulenaktuatoren genannt. Diese weisen einen permanentmagnetischen Magnetring mit einem Magnetfeld auf, in den eine auf einem Schwingspulenträ ger angeordnete Schwingspule eintaucht, die mit einem oszillieren den Signalstrom beaufschlagt wird. Die umgekehrte magnetische Konfiguration mit einem in einem Topfjoch liegenden scheibenför migen Magnet ist hier ebenso möglich. Der Schwingspulenträger ist mit dem Zentrum, also der Spitze der Konusmembran verbunden, welche eine zentrale Öffnung zur Aufnahme des und Verbindung mit dem Schwingspulenträger aufweist. Weiterhin ist die Konusmemb- ran eines Konuslautsprechers über eine federnde Sicke an ihrem äußeren Rand bzw. Umfang an einem Korb aufgehängt, der dem Lautsprecher Stabilität verleiht, und an dessen unteren Ende der nicht oszillierende Teil des Aktuators angebracht ist. Der oszillie- rende Schwingspulenträger seinerseits ist über eine Zentrierspinne mit dem Korb verbunden, welche sicherstellt, dass der Schwingspu lenträger zuverlässig in den Magnetspalt eintaucht, ohne den Mag neten zu berühren. Um ein günstiges Verhältnis zwischen Membrangewicht und Steifig keit zu erzielen, um ein definiertes Verhalten über einen breiten Frequenzbereich sicherzustellen, werden bei Konuslautsprechern sehr leichte Materialien und eine konische Formgebung verwendet, die der Konusmembran trotz geringen Gewichts eine hohe Steifig- keit verleiht. Die Konusmembran erleidet dabei nur eine geringe Verbiegung. Konusmembranen haben aufgrund ihrer konischen Formgebung und ihrer hohen Steifigkeit die Eigenschaft, den Schall in Abstrahlrichtung mit steigender Frequenz immer stärker zu bün deln. Ein großer Teil der abgestrahlten Schallleistung gelangt ohne Umweg direkt zum Ohr eines Hörers. Dadurch kann der Ort, an dem der Lautsprecher sich befindet, als Schallquelle leicht identifiziert werden.

Es ist aber auch bekannt, zur Vermeidung der Schallbündelung Bie- gewellenmembranen zu verwenden. Im Gegensatz zu Konuslaut sprechern, deren Konusmembran durch die Konusform eine ver gleichsweise hohe Steifigkeit aufweist, sind Biegewellenmembran meist flach und an ihrem Umfang eingespannt. Aufgrund ihrer fla chen Geometrie ist ihre Steifigkeit sehr viel niedriger als die von Konusmembranen. Die Schallabstrahlung bei einer Biegewellen membran erfolgt aufgrund einer Anregung der Biegewellenmembran im Zentrum der Membran oder an einer anderen Stelle, die sich zur Anregung eignet, je nachdem, welche akustischen Eigenschaften eingestellt werden sollen. Die oszillierende Anregung erzeugt ein Schwingungswellenmuster auf der Biegewellenmembran, ähnlich wie Wellen auf einer Wasseroberfläche oder die Schwingungen auf der Decke eines Streichinstruments. Es sind aufgrund der Überlage rung der Schwingungen für die verschiedenen erzeugten Frequen zen, die Teile der Membranoberfläche in chaotischer Wechselwir kung an der Schallerzeugung beteiligt. Eine Bündelung des Schall felds wird durch die zeitlich und räumlich verteilten Abstrahlbereiche auf der Membran vermieden.

Entsprechende Lautsprecher mit Flachmembranen werden bei spielsweise als „Sound Panel“, „Sound Boards“ oder„Distributed Mode Loudspeaker“ (DML) bezeichnet, welche auf entsprechende Weise durch den Krafteintrag der Schwingspule eines Schwingspu lenaktuators zu Biegeschwingungen angeregt werden. Es findet ei ne Abstrahlung bis zu hohen Frequenzen ohne Bündelung statt, da nur kleine, auf der Membran verteilte Bereiche der Membran syn chron und gleichsinnig schwingen. Diese delokalisierte und unfo- kussierte Schallerzeugung führt dazu, dass diese flachen Schall wandler auch bei geringem Abstand für das Ohr schwer zu lokalisie ren sind, weil ein größerer Teil des abgestrahlten Schalls aufgrund der geringen Bündelung auf Umwegen über reflektierende Flächen eines Raums zum Hörer gelangt.

Schallwandler mit Biegewellenmembran besitzen allerdings auch Nachteile. Die Ausführung in offener Bauweise, als Schallwand oh ne rückwärtiges Gehäuse, erfordert wegen des akustischen Kurz schlusses der gegenphasig nach vorn und hinten abgestrahlten Schallwellen eine vergleichsweise große Membranfläche, um auch tiefe Frequenzen wiedergeben zu können und eignet sich somit kaum für Anwendungen mit beschränktem Bauraum. Beim Einbau einer Flachmembran in ein rückwärtiges geschlosse nes Gehäuse entfällt zwar der akustische Kurzschluss, jedoch wird die Tieftonwiedergabe dadurch eingeschränkt, dass die Membran aufgrund ihrer Steifigkeit bei tiefen Frequenzen wiederum vollflächig synchron („kolbenförmig“) schwingt, d. h., dass die Schwingungs wellenlänge größer ist als die lineare Erstreckung der Membran, und die damit große wirksame Membranfläche nur in sehr großen Gehäusen auf eine niedrige Luftfedersteife trifft, welche die Schal I- erzeugung bei diesen Frequenzen stark dämpft. Bei kleinem Ge häusevolumen würde die Einbauresonanzfrequenz, wiederum auf Kosten der Tieftonwiedergabe, somit stark ansteigen. Eine verklei nerte Membranfläche könnte diesem Nachteil bei tiefen Frequenzen entgegenwirken, jedoch würde dadurch der Wirkungsgrad verringert und gleichzeitig die Abstrahlung hoher Frequenzen in der Biegewel lenmembran behindert.

Für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, speziell zur Fahrzeuggeräu scherzeugung, ist die Verwendung offener Biegewellenwandler ver- gleichsweise kostspielig, weil der Antrieb der Flachmembran durch einen speziellen, wasserdichten Aktuator erfolgen muss. Damit er geben sich mindestens doppelte Herstellungskosten im Vergleich zu Gehäusen mit konventionellem Konuslautsprecher. Weiterhin kann beim Einbau eines Biegewellenlautsprechers in Fahrzeugen, zum Beispiel als AVAS-konformes Außensound- System für Hybrid- und Elektromobile die bei offenen Systemen vorhandene rückwärtige Abstrahlung nachteilig sein, da sie dann auch im Innenraum hörbar ist. Für diese Anwendung wird einen Frequenzbereich ab 120 Hz gewünscht, die dafür erforderliche Flä che eines Biegewellenlautsprechers kann an Bauraumgrenzen sto ßen, ebenso wie die notwendige Gehäusegröße im Falle geschlos- sener Bauweise. Hingegen erfüllt der konventionelle Konuslautspre cher die Anforderungen an Schalldruck und Frequenzbereich, wird aber als künstliche Schallquelle im Fahrzeug ortbar bleiben, denn die Schallerzeugung erfolgt lokalisiert. Außerdem kann die gerichte- te Abstrahlcharakteristik der Konuslautsprecher den Einbau mehre rer Lautsprecher erforderlich machen, um eine gleichmäßige Schall verteilung rund um das Fahrzeug zu gewährleisten, was den Kos tenvorteil wieder zunichtemachen und zudem aufgrund der Mehrzahl an Schallquellen zu Interferenzen im Schallfeld führen kann.

