DE10216965C1

DE10216965C1 - Loudspeaker box has bass, medium tone and HF loudspeakers stacked along vertical axis with base of medium tone loudspeaker housing lying in plane of outer edge of bass loudspeaker membrane

Info

Publication number: DE10216965C1
Application number: DE2002116965
Authority: DE
Inventors: Rudolf Mechow
Original assignee: IPG PATENTVERWERTUNGS GES AG C
Current assignee: IPG PATENTVERWERTUNGS GES AG C
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2003-08-21
Anticipated expiration: 2022-04-17
Also published as: WO2003088707A1; AU2003232473A1

Abstract

The loudspeaker box has bass, medium tone and HF loudspeakers (1,2,3) positioned in series along a vertical axis (A), each provided with an oscillating membrane (18,11,7) in the end face of a loudspeaker housing (17,10,6). The HF loudspeaker radiates sound in a downwards facing direction and the bass and medium tone loudpeakers radiate sound in an upwards facing direction, with a rotationally symmetrical double cone (4) positioned between the medium tone loudspeaker and the HF loudspeaker. The housing of the medium tone loudspeaker has a flat base (16) supported in the plane of the outer edge (19) of the bass loudpeaker membrane, the medium tone loudpeaker membrane and the bass loudspeaker membrane spaced axially by between 3/4 and 5/4 of the diameter of the latter.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lautsprecherbox der im Oberbegriff des Anspruch 1 genannten Art.The invention relates to a loudspeaker in the preamble of claim 1 Art.

Aus der US 5115882 ist eine Lautsprecherbox mit zwei in einer Achse angeord neten Lautsprechern für unterschiedliche Frequenzbereiche bekannt, die jeweils gegen zugeordnete rotationssymmetrische Reflexionskegel strahlen.From US 5115882 a loudspeaker box is arranged with two in one axis Neten speakers known for different frequency ranges, each radiate against assigned rotationally symmetrical reflection cones.

Aus der DE 195 27 499 C1 ist eine Lautsprecherbox bekannt, bei der zwei in einer Achse angeordnete Lautsprecher für unterschiedliche Frequenzbereiche gegen einen zwischen diesen angeordneten Doppelreflexionskegel strahlen.From DE 195 27 499 C1 a loudspeaker box is known in which two in one Axis loudspeakers for different frequency ranges against radiate a double reflection cone arranged between them.

Eine gattungsgemäße Lautsprecherbox ist aus der DE 85 29 497 U1 bekannt, wie dort in der Zeichnung dargestellt. Mit dem Doppelkegel zwischen Hochtonlaut sprecher und Mitteltonlautsprecher wird erreicht, daß die in der lotrechten Achse gegen den Doppelkegel abgestrahlten Schallanteile des Hochtonlautsprechers und des Mitteltonlautsprechers seitlich abgestrahlt werden, und zwar derart, daß sie aus einem in der Mitte des Doppelkegels liegenden Punkt zu kommen scheinen. Man nähert sich damit dem Ideal des punktförmig abstrahlenden Lautsprechers.A generic speaker box is known from DE 85 29 497 U1, such as shown there in the drawing. With the double cone between the tweeter Speaker and midrange speaker is achieved in the vertical axis against the double cone emitted sound components of the tweeter and of the mid-range speaker are emitted laterally, in such a way that they seem to come from a point in the middle of the double cone. One approaches the ideal of the point-emitting loudspeaker.

