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Patent Searching and Data


Title:
ELECTRODYNAMIC LOUDSPEAKER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/233834
Kind Code:
A1
Abstract:
An electrodynamic loudspeaker (1) comprises a basket (5), with which a diaphragm (2) is vibratingly associated, and a permanent magnet, with an associated vibration coil (3) and a spring device (8) which orients the diaphragm (2) relative to the basket (5). The spring device (8) comprises at least one leaf spring (10) or wire spring fastened on one side, the free end of which spring interacts with the diaphragm (2) and the resilient free length of which can be changed by means of an actuator (24).

Inventors:
ANSLINGER LUKAS (DE)
STELZER GERHARD (DE)
SEEWIG JÖRG (DE)
MÜLLER ALEXANDER ERNST (DE)
KRÖNER REINER (DE)
VAVRON PHILLIP (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/063885
Publication Date:
December 12, 2019
Filing Date:
May 28, 2019
Export Citation:
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Assignee:
TECHNISCHE UNIV KAISERSLAUTERN (DE)
International Classes:
H04R9/18; H04R9/04
Foreign References:
GB387127A1933-02-02
DE102012109872A12014-04-17
DE4021000C21992-04-30
DE10043294A12002-03-14
DE102010052096A12011-06-22
Other References:
COLIN H HANSEN: "Sensors and actuators for active noise control systems", ACOUSTICS AUSTRALIA / AUSTRALIAN ACOUSTICAL SOCIETY . AUGUST 2006, 31 August 2006 (2006-08-31), XP055606582, Retrieved from the Internet [retrieved on 20190717]
Attorney, Agent or Firm:
MÜLLER, Jochen (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Elektrodynamischer Lautsprecher (1 ) mit einem Korb (5), dem eine Membran (2) schwingend zugeordnet ist, und einem Dauermagneten mit einer zugeordneten Schwingspule (3) sowie einer eine Zentrier- spinne (30) umfassenden Federvorrichtung (8), die die Membran (2) relativ zu dem Korb (5) ausrichtet, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung (8) mindestens eine einseitig befestigte Blattfe der (10) oder Drahtfeder umfasst, die mit ihrem freien Ende mit der Membran (2) zusammenwirkt und deren federnde freie Länge mittels eines Aktors (24) veränderbar ist.

2. Lautsprecher nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (10) als ein Abschnitt eines Kreisrings (9) der kreisförmigen Federvorrichtung (8) geformt ist und die Membran (2) radial und/oder axial zu dem Korb (5) ausrichtet, wobei die Federvorrichtung (8) koa- xial zu der Membran (2) ausgerichtet und mindestens ein Auflageele- ment (18) für die Blattfeder (10) relativ zu der Blattfeder (10) verdreh- bar ist.

3. Lautsprecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung (8) drei Blattfedern (10) umfasst und zwi- schen der Membran (2) und dem Korb (5) angeordnet ist, wobei die freien Enden der Blattfedern (10) auf einer der Schwingspule (3) zu- gewandten Seite der Membran zugeordnet sind.

4. Lautsprecher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung (8) einen sternförmigen Halter (12) mit einer zentra- len Öffnung (13) für die an der Membran (2) angeordnete Schwing- spule (3) umfasst, wobei jeder Arm (11 ) des Halters (12) mit einem freien Ende einer zugeordneten Blattfeder (10) verbunden ist.

5. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Korb (5) aus einem magnetseitigen Unterteil (6) und einem membranseitigen Oberteil (4) zusammengesetzt ist, wobei dem Unterteil (6) der die Blattfedern (10) umfassende Kreisring (9) der Federvorrichtung (8) und dem zumindest eine umfangsseitige Öffnung (21 ) aufweisenden Oberteil (4) ein die die Blattfedern (10) beaufschla- gende Auflageelemente (18) halternder Lagerring (14) drehbar zuge- ordnet ist.

6. Lautsprecher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageelemente (18) sternförmig an Haltearmen (17) des Lagerrings (14) befestigt sind und jedes Auflageelement (18) als ein auf der zu- geordneten Blattfeder (10) gleitender, rollenförmiger Lagerkörper (19) ausgebildet ist.