Die Membran eines herkömmlichen Konuslautsprechers und sein Antrieb müssen bei automobilem Außeneinsatz vor zahlreichen an spruchsvollen Belastungen geschützt werden. Neben einem staub- und wasserdichten Gehäuse ist insbesondere eine Schutzabde- ckung für die empfindliche Membran und ihre elastische Einspan nung (Sicke) erforderlich. Diese muss Steinschlag, Spritzwasser, Schnee, Salz, Vereisung und Hochdruckstrahlreinigung von der Membran fernhalten. Jede bisher bekannte Membranabdeckung be deutet allerdings einen Kompromiss zwischen Schutzwirkung und Schalldurchlässigkeit. Eine zu kleine Lochgröße eines Schutzgrills kann sich zum Beispiel schnell mit Staub, Salz und Sand zusetzen, eine größere Lochung wird die Membran nicht ausreichend vor ei nem Hochdruckstrahl schützen. Aus diesem Grund muss meistens auch die Membran aus sehr stabilen, zugleich leichten Materialien bestehen, zum Beispiel Karbonfaserlaminat, was für automotive Anwendungen die Kosten der an sich günstigen Konstruktion eines konventionellen Lautsprechers erhöht.

Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Lautsprecher bereitzustellen, der bei geringem Aufwand einen brei ten Wahrnehmungsbereich und eine geringe Ortbarkeit aufweist und insbesondere für den automobilen Außeneinsatz geeignet ist, sowie ein entsprechendes Kraftfahrzeug und eine entsprechende Verwen dung eines Lautsprechers in einem Kraftfahrzeug zu ermöglichen.

Ein Aspekt der Erfindung ist ein Lautsprecher mit einem Gehäuse, einer im Gehäuse angeordneten Konusmembran sowie einer im o- der am Gehäuse angeordneten und entlang ihres Umfangs wenigs tens abschnittsweise fixierten, insbesondere flachen, Abdeckung, die in einer Öffnungsrichtung der Konusmembran vor der Konus membran angeordnet ist, die Konusmembran abdeckt und mit der Konusmembran und gegebenenfalls dem Gehäuse einen Zwischen raum definiert, sowie einem Aktuator zur Erzeugung von Schwin gungen, insbesondere Schwingspulenaktuator, der dadurch weiter gebildet ist, dass die Abdeckung vollständig oder wenigstens teil weise in einem zentralen Bereich vor der Konusmembran als flache und nicht durchbrochene Biegewellenmembran ausgebildet ist, wo bei ein zur Schallerzeugung schwingender Teil des Aktuators so wohl mit der Konusmembran als auch mit der Biegewellenmembran mechanisch starr gekoppelt ist, so dass axiale Bewegungen des Ak tuators gleichphasig auf die Konusmembran und die Biegewellen- membran übertragen werden.

Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, dass die Bauprinzi pien des Konuslautsprechers und des Biegewellenwandlers in einer Art und Weise miteinander kombiniert werden, dass die eigentliche Schallerzeugung in dem Sinne, dass der nach außen dringende Schall wenigstens teilweise delokal isiert durch die Biegewellen membran erzeugt wird und der Konuslautsprecher die Schallerzeu gung durch die Biegewellenmembran so unterstützt, dass die Nach teile der oben erwähnten offenen bzw. geschlossenen Bauformen von Biegewellenwandlern vermieden werden.

Dies wird dadurch erreicht, dass die Konusmembran, welche, be- dingt durch ihre konische Formgebung, eine hohe Steifigkeit auf weist, die Luft in dem Zwischenraum zwischen der Konusmembran und der Biegewellenmembran gleichphasig mit der Anregung der Biegewellenmembran bewegt, so dass diese Luftmasse gleichpha- sig mit der Anregung der beiden Membranen im Wesentlichen als Ganzes schwingt. Der Begriff der Öffnungsrichtung der Konus membran ist dabei so zu verstehen wie bei einem herkömmlichen Konuslautsprecher, nämlich in die Richtung der Öffnung des Ko nuswinkels der Konusmembran.

Das in dem Zwischenraum enthaltene bzw. definierte Gesamtvolu men verändert sich während der gleichphasig angetriebenen Oszil lationen der beiden Membranen nur wenig. Die gleichphasig mit schwingende Konusmembran sorgt durch ihre Auslenkung für glei- che bzw. annähernd gleiche Druckverhältnisse wie vor der Biege wellenmembran. Dies hat zur Folge, dass die Biegewellenmembran an ihrer Rückseite nicht auf eine hohe Luftfedersteife trifft, welche ein grundsätzliches Problem bei geschlossener Bauweise eines Biegewellenwandlers war. Insbesondere dann, wenn in einer Aus- führungsform eine Bauform realisiert ist, bei der das Luftvolumen im Gehäuse an der Rückseite des Konuslautsprechers bzw. der Ko nusmembran vollständig eingeschlossen ist, ist es die Konusmemb ran, die in ihrem rückwärtigen Bereich auf die hohe Luftfedersteife trifft. Die Konusmembran ist aufgrund ihrer hohen Steifigkeit und gegebenenfalls aufgrund ihrer im Vergleich zur Biegewellenmemb ran kleineren wirksamen projizierten Fläche weniger von der Luftfe dersteife und der Dämpfung bei niedrigen Frequenzen durch diesen Effekt betroffen als die größere und wesentlich weniger steife Bie gewellenmembran. So kann mit wenig Volumen eine tiefere Reso- nanzfrequenz erzielt werden.

Weiterhin wird ein grundsätzliches Problem einer offenen Bauweise eines Biegewellenwandlers umgangen, weil selbst dann, wenn der Zwischenraum nach außen hin wenigstens stellenweise offen ist, der Effekt eines akustischen Kurzschlusses weitgehend vermieden wird.

Zusammengenommen führt dies dazu, dass die Biegewellenmemb ran effektiv und weitgehend ungedämpft auch verhältnismäßig nied rig frequentierte Schallsignale aussenden kann. Im Ergebnis ent steht ein Lautsprecher, der bei kompakten Gehäuseabmessungen die akustischen Eigenschaften eines konventionellen Lautsprechers im Tieftonbereich mit dem breit abstrahlenden Verhalten eines Bie gewellenwandlers bei geringem Fertigungsaufwand vereint und da bei auf getrennte Wandlerantriebe für Hochton und Tiefton verzich tet. Gleichzeitig gewinnt das System dadurch deutlich an Robust- heit, dass die schallabstrahlende, geschlossene Biegewellenmemb ran die Abdeckung oder ein Teil der Abdeckung und somit eine Schutzblende vor der Membran des Konuslautsprechers ist. Dies macht den Lautsprecher beispielsweise für den Einsatz als automo- tiver Außensoundlautsprecher geeignet.

