Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrodynamischen Schallwandler sowie ein Verfahren zum Herstellen eines elektrodynamischen Schallwandlers.

Elektrodynamische Schallwandler sind hinlänglich bekannt und weisen eine schwingfähige Membran, mit der eine Schwingspule gekoppelt ist, und ein Magnetsystem auf. Elektrodynamische Schallwandler können als Mikrofone oder Wiedergabewandler verwendet werden. Die Membran der elektrodynamischen Schallwandler sind typischerweise rund ausgestaltet und weisen eine ringförmige Schwingspule auf, welche mit der Membran gekoppelt ist und somit zusammen mit der Membran schwingen kann.

Der äußere Rand der Membran ist typischerweise mit einem Gehäuse oder Chassis des Wiedergabewandlers gekoppelt, so dass eine kreisförmige und schwingfähige Membran erhalten wird.

In der prioritätsbegründenden deutschen Patentanmeldung hat das Deutsche Patent- und Markenamt die folgenden Dokumente zitiert: US 2010/0235849 A1 , US 8,542,861 B2, US 2014/0205135 A1 , US 2014/0153750 A1 , WO 2006/038176 A1 , DE 10 2008 059 312 A1 , JP 2004-120517 A, DE 503 827 A, EP 0 772 373 A2.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrodynamischen Schallwandler vorzusehen, welcher ein verbessertes breitbandiges Übertragungsverhalten aufweist.

Diese Aufgabe wird durch einen elektroakustischen Schallwandler nach Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß Anspruch 7 gelöst.

Somit wird ein elektrodynamischer Schallwandler mit einem Chassis und mindestens einer schwingfähigen Membran vorgesehen. Die schwingfähige Membran weist an ihrem Rand mindestens zwei sich gegenüberliegende Befestigungsabschnitte zur Befestigung der Membran an dem Chassis auf. Die Befestigungsabschnitte können kreissegmentför- mig ausgestaltet sein. Zwischen den Befestigungsabschnitten ist der Rand der Membran nicht mit dem Chassis verbunden, sodass die Membran an diesen Stellen frei schwingen kann. Die Membran weist ferner einen mittleren Abschnitt unmittelbar zwischen den zwei Befestigungsabschnitten auf, der rechteckig ausgestaltet sein kann. Die zwei kreissegm entförmigen Befestigungsabschnitte 110 sind durch einen Kreis definiert, der einen Durchmesser 100b, einen Mittelpunkt M und eine kreishalbierende Gerade 100a aufweist. Der mittlere Abschnitt 130 weist zwei Geraden 105 auf, die parallel zu der kreishalbierenden Geraden 100a angeordnet sind.

Die Membran weist somit vorzugsweise eine stadiumförmige Form auf. Mit anderen Worten kann eine Ausführungsform der Membran erhalten werden, indem zwei Kreissegmente aus bzw. von einer kreisförmigen Membran ab- bzw. ausgeschnitten werden. Damit ist die Länge der Membran größer als die Breite der Membran. Die Membran wird in diesem Fall an ihrem Rand durch zwei sich gegenüberliegende Enden begrenzt, die bezüglich dem Chassis frei schwingen können, sowie durch zwei sich gegenüberliegende kreissegmentförmige Enden. Die kreissegmentförmigen Enden dienen als Befestigungsabschnitte, d.h. die Membran wird über die kreissegmentförmigen Befestigungsabschnitte an dem Chassis des elektrodynamischen Schallwandlers befestigt. Damit ist der recht- eckige mittlere Abschnitt zwischen den beiden Befestigungsabschnitten nicht an dem Chassis befestigt und kann somit frei schwingen.

An der Membran kann eine kreisförmige Schwingspule befestigt sein, welche mit der Membran schwingen kann. Der elektrodynamische Schallwandler kann ferner ein Magnetsystem aufweisen, welches mit der Schwingspule zusammenarbeiten kann. Optional kann die Membran geprägt ausgestaltet sein.

Gemäß der Erfindung ist ein Kreissegment eine Teilfläche einer Kreisfläche, welche von einem Kreisbogen und einer Kreissehne begrenzt wird.

Optional kann die Membran mindestens eine Sicke sowie einen zentralen Kalottenbereich aufweisen. Die Membran kann sich an ihren Längsseiten, d.h. den geraden Seiten frei bewegen, so dass keine Berührung zwischen dem Chassis und dem mittleren Abschnitt der Membran vorhanden sind.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, können Dämpfungseinheiten vorgesehen sein, welche an die Form der Membran angepasst sind.

Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Herstellen eines elektrodynamischen Wandlers. Hierbei weist der elektrodynamische Wandler eine stadiumförmige Membran auf. Diese Membran wird aus einer kreisförmigen Membran hergestellt, wobei zwei gegenüberliegende Kreisabschnitte ab- bzw. ausgeschnitten werden. Damit wird eine Membran erhalten, welche zwei kreissegmentförmige Enden sowie zwei parallele gerade Abschnitte aufweist. Die beiden parallelen geraden Abschnitte sind parallel zu einer Geraden durch den Mittelpunkt der kreisförmigen Membran (d.h. parallel zu der Kreishalbierenden). Damit ergibt sich eine Form, welche an eine 400 Meter Bahn erinnert, daher der Begriff stadiumförmig.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Gegenstand der Unteransprüche.

Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1A-1C zeigen jeweils verschiedene schematische Ansichten einer erfindungsgemäßen Membran für einen elektrodynamischen Wandler gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2A-2D zeigen jeweils eine schematische Ansicht eines elektrodynamischen

Wandlers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 zeigt eine schematische Veranschaulichung eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4A zeigen verschiedene Ansichten eines elektrodynamischen Schall- und 4B wandlers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Fig. 5 zeigt eine schematische Veranschaulichung eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.

Fig. 1A-1C zeigen jeweils verschiedene schematische Ansichten einer erfindungsgemäßen Membran für einen elektrodynamischen Wandler gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. In Fig. 1A ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Membran gezeigt. Insbesondere sind in Fig. 1A die Schritte zur Herstellung der erfindungsgemäßen Membran schematisch dargestellt. Die erfindungsgemäße Membran 100 ist ursprünglich eine herkömmliche kreisförmige Membran 100 mit einem Radius r, einen Mittelpunkt M und einer Geraden 100a durch den Mittelpunkt M (d.h. eine Kreishalbierende). Anschließend werden zwei Kreissegmente 120 ab- oder ausgeschnitten, so dass zwei Seiten der Membran nunmehr eine Gerade 105 darstellen. Gemäß der Erfindung ist ein Kreissegment eine Teilfläche einer Kreisfläche, die von einem Kreisbogen und einer Kreissehne begrenzt wird. Die beiden Geraden 105 sind parallel zu der kreishalbierenden Gerade 100a. Die Membran 100 weist eine Länge 100b auf, welche den Durchmesser der Membran 100 entspricht. Nachdem die beiden Kreissegmente 120 entfernt worden sind, weist die Membran 100 eine Breite 100c auf, welche kleiner ist als die Länge 100b bzw. der Durchmes- ser der ursprünglich kreisförmigen Membran 100. Die geraden Abschnitte 105 der (ursprünglich kreisförmigen) Membran 100 sind parallel zu der kreishalbierenden Gerade 100a, welche durch den Mittelpunkt M der (ursprünglich kreisförmigen) Membran verläuft.

Gemäß der Erfindung kann somit eine Membran 100 erhalten werden, welche stadium- förmige Form aufweist. Die Membran 100 weist somit zwei kreissegmentförmige Ab- schnitte 110 sowie einen mittleren Abschnitt 130 dazwischen auf, welcher rechteckig ausgestaltet ist. Die beiden kreissegmentförmigen Abschnitte 110 werden durch einen Kreisbogen 101a und eine Kreissehne 101 b begrenzt. Der mittlere Abschnitt 130 wird durch die Kreissehnen 101 b und die Geraden 105, welche sich zwischen den Kreissehnen 10 b erstrecken, begrenzt. Die Geraden 105 sind parallel zu der kreishalbierenden Gerade 100a. Gemäß der Erfindung wird die Membran mittels der kreissegmentförmigen Abschnitte 10 in bzw. an einem elektrodynamischen Wiedergabewandler und insbesondere einem Chassis des Wandlers befestigt. Damit dienen die Kreissegmente 110 als Befestigungsabschnitte 110. Der mittlere rechteckige Abschnitt 130 ist nicht an dem Chassis bzw. einem Gehäuse des Wiedergabewandlers befestigt und kann somit frei schwingen. Die Membran 100 kann eine Sicke 103 und eine Kalotte 104 aufweisen. Die Membran kann ferner einen Abschnitt 102 (d.h. einen Spulensitz) zur Befestigung einer Ringspule aufweisen.