7. Lautsprecher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltearme (17) mit rollenförmige Lagerkörper (19) aufweisenden Ge- genstücken (20) verbunden sind, wobei zwischen gegenüberliegenden Lagerkörpern (19) die Blattfeder (10) angeordnet ist.

8. Lautsprecher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Lagerring (14) umfangsseitig Wälzlager (10) zugeordnet sind.

9. Lautsprecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung (8) eine Feder umfasst und unterhalb der Spulenanordnung (29) angeordnet ist, wobei die Feder mit der der Membran (2) zugeordneten Schwingspule (3) zusammenwirkt und die Membran (10) mittels einer Zentrierspinne (30) mit dem Korb (5) ge- koppelt ist.

10. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der ortsfest an dem Lautsprecher (1 ) angeordnete und mit einer mehrgliedrigen Betätigeranordnung (22) in Verbindung ste- hende Aktor (24) einen mit einer Computersteuerung (26) verbunden Elektromotor (23) oder eine pneumatische Druckdose umfasst, wobei ein Ende der Betätigeranordnung (22) mit dem Lagerring (14) zu des- sen Verdrehung verbunden ist.

11. Kraftfahrzeug mit einem elektrodynamischen Lautsprecher nach ei- nem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Computersteuerung (26) mit einem Fahrzeugbus (27) gekoppelt ist.

12. Kraftfahrzeug nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass an dem Fahrzeugbus (27) ein Steuergerät (28) anliegt, von dem eine In- formation bezüglich einer aktuellen Motordrehzahl abgreifbar ist, die zur Ansteuerung des Elektromotors (23) zur Veränderung der Steifig- keit der mindestens einen Blattfeder (10) auswertbar ist.

Description:
Elektrodynamischer Lautsprecher

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrodynamischen Lautsprecher mit ei- nem Korb, dem eine Membran schwingend zugeordnet ist, und einem Dauer- magneten mit einer zugeordneten Schwingspule sowie einer Federvorrichtung, die die Membran relativ zu dem Korb ausrichtet und Kraftfahrzeug dazu.

Die DE 40 21 000 C2 offenbart eine Vorrichtung zur Erzeugung von Schall- schwingungen mittels eines elektroakustischen Wandlers mit einem Antriebs- glied, welches einen innerhalb eines Magnetfelds beweglichen elektrischen Lei ter enthält, und mindestens einem mechanischen Schwingelement, welches über ein federndes Kopplungsglied und mittels dieses Kopplungsglieds in hör- bare Schallschwingungen erzeugende Schwingungen versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsglied ausschließlich mittels des über das federnde Kopplungsglied in Schwingungen versetzbaren Schwingelements oder ausschließlich mittels dieses Schwingelements und eines zusätzlichen Feder- gliedes mit dem Abhörraum in Wirkverbindung ist. Das federnde Kopplungs- glied besteht aus zumindest einer mechanischen und/oder zumindest einer pneumatischen Koppelfeder. Die mechanische Koppelfeder besteht aus einem zwischen dem Schwingspulenkörper und dem Schwingelement angeordneten elastischen Faltenbalg, der ein als pneumatische Koppelfeder wirkendes Luft- polster radial nach außen begrenzt. Mit dieser Vorrichtung werden unerwünsch- te Frequenzbereiche von einem mechanischen Schwingelement ohne Verwen- dung von elektronischen Filtern abgehalten.