In dem Fall, dass die nicht durchbrochene Biegewellenmembran des Lautsprechers die Konusmembran bzw. den Konuslautsprecher vollständig abdeckt, und insbesondere auch gegebenenfalls das Gehäuse des Lautsprechers abdeckt, wird die Biegewellenmembran als eine Schutzkappe für den Lautsprecher verwendet. Sie kann da her auch den Aktuator und die Konusmembran vor eindringendem Salz, Sand oder Wasser schützen und ist gegebenenfalls auch ge eignet, mit Hochdruck gespritztes Wasser zur Reinigung auszuhal ten und die dahinterliegenden Komponenten des Lautsprechers zu schützen. Dies prädestiniert den Lautsprecher zum Einsatz in einem Außensoundsystem eines Kraftfahrzeugs. Der Lautsprecher bzw. die Biegewellenmembran weist eine geeig nete Form auf. Besonders geeignet sind rechteckige, runde oder elliptische Formen, womit andere Formen nicht ausgeschlossen sind. Vorzugsweise sind bei eckigen Formen die Ecken abgerundet. Die Form kann beim Einsatz in einem Außensoundsystem eines Kraftfahrzeugs auch an den verfügbaren Bauraum angepasst sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Konusmembran mit dem schwingenden Teil des Aktuators verbunden und die Biegewel- lenmembran zur mechanisch starren Kopplung in ihrer Fläche über einen Stegkörper oder ein Verbindungsrohr mit dem Aktuator ver bunden. Eine solche unmittelbare mechanische Verbindung beider Membranen mit einem gemeinsamen schwingenden Bauteil sorgt sicher für die gleichphasige Anregung beider Membranen und si- chert die erfindungsgemäßen Vorteile. Die Anregung der Biegewel lenmembran kann zentral, also mittig, im zentralen Teil, also mittig oder mittennah, oder außermittig erfolgen, je nach gewünschten akustischen Eigenschaften und baulichen Gegebenheiten. Geeigne te Anregungspositionen können für beliebig dimensionierte Biege- wellenmembran auf rechnerischem oder experimentellem Wege er mittelt werden.

In Aspekten des Lautsprechers ist der Stegkörper oder das Verbin dungsrohr als längserstreckter Teil oder als Verlängerung des schwingen den Teils des Aktuators ausgebildet, welcher oder welche bis zur Biegewellenmembran reicht, insbesondere als verlängerter Spulenträger eines Schwingspulenaktuators, als Teil der Biegewellenmembran ausgebildet, welcher bis zum Aktuator zurückreicht und/oder als Kupplung mit einem Kupplungsteil der Biegewellenmemb ran und einem dazu passenden Kupplungsteil des Aktuators ausgebildet, wobei insbesondere ein Kupplungsteil als Auf- nahmeteil und das andere Kupplungsteil als in das Aufnahme teil passender Stab ausgebildet ist.

Mit diesen verschiedenen Alternativen sind jeweils verschiedene Konstruktionsprinzipien verwirklicht, die entweder für die vollständi- ge Neukonzeption des Lautsprechers verwendbar sind oder sich für die Konstruktion des Lautsprechers auf der Grundlage eines beste henden Konuslautsprechers eignen. So ist die Konusmembran in ihrem zentralen Teil mit einem schwingenden Teil des Aktuators, insbesondere einem Schwingspulenträger eines Schwingspulenak- tuators, verbunden, wobei die Biegewellenmembran in ihrer Fläche über einen, insbesondere wenigstens abschnittsweise soliden oder rohrförmigen, Stegkörper oder ein Verbindungsrohr mit dem Aktua tor verbunden ist. Der Stegkörper bzw. das Verbindungsrohr verbin den somit den Aktuator sowohl mit der Konusmembran als auch mit der Biegewellenmembran und ermöglichen es, dass die beiden Membranen gleichphasig miteinander schwingen. Dieses Verbin dungsstück kann als Rohr, also hohl, ausgeführt sein, oder solide, also als Stegkörper, wobei im Rahmen dieses Merkmals verschie dene Ausführungsformen wie Stäbe, Arme etc. unter dem Begriff „Stegkörper“ gefasst sind. Das Verbindungsstück kann auch ab schnittsweise hohl und abschnittsweise solide sein, solange die Funktionen der mechanischen Verbindung des Aktuators mit den beiden Membranen erfüllt wird. In einem konstruktiv besonders einfachen Aspekt ist die Biegewel lenmembran mit einem umlaufenden, abgewinkelten, durchgängigen oder abschnittsweise durchbrochenen Rand ausgebildet, welcher sich zum Gehäuse hin erstreckt und die Abdeckung gegenüber dem Gehäuse abstützt, wobei der Rand insbesondere senkrecht zu einer von der Biegewellenmembran aufgespannten Ebene orientiert ist. Der abgewinkelte Rand eignet sich zur Verbindung mit bzw. Abstüt- zung auf dem Gehäuse des Lautsprechers und verleiht der Abde ckung bzw. der Biegewellenmembran an ihrem Umfang eine ausrei chende Steifigkeit, die zur ordnungsgemäßen Funktion der Biege wellenmembran als delokalisierte Schallquelle günstig ist. Durch brechungen des Randes in einem Aspekt der Biegewellenmembran sorgen für eine Verbindung des Luftvolumens im Zwischenraum mit der äußeren Luft und somit für eine Eliminierung des Problems der residualen Luftfedersteife der Luft im oszillierenden Zwischenraum.

Gemäß diesem Aspekt steht der Zwischenraum somit über eine oder mehrere Öffnungen, die insbesondere am Umfang der Biege wellenmembran angeordnet ist oder sind, mit einem den Lautspre cher umgebenden Luftvolumen in Verbindung. Dies ermöglicht es der Biegewellenmembran, eine größere Schwingungsamplitude auszuführen und somit mehr Schall zu erzeugen, als wenn das Luft- volumen im Zwischenraum zwischen der Biegewellenmembran und der Konusmembran vollständig eingeschlossen wäre. Die residuale Luftfedersteife des mitschwingenden Luftvolumens im Zwischen raum entfällt somit, gleichzeitig wird durch das grundlegende Prinzip der mitschwingenden Konusmembran der akustische Kurzschluss minimiert. Ferner können die umfänglichen Öffnungen auch zur Entwässerung nach dem Eindringen von Feuchtigkeit, Regen- oder Spritzwasser dienen.

Gemäß einem Aspekt ist die Einspannung der Abdeckung und/oder der Biegewellenmembran entlang ihrem Umfang durch eine Kle bung, eine Schweißung, eine Klemmung oder eine Vorspannung ausgeführt. Eine Klemmung kann beispielsweise in Form einer Ver- Schraubung, einer Befestigung mit einem Bajonettverschluss oder einer externen Klemmung bewegt werden. Eine Vorspannung kann bedeuten, dass die Biegewellenmembran mit einer Zugkraft in Rich tung auf das Gehäuse hin vorbelastet ist und somit fest an dem Ge- häuse anliegt. Diese Vorspannung sollte derart bemessen sein, dass die Oszillationen des Aktuators nicht dazu führen, dass die Biegewellenmembran von dem Gehäuse abhebt.

Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst der Lautsprecher einen Ko- nuslautsprecher mit der Konusmembran, einer die Konusmembran umlaufenden Sicke, einem Korb und einer Zentrierspinne, welche die Konusmembran gegenüber dem Aktuator zentriert, wobei insbe sondere der Aktuator ebenfalls ein Teil des Konuslautsprechers ist. Dies bildet eine besonders einfache und kostengünstige Bauweise des Lautsprechers. Die Biegewellenmembran kann in dem Fall bei spielsweise als Zusatz auf den ursprünglichen Konuslautsprecher aufgesetzt werden.

In einem weiteren Aspekt ist ein Durchmesser der Biegewellen- membran größer als ein maximaler Durchmesser der Konusmemb ran oder des Konuslautsprechers, wobei insbesondere die Biege wellenmembran das Gehäuse vollständig oder wenigstens im We sentlichen abdeckt. Mit dieser Maßnahme wird sichergestellt, dass der Konuslautsprecher mit der gegebenenfalls empfindlichen Ko- nusmembran vor äußeren Einflüssen effektiv geschützt wird, bei spielsweise vor Verschmutzung, Hochdruck-Wasserstrahlen, Sand oder Salz.

Alternativ ist die Biegewellenmembran ein zentraler Teil der Abde ckung und von einer von Ausnehmungen durchbrochenen Fläche oder von einer nicht durchbrochenen Fläche umgeben, die Teil der Abdeckung ist und mit der die Biegewellenmembran elastisch ver- bunden ist, wobei die Biegewellenmembran kleiner ist als ein maxi maler Durchmesser der Konusmembran oder des Konuslautspre chers. Die umgebende Fläche nimmt in beiden Varianten nicht oder nur sehr wenig an den Biegewellenschwingungen der Biegewellen- membran teil, da sich durch die unterschiedliche Steife der durch brochenen Fläche bzw. die elastische Verbindung die Biegewellen nicht oder nur unwesentlich in die umgebende Fläche hinein fortset zen, sondern stark abgeschwächt sind. Wenn die Biegewellenmembran im Randbereich derart ausgestaltet ist, kann eine definierte Nachgiebigkeit der Schutzabdeckung bzw. Biegewellenmembran eingestellt werden, wobei die Durchbrechun gen auch ein lineares Wegeverhalten sicherstellen und Dosenfeder effekte („Knackfrosch“) beim Biegen der Schutzabdeckung verrin- gern.

Die Abdeckung mit der Biegewellenmembran und der umgebenden Fläche kann einstückig ausgeführt sein oder mehrteilig. So kann die Biegewellenmembran beispielsweise mittels einer Verklebung elas- tisch mit der Abdeckung verbunden sein, alternativ oder zusätzlich auch durch Einspannen oder Klemmen verbunden sein.

Die von Ausnehmungen durchbrochene Fläche ist in einer Ausfüh rung als Lochgitter ausgeführt, ähnlich, wie dies bei herkömmlichen Konuslautsprechern der Fall ist, oder alternativ als eine Schlitzung. Mit der von Ausnehmungen durchbrochenen Fläche wird die Biege wellenmembran zentriert, die äußeren Segmente vor Steinschlag und ähnlichen Belastungen geschützt und eine Schalldurchlässig keit für den Konuslautsprecher hergestellt, der hierdurch stärker an der Schallerzeugung teilnimmt, vor allem im niederfrequenten Be reich. Der durchbrochene Teil trennt die Abdeckung in einen schwingen den Teil in Gestalt der Biegewellenmembran und in einen nicht schwingenden Teil und ist einfach herstellbar. Diese Ausführungs- form erlaubt es, die Nachgiebigkeit der zentralen Biegewellenmemb- ran am Außenrand außerhalb des Bereichs, in dem die Biegewel lenmembran als Schutz und Schallabstrahlelement wirken soll, ein zustellen. Die durchbrochene Fläche hat im Allgemeinen eine gerin gere Steifigkeit als die Biegewellenmembran und fasst die Biege wellenmembran elastisch ein, ähnlich wie eine Sicke bei einer Ko- nusmembran. Vorteilhafterweise weist die von Ausnehmungen durchbrochene Fläche eine kleinere Dicke auf als die Biegewellen membran.

Auch in diesem Fall ist es möglich, dass ein abgewinkelter Rand, der zur Fixierung bzw. zum Aufstützen der Abdeckung am Gehäuse verwendet wird, durchbrochen ist, damit eingedrungenes Wasser oder Schmutz wieder austreten können.

Wenn die umgebende Fläche nicht durchbrochen ist, ist wieder ein guter mechanischer Schutz vorhanden. Das Volumen zwischen Ko nusmembran und Abdeckungen ist in dem Fall vorteilhaft über Durchbrechungen am abgewinkelten Rand ventiliert.

Die Varianten mit kleinerer zentraler Biegewellenmembran innerhalb einer größeren Abdeckung führen dazu, dass beim Einsatz größerer Konuslautsprecher in größeren Gehäusen ein wünschenswerter, zu tiefen Frequenzen erweiterter Übertragungsbereich und größerer maximaler Schalldruck erreicht werden kann. Gerade in diesem Fall wird aber wegen des größeren Durchmessers der Konusmembran eine stärkere Bündelung höherer Frequenzen stattfinden, welche den Abstrahlbereich so stark einschränkt, dass mehrere Lautspre cher montiert werden müssen um etwa beim KFZ-Außensound AVAS-Anforderungen zu genügen. Dem wirkt die vor der Konus membran angebrachte, mit dieser mechanisch starr verbundene Biegewellenmembran entgegen. So verringert der zu höheren Fre quenzen durch Biegewellen abgestrahlte Schall die Ortbarkeit der Schallquelle und erhöht die konsistente Wahrnehmung der syntheti schen Signale mit den Eigengeräuschen des Fahrzeugs. Zudem wird die Abhängigkeit der Schallwahrnehmung vom Einbauort ver ringert, was zu einer verbesserten Bauraumausnutzung führt. Wird eine Biegewellenmembran mit kleinerem Durchmesser als der der Konusmembran von einem Lochgitter umgeben montiert, wird der Konuslautsprecher weiterhin unverändert Schall direkt, an der Bie gewellenmembran vorbei, abstrahlen. Bei höheren Frequenzen sorgt die Biegewellenmembran für einen deutlich größeren Ab strahlwinkel, als ihn der Konuslautsprecher allein abzudecken in der Lage wäre.

In Aspekten der Erfindung ist die Biegewellenmembran einseitig o- der beidseitig, insbesondere an einer zum Gehäuse weisenden Rückseite, mit einem stabilisierenden Profil versehen, insbesondere Waben und/oder Stegen. Damit kann eine gewünschte Steifigkeits verteilung der Biegewellenmembran eingestellt werden, die zur Ein stellung gewünschter Schallabstrahlungseigenschaften und eines gewünschten Frequenzverlaufs nutzbar ist. Ferner kann durch eine entsprechende Erhöhung der Steifigkeit die Biegewellenmembran als Schutzabdeckung für den Lautsprecher auch gegen mechani sche Belastungen wie mit Hochdruck versprühte Wasserstrahlen zur Reinigung verstärkt werden.