Bei der bekannten gattungsgemäßen Konstruktion strahlt auch der Tieftonlaut sprecher nach oben gegen einen Kegel ab, so daß seine Schallanteile seitlich ab gestrahlt werden. Jedoch kommen hierbei die vom Tieftonlautsprecher abge strahlten Schallanteile aus einem anderen Punkt als die aus dem gemeinsamen Punkt kommenden Schallanteile von Hochtöner und Mitteltöner. Dies führt zu einer Abweichung vom Ideal des punktförmig abstrahlenden Lautsprechers und zu hörbaren Klangverfärbungen.In the known generic construction, the bass tone also shines speaker upwards against a cone, so that its sound components from the side be blasted. However, here come from the woofer radiated sound components from a different point than that from the common Point coming from tweeter and midrange. this leads to a deviation from the ideal of the point loudspeaker and to audible discoloration of sound.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße Lautsprecherbox derart auszubilden, daß sämtliche abgestrahlten Schallanteile aus einem gemeinsamen Punkt kommen.The object of the present invention is a generic To design the loudspeaker box in such a way that all radiated sound components come from a common point.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß ist die Unterseite des Mitteltongehäuses flach und unter Aus bildung eines Ringspaltes vor der Tieftonmembran angeordnet. Dadurch wird die Direktschallabstrahlung höherer, ortbarer Frequenzen der Tieftonmembran ver ringert. Durch die Anordnung der Mitteltonmembran und der Tieftonmembran in einem Abstand, der im wesentlichen dem Durchmesser der Tieftonmembran ent spricht, ergibt sich ferner ein akustischer Effekt, der dazu führt, daß die Schallanteile des Tieftonlautsprechers von denen des Mitteltonlautsprechers nicht mehr ortbar unterschieden werden können. Als Gesamtergebnis ergibt sich eine Lautsprecherbox, bei der alle Schallanteile, einschließlich der des Tieftonlaut sprechers aus demselben Punkt, nämlich dem Mittelpunkt des Doppelkegels zu kommen scheinen.According to the invention, the underside of the mid-range housing is flat and under off formation of an annular gap arranged in front of the bass cone. This will make the Direct sound radiation of higher, locatable frequencies of the low-frequency membrane ver Ringert. Due to the arrangement of the mid-range diaphragm and the low-frequency cone in a distance which is essentially the diameter of the woofer cone speaks, there is also an acoustic effect that leads to the Sound components of the woofer not those of the mid-range speaker can be distinguished more locatable. The overall result is one Loudspeaker in which all sound components, including that of the woofer speaker from the same point, namely the center of the double cone seem to come.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen. Bei diesem Abstand der Tieftonmembran von der Mitteltonmembran ergibt sich eine optimale Ver schmelzung der Schallanteile dieser beiden Lautsprecher.The features of claim 2 are advantageously provided. At this distance the low-frequency cone from the mid-range cone results in an optimal ver melting of the sound components of these two speakers.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen. Bei dieser Größen wahl der Unterseite des Mitteltongehäuses ergibt sich bei der Tieftonmembran eine optimale Dämpfung und ein günstiges Verhältnis zwischen der Abdeckung störender höherer Frequenzen und ausreichendem Schalldruck. The features of claim 3 are advantageously provided. At these sizes The choice of the underside of the midrange case results from the low-frequency diaphragm optimal damping and a favorable ratio between the cover disturbing higher frequencies and sufficient sound pressure.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 4 vorgesehen. Mit diesen Merk malen ergibt sich der optimale Abstand der Unterseite des Mitteltongehäuses zur Membran des Tieftonlautsprechers.The features of claim 4 are advantageously provided. With this note paint the optimal distance from the underside of the midrange cabinet to Woofer cone.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 5 vorgesehen. Diese Übergangs frequenz zwischen Tieftonlautsprecher und Mitteltonlautsprecher führt bei übli chen Frequenzabfällen von 6 dB oder 12 dB zu einer optimalen Anpassung des Frequenzganges an die bei der vorliegenden Erfindung gegebenen geometrischen Abmessungen der Lautsprecherbox.The features of claim 5 are advantageously provided. This transition frequency between woofer and mid-range speaker leads at übli Chen frequency drops of 6 dB or 12 dB for an optimal adjustment of the Frequency response to the geometric given in the present invention Dimensions of the speaker box.

In der Zeichnung ist in einer einzigen Figur die Erfindung beispielsweise und schematisch im Teilschnitt in der lotrechten Achse einer Lautsprecherbox darge stellt.In the drawing, the invention is for example and in a single figure schematically in partial section in the vertical axis of a loudspeaker darge provides.

Die dargestellte Lautsprecherbox weist übereinander und jeweils konzentrisch zu einer lotrechtstehenden Achse A angeordnet einen Hochtonlautsprecher 1, einen Mitteltonlautsprecher 2 und einen Tieftonlautsprecher 3 auf. Zwischen dem Hochtonlautsprecher und dem Mitteltonlautsprecher ist ein Doppelkegel 4 ange ordnet.The loudspeaker box shown has a tweeter 1 , a mid-range speaker 2 and a woofer 3 arranged one above the other and each concentric to a perpendicular axis A. A double cone 4 is arranged between the tweeter and the mid-range speaker.

Die dargestellten Teile 1, 2, 3, 4 der Lautsprecherbox sind im Abstand zueinander mit beispielhaft dargestellten Verstrebungen 5 gehalten.The illustrated parts 1 , 2 , 3 , 4 of the loudspeaker box are held at a distance from one another with struts 5 shown as examples.