Bei der Membran gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird eine Nachgiebigkeit der Membran durch eine Sicke 103 der Membran erzeugt. Der Bereich der Kalotte 104 ist vorzugsweise ein zentraler Bereich und der Kalottenbereich ist zumindest abschnittsweise kugelförmig ausgestaltet. Der Kalottenbereich kann ferner durch den Spulensitz sowie die Schwingspule verstärkt werden. Da die Längsseiten oder Geraden 05 der Membran nicht an dem Chassis befestigt sind, kann die Membran dort frei schwingen.

Die Membran 100 ist an den beiden kreissegmentförmigen Abschnitten 110 an einem Chassis des Wandlers befestigt.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Membran kann eine drastische Reduzierung der Resonanzfrequenz erreicht werden. Die erfindungsgemäße Membran gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist eine deutlich niedrigere der Grundresonanzfre- quenz als eine oben in Fig. 1A gezeigte herkömmliche Membran auf. Die oben in Fig. 1A gezeigte Membran kann bspw. eine Grundresonanz bei 557 Hz aufweisen, während die Grundresonanz der erfindungsgemäßen Membran bei 369 Hz vorhanden ist. In diesem Beispiel kann die erfindungsgemäße Membran also eine Reduzierung der Grundreso- nanz auf 67 % ermöglichen. Ferner ist die erfindungsgemäße Membran vorteilhaft hinsichtlich der Taumelmoden. Während die in Fig. 1A oben gezeigte Membran eine Taumelmode bei 878 Hz und 879 Hz aufweist, weist die erfindungsgemäße Membran eine Taumelmode bei 423 Hz sowie bei 764 Hz auf. Während bei der Membran gemäß dem Stand der Technik die beiden o.g. Taumelmoden recht nah beieinander sind, sind die beiden Taumelmoden bei der erfindungsgemäßen Membran weiter auseinander, wodurch sich insgesamt eine geringere Taumelneigung ergibt.

Wie aus Fig. 1 B zu sehen, ist das Verhältnis der effektiven Fläche zur Gesamtfläche der Membran bei der erfindungsgemäßen Membran größer als bei einer herkömmlichen Membran (obere Membran in Fig. 1 B). Im gleichen Maß wie die Gesamtfläche reduziert sich auch die bewegte Masse der Membran durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung.

In Fig. 1C sind oben drei herkömmliche Membranen 100a nebeneinander und unten fünf Membranen 100 gemäß der Erfindung dargestellt. Dadurch dass die Breite 100c der erfindungsgemäßen Membranen geringer ist als die Länge 100b der Membranen (d.h. der Durchmesser), können mehr Membranen auf der gleiche Breite untergebracht wer- den können. Somit wird die effektive Fläche der Membranen in Bezug auf den Bauraum größer.

Fig. 2A-2D zeigen verschiedene Ansichten eines elektrodynamischen Wandlers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. In Fig. 2A ist eine Explosionszeichnung des erfindungsgemäßen elektrodynamischen Wandlers gezeigt. Hierbei sind eine Membran 00, ein Magnetsystem 300 und ein Chassis 400 gezeigt. Die Membran 100 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann der Membran gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen bzw. kann auch auf dieser Membran 100 beruhen. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist eine Schwingspule 500 an der Membran 100 befestigt.

In Fig. 2B ist eine weitere Ansicht des erfindungsgemäßen elektrodynamischen Wandlers gezeigt. Die Membran 100 weist zwei kreissegmentförmige Befestigungsabschnitte 110 sowie zwei gerade Seiten oder Abschnitte 105 auf. An der Membran 100 ist die Schwingspule 500 mit den Zuleitungen 510 befestigt. Das Magnetsystem 300 wird in das Chassis 400 eingesetzt und anschließend wird die Membran 100 mit den kreissegmentförmigen Befestigungsabschnitten 110 an einem Befestigungsabschnitt 410 des Chassis 400 befestigt, so dass die Schwingspule 500 in dem Magnetsystem 300 angeordnet ist. Das Chassis 400 ist mit zwei Seitenwänden 420 ausgestattet, die in ihrer Form den frei schwingenden Randabschnitten 105 der Membran entsprechen, d.h. die beiden Seiten- wände 420 sind gerade ausgestaltet.