Um das Auftreten von stehenden Wellen im Lautsprecher zu ver mindern, ist in einem Aspekt vorgesehen, dass eine Rückwand des Gehäuses des Lautsprechers schiefwinklig zur Biegewellenmemb ran ausgerichtet ist. Hierdurch wird eine direkte Resonanz mit Stehwellen zwischen den beiden abschließenden Flächen des Laut sprechers vermieden, das Resonanzverhalten des Lautsprechers wird gutmütiger. Bei der Verwendung solcher Lautsprecher in Kraft fahrzeugen ist diese konstruktive Ausführung in vielen Fällen gut durchführbar, wenn der Lautsprecher in ein Karosserieteil eingebaut oder eingefügt ist, das nicht vertikal steht oder der Bauraum hinter dem Karosserieteil einen winkligen Querschnitt aufweist.

In einem Aspekt besteht die Biegewellenmembran aus Kunststoff, Metall, Laminat, einem Sandwichmaterial, einem Schaummaterial, Holz, Folie, Naturfasern oder einer Kombination dieser Materialien, die insbesondere in einem Spritzgussverfahren aus Kunststoff her gestellt ist. Die Herstellung in einem Spritzgussverfahren ist beson ders geeignet, wenn eine versteifende Wabenstruktur oder Stegstruktur erzeugt wird. Die genannten Materialien haben die ge meinsame Eigenschaft, robust und widerstandsfähig zu sein und auch für den Außeneinsatz an einem Kraftfahrzeug infrage zu kom men. Vorzugsweise sind die Konusmembran und gegebenenfalls zusätz lich Sicke, Korb, Zentrierspinne und Verklebungen des Konuslaut sprechers aus Materialien gebildet, die gegen Feuchtigkeit und Spritzwasser in einem Temperaturbereich von -40°C bis +120°C be ständig sind, insbesondere Kunststoffen, Metallen, Gewebelamina- ten, Holzfasern und/oder beschichtetem Papier. Damit eignen sich die entsprechenden Materialien für den Außeneinsatz am Kraftfahr zeug.

In einem Aspekt der Erfindung ist die umfängliche Einspannung der Biegewellenmembran eine starre oder eine flexible, insbesondere federnde, Einspannung, die insbesondere mit einer Schallwand des Gehäuses verbunden ist. Eine federnde Einspannung ist vergleich- bar mit der Einspannung einer Konusmembran in einen Korb eines Konuslautsprechers mittels einer Sicke und erlaubt es der Biegewel lenmembran, ihre Schwingungen mit einem durch die Federeigen schaften der Einspannung einstellbaren Übergang der Schwin- gungseigenschaften in die umliegenden Strukturen überzuleiten. Die federnde Einspannung kann auch unter Verwendung einer sickenar tigen Struktur oder einer Sicke erfolgen.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit we- nigstens einem erfindungsgemäßen zuvor beschriebenen Lautspre cher, wobei insbesondere die Biegewellenmembran bündig in eine Ausnehmung einer Karosseriestruktur oder eines Anbauteils des Kraftfahrzeugs eingesetzt oder Teil einer Karosseriestruktur oder eines Anbauteils des Kraftfahrzeugs ist. Dieses Kraftfahrzeug ist somit mit einem für den Inneneinsatz oder Außeneinsatz geeigneten effizienten Lautsprecher mit delokalisierter Schallerzeugung ausge stattet und verfügt damit über ein geeignetes und effizientes System zur Schallerzeugung im oder am Fahrzeug. Dies wird dadurch ermöglicht, dass sich eine flache Biegewellen membran nahezu nahtlos in die Außenhaut einer Karosseriestruktur einfügen lässt bzw. ein Teil von ihr sein kann. Insbesondere bei Leichtbaukarosserien eignet sich der Karosseriewerkstoff aus bei spielsweise glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK), Carbon-Mate- rialien oder Sandwich-Strukturen teilweise selbst als Biegewellen membran, so dass die vom Konuslautsprecher-Aktuator erzeugte Auslenkung über die starre Kopplung zu einer Schallabstrahlung der Karosserie selbst oder eines in sie eingelassenen Segments führt. Als Anbauteile eignen sich beispielsweise die Gehäuse von Rück- spiegeln, ohne dass dies darauf begrenzt wäre. Die Abstrahlung erfolgt in allen diesen Fällen vom akustisch idealen Abstrahlort aus, nämlich der Grenzfläche zwischen Fahrzeug und dem beschallten Außenraum. Zudem kann der Lautsprecher nicht nur akustisch, sondern auch optisch-ästhetisch in das Kraftfahrzeug integriert wer den. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Verwendung wenigstens eines zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Lautsprechers in einem Kraftfahrzeug zur Erzeugung von Geräuschen, insbesondere Fahrgeräuschen. Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemei- nen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelhei ten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Lautsprechers gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Lautsprechers gemäß der Erfindung,

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Lautsprechers gemäß der Erfindung,

Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Lautsprechers gemäß der Erfindung,

Fig. 5 eine Biegewellenmembran des zweiten und dritten Aus- führungsbeispiels

Fig. 6 eine Biegewellenmembran des vierten Ausführungsbei spiels,

Fig. 7 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Lautsprechers gemäß der Erfindung und

Fig. 8a), b) perspektivische Ansichten der Abdeckung des Laut- Sprechers des fünften Ausführungsbeispiels.

In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.

In Figur 1 ist schematisch im Querschnitt ein erstes Ausführungs beispiel eines Lautsprechers 10 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. In einem Gehäuse 12 ist ein Konuslautsprecher 20 ange- ordnet. Der Konuslautsprecher 20 verfügt über eine Konusmembran 22, welche über eine federnde Sicke 24 mit dem oberen Rand eines Korbs 26 verbunden ist. Der Korb 26 ist mit seinem oberen umlau fenden Rand mit dem Rand einer Lautsprecheröffnung 14 in der Schallwand 16 des Gehäuses 12 verbunden und auf diese Weise im Gehäuse 12 abgestützt. Der Konuslautsprecher 20 weist zudem ei nen Schwingspulenaktuator 30 auf mit einem als Permanentmagnet ausgebildeten Magnetring 32, welcher unter Ausbildung eines Mag netspalts (ohne Bezugszeichen) einen Polkern 34 umschließt. Der Magnetring 32 wird von einer Polplatte 36 abgeschlossen. Diese Komponenten des Aktuators 30 sind über den Korb 26, welcher üb licherweise ein metallischer Rahmen oder ein Rahmen aus Kunst stoff ist, fest mit dem Gehäuse 12 verbunden. Der schwingende Teil des Aktuators 30 ist ein Spulenträger 38 mit einer Schwingspule, welche von einem oszillierenden Wechselstrom durchflossen wird und je nach Stromstärke und Richtung in den Magnetspalt hineingezogen oder aus diesem herausgedrückt wird. Der Spulenträger 38 taucht dabei in den Magnetspalt ein und wird durch eine Zentrierspinne 28, die außen mit dem Korb 26 verbunden ist, so zentriert, dass sie eine lineare Bewegung senkrecht zur Ebe ne des Magnetrings 32 vollzieht und nicht mit den fixierten Kompo- nenten des Aktuators 30 in Berührung kommt. Die Oszillationsrich tung des Spulenträgers 38 ist dabei senkrecht zur Orientierung der Konusmembran 22, welche in ihrem Zentrum eine Öffnung aufweist, an deren Rand die Konusmembran 22 mit dem Spulenträger 38 ver bunden ist. Die Oszillation des Spulenträgers 38 wird somit direkt in eine oszillierende Bewegung der Konusmembran 22 umgesetzt, die aufgrund ihrer formbedingten Steifigkeit im Wesentlichen als Gan zes schwingt.