Im Weiteren zeigt die DE 100 43 294 A1 einen Lautsprecher zur aktiven Beein- flussung des Ansauggeräusches einer Brennkraftmaschine mit einer federnden Membran, an der eine Masse schwingfähig befestigt ist, und einem als eine elektrische Spule ausgebildeten Antrieb. Die Masse ist mit einer Luftfeder mit veränderbarer Steifigkeit verbunden, wobei sich die Luftfeder bezogen auf die Masse ortsfest abstützt. Ist die durch einen einseitig wirkenden Zylinder gebil dete Luftfeder nur mit einer Speiseleitung verbunden, dann muss bei einer Ver- änderung des Luftdrucks in der Luftfeder eine Verschiebung der Nulllage des Lautsprechers hingenommen werden. Die Beeinflussung der Federsteifigkeit der Luftfeder kann auch über ein Getriebe erfolgen, das eine Verstellung der Verhältnisse der Auslenkung der Masse zur Auslenkung eines Kolbens der Luft- feder bewirkt. Die Wegverhältnisse sind ausschlaggebend für die Federsteifig- keit der Luftfeder bezogen auf die Auslenkung der Masse, da diese einerseits von der wirkenden Federkraft und andererseits von der Auslenkung, die durch die Hebelverhältnisse beeinflusst wird, abhängig ist. Die Steifigkeit der Luftfeder ist direkt proportional zum Druck, wobei die in einem Kraftfahrzeug zur Verfü- gung stehenden Druckquellen die Änderung der Steifigkeit derart stark limitie- ren, dass häufig lediglich eine Änderung der Steifigkeit um den Faktor zwei rea- lisierbar ist. Zusätzlich parallel angeordnete Luftfedern benötigen einen ent- sprechend vergrößerten Einbauraum. Mit lediglich einem zusätzlichen Getriebe zur Anpassung der Wegeverhältnisse zwischen Spule und Kolben ist ohne ei- nen weiteren Aktor keine Anpassung der Steifigkeit im Betrieb möglich.

Darüber hinaus beschreibt die DE 10 2010 052 096 A1 einen elektrodynami- schen Lautsprecher mit einem an einer Basis befestigten Korb und einer an dem Korb schwingend befestigten Membran. An der Basis ist ein Dauermagnet mit einer Zentralöffnung angeordnet, in die eine Schwingspule eintaucht, die auf einem mit der Membran verbundenen Schwingspulenträger sitzt. Eine federnde Zentriervorrichtung ist an einer dem Schwingungsspulenträger zugeordneten Seite der Schwingspule angeordnet und positioniert die Schwingspule in der Zentralöffnung. Die federnde Zentriervorrichtung ist als ein einstückiges Blattfe- derelement mit einer Mehrzahl von Stegen mit zumindest einer Windung gebil det, wobei die Windungen in einer parallel zu der Basis ausgerichteten Ebene liegen. Ein erstes Ende jedes Steges ist mit der Schwingspule und ein zweites Ende jedes Steges mit dem Korb verbunden.

In der Automobilindustrie finden in der Regel passive Schalldämpfer zur Minde- rung der Schallemissionen im Abgastrakt von Verbrennungsmotoren Verwen- dung, wobei sich der Strömungswiderstand negativ auf den Kraftstoffverbrauch auswirkt. Darüber hinaus ist die Schallminderungsfähigkeit dieser Schalldämp- fer für tiefe Frequenzbänder begrenzt, wobei das Motorengeräusch insbesonde- re durch dominante Harmonische, die Motorordnungen, bestimmt wird. An die- ser Stelle kann aktive Schallauslöschung (ANC- Active Noise Control) Abhilfe schaffen. Der Motorschall wird durch Überlagerung einer 180° phasenversetz- ten Gegenschallwelle, die durch einen Lautsprecher erzeugt wird, ausgelöscht. Somit kann das Gesamtgeräuschpegel für Betriebszustände mit dominanten Harmonischen um über 20 dB reduziert werden. Die Schallenergie wird zum Motor zurückgeworfen. Grundsätzlich stellt die aktive Schallauslöschung im Ab- gasstrang hohe Anforderungen an die verwendete Schallquelle. Neben hohen Temperaturen und einem korrosiven Umfeld sind vor allem die hohen benötig- ten Schalldrücke der Motorordnungen, bis über 150 dB, problematisch hinsicht lich Materialbeanspruchung und dem Energieverbrauch des Lautsprechers, insbesondere aufgrund des geringen elektroakustischen Wirkungsgrads von Lautsprechern, weshalb die Anwendung von ANC in der Praxis meist auf den Fahrzeuginnenraum begrenzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lautsprecher der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Aufhängung zur aktiven Schallunterdrü- ckung in ihrer Steifigkeit anpassbar ist, wobei der Lautsprecher einen relativ geringen Energieverbrauch aufweist und in ständiger Resonanz betreibbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem elektrodynamischen Lautspre- cher dadurch gelöst, dass die Federvorrichtung mindestens eine einseitig be- festigte Blattfeder oder Drahtfeder umfasst, die mit ihrem freien Ende mit der Membran zusammenwirkt und deren federnde freie Länge mittels eines Aktors veränderbar ist.

