ITAN20090077A1 - Trasduttore a nastro. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:

“TRASDUTTORE A NASTRO†.

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente domanda di brevetto per invenzione industriale ha per oggetto un trasduttore a nastro in particolare per altoparlanti e microfoni.

Generalmente i trasduttori a nastro sono fissati alle loro estremità a un supporto rigido, in modo da essere messi in tensione per potere vibrare e generare un segnale acustico.

Tuttavia tali tipi di trasduttore a nastro hanno una vita breve, poiché durante il funzionamento tendono a lacerarsi o si allenta il loro tensionamento con il risultato di una degradazione delle prestazioni.

Tali problemi sono risolti almeno in parte nel brevetto europeo EP 0 404 487 (Celestion) che descrive un elemento elastico ammortizzante a forma di piastrina che viene incollato in una porzione del nastro vicino alla sua estremità. In ogni caso sia l'estremità del nastro che l'estremità dell'elemento elastico sono fissate a un elemento rigido di supporto.

La soluzione descritta in EP 0 404 487 comporta diversi inconvenienti.

Il nastro non può essere tensionato adeguatamente, altrimenti l'elemento elastico si staccherebbe dal nastro, come il risultato non si possono ottenere buone prestazioni e non si può settare la tensione del nastro in conformità alle esigenze ed al tipo di suono da ottenere.

Il nastro ha solo una curvatura monolaterale asimmetrica, come risultato l'elemento elastico ammortizzante ha un'escursione limitata rispetto ai vincoli e continuano quindi a esserci problemi di rotture del nastro nel caso di sollecitazioni multi-direzionali, ad esempio in distrazioni ortogonali all'asse longitudinale del nastro.

L'elemento elastico ammortizzante à ̈ piatto, non conduttivo (quindi non attivo) e della stessa larghezza del nastro conduttivo. Pertanto l'elemento elastico ammortizzante introduce un’asimmetria, ma soprattutto un’emissione spuria causata dalla sua geometria. Infatti tale elemento elastico à ̈ in grado di accoppiarsi all’aria con efficienza e quindi di produrre suono, che in questa situazione, interferisce con la sorgente primaria (suono emesso dal nastro) che invece dovrebbe essere l’unica ad emettere suono.

Tale sistema presenta una certa complessità di assemblaggio, poiché prevede due punti di ancoraggio al supporto rigido. Infatti sia l'estremità del nastro che l'estremità dell'elemento elastico devono essere fissate al supporto rigido. Inoltre obbligatoriamente un materiale smorzante deve essere inserito nella zona di ripiegatura del nastro, per diminuire le interferenze meccaniche e acustiche.

Scopo della presente invenzione à ̈ di eliminare gli inconvenienti della tecnica nota, fornendo un trasduttore a nastro che sia affidabile, efficiente, efficace e di semplice realizzazione e assemblaggio.

Altro scopo della presente invenzione à ̈ di fornire un tale trasduttore a nastro che possa essere facilmente monatto e opportunamente tensionato e che garantisca una buona qualità del suono e nello stesso tempo una lunga durata nel tempo.

Questi scopi sono raggiunti in accordo all’invenzione, con le caratteristiche elencate nell’annessa rivendicazione indipendente 1.

Realizzazioni vantaggiose appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.

Il trasduttore a nastro secondo l'invenzione comprende: - un nastro in materiale conduttore,

- un sistema ammortizzante disposto almeno ad un'estremità del nastro conduttore, e

- due supporti rigidi nei quali sono fissate le estremità del nastro.

Il sistema ammortizzante comprende:

- una sospensione costituita da almeno un filo,

- mezzi di ancoraggio per collegare detto nastro a detto filo, e

- mezzi elastici operativamente connessi a detto filo per creare tensione meccanica.

Tale soluzione con elementi elastici ammortizzanti collegati ad un filo comporta diversi vantaggi rispetto alla tecnica nota.

Si ottiene una deformazione (necessaria all’escursione del nastro) alle estremità del nastro conduttivo, simmetrica rispetto all’asse di trazione che permette anche di bilanciare dinamicamente le oscillazioni positive e negative del trasduttore.

I fili disposti alle estremità del nastro sono acusticamente inerti, in quanto la loro superficie radiante risulta molto piccola ed a profilo circolare, quindi con bassissima impedenza meccanico-acustica (scarsa capacità di generare suono), conferendo al trasduttore una linearità altissima ed un’emissione spuria (suoni emessi impropriamente) praticamente azzerata.

Il trasduttore secondo l'invenzione permette di tendere il nastro applicando due forze contrapposte solo sulle estremità del nastro, tali da conferire una stabilità meccanica ed una rigidità apparente al nastro che à ̈ impossibile raggiungere in altri modi. Tale elevata forza di trazione ovviamente à ̈ anche in grado di compensare allungamenti importanti derivanti da stress termico e meccanico. La forza applicata agli estremi à ̈ esprimibile in circa 10Kg, ma tale forza dipende dalle caratteristiche acustiche che si vogliono conferire al sistema (tendendo con es. 20Kg si ottiene una frequenza di risonanza alta abbinata ad un grande smorzamento meccanico, se la forza viene ridotta ad es. 2Kg si ottiene una risonanza molto bassa ed una propensione a riprodurre frequenze gravi). Questo aspetto à ̈ importante in quanto permette un margine di manovra molto grande nella scelta della forza da applicare per settare il comportamento acustico del trasduttore in conformità alle esigenze richieste.

Inoltre à ̈ da notare che il trasduttore secondo l'invenzione prevede un unico punto di fissaggio del nastro ai supporti rigidi laterali. Infatti il nastro à ̈ fissato solo alla sua estremità che viene tirata e bloccata al rispettivo supporto rigido. Questa configurazione consente di ottenere il bloccaggio meccanico e la connessione elettrica del nastro in un'unica operazione necessaria al montaggio:

Il trasduttore secondo l'invenzione consente di determinare la sua forma definitiva, che si otterrà soltanto a montaggio avvenuto, senza la necessità di disporre di un telaio completo che costituisce la cassa acustica.

Il trasduttore secondo l'invenzione prevede un nastro che porta le sospensioni ed i relativi punti di ancoraggio e bloccaggio in posizioni determinate ed immodificabili conferendo al trasduttore una standardizzazione che non à ̈ possibile ottenere nelle soluzioni della tecnica nota.

Riassumendo il trasduttore secondo l'invenzione presenta i seguenti vantaggi rispetto ai trasduttori della tecnica nota:

Il nastro del trasduttore secondo l'invenzione può essere teso con forze importanti tali da modificarne l’acustica.

Il trasduttore secondo l'invenzione à ̈ acusticamente inerte, mentre quelli noti hanno delle emissioni spurie dipendenti dalla geometria del sistema ammortizzante.

Il trasduttore secondo l'invenzione à ̈ simmetrico rispetto al vincolo del nastro, mentre quelli noti sono asimmetrici.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita a sue forme di realizzazione puramente esemplificative e quindi non limitative, illustrate nei disegni annessi, in cui:

la Fig. 1 à ̈ una vista in prospettiva illustrante una prima forma di realizzazione del trasduttore a nastro secondo l'invenzione durante una fase di montaggio in cui il nastro non à ̈ tensionato;

la Fig. 2 à ̈ una vista come Fig. 1, in cui il nastro à ̈ tensionato;

la Fig. 3 Ã ̈ una vista come Fig. 2 illustrante il nastro nella fase di massima escursione durante il funzionamento;

la Fig. 4 Ã ̈ un particolare ingrandito di una porzione di Fig. 2 illustrante il sistema di ammortizzazione del nastro; la Fig. 5 Ã ̈ una vista in esploso dei vari elementi che formano il sistema di ammortizzazione del nastro; e

la Fig. 6 Ã ̈ una vista in prospettiva, parzialmente in sezione e parzialmente interrotta, illustrante una seconda forma di realizzazione del trasduttore a nastro secondo l'invenzione.

Con l'ausilio delle figure da 1 a 5 viene descritta una prima forma di realizzazione del trasduttore a nastro secondo l'invenzione, indicato complessivamente con il numero di riferimento (1).

Per ora con riferimento alle Figg. 1 - 3, il trasduttore (1) comprende un nastro conduttore (2) in materiale amagnetico, quale ad esempio alluminino, titanio, berillio o leghe di materiali amagnetici.

Le due estremità del nastro (2) sono fissate a due supporti rigidi (3), tramite un sistema di ammortizzazione (4). Nei supporti (3) sono disposti i contatti elettrici destinati ad andare a contatto con le estremità del nastro conduttore (2). In questo modo, quando il nastro conduttore (2) à ̈ attraversato da un segnale elettrico inizia a vibrare trasformando il segnale elettrico in segnale acustico.

Con riferimento alle Figg. 4 e 5 viene descritto il sistema di ammortizzazione (4) del nastro (2).

Il sistema di ammortizzazione (4) comprende una sospensione realizzata da un filo elastico (5). Il filo elastico (5) può essere realizzato in lattice oppure in silicone platinico o perossidico. Vantaggiosamente, il filo elastico (5) à ̈ disposto in una configurazione ad anello e può essere ad esempio una guarnizione O-Ring di tipo noto.

Sul filo elastico (5) sono calzati due tubi rigidi (6), in materiale amagnetico, quale ad esempio carbonio, titanio, alluminio, berillio, magnesio o litio. I tubi (6) hanno una larghezza sostanzialmente uguale a quella del nastro (2) e sono disposti in posizioni diametralmente opposte rispetto al centro dell'anello di filo elastico (5) in modo da essere paralleli tra loro.

I tubi rigidi (6) prevedono una fessura longitudinale (60) per essere calzati sul filo elastico (5) e successivamente chiusi per crimpatura. In questo modo, i tubi (6) possono scorrere rispetto al filo elastico (5).

In alternativa, i tubi rigidi (6) possono essere ricavati direttamente sul filo elastico (5).

Il sistema di sospensione (4) comprende inoltre una prima striscia di ancoraggio (7) e una seconda striscia di ancoraggio (8).

Le strisce di ancoraggio (7, 8) sono realizzate in materiale plastico inerte. Preferibilmente le strisce di ancoraggio (7, 8) sono adesivizzate almeno su un lato, vantaggiosamente su entrambe i lati (strisce biadesive). Le strisci di ancoraggio (7, 8) possono essere realizzate in poliestere biadesivizzato con acrilici.

Le strisce di ancoraggio (7, 8) possono essere realizzate anche in materiali rigidi e accoppiati meccanicamente mediante rivettatura, saldatura a vibrazione, o saldatura elettrica.

Le strisce di ancoraggio (7, 8) hanno uno spessore di circa 100 micron, un'ampiezza sostanzialmente uguale all'ampiezza del nastro (2). La prima striscia (7) à ̈ più corta della seconda striscia (8).

Un lembo terminale (70) della prima striscia viene fatto ruotare attorno ad un tubicino rigido (6) e quindi fissato sulla stessa striscia (7) sfruttando l'adesività della striscia (7).

Similmente un lembo terminale (80) della seconda striscia viene fatto ruotare attorno all'altro tubicino rigido (6) e quindi fissato sulla stessa striscia (8) sfruttando l'adesività della striscia (8).

In questo modo viene realizzata una sorta di bretella costituita dalle due strisce (7, 8) collegate tra loro dal filo elastico (5).