Die Lautsprecheröffnung 14 ist ebenso wie die Schallwand 16 in dem ersten Ausführungsbeispiel in Figur 4 vollständig durch eine als Biegewellenmembran 40 ausgebildete Abdeckung 13 abgedeckt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Biegewellenmembran 40 eine flache Scheibe, welche über Distanzhalter 42 an der Schallwand 16 des Gehäuses 12 des Lautsprechers 10 abgestützt ist. Das Gehäu- se 12, ebenso wie die Biegewellenmembran 40, kann in einer Draufsicht auf die Biegewellenmembran 40 einen runden, ovalen, rechteckigen oder quadratischen Querschnitt, oder einen geeigne ten oder gewünschten anderen Querschnitt aufweisen. Im Zentrum weist die Biegewellenmembran 40 ein Verbindungsrohr

50 auf, welches an den Spulenträger 38 anschließt, welcher zu die sem Zweck über die Konusmembran 22 hinausragt. Das Verbin- dungsrohr 50 ist fest mit dem oberen Teil des Spulenträgers 38 ver bunden, so dass jede Oszillationsbewegung des Spulenträgers 38 auf das Verbindungsrohr 50 und in der Folge auf die Biegewellen membran 40 übertragen wird. So wird sichergestellt, dass die Ko- nusmembran 22 und die Biegewellenmembran 40 gleichphasig schwingen. Der Zwischenraum 60 zwischen der Konusmembran 22, der Oberseite der Schallwand 16 und der Biegewellenmembran 40 schwingt mit der Schwingung der beiden Membranen als Ganzes mit. Damit erfährt die vergleichsweise wenig steife Biegewellen- membran 40 rückwärtig keine oder nur eine geringe Luftfedersteife.

Ferner weist der umlaufende Rand, in welchem einige oder alle der Distanzhalter 42 angeordnet sind, zwischen den Distanzhaltern 42 auch Öffnungen 44 auf, welche das Luftvolumen im Zwischenraum 60 mit der Luft außerhalb des Lautsprechers 10 verbinden, um die akustischen Eigenschaften zu verbessern.

Das zweite Ausführungsbeispiel des Lautsprechers 1 10, welcher in Figur 2 gezeigt ist, unterscheidet sich von dem ersten Ausführungs- beispiel in der Ausgestaltung der als Biegewellenmembran 140 aus gebildeten Abdeckung 1 13. Diese Biegewellenmembran 140 weist einen umlaufenden Rand 142 auf, welcher gegenüber der von der Biegewellenmembran 140 aufgespannten Ebene zum Gehäuse 12 hin abgewinkelt ist. Damit stützt sich die Biegewellenmembran 140 an ihrem umfänglichen Rand bündig an dem Gehäuse 12 ab. Im Verlauf des Umfangs sind an einigen Stellen Öffnungen 144 vorge sehen, an denen das Luftvolumen 60 mit der Luft außerhalb des Lautsprechers 1 10 verbunden ist und sich austauschen kann. Dazu weist das Gehäuse 12 an seiner Schallwand 16 Zentrierelemente 18 auf, die der Befestigung und Zentrierung der Biegewellenmembran 140 auf dem Gehäuse 12 dienen. In dieser Ausführungsform ist der Lautsprecher 1 10 bis auf die Öffnungen 144 weitgehend abgedeckt und somit gegen das direkte Auftreffen von Staub, Salz oder Was ser auf die Konusmembran 22 geschützt. Die Biegewellenmembran 140 verfügt zentral über ein Verbindungsrohr 50, welches mit dem Spulenträger des Aktuators 30 fest verbunden ist. In dieser Form kann die Biegewellenmembran 140 beispielsweise in einem Spritz gussverfahren aus Kunststoff hergestellt sein, wobei sowohl der Rand 142 als auch das Verbindungsrohr 50 einstückig mit der Bie gewellenmembran 140 und als Teil derselben hergestellt sind. Das in Figur 3 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel eines Laut sprechers 210 unterscheidet sich von dem zuvor in Figur 2 darge stellten Lautsprecher 1 10 durch die Ausgestaltung des Randes des Gehäuses 12 im Bereich der Auflage der als Biegewellenmembran 240 ausgebildeten Abdeckung 213. Die Biegewellenmembran 240 der Figur 3 ist dabei im Wesentlichen gleich ausgestaltet wie die Biegewellenmembran 140 aus der Figur 2. Die für die Biegewellen membran 140 der Figur 2 verwendeten Bezugszeichen gelten ent sprechend für die Biegewellenmembran 240 in Figur 3, wobei sie um 100 erhöht sind.

Ein Unterschied zu dem zweiten Ausführungsbeispiel der Figur 2 liegt in der Figur 3 darin, dass der obere Rand des Gehäuses 12 einen umlaufenden Rand 217 mit einer Labyrinthstruktur 218 auf weist, welcher die Biegewellenmembran 240 außen einfasst und einen Kanal zum Luftaustausch zwischen einer Öffnung 144 und der Außenluft herstellt. Die seitliche Einfassung durch den umlaufenden Rand 217 schützt die Schnittstelle zwischen der Biegewellenmemb ran 240 und dem Gehäuse 12 sowie die Öffnungen 244 zusätzlich. In Figur 4 ist ein viertes Ausführungsbeispiel eines Lautsprechers 310 dargestellt, wobei das Gehäuse 12 ähnlich ist wie das Gehäuse 12 in Figur 1 oder Figur 2, d. h. ohne zusätzlichen umlaufenden Rand 217. Umgekehrt ist allerdings die als Biegewellenmembran 340 ausgebildete Abdeckung 313 in diesem Fall über die Breite des Gehäuses 12 hinaus verbreitert und weist einen Schutzrand 346 auf, der so weit heruntergezogen ist, dass er die Schallwand 16 noch überdeckt. Der Lautsprecher 310 ist nur über einen rückwärti gen Spalt offen und somit wiederum effektiv vor dem direkten seitli chen Eindringen von Sand, Staub und Wasser geschützt. Nach in nen versetzt und mit dem Rand des Gehäuses 12 fluchtend weist die Biegewellenmembran 340 einen Rand 342 auf, mit welchem die Biegewellenmembran 340 auf dem Gehäuse abgestützt bzw. mit diesem verbunden ist. Dieser innere Rand 342 dient der mechani schen Einspannung und kann alternativ zum gezeigten Ausfüh rungsbeispiel auch gegenüber dem Rand des Gehäuses 12 nach innen versetzt sein. Der Rand 342 ist allerdings nicht durchlaufend, sondern weist Öffnungen 344 auf, die wiederum einen Luftaus tausch zwischen der Außenluft und der Luft im Zwischenraum 60 des Lautsprechers 310 ermöglichen.