Mit der Änderung der freien und damit federnden Länge der Blattfeder oder Drahtfeder mittels des Aktors geht eine Änderung der Steifigkeit des Systems einher, so dass damit auch der Amplitudenfrequenzgang veränderbar ist, wobei keine Änderung der Nulllage des Federsystems mit der Veränderung der fe- dernden Länge der Blattfeder oder Drahtfeder einhergeht und der Lautsprecher symmetrisch um die Nulllage schwingt. Mit dem Lautsprecher lässt sich im Re- sonanzbetreib eine starke Flarmonische durch die Adaption der variablen me- chanischen Steifigkeit ohne eine Änderung der Nulllage des Schwingsystems während des Betriebs erzeugen. Selbstverständlich stellt der Aktor eine Bau- einheit dar, mit der beispielsweise in Abhängigkeit eines Signals durch bei- spielsweise eine Bewegung oder eine Änderung einer sonstigen physikalischen Größe, wie insbesondere des Drucks oder derTemperatur, die federnde freie Länge der mindestens einen einseitig befestigten Blattfeder oder Drahtfeder der Federvorrichtung verändert wird.

Vorzugsweise ist die Blattfeder als ein Abschnitt eines Kreisrings der kreisför- migen Federvorrichtung geformt und richtet die Membran radial und/oder axial zu dem Korb aus, wobei die Federvorrichtung koaxial zu der Membran ange- ordnet und mindestens ein Auflageelement für die Blattfeder relativ zu der Blatt feder verdrehbar ist. Zweckmäßigerweise umfasst die Federvorrichtung drei Blattfedern und ist zwischen der Membran und dem Korb angeordnet, wobei die freien Enden der Blattfedern auf einer der Schwingspule zugewandten Seite der Membran zugeordnet sind. Die Federvorrichtung lässt sich als ein ebenes Bau- teil mit drei gleich langen Blattfedern hersteilen und im Lautsprecher festlegen. Gegenüber den Blattfedern sind gegen die Blattfedern anliegende Auflageele- mente verdrehbar oder verstellbar, um den freien Federweg der Blattfedern und damit die Steifigkeit des Systems zu verändern. Die Verdrehung erfolgt mittels des zugeordneten Aktors.

Zur Ausrichtung der Federvorrichtung umfasst in Ausgestaltung die Federvor- richtung einen sternförmigen Halter mit einer zentralen Öffnung für die an der Membran angeordnete Schwingspule, wobei jeder Arm des Halters mit einem freien Ende einer zugeordneten Blattfeder verbunden ist.

Zur vereinfachten und positionsgenauen Montage der einzelnen Bauteile des Lautsprechers ist der Korb aus einem magnetseitigen Unterteil und einem membranseitigen Oberteil zusammengesetzt, wobei dem Unterteil der die Blatt federn umfassende Kreisring der Federvorrichtung und dem zumindest eine umfangsseitige Öffnung aufweisenden Oberteil ein die die Blattfedern beauf- schlagende Auflageelemente halternder Lagerring drehbar zugeordnet ist. Durch die mindestens eine Öffnung ist der Lagerring mittels des Aktors betätig- bar. Der Korb wurde zweiteilig konzipiert, um die Demontage des Lautsprechers zu ermöglichen ohne eine zwischen Membran und Korb vorhandene Klebever- bindung lösen zu müssen. So kann beispielsweise die Blattfeder ausgetauscht werden. Mit einer Übergangspassung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil des Korbes ist gewährleistet, dass die Positionierung auch nach wiederholter Montage bestehen bleibt. Selbstverständlich ist auch die einteilige Gestaltung des Korbes möglich und keinesfalls ausgeschlossen, da lediglich die nach dem Stand der Technik übliche Klebeverbindung zwischen der Membran und dem Korb zu lösen ist, um den Lautsprecher zu demontieren. Zur Lagerung des La- gerrings kann der aus Blech gefertigte Korb des Lautsprechers als ein Wälzla- ger ausgebildet sein oder ein Wälzlager oder ein Gleitlager umfassen. Damit die an den Blattfedern anliegenden Auflageelemente bei ihrer Verstellung keine Geräusche verursachen, sind die Auflageelemente sternförmig an Halte- armen des Lagerrings befestigt und jedes Auflagerelement ist als ein auf der zugeordneten Blattfeder gleitender, rollenförmiger Lagerkörper ausgebildet. Zweckmäßigerweise sind die Haltearme mit rollenförmige Lagerkörper aufwei- senden Gegenstücken verbunden, wobei zwischen gegenüberliegenden Lager- körpern die Blattfeder angeordnet ist. Bei dem rollenförmigen Lagerkörper kann es sich um eine von einem Nadellager bekannte Nadel oder von einem Rollen- lager bekannte Rolle oder dergleichen handeln, wobei der Lagerkörper linien förmig auf der Blattfeder aufliegt. Die Lagerkörper sind fest mittels Presspas- sung in den Haltearmen des Auflagerrings und dessen zugeordneten Gegen- stücken verbaut, wobei die Gegenstücke mittels Schrauben mit den freien En- den der Haltearme verbunden sind, so dass zwischen jeweils gegenüberliegen- den Lagerkörpern die zugeordnete Blattfeder nahezu spielfrei aufgenommen ist. Aufgrund der kreisförmigen Bauform der Blattfeder ist eine Schrägstellung der Lagerkörper erforderlich, um eine möglichst gleichmäßige Materialbeanspru- chung zu gewährleisten, wobei die die Schrägstellung ein Abwälzen der Lager- körper verhindert. Die starren Lagerkörper gleiten demnach auf den Blattfedern. Um möglichst wenig Abrieb und Reibung zu erzeugen, sind die Lagerkörper als gehärtete Stahlwellen mit polierter Oberfläche ausgebildet.

Damit der Lagerring gegenüber dem Korb mit einem geringen Widerstand und relativ leise verdrehbar ist, sind dem Lagerring umfangsseitig Wälzlager zuge- ordnet.

Es ist nicht zwingend erforderlich, dass die gesamte Vorrichtung zur Verände- rung der Steifigkeit des Systems zwischen dem Permanentmagnet und der Membran des Lautsprechers angeordnet ist. Nach einer alternativen Ausgestal- tung umfasst die Federvorrichtung eine Feder und ist unterhalb der Schwing- spule angeordnet, wobei die Feder mit einer der Membran zugeordneten Schwingspule zusammenwirkt und die Membran mittels einer Zentrierspinne mit dem Korb gekoppelt ist. Die Feder kann als eine Blattfeder oder eine mittig zwi- schen zwei Auflagerpunkten weiche und versetzt zu einem Auflagerpunkt hin zunehmend steife Drahtfeder ausgebildet sein.

Die Federvorrichtung mit der Feder ist sonach unterhalb des Lautsprechers an- gebracht und durch ein Loch in den Magnetpolplatten mit der der Membran zu- geordneten Spule verbunden. Die Zentrierung der Spule und der Membran er- folgt mittels der üblichen Zentrierspinne, die auch als Zentriermembran be- zeichnet wird. Insbesondere die Feder kann mittig und unterhalb der Spule an- gebracht werden, wodurch ein Kippen oder seitliches Verschieben der Spule vermieden ist.

Durch die Anbringung außerhalb des Korbes ist die Integration einer solchen Lagervorrichtung, die im Wesentlichen auf die Blattfeder und das zuvor be- schriebene Auflageelement, das selbstverständlich mittels des Aktors zur Ver- stellung der freien Länge der Blattfeder bewegbar sein muss, umfasst, kosten- günstig und ohne großen Aufwand auch an einem bestehenden Lautsprecher nachrüstbar. Es ist lediglich eine Möglichkeit zur Befestigung zu realisieren, wie z.B. durch entsprechende Gewinde in der Polplatte, die auch nachträglich an- gebracht werden könnten. Die Verbindung mit der Spule, die vorzugsweise durch Kleben zu realisieren ist, muss bei der Montage des Lautsprechers vor dem Anbringen der Kalotte erfolgen oder durch nachträgliches Lösen der Kalot- te.

