Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung befaßt sich mit der Ausbildung von Lautsprechern, insbesondere mit
der Ausbildung von sogenannten Sicken, welche die Lautsprechermembran und den Lautsprecherkorb
verbinden.
Stand der Technik
[0002] Gemäß dem Stand der Technik ist der obere Rand der Lautsprechermembran mit dem Lautsprecherkorb
mittels einer umlaufenden Sicke verbunden. Bekannte Sicken werden entweder aus Papier/Pappe,
Kunststoff oder Gummi gebildet und überspannen den Abstand zwischen dem oberen Rand
der Lautsprechermembran und dem Lautsprecherkorb, wobei die Sicke im Abstandsbereich
mit mindestens einer Wölbung versehen ist. Je nach Ausbildung weist dabei der Zenit
der Wölbungen entweder in Richtung des Schallabstrahlraums der Lautsprechermembran
oder in Richtung zum Magnetsystem. Diese Wölbung der Sicke ist notwendig, damit der
obere Rand der Lautsprechermembran der über die Schwingspule eingeleiteten Hubbewegung
folgen kann. Damit ist klargestellt, daß derartige Sicken wegen der Verbindung mit
schwingenden Lautsprecherteilen einen möglichst geringen bzw. gleichmäßigen Widerstand
auf die Hubbewegung ausüben sollen, um den Wirkungsgrad des Lautsprechers nicht zu
beeinträchtigen bzw. Verzerrungen in der Klangwiedergabe auszuschließen. Über dies
soll die Sicke auch einem Ausweichen des oberen Randes der Lautsprechermembran in
radialer Richtung, d. h. quer zur Hubrichtung vorbeugen. Die bekannten Anordnungen
und Materialien vermögen diese Aufgabe in befriedigendem Maße zu lösen. Jedoch gibt
es Anwendungen für Lautsprecher, bei denen auf die Lautsprechermembran bzw. die Lautsprechersicke
aggressive Gase mit Temperaturen von weit über 150 Grad Celsius einwirken. Wenngleich
in diesen Fällen die Lautsprechermembran aus Metall gebildet wird, haben die üblicherweise
verwendeten Sickematerialien unter diesen Bedingungen nur eine begrenzte Lebensdauer.
Da darüber hinaus nach dem Stand der Technik die Sicke mit den übrigen Bauteilen des
Lautsprechers (Lautsprechermembran und Lautsprecherkorb) mittels Klebstoff verbunden
ist, treten zusätzliche Probleme in Bezug auf die Klebeverbindung auf, wenn derartige
Lautsprecher Temperaturen von über 150 Grad Celsius ausgesetzt werden. Dies äußert
sich darin, daß in diesem Temperaturbereich die verwendeten Klebverbindungen unter
mechanischer Beanspruchung nicht mehr stabil sind. Einstückige Ausbildungen von Lautsprechermembran
und Sicke sind zwar bekannt, können aber die zuvor erörterten Probleme nicht lösen,
da derartige -einstückige- Kombinationen nur aus Pappe/Papier bzw. Kunststoff ausbildbar
sind und derartige Werkstoffe im genannten Temperaturbereich nicht mehr einsetzbar
sind.
[0003] Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde eine Sicke für Lautsprecher anzugeben,
welche die gemäß dem Stand der Technik bestehenden Temperaturprobleme der bekannten
Sicken ausschließt.
Darstellung der Erfindung
[0004] Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und
Weiterbildungen der Erfindung sind den Ansprüchen 2 bis 4 entnehmbar.
[0005] Beeinflussungen auf die Sicke selbst durch Temperatur- und/oder Gaseinwirkungen sind
ausgeschlossen, wenn gemäß Anspruch 1 die Sicke aus einer Metallfolie gebildet ist.
Überraschenderweise hat sich nämlich herausgestellt, daß Metallfolien in einer Dicke
zwischen 30 und 150 µm ähnliche Eigenschaften haben, wie die bislang verwendeten Sickenwerkstoffe.
Sind dabei gleichzeitig zumindest die Oberflächenbereiche von Sicke und Lautsprechermembran,
mit welchen sich beide Teile zur Verbindung überlappen, aus ultraschallschweißbarem
Metall gebildet, lassen sich Sicke und Lautsprechermembran durch Anwendung der Ultraschallschweißtechnik
hochtemperaturfest miteinander verbinden. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen,
daß es besonders vorteilhaft ist, die Sicke und/oder die Lautsprechermembran vollständig
aus ultraschallschweißbarem Metall zu bilden, da in diesen Fällen ein eigenständiges
Beschichten der jeweiligen Verbindungsstellen entfällt.
[0006] Ist gemäß Anspruch 2 die Sickenfolie aus einer Kupfer-Beryllium-Legierung gebildet,
ist eine hohe Biege-Wechsel-Festigkeit der Sicke gegeben. Außerdem lassen sich Sicken
aus einem derartigem Werkstoff sehr leicht zur Einstellung der gewünschten Formgebung
tiefziehen. Da außerdem Kupfer-Beryllium-Legierungen sehr gut mit Aluminium ultraschallverschweißbar
ist und die Lautsprechermembran bei temperaturbelasteten Lautsprechern aus Gewichts-
und Kostengründen aus Aluminium hergestellt sein sollte, lassen sich in diesem Fall
Sicke und Lautsprechermembran besonders einfach und schnell miteinander verbinden.
[0007] Weist die Kontur der Sicke mehr als eine Wölbung auf, können auch große Hubbewegungen
der Membran ausgeführt werden. Unter einer Wölbung im Sinne dieser Anmeldung wird
eine Kontur verstanden, die in etwa einem sinusförmigen Verlauf zwischen 0 und 180
Grad bzw. 180 und 360 Grad entspricht.
[0008] Schon in diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die Wölbungen in der Sickenkontur
nicht notwendig gleiche Abmessungen haben müssen.
[0009] Sind gemäß Anspruch 4 auch die Oberflächenbereiche von Sicke und Lautsprecherkorb,
die sich zur Verbindung dieser beiden Teile überlappen, aus ultraschallschweißbaren
Metallen gebildet, läßt sich die Verbindung zwischen Sicke und Lautsprecherkorb sehr
einfach durch Anwendung der Ultraschallschweißtechnik ausführen.
Wege zum Ausführen der Erfindung
[0010] Die Erfindung soll nun anhand einer einzigen Figur näher erläutert werden.
[0011] Diese Figur zeigt den oberen Teil eines Lautsprechers 10 im Seitenschnitt, wobei
die Darstellungen rechts und links der Mittellinie unterschiedliche Ausführungsbeispiele
zum Gegenstand haben.
[0012] Deutlich ist der Darstellung gemäß der Figur entnehmbar, daß der Lautsprecher 10
von einem Lautsprecherkorb 11 und einer konischen Membran 12 gebildet ist. Die Lautsprechermembran
12 ist in den Lautsprecherkorb 11 eingesetzt. Der obere und in beiden Ausführungesbeispielen
kreisrunde Umfangsrand 13 der Lautsprechermembran 12 ist mit dem Rand 14 des Lautsprecherkorbes
11 mittels einer umlaufenden Sicke 15 verbunden. Die übrigen Bauteile des Lautsprechers
10 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
[0013] Die Sicke 15, welche den Abstand zwischen den Rändern 13, 14 vollständig und umlaufend
überdeckt, ist aus einer dünnen Metallfolie gebildet. Diese Metallfolie besteht in
beiden Ausführungsbeispielen aus einer Kupfer-Beryllium-Legierung und hat eine Dicke
von etwa 100 µm. Die Verwendung einer vollständig aus Kupfer-Beryllium gebildeten
Sicke 15 hat den Vorteil, daß sie eine hohe Biege-Wechsel-Festigkeit aufweist und
dabei -wie noch gezeigt werden wird- besonders einfach mit den Werkstoffen von Lautsprechermembran
12 und/oder Lautsprecherkorb 11 verbunden werden kann. Diese einfache Art der Verbindung
von Sicke 15 und Lautsprecherkorb 11 und /oder Lautsprechermembran 12 ist auch dann
gegeben, wenn die Sicke 15 selbst aus einem anderen Werkstoff gebildet ist und lediglich
eine metallische Beschichung aufweist die mit den Werkstoffen von Membran 12 und/oder
Korb 11 ultraschallverschweißbar ist.
[0014] Der rechten Darstellung der Figur ist entnehmbar, daß die Kontur der Sicke 15 den
Abstand zwischen den Rändern 13, 14 mit fast 3 Wölbungen 16 gemäß den obigen Definition
überspannt. Jede dieser 3 Wölbungen 16 hat die gleiche Kurvenform. Eine derart geformte
Sicke 15 sollte dann eingesetzt werden, wenn der Hub der Lautsprechermembran 12 größer
10 mm ist.
[0015] An jeder Seite der gewölbten Kontur der Sicke 15 schließt ein mit der Sicke 15 einstückig
verbundener Flansch 17.1, 17.2 an. Da- ebenso wie in der linken Darstellung gemäß
der Figur- auch die rechte Darstellung einen Lautsprecher 10 in betriebsfertigem Zustand
zeigt, überlappen die Flansche 17.1, 17.2 die Ränder 14, 13 von Lautsprecherkorb 11
und Lautsprechermembran 12. Sowohl die Lautsprechermembran 12 als auch der Lautsprecherkorb
11 ist aus Aluminium gebildet. Wegen dieser Materialauswahl von Lautsprecherkorb 11,
Lautsprechermembran 12 und Sicke 15 sind die Flansche 17.1 und 17.2 mit den Rändern
13, 14 ultraschallverschweißt. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß
zur Ausführbarkeit der Schweißverbindung zwischen Sicke 15 und Lautsprechermembran
12 bzw. Lautsprechermembran 12 und Lautsprecherkorb 11 es nicht notwendig ist den
Lautsprecherkorb 11 und die Lautsprechermembran 12 vollständig aus Aluminium zu bilden.
Vielmehr reicht es zur Realisierung der Schweißverbindung zwischen Sicke 15 und Lautsprechermembran
12 bzw. Sicke 15 und Lautsprecherkorb 11 völlig aus, nur die mit den Flanschen 17.1,
17.2 der Sicke 15 in Berührung stehenden Oberflächenbereiche von Korb 11 und Membran
12 einen Überzug aus ultrschallschweißbarem Metall zu versehen.
[0016] Die linke Darstellung gemäß der Figur unterscheidet sich von der rechten Darstellung
dadurch, daß die Kontur der Sicke 15, welche den Abstand zwischen den Rändern 13,
14 überspannt, nur 2 Wölbungen 16 aufweist. Auch sind die Krümmungsradien beider Wölbungen
16 gemäß der linken Darstellungen der Figur unterschiedlich groß. Da auch im Ausführungsbeispiel
gemäß der linken Darstellung der Figur die Lautsprechermembran 12 aus Gründen der
Gewichtsersparniss und der Temperaturbelastbarkeit aus Aluminium gebildet ist, ist
der Flansch 17.1 mit dem oberen Rand 13 der Lautsprechermembran 12 durch Ultraschallschweißung
verbunden. Der andere Flansch 17.2 der Sicke 15 ist mit dem Rand 14 des Lautsprecherkorbes
11 mittels Nieten 18 verbunden, weil in diesem Verbindungsbereich das Gewicht der
Verbindung im Gegensatz zur Verbindung zwischen dem Flansch 17.1 und dem Rand 13 nur
eine untergeordnete Rolle spielt. In einem anderen -nicht dargestellten- Ausführungsbeispiel
könnte die Verbindung zwischen dem Flansch 17.2 des Lautsprecherkorbes 11 auch als
Schraubverbindung ausgeführt sein. Wird die Verbindung zwischen Flansch 17.2 und Lautsprecherkorb
11 aus Schraub- oder Nietverbindung ausgeführt, kann der Lautsprecherkorb aus einem
beliebigen metallischen und daher billigerem Material als Aluminium gebildet werden.
1. Lautsprecher 10 für Tonsignale,
mit einer aus Metall gebildeten Lautsprechermembran 12,
mit einem Lautsprecherkorb 11, und
mit einer Sicke 15, welche die Lautsprechermembran 12 mit dem Lautsprecherkorb 11
verbindet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sicke 15 aus einer Metallfolie gebildet ist, und
daß zumindest diejenigen Oberflächenbereiche von Sicke 15 und Lautsprechermembran
12 die sich zur Verbindung beider Teile 12, 15 überlappen, aus Metallen gebildet sind
die miteinander ultraschallverschweißbar sind.
2. Lautsprecher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sickenfolie aus einer Kupfer-Beryllium-Legierung besteht.
3. Lautsprecher nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontur der Sicke 15 mindestens Wölbung 16 aufweist.
4. Lausprecher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Oberflächenbereiche von Sicke 15 und Lautsprecherkorb 11, die sich zur Verbindung
beider Teile 11, 15 überlappen, aus Metallen gebildet sind, die miteinander ultraschallverschweißbar
sind.