In allen vier Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 4 ist die in dem Gehäuse 12 eingeschlossene Luft mittels der Konusmembran 22 jeweils eingeschlossen, so dass dieses rückwärtige Luftvolumen keine Verbindung zur Außenluft hat.

In den Figuren 5 und 6 sind jeweils perspektivische Darstellungen zweier als Biegewellenmembranen 140, 340 ausgebildeten Abde ckungen 1 13, 313 gezeigt. Die in Figur 5 gezeigte Biegewellen membran 140 entspricht derjenigen aus dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel der Figuren 2 und 3. Deutlich zu erkennen ist zentral das Verbindungsrohr 50, welches hohl ausgeführt ist und zur Verbindung mit dem Spulenträger 38 des Schwingspulenaktuators 30 dient. Der umlaufende Rand 142 ist mit Abschnitten verschiede ner Höhe versehen, wobei die Abschnitte mit geringerer Höhe die Öffnungen 144 bilden, die das im Zwischenraum 60 der Lautspre cher 1 10, 210 eingeschlossene Luftvolumen mit der Außenluft ver binden. Die in Figur 6 gezeigte Biegewellenmembran 340 entspricht derjeni gen aus dem vierten Ausführungsbeispiel der Figur 4 und weist ei nen ununterbrochenen und hohen umlaufenden Schutzrand 346 so wie einen der mechanischen Fixierung dienenden durchbrochenen Rand 342 auf. In dem dargestellten Fall sind von dem Rand 342 nur einige Stege vorhanden, deren Höhe geringer ist als die Höhe des Schutzrandes 346.

Die als Biegewellenmembran 140, 340 ausgebildeten Abdeckungen 113, 313, die in den Figuren 5 und 6 dargestellt sind, sind geeignet, als Schutzabdeckungen für die jeweiligen Lautsprecher 1 10, 210 und 310 zu dienen. Sie sind kostengünstig in einem Spritzgussver fahren aus Kunststoff herstellbar, oder aus anderen geeigneten schwingfähigen Materialien, welche vorzugsweise für den Außen einsatz an Kraftfahrzeugen geeignet sind.

Die Figuren 7 und 8a, 8b zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Lautsprechers 410 mit einer Abdeckung 413. Im Inneren un terscheidet sich der Lautsprecher 410 nicht von den vorhergehen den Ausführungsbeispielen. Die Abdeckung 413 weist im zentralen Bereich eine Biegewellenmembran 440 auf, die wieder mit einem Verbindungsrohr 50 ausgestattet ist, welches zur mechanisch star ren Kontaktierung zum Aktuator 30 dient, wobei die Biegewellen membran 440 im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungs beispielen allerdings nicht die vollständige Fläche der Abdeckung 413 ausmacht, sondern von einer durchbrochenen Fläche in Form eines Lochgitters 446 umgeben ist. Der äußere Rand der Abde ckung 413 weist den umlaufenden abgewinkelten Rand 442 mit Durchbrüchen bzw. Öffnungen 444 auf, analog zu dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel.

Der Lautsprecher 410 erzeugt den Schall teilweise mittels der Bie- gewellenmembran 440 und zum anderen Teil mit der Konusmemb ran 22. Damit wird das Frequenzband der abgestrahlten Töne zu tiefen Frequenzen hin erweitert, wobei der von der Konusmembran 22 erzeugte Schall vor allem durch das Lochgitter 446 nach außen dringt. Besonders im hohen Frequenzbereich, in dem die Schaller- zeugung durch die Konusmembran 22 einer deutlichen Richtwirkung unterliegt, übernimmt die zentrale Biegewellenmembran 440 einen Teil der Schallabstrahlung in der für Biegewellenmembranen typi schen ungerichteten Abstrahlcharakteristik, was die Ortbarkeit wie derum erschwert.

Die Aufhängung der zentralen Biegewellenmembran 440 im Lochgit ter 446 ist im Wesentlichen elastisch, so dass die Biegewellen membran 440 im Randbereich freier schwingt als in den vorange gangenen Beispielen der Figuren 1 bis 6. Das Lochgitter 446 erfüllt dabei eine ähnliche Funktion wie eine Sicke 24 bei einem Konus lautsprecher 20. Dies wird dadurch unterstützt, dass das Lochgitter 446 im Querschnitt, der in Fig. 7 zu erkennen ist, dünner ist als die Biegewellenmembran 440 und der umgebende Rand 448. Gleichzeitig unterstützt die aufgrund der starren mechanischen

Kopplung synchrone Anregung von Konusmembran 22 und Biege wellenmembran 440 weiterhin die Schallabstrahlung durch die Bie gewellenmembran 440, da trotz des umgebenden Lochgitters 446 der schalldämpfende Effekt des akustischen Kurzschlusses weitge- hend entfällt.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu ent- nehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombinati on als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausfüh rungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombinati- on mehrerer Merkmale erfüllt sein. Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekenn zeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.

Bezuaszeichenliste

10 Lautsprecher

12 Gehäuse

13 Abdeckung

14 Lautsprecheröffnung

16 Schallwand

18 Zentrierelement

20 Konuslautsprecher

22 Konusmembran

24 Sicke

26 Korb

28 Zentrierspinne

30 (Schwingspulen-)Aktuator

32 Magnetring

34 Polkern

36 Polplatte

38 Spulenträger mit Schwingspule

40 Biegewellenmembran

42 Distanzhalter

44 Öffnungen

50 Verbindungsrohr

60 Zwischenraum

1 10 Lautsprecher

1 13 Abdeckung

140 Biegewellenmembran

142 Rand

144 Öffnung

210 Lautsprecher

213 Abdeckung

217 umlaufender Rand

218 Labyrinthstruktur 240 Biegewellenmembran

242 Rand

244 Öffnung

310 Lautsprecher

313 Abdeckung

340 Biegewellenmembran 342 Rand

344 Öffnung

346 Schutzrand

410 Lautsprecher

413 Abdeckung

440 Biegewellenmembran 442 Rand

444 Öffnung

446 Lochgitter

448 umgebender Rand

Claims

Lautsprecher, Kraftfahrzeug mit Lautsprecher und Verwendung Patentansprüche

1. Lautsprecher (10, 1 10, 210, 310, 410) mit einem Gehäuse (12), einer im Gehäuse (12) angeordneten Konusmembran (22) so wie einer im oder am Gehäuse (12) angeordneten und entlang ihres Umfangs wenigstens abschnittsweise fixierten, insbeson dere flachen, Abdeckung (13, 1 13, 213, 313, 413), die in einer Öffnungsrichtung der Konusmembran (22) vor der Konus membran (22) angeordnet ist, die Konusmembran (22) abdeckt und mit der Konusmembran (22) und gegebenenfalls dem Ge häuse (12) einen Zwischenraum (60) definiert, sowie einem Ak tuator (30) zur Erzeugung von Schwingungen, insbesondere Schwingspulenaktuator, dadurch gekennzeichnet, dass die Ab deckung (13, 1 13, 213, 313, 413) vollständig oder wenigstens teilweise in einem zentralen Bereich vor der Konusmembran (22) als flache und nicht durchbrochene Biegewellenmembran (40, 140, 240, 340, 440) ausgebildet ist, wobei ein zur Schall erzeugung schwingender Teil des Aktuators (30) sowohl mit der Konusmembran (22) als auch mit der Biegewellenmembran (40, 140, 240, 340, 440) mechanisch starr gekoppelt ist, so dass axiale Bewegungen des Aktuators (30) gleichphasig auf die Konusmembran (22) und die Biegewellenmembran (40, 140, 240, 340, 440) übertragen werden.