Um die Auflageelemente anforderungsgerecht zu bewegen und damit die fe- dernden Längen der Blattfedern einzustellen, umfasst der ortsfest an dem Laut- sprecher angeordnete und mit einer mehrgliedrigen Betätigeranordnung in Ver- bindung stehende Aktor einen mit einer Computersteuerung verbunden Elekt- romotor oder eine pneumatische Druckdose, wobei ein freies Ende der Betäti geranordnung mit dem Lagerring zu dessen Verdrehung verbunden ist. An der Computersteuerung liegen Daten des Lautsprechers an, also beispielsweise die Resonanzfrequenz, welche sich über die Federsteifigkeit und die bewegten Masse einstellen lässt, sowie mathematisch oder empirisch ermittelte Werte, die im Zusammenhang mit der freien Federlänge und der Drehstellung des Elektromotors stehen.

In einem Kraftfahrzeug mit einem zuvor erläuterten Lautsprecher ist die Compu- tersteuerung mit einem Fahrzeugbus gekoppelt. An dem Fahrzeugbus liegt ein Steuergerät an, von dem eine Information bezüglich einer aktuellen Motordreh- zahl abgreifbar ist, die zur Ansteuerung des Elektromotors zur Veränderung der Steifigkeit der mindestens einen Blattfeder auswertbar ist.

Die Frequenz, mit der die Abgasanlage eines Verbrennungsmotors zu beauf- schlagen ist, ist abhängig von der Motordrehzahl n, der Arbeitsweise des Mo- tors (2-Takter, 4-Takter) und der Zahl der Zylinder. Sie lässt sich nach folgender Formel berechnen:

/ = (h/60)·ί·z

mit:

f Erregerfrequenz des Motors in Hz

n Motordrehzahl in 1/min

z Zahl der Zylinder

i Arbeitsspiele pro Umdrehung (i=1 für 2-Takter, i = 0,5 für 4-Takter)

Für einen 4-Zylinder-4-Takt-Reihenmotor ist i = 0,5 und z = 4, mithin daher das Produkt i z = 2, sodass im allgemeinen Sprachgebrauch von der 2. Motorhar- monischen als Gesamtpegel bestimmende Größe gesprochen wird.

Liegt bei einem 4-Zylinder-4-Takt-Motor beispielsweise die Motordrehzahl n = 6000 1/min vor, so gelangen pro Sekunde 200 Impulse in das Abgassystem des Motors, bei n = 3000 1/min sind es 100 Impulse usw. Bei jeder Motordrehzahl lässt sich die Frequenz der 2. Motorharmonischen berechnen. Geht man von einer Leerlauf-drehzahl von ca. n = 600 1/min und einer maximalen Motordreh- zahl von n = 6000 1/min aus, so reicht der Frequenzbereich der 2. Motorhar- monischen von f = 20...200 Hz.

Wird in einem Abgasrohr des Kraftfahrzeugs der dynamische Druckpegel ge- messen und dieses Signal einer Frequenzanalyse unterzogen, so erkennt man, dass die 2. Motorharmonische über weite Bereiche für den Gesamtpegel be- stimmend ist. Die höheren Harmonischen sind zwar im Abgassystem auch vor- handen, jedoch nimmt ihre Intensität mit wachsender Ordnung stark ab. Es kann Vorkommen, dass die Pegel der 4. Motorharmonischen die der 2. Motor- harmonischen übersteigen und Gesamtpegel bestimmend sind, doch prinzipiell sind die Pegel der 2. Motorharmonischen in der Abgasanlage dominierend. Die Frequenzen der 2. Motorharmonischen (f = ca. 20...200 Hz) werden in der Fahrzeugakustik als Brummfrequenzen bezeichnet, da sie verantwortlich sind für die tieffrequenten Geräusche, die von den Fahrzeuginsassen als lästige Brummgeräusche empfunden werden.

Da bei der aktiven Schallunterdrückung im Abgasstrang hauptsächlich die do- minanten Harmonischen des Motors effizient eliminiert werden sollen, werden in erster Linie Signale mit einer Frequenz benötigt. Dadurch ergibt sich die Mög- lichkeit die jeweilige Frequenz des ANC-Signals und die Resonanzfrequenz des Lautsprechers gleichzusetzen, wodurch der maximale Wirkungsgrad erreicht werden kann. Die Frequenz des ANC-Signals wird durch den Motor vorgege- ben. Die Resonanzfrequenz hingegen ergibt sich aus der Steifigkeit der Memb- ranaufhängung Cm und der zu bewegenden Masse Mm wie folgt:

Da sich im Resonanzfall gerade diese beiden Elemente, nämlich die Steifigkeit der Membranaufhängung Cm und die zu bewegende Masse Mm, eliminieren, zeigen diese nur wenig Einfluss auf das Übertragungsverhalten im Resonanz- bereich, so dass der elektromechanische Wirkungsgrad auch nach Änderung der Resonanzfrequenz in diesem Bereich konstant hoch bleibt. Außerhalb des Resonanzbereichs zeigen sich allerdings starke Abhängigkeiten zu den beiden Parametern. Dort wirkt sich eine möglichst geringe Masse und Steifigkeit im gleichen Maße positiv auf den Wirkungsgrad aus und die Parabel mit dem Ma- ximum bei der Resonanzfrequenz wird breiter. Da sich jedoch die Masse auf- grund ihrer Trägheit negativ auf die Einschwingzeit auswirkt, ist diese ungeeig- net zur Anpassung der Resonanz. Somit fällt die Wahl des Parameters zur Re- sonanzanpassung auf die Steifigkeit.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu er- läuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, son- dern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfin- dung ist nur durch die Ansprüche definiert.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von zwei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Explosionsdarstellung eines Teils eines

Lautsprechers nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Darstellung des Lautsprechers nach Fig. 1 von oben,

Fig. 3 eine Darstellung des Lautsprechers nach Fig. 1 von unten,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Lautsprechers nach Fig. 1 ,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines alternativen Lautsprechers, Fig. 6 eine Darstellung der Einzelheit VI nach Fig. 1 und

Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit VII nach Fig. 6.

Der Lautsprecher 1 umfasst eine Membran 2 mit einer unterseitigen Spule, die auch als Schwingspule 3 bezeichnet wird, wobei sich die Membran 2 oberseitig an einem Oberteil 4 eines zweiteiligen Korbes 5 abstützt und das Oberteil 4 mit einem Unterteil 6 verbunden ist. Unterhalb des Unterteils 6 des Korbes 5 ist ein Dauermagnet 7 angeordnet, der mit der Spule 3 in bekannter Weise zusam- menwirkt. In dem Unterteil 6 des Korbes 5 liegt eine Federvorrichtung 8, die einen Kreisring 9 mit drei Blattfedern 10 umfasst fest ein. Die Blattfedern 10 gehen mit ihrem einen Ende einstückig von dem Kreisring 9 ab und sind an ih- ren freien Enden mit Armen 11 eines sternförmigen Halters 12 verbunden. Die Blattfedern 10 weisen identische freie, also federnde Längen auf und sind gleichmäßig über den Umfang des Kreisrings 9 verteilt. Der Halter 12 weist eine zentrale Öffnung 13 auf, in die die Spule 3 fest eingesetzt ist und ist zur Klem- mung des freien Endes der Blattfedern 10 mit Befestigungsklötzen 32 verbun- den.

Oberhalb des die Blattfedern 10 aufweisenden Kreisrings 9 der Federvorrich- tung 8 ist ein Lagerring 14 angeordnet, dem an seinem Außenumfang auf Wel- len 15 befestigte Kugellager 16 zur radialen Lagerung zugeordnet sind, wobei die Wellen 15 in stirnseitige Bohrungen des Unterteils 6 des Korbes 5 einge- setzt sind und äußere Lagerschalen der Kugellager 16 den Lagerring 14 führen. Im Weiteren sind zur axialen Lagerung des Lagerrings 14 an dessen äußerem Umfang Lagerböcke 34 mit zugeordneten Kugellagern 33 angeordnet, die ab- wechselnd an der oberen und unteren Lauffläche 35 des Lagerrings 14 anlie- gen, so dass der Lagerring 14 axial kein Spiel aufweist. Die Kugellager 33 sind über entsprechende Langlöcher in der Lagerböcken 34 in der Höhe verstellbar. Die Lagerböcke 34 selbst sind auch über die Stirnseite des Unterteils 6 des Korbes 5 verschraubt. Der Lagerring 14 weist drei gleichmäßig zueinander beabstandete Haltearme 17 auf, an denen Auflageelemente 18 befestigt sind. Jedes Auflageelement 18 ist als ein auf der zugeordneten Blattfeder aufliegender Lagerkörper 19 ausge- führt, der rollenförmig ausgebildet ist und der eine Länge aufweist, die an die Breite der Blattfeder 10 angepasst ist. Dem Lagerkörper 19 ist ein Gegenstück 20 mit einem weiteren Lagerkörper 19 derart zugeordnet, dass zwischen den beiden Lagerkörpern 19 die Blattfeder 10 nahezu spielfrei angeordnet ist. Selbstverständlich ist auch die einseitige Beaufschlagung der Blattfeder 10 durch das Auflageelement 18 möglich und zwar derart, dass die Blattfeder 10 durch das Auflageelement 18 an dem Unterteil 6 des Korbes 5 gehalten wird. Die beiden Lagerkörper 19 bestehen in der Regel aus gehärteten und polierten Wellen, die feststehend angeordnet sind bei einer Bewegung des Lagerrings 14 zur Änderung der freien federnden Länge der Blattfeder 10 über deren Oberflä- che gleiten. Das Gegenstück 20 ist mittels Schrauben 31 im Bereich des freien Endes des zugeordneten Haltearms 17 festgelegt.

Das Oberteil 4 des Korbes 5 ist mit umfangsseitigen Öffnungen 21 versehen, durch die ein Ende einer Betätigeranordnung 22 geführt ist, das mit dem Lager- ring 14 zu dessen Verdrehung und damit zur Positionierung der Auflageelemen- te 18 verbunden ist, wobei das andere Ende mit einem Elektromotor 23 eines Aktors 24 verbunden ist. Der Elektromotor 23 ist vorliegend an einer Basisplatte 25 des Lautsprechers 1 festgelegt und mit einer Computersteuerung 26 zur Po- sitionierung der Auflageelemente 18 verbunden.

Bei der Anordnung des Lautsprechers 1 in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise zur Beeinflussung von Geräuschen eines Abgassystems, lässt sich die Compu- tersteuerung 26 über einen Fahrzeugbus 27 mit Steuergeräten 28 des Kraft- fahrzeugs verbinden, um beispielsweise Informationen zur Drehzahl einer Kur- belwelle eines Verbrennungsmotors zu erhalten. Die federnde freie Länge der Blattfeder 10 ist durch die Position des Aufla- geelementes 18 bestimmt und bemisst sich von der durch das Drehen des La- gerrings 14 bestimmten Lage des Auflageelementes 18 bis zu dem mit dem Halter 12 verbundenen Ende. Durch die veränderbare Steifigkeit des Systems, also des Lautsprechers 1 , durch die Verdrehung des Lagerrings 14 mit den zu- geordneten Auflageelementen 18, lässt sich eine Resonanzschwingung zu der Drehzahl der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs einstel- len und die wahrnehmbaren Geräusche sind derart beeinflussbar.

In alternativer Ausgestaltung umfasst die Federvorrichtung 8 eine Blattfeder und ist unterhalb des Dauermagneten 7 einer Spulenanordnung 29 angeordnet, wo- bei das freie Ende der Blattfeder 10 mit der der Membran 2 zugeordneten Spule 3 verbunden und die Membran 2 mittels einer Zentrierspinne 30 mit dem Korb 5, der hier auch einteilig ausgebildet sein kann, gekoppelt ist.

Bezugszeichen

19. Lagerkörper

20. Gegenstück

21. Öffnung

22. Betätigeranordnung

23. Elektromotor

24. Aktor

25. Basisplatte

26. Computersteuerung

27. Fahrzeugbus

28. Steuergerät

29. Spulenanordnung

30. Zentrierspinne

31. Schraube

32. Befestigungsklotz

33. Kugellager

34. Lagerbock

35. Lauffläche