Fig. 2C zeigt eine Draufsicht auf den elektrodynamischen Schallwandler gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Hierbei ist ein Spalt 440 zwischen den geraden Abschnitten 105 der Membran und den geraden Abschnitten 420 des Chassis 400 vorgesehen, so dass die Membran 100 das Chassis 400 nicht berührt. Die Seitenwände 420 weisen eine Höhe 421 auf. Im eingebauten Zustand der Membran 100 (d.h. wenn die Befestigungsabschnitte 110 der Membran an den Befestigungsabschnitten 410 des Chassis 400 befestigt sind) überragt die Seitenwand 420 die Membran sowohl nach oben als auch nach unten. Damit ist die Seitenwand 420 höher als die Membran 100. Die Seitenwände 420 sind so ausgestaltet, dass der Spalt 440 bei den im Betrieb vorkommenden Auslen- kungen seine Größe beibehält. Der Spalt 440 wird dabei möglichst klein gewählt, um einen akustischen Kurzschluss zu vermeiden, bei dem die Luft von der Vorderseite der Membran durch den Spalt 440 auf die Hinterseite der Membran gelangen könnte. Dadurch, dass die Seitenwände 420 die Membran 100 überragen, d.h., dadurch dass die Seitenwände 420 höher sind als die Membran 100, kann ein akustischer Kurzschluss besser vermieden werden. Die Seitenwände 420 sind sowohl gerade als auch senkrecht ausgestaltet. Die Breite des Spalts ist dazu vorzugsweise kleiner als 10% des Durchmessers der Spule 500.

In Fig. 2D sind zwei zusätzliche Dämpfungseinheiten 610, 620 vorgesehen, welche auf der Ober- und Unterseite des Chassis angeordnet werden können, um eine akustische Dämpfung vorsehen zu können. Die Form der Dämpfungseinheiten 610, 620 ist an die Form der Membran 100 angepasst.

Fig. 3 zeigt eine schematische Veranschaulichung eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Der elektroakustische Wandler gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist eine stadiumförmige Membran 100, ein Magnetsystem 300 und ein Chassis 400 auf, welche an die Stadiumform der Membran angepasst sind. Gemäß der Erfindung kann das Magnetsystem 300 zwei axial magneti- sierte Ringe 310 aufweisen. In dem Spalt zwischen den beiden Ringen kann die Spule 500 platziert werden. Fig. 4A und 4B zeigen verschiedene Ansichten eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. In Fig. 4 ist ein elektrodynamischer Wandler gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Wandler weist ein Chassis 400 mit zwei kreissegmentförmigen Abschnitten 410 und zwei geraden Abschnitten 420 auf. Die Membran 100 weist zwei kreissegmentförmige Abschnitte 110 sowie einen rechteckigen Abschnitt dazwischen mit zwei geraden Seiten 105 auf.

In Fig. 4B ist eine schematische Schnittansicht gezeigt. Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel kann die Membran Ausprägungen 150 aufweisen. Die Spule kann bspw. als Kupferspule ausgestaltet sein. Fig. 5 zeigt eine schematische Veranschaulichung einer Draufsicht auf einen elektrodynamischen Schallwandler gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. In dem fünften Ausführungsbeispiel ist die Membran 1100 nicht durch Beschneiden einer herkömmlichen runden Membran erzeugt, sondern hier ist eine andere Formgebung vorgesehen. An der Membran 100 ist eine ringförmige Spule 1500 vorgesehen. Im Inneren der Spule 1500 ist die Membran 1100 als Kalotte 1104 ausgestaltet. Der Außenbereich ist als Sicke 1103 ausgestaltet. Das Chassis 1400 ist mit zwei gegenüberliegenden Seitenwänden 1420 ausgestattet. Die Membran 100 ist an ihrem Rand 1101 an zwei gegenüberliegenden Enden 1410 an dem Chassis 1400 befestigt. Zwischen den Befestigungsenden 1410 bzw. den beiden Rändern 1101 hat die Membran 1100 an ihrem Rand zwei gegenüber- liegende Randabschnitte 1105, an denen sie nicht am Chassis 1400 befestigt ist, sodass diese Abschnitte 1105 bezüglich dem Chassis 1400 frei schwingen können. Zwischen den Randabschnitten 1105 und den Seitenwänden 1420 ist ein schmaler Spalt vorgesehen, dessen Breite kleiner ist als 10% des Durchmessers der Spule 1500. Der Abstand der beiden gegenüberliegenden Befestigungsenden 1410 der Membran ist in jede Rich- tung größer als der Durchmesser der Spule 1500.