2. Lautsprecher (10, 1 10, 210, 310, 410) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Konusmembran (22) mit dem schwingenden Teil des Aktuators (30) verbunden ist und die Biegewellenmembran (40, 140, 240, 340, 440) zur mecha- nisch starren Kopplung in ihrer Fläche über einen Stegkörper oder ein Verbindungsrohr (50) mit dem Aktuator (30) verbun den ist.

3. Lautsprecher (10, 1 10, 210, 310, 410) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stegkörper oder das Ver bindungsrohr (50) als längserstreckter Teil oder als Verlängerung des schwingenden Teils des Aktuators (30) ausgebildet ist, welcher

oder welche bis zur Biegewellenmembran (40, 140, 240, 340, 440) reicht, insbesondere als verlängerter Spulenträ ger (38) eines Schwingspulenaktuators, - als Teil der Biegewellenmembran (40, 140, 240, 340, 440) ausgebildet ist, welcher bis zum Aktuator (30) zurückreicht und/oder als Kupplung mit einem Kupplungsteil der Biegewellen- membran (40, 140, 240, 340, 440) und einem dazu pas senden Kupplungsteil des Aktuators (30) ausgebildet ist, wobei insbesondere ein Kupplungsteil als Aufnahmeteil und das andere Kupplungsteil als in das Aufnahmeteil passender Stab ausgebildet ist.

4. Lautsprecher (1 10, 210, 310, 410) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (13, 1 13, 213, 313, 413) mit einem umlaufenden, abgewinkelten, durch gängigen oder abschnittsweise durchbrochenen Rand (142, 242, 342, 442) ausgebildet ist, welcher sich zum Gehäuse (12) hin erstreckt und die Abdeckung (13, 1 13, 213, 313, 413) ge genüber dem Gehäuse (12) abstützt, wobei der Rand (142, 242, 342, 442) insbesondere senkrecht zu einer von der Abde ckung (13, 1 13, 213, 313, 413) aufgespannten Ebene orientiert ist.

5. Lautsprecher (10, 1 10, 210, 310, 410) nach einem der Ansprü che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannung der Abdeckung (13, 1 13, 213, 313, 413) und/oder der Biege wellenmembran (40, 140, 240, 340, 440) entlang ihrem Umfang durch eine Klebung, eine Schweißung, eine Klemmung oder ei ne Vorspannung ausgeführt ist.

6. Lautsprecher (10, 1 10, 210, 310, 410) nach einem der Ansprü che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lautsprecher (10, 1 10, 210, 310, 410) einen Konuslautsprecher (20) mit der Konusmembran (22), einer die Konusmembran (22) umlaufen den Sicke (24), einem Korb (26) und einer Zentrierspinne (28) umfasst, welche die Konusmembran (22) gegenüber dem Aktu ator (30) zentriert, wobei insbesondere der Aktuator (30) eben falls ein Teil des Konuslautsprechers (20) ist.

7. Lautsprecher (10, 1 10, 210, 310) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser der Bie- gewellenmembran (40, 140, 240, 340) größer ist als ein maxi maler Durchmesser der Konusmembran (22) oder des Konus lautsprechers (20), wobei insbesondere die Biegewellenmem bran (40, 140, 240, 340) das Gehäuse (12) vollständig oder wenigstens im Wesentlichen abdeckt.

8. Lautsprecher (410) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegewellenmembran (440) ein zent raler Teil der Abdeckung (13, 1 13, 213, 313, 413) ist und von einer von Ausnehmungen durchbrochenen Fläche (446) umge ben ist, wobei die Biegewellenmembran (440) kleiner ist als ein maximaler Durchmesser der Konusmembran (22) oder des Ko nuslautsprechers (20), wobei insbesondere die von Ausneh mungen durchbrochene Fläche (446) eine kleinere Dicke auf- weist als die Biegewellenmembran (440).

9. Lautsprecher (10, 1 10, 210, 310, 410) nach einem der Ansprü che 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegewellen membran (40, 140, 240, 340, 440) einseitig oder beidseitig, insbesondere an einer zum Gehäuse (12) weisenden Rücksei te, mit einem stabilisierenden Profil versehen ist, insbesondere Waben und/oder Stegen.

10. Lautsprecher (10, 1 10, 210, 310, 410) nach einem der Ansprü- che 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückwand des

Gehäuses (12) schiefwinklig zur Biegewellenmembran (40, 140, 240, 340, 440) ausgerichtet ist.

11 . Lautsprecher (10, 1 10, 210, 310, 410) nach einem der Ansprü che 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegewellen membran (40, 140, 240, 340, 440) aus Kunststoff, Metall, La minat, einem Sandwichmaterial, einem Schaummaterial, Holz, Folie, Naturfasern oder einer Kombination dieser Materialien besteht, insbesondere in einem Spritzgussverfahren aus Kunststoff hergestellt ist.

12. Lautsprecher (10, 1 10, 210, 310, 410) nach einem der Ansprü che 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Konusmemb ran (22) und gegebenenfalls zusätzlich Sicke (24), Korb (26), Zentrierspinne (28) und Verklebungen des Konuslautsprechers (20) aus Materialien gebildet sind, die gegen Feuchtigkeit und Spritzwasser in einem Temperaturbereich von -40°C bis

+ 120°C beständig sind, insbesondere Kunststoffen, Metallen, Gewebelaminaten, Holzfasern und/oder beschichtetem Papier.

13. Lautsprecher (10, 1 10, 210, 310, 410) nach einem der Ansprü che 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine umfängliche Einspannung der Biegewellenmembran (40, 140, 240, 340) ei ne starre oder eine flexible, insbesondere federnde, Einspan nung ist, die insbesondere mit einer Schallwand (16) des Ge häuses (12) verbunden ist.

14. Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Lautsprecher (10, 110, 210, 310, 410) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei ins besondere die Biegewellenmembran (40, 140, 240, 340) bündig in eine Ausnehmung einer Karosseriestruktur oder eines An bauteils des Kraftfahrzeugs eingesetzt oder Teil einer Karosse riestruktur oder eines Anbauteils des Kraftfahrzeugs ist.

15. Verwendung wenigstens eines Lautsprechers (10, 1 10, 210, 310, 410) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 in einem Kraft fahrzeug zur Erzeugung von Geräuschen, insbesondere Fahr geräuschen.