Der Hochtonlautsprecher 1 weist ein Gehäuse 6 und eine in der Achse A nach unten abstrahlende Kalottenmembran 7 auf.The tweeter 1 has a housing 6 and a dome diaphragm 7 radiating downwards in the axis A.

Der Doppelkegel 4 ist rotationssymmetrisch zur Achse A ausgebildet und weist sowohl zum Hochtonlautsprecher 1 hin als auch zum Mitteltonlautsprecher 2 hin je eine abgerundet konkave Reflexionsfläche 8, 9 auf. The double cone 4 is rotationally symmetrical to the axis A and has a rounded concave reflection surface 8 , 9 both towards the tweeter 1 and towards the mid-range speaker 2 .

Der Mitteltonlautsprecher 2 weist ein Gehäuse 10 auf, in dessen oberer, zum Doppelkegel 4 hin weisenden Fläche eine in typischer Bauart dargestellte Mit teltonmembran 11 konischer Grundform angeordnet ist, die in ihrem mittleren Bereich die übliche Kalotte 12 über der Schwingspule 13 aufweist. Der erforder liche Spaltmagnet, elektrische Zuleitungen, Frequenzweichen und dergleichen sind zur zeichnerischen Vereinfachung nicht dargestellt. Die Mitteltonmembran 11 ist an ihrem Außenrand 14 über die übliche Sicke 15 mit dem Gehäuse 10 verbunden. Die Unterseite 16 des Mitteltongehäuses 10 ist rund und senkrecht zur Achse A stehend flach ausgebildet und geht, wie dargestellt, zur Vermeidung akustischer Störungen mit leichter Verrundung in die Seitenwand des Gehäuses 10 über.The mid-range loudspeaker 2 has a housing 10, an With shown in typical type is arranged teltonmembran 11 conical basic shape in which the upper, back side facing the double-cone 4 surface which has in its central region the usual dome 12 via the voice coil. 13 The requisite gap magnet, electrical leads, crossovers and the like are not shown to simplify the drawing. The mid-range membrane 11 is connected to the housing 10 at its outer edge 14 via the conventional bead 15 . The underside 16 of the mid-range housing 10 is round, flat and perpendicular to the axis A and, as shown, merges into the side wall of the housing 10 with slight rounding to avoid acoustic interference.

Der Tieftonlautsprecher 3 weist ein Gehäuse 17 auf, das in seinem unteren, auf dem Boden aufstellbaren Teil abgeschnitten ist. In seiner nach oben offenen Stirnfläche ist eine Tieftonmembran 18 angeordnet, die im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel - bis auf den Durchmesser - identisch ausgebildet ist, wie die Mit teltonmembran 11. Sie ist ebenfalls an ihrem Außenrand 19 über eine Sicke 20 am Gehäuse 17 befestigt und weist in ihrem mittleren Bereich eine Kalotte 21 über einer Schwingspule 22 auf, deren Antriebsmagnet, elektrische Zuleitungen und dergleichen zur zeichnerischen Vereinfachung weggelassen sind.The woofer 3 has a housing 17 which is cut off in its lower part which can be set up on the floor. In its upwardly open end face, a low-frequency diaphragm 18 is arranged, which, in the exemplary embodiment shown, is identical — except for the diameter — as the mid-range diaphragm 11 . It is also attached to its outer edge 19 via a bead 20 on the housing 17 and has in its central region a spherical cap 21 over a voice coil 22 , the drive magnet, electrical leads and the like are omitted for the sake of simplifying the drawing.

Die Gehäuse 6, 10, 17 der drei dargestellten Lautsprecher 1, 2, 3 sind von aku stisch günstigem rundem Querschnitt.The housing 6 , 10 , 17 of the three loudspeakers 1 , 2 , 3 shown are of an acuically favorable round cross-section.

Wie sich aus der Zeichnung ergibt, ist im Ausführungsbeispiel die Unterseite 16 des Mitteltongehäuses 10 in bezug auf die Achse A auf Höhe des Außenrandes 19 der Tieftonmembran 18 angeordnet, so daß sich zwischen ihrem Rand und dem Außenrand 19 der Tieftonmembran ein Ringspalt ergibt, aus dem der Schall des Tieftonlautsprechers entweichen kann. Störende Hochtonanteile der Tiefton membran, die aus deren mