DE102014012327B3

DE102014012327B3 - Resonanzplatte zur Verbesserung der Klangcharakteristik herkömmlicher Lautsprecherboxen

Info

Publication number: DE102014012327B3
Application number: DE102014012327.8A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-08-20
Filing date: 2014-08-20
Publication date: 2015-12-03
Anticipated expiration: 2034-08-21
Also published as: EP2988524A1

Abstract

Bei herkömmlichen Lautsprecherboxen ist die Klangcharakteristik bzgl. des hörbaren Frequenzbereichs und der Klangdynamik aufgrund der relativ kleinen Abstrahlfläche eingeschränkt und das Klangergebnis stark von der jeweiligen Hörposition abhängig. Die akustische Zusatzvorrichtung in Form einer am Lautsprechergehäuse befestigten Resonanzplatte vergrößert die Abstrahlfläche und soll die Ankopplung der Schwingungen an die Umgebungsluft und damit die Klangcharakteristik im Raum verbessern. Die Resonanzplatte [1] wird über ein geeignetes Kopplungselement (Steg) [2] freischwingend direkt mit dem Lautsprechergehäuse [3] verbunden. Der in dem Lautsprechergehäuse induzierte Körperschall wird über den Steg auf die Resonanzplatte übertragen und als Luftschall an die Umgebung abgegeben. Die Fläche der Resonanzplatte beträgt ein mehrfaches der ursprünglichen Abstrahlfläche der Schallwand des Lautsprechergehäuses. Für eine möglichst verlustarme Übertragung des Körperschalls ist eine entsprechend hohe Klemmkraft zwischen den einzelnen Elementen erforderlich, für die je nach Anwendungsfall entsprechend geeignete Verbindungselemente bzw. Klemmvorrichtungen zur Anwendung kommen. Die Vorrichtung eignet sich für jedes Einsatzgebiet herkömmlicher Lautsprecherboxen, insbesondere da, wo die Raumakustik Mängel aufweist, unterschiedliche Hörpositionen in gleicher Qualität versorgt werden sollen oder Einschränkungen bzgl. der Wiedergabelautstärke bestehen.

Description

Bei der Erfindung handelt es sich um ein plattenförmiges Element, das an herkömmlichen Lautsprechergehäusen (Lautsprecherboxen) angebracht wird und durch seine akustischen Eigenschaften als Resonator Körperschall des Lautsprechergehäuses in hörbaren Luftschall umwandelt, um die Klangqualität der Lautsprecherbox zu verbessern.
Mit dem Begriff Lautsprechergehäuse bzw. Lautsprecherbox sind hier Gehäuse gemeint, in denen ein oder mehrere Lautsprecher oder andere Schwingungswandler eingebaut sind, um elektrische Signale in Luftschall umzuwandeln.
Verursacht durch die vergleichsweise geringe Abstrahlfläche der einzelnen Komponenten einer Lautsprecherbox (Lautsprechermembran, Lautsprecherkalotten) ist die Klangcharakteristik bzgl. des hörbaren Frequenzbereichs und der Klangdynamik entscheidend von der Hörposition und der Wiedergabelautstärke abhängig. Nur in einem geometrisch eng umfassten Bereich ist die Ankopplung der Schallwellen an die Umgebungsluft über den gesamten Frequenzbereich zufriedenstellend, eine Verbesserung ist in der Regel nur durch Erhöhung der Wiedergabelautstärke erzielbar.
Die im Patentanspruch 1 beschriebene Erfindung soll diesen Nachteil beseitigen. Sie basiert auf dem Grundkonzept der Klangverstärkung bei klassischen Musikinstrumenten, bei denen die Schwingungen der Saiten über ein Kopplungselement (Steg) auf einen Resonanzkörper übertragen und verstärkt werden. Hierbei stellt das Lautsprechergehäuse [3] das schwingende Element dar, das Schwingungen an den am Lautsprechergehäuse befestigten Resonanzkörper (Resonanzplatte) [1] weiterleitet.
Der Resonanzkörper selbst besteht aus einem plattenförmigen Element (Resonanzplatte) mit, im Vergleich zur Plattenfläche, geringer Dicke, dessen Fläche jedoch ein Mehrfaches der ursprünglichen Abstrahlfläche der Lautsprecher in der Hauptabstrahlrichtung beträgt.
Die Resonanzplatte ist ausschließlich über den Steg [2] an das Lautsprechergehäuse gekoppelt und ist ohne weitere Einspannung frei schwingend an ihm aufgehängt.
Der Vorteil dieser Erfindung liegt darin, dass das unveränderte und in seinen Klangeigenschaften ursprüngliche Lautsprechergehäuse eine deutlich größere Abstrahlfläche erhält, die den Schall wesentlich großflächiger am Entstehungsort an die Umgebungsluft überträgt. Dadurch entsteht ein transparenteres und dynamischeres Klangbild, insbesondere durch die deutlich ausgeprägtere Gegenwart hoher Frequenzanteile, nahezu unabhängig von einer bestimmten Hörposition im gesamten Raum und bei geringerer Lautstärke.
Die Ausgestaltung der Resonanzplatte in der, der Erfindung zugrunde liegenden Form, basiert ebenfalls auf den Grundlagen des Insrumentenbaus. Die Platte besteht aus ausgewähltem Holz gleichmäßiger Dicke, das zu einer Platte verleimt ist, so wie z. B. Resonanzböden von Klavieren hergestellt werden. Es besteht jedoch keine Festlegung bei dem verwendeten Material, es können auch andere Materialien zum Einsatz kommen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Resonanzplatte besitzt eine rechteckige Form und ist über die gesamte Fläche gleichmäßig ca. 6 mm dick. Die Gesamtfläche der Resonanzplatte beträgt je Lautsprecherbox ca. 1,2 m². Das entspricht im konkreten Anwendungsfall dem ca. 8-fachen der ursprünglichen Abstrahlfläche senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung (Vorderseite der verwendeten Lautsprecherbox) und entspricht ca. 5% der Grundfläche des zu beschallenden Raums.
Die genannten Abmessungen stellen nur einen Anhaltswert für die Dimensionierung der Resonanzplatte dar. Die Form, Dicke und die Gesamtfläche sowie das Material der Resonanzplatte sind in weiten Bereichen veränderbar und stellen wesentliche Einflussgrößen auf das Klangergebnis dar. In der europäischen Patentschrift EP 1 110 426 B1 , ”Plattenförmige akustische Vorrichtung unter Verwendung von Biegewellenmoden” sind konstruktive Maßnahmen zur Beeinflussung von Schwingungsmoden und Koinzidenzfrequenzen bei der Anregung von Biegewellenschwingungen an Paneelen beschrieben, die jedoch nicht Gegenstand dieser Erfindung sind.
Der Steg [2] hat die wichtige Funktion, Körperschall des Lautsprechergehäuses möglichst verlustarm auf die Resonanzplatte zu übertragen. Der Steg bietet bzgl. Form, Material und Positionierung viele Möglichkeiten zur Beeinflussung des Klangergebnisses. In der Variante, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht der Steg aus einer Hartholz-Leiste mit rechteckigem Querschnitt und in Übertragungsrichtung des Körperschalls ausgerichtetem Faserverlauf. Der Steg kann ein eigenständiges Bauteil sein, es ist jedoch auch möglich, den Steg als festen Bestandteil in das Lautsprechergehäuse oder in die Resonanzplatte zu integrieren.
Eine wesentliche Bedeutung bzgl. des Klangergebnisses kommt der Steifigkeit der Verbindung zwischen Lautsprechergehäuse, Steg und Resonanzplatte zu. Hier sind hohe Klemmkräfte erforderlich, um Verluste bei der Übertragung des Körperschalls möglichst klein zu halten. In den Fällen, in denen das Lautsprechergehäuse eine geeignete direkte Verschraubung nicht zulässt, muss eine zusätzliche Klemmvorrichtung (2 u. 3) entsprechend angebracht werden.
In den anhängenden Zeichnungen ist in 1 eine mögliche Anordnung der Hauptkomponenten Lautsprechergehäuse [3], Steg [2] und Resonanzplatte [1] dargestellt. 2 und 3 zeigen eine Möglichkeit der Gestaltung einer vielseitig verwendbaren Klemmvorrichtung [4], mit der die einzelnen Komponenten gegeneinander mit der nötigen Kraft vorgespannt werden können.

Claims

Akustisches Element in Form einer Resonanzplatte (1) für Lautsprechergehäuse (3), die schwingfähig an einem Lautsprechergehäuse befestigt wird und einen Körperschall des Lautsprechergehäuses in hörbaren Schall umwandelt, wobei – die Fläche der Resonanzplatte mindestens 3 mal so groß wie die Fläche einer mit Lautsprechern bestückten Schallwand des Lautsprechergehäuses ist und die Dicke der Resonanzplatte in mm für mindestens 50% der Fläche der Resonanzplatte höchstens das 10-fache der Fläche der Resonanzplatte in m² beträgt, – die Ankopplung der Resonanzplatte an das Lautsprechergehäuse mittels eines für eine verlustarme Weiterleitung des Körperschalls geeigneten Stegs (2) erfolgt, – und die Verbindung von Lautsprechergehäuse, Steg und Resonanzplatte entweder direkt über formschlüssig oder kraftschlüssig wirkende Verbindungselemente oder über Klemmvorrichtungen erfolgt.
Akustisches Element nach Anspruch 1, bei dem die Funktion des Stegs als Kopplungsglied konstruktiv in die Resonanzplatte integriert ist.
Akustisches Element nach Anspruch 1, bei dem die Funktion des Stegs als Kopplungsglied konstruktiv in das Lautsprechergehäuse integriert ist.
Akustisches Element nach Anspruch 1, das aus mehr als einer Resonanzplatte besteht, die auf gleicher oder verschiedenen Ebenen angebracht sind und deren Gesamtfläche der Fläche der Resonanzplatte nach Anspruch 1 entspricht, wobei die Dicke jeder einzelnen Resonanzplatte in mm für mindestens 50% der Fläche jeder einzelnen Resonanzplatte höchstens das 10-fache der Gesamtfläche aller einzelnen Resonanzplatten in m² beträgt.