Il nastro (2) viene piegato in una zona vicino alla sua estremità, in modo da generare una porzione ondulata (20), ad esempio una configurazione a sezione sinusoidale che presenta due semionde inferiori ed una semionda superiore. Chiaramente la porzione ondulata (20) può avere anche una sola ansa in quanto di fronte non vede acusticamente nessun altro materiale, come strisce di gomma o simili. Tra la porzione ondulata (20) e l'estremità prossimale del nastro à ̈ prevista una porzione piana (21).

A questo punto, la prima striscia di ancoraggio (7) viene fissata sul nastro (2) vicino alla porzione ondulata (20) del nastro, in modo che la porzione ondulata (20) si disponga tra i due tubi rigidi (6) entro l'anello di filo elastico (5).

Bisogna considerare che il trasduttore (1) non ha necessità di materiale smorzante fra l’elemento elastico (5) e la zona ripiegata del nastro (20), perché fra i due non ci sono interferenze, ne meccaniche, ne acustiche.

Il fatto di poter ripiegare più volte il nastro (2) nella zona ondulata (20) permette un’escursione ai vicoli importante rispetto alla dimensione della sospensione a filo (5), rimanendo sempre all’interno del massimo ingombro ammesso.

La seconda striscia di ancoraggio (8) viene fissata sulla porzione d'estremità piana (21) del nastro. La seconda striscia di ancoraggio (8) à ̈ più lunga della porzione piana (21) del nastro. Pertanto la striscia di ancoraggio (8) sporge maggiormente rispetto al nastro (2).

Tornando a Fig. 1, dopo che i due sistemi ammortizzanti (4) sono stati fissati alle estremità del nastro (2), il gruppo costituito dal nastro (2) e dai sistemi ammortizzanti (4) viene fissato ai due supporti rigidi (3).

Ciascun supporto rigido (3) comprende un supporto di base (30) provvisto di una scanalatura (31) che viene chiusa da un blocchetto di chiusura (32).

Con riferimento a Fig. 1, inizialmente viene tirata la striscia di ancoraggio (8) di sinistra nel verso della freccia (F2), finché l'anello elastico (5) va in battuta contro il supporto (3) di sinistra; quindi viene chiuso il blocchetto di chiusura (32) del supporto di sinistra, in modo da bloccare la striscia di ancoraggio (8).

Successivamente, come mostrato in Fig. 2, viene tirata l'altra striscia di ancoraggio (8) nel verso della freccia (F2), fino ad ottenere la tensione del nastro (2) desiderata; quindi viene chiuso il blocchetto di chiusura (32) del supporto di destra. A questo punto, il nastro (2) si trova alla tensione desiderata, mantenuta dal sistema elastico ammortizzante (4).

In Fig. 3 viene illustrato come, durante in funzionamento, il nastro (2) possa eseguire delle escursioni in verticale, nel verso della freccia (V), grazie ai sistemi ammortizzanti (4).

In Fig. 6 viene illustrata una seconda forma di realizzazione del trasduttore a nastro indicato con il numero di riferimento (101). In questo caso, viene utilizzato un filo (105) in materiale non elastico, amagnetico e resistente, quale ad esempio carbonio, fibra aramidica, poliammide, o poliimide.

Il filo (105) viene collegato al nastro (2) mediante una clip (107), in modo che la porzione ondulata (20) del nastro si trovi tra due tratti di filo (105) paralleli tra loro e giacenti sul piano del nastro (2).

La parete d'estremità (21) del nastro viene fissata ai contatti elettrici (131) disposti entro un supporto di base (130) del supporto rigido (103).

Alle due estremità del filo (105) viene crimpata una testa (151) montata scorrevole entro una sede (132) ricavata entro il contatto (131) del supporto di base. La testa (151) presenta un primo codolo (152) e un secondo codolo (153) di maggiore diametro.

Una molla (150) viene disposta tra una superficie di battuta (137) del contatto (131) ed il codolo (153) di maggiore diametro, in modo da sollecitare in trazione il filo (105). In questo modo il filo (105) si comporta come un filo elastico, come decritto nella prima forma di realizzazione, garantendo una resistenza meccanica maggiore rispetto ad un filo elastico.

Alle presenti forme di realizzazione dell’invenzione possono essere apportate numerose variazioni e modifiche di dettaglio, alla portata di un tecnico del ramo, rientranti comunque entro l’ambito dell’invenzione espresso dalle rivendicazioni annesse.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1) Trasduttore a nastro (1; 101) comprendente: - un nastro in materiale conduttore (2), - un sistema ammortizzante (4) disposto almeno ad un'estremità del nastro conduttore (2), e - due supporti rigidi (3; 103) nei quali sono fissate le estremità del nastro (2), caratterizzato dal fatto che detto sistema ammortizzante (4) comprende: - una sospensione costituita da almeno un filo (5; 105), - mezzi di ancoraggio (7; 107) per collegare detto nastro (2) a detto filo (5; 105), e - mezzi elastici (5; 150) operativamente connessi a detto filo per creare tensione meccanica.
2. 2) Trasduttore a nastro (101) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto filo (105) à ̈ in materiale non elastico e detti mezzi elastici (150) comprendono mezzi a molla disposti entro detto supporto rigido (103), tra una testa allargata (151) all'estremità del filo e una parete di battuta (137) del supporto rigido.
3. 3) Trasduttore a nastro (101) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta testa allargata (151) all'estremità del filo à ̈ montata scorrevole entro una sede (132) di contatti elettrici (131) disposti entro detto supporto rigido e destinati ad andare a contatto con detto nastro conduttore (2).
4. 4) Trasduttore a nastro (101) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di ancoraggio (107) comprendono una clip che serra detto filo (105) e detto nastro (2).
5. 5) Trasduttore a nastro (101) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto filo (105) à ̈ in materiale resistente all’usura non elastico e di grande resistenza alla trazione (carbonio, fibra aramidica, poliammide, o poliimide).
6. 6) Trasduttore a nastro (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto filo della sospensione à ̈ un filo elastico (5) e detto sospensione comprende una prima striscia di ancoraggio (7) ed una seconda striscia di ancoraggio (8) fissate ad una parte d'estremità di detto nastro (2) e collegate tra loro mediante detto filo elastico (5).
7. 7) Trasduttore a nastro (1) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto filo elastico (5) ha una forma ad anello.
8. 8) Trasduttore a nastro (1) secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che dette prima striscia (7) e seconda striscia (8) sono strisce di materiale plastico adesivizzate almeno su un lato, per essere fissate in modo adesivo su detto nastro (2).
9. 9) Trasduttore a nastro (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 8, caratterizzato dal fatto che detto nastro (2) presenta una porzione ondulata (20) disposta vicino alla sua estremità, tra detta prima striscia di ancoraggio (7) e detta seconda striscia di ancoraggio (8).
10. 10) Trasduttore a nastro (1) secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detta porzione ondulata (20) del nastro ha una configurazione sinusoidale comprendente almeno tre semionde.
11. 11) Trasduttore a nastro (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 10, caratterizzato dal fatto di comprendere due tubicini rigidi (6) in materiale amagnetico, disposti su detto nastro, e dette prima striscia (7) e seconda striscia (8) essendo avvolte su detti tubicini rigidi (6).
12. 12) Trasduttore a nastro (1) la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detti tubicini rigidi sono in materiale amagnetico, quale carbonio, titanio, alluminio, berillio, magnesio o litio.
13. 13) Trasduttore a nastro (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 12, caratterizzato dal fatto che detto filo elastico (5) della sospensione à ̈ realizzato in lattice o in silicone platinico o perossidico. <14)>Trasduttore a nastro (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 13, caratterizzato dal fatto che detta prima striscia (7) e seconda striscia (8) sono in poliestere biadesivizzato con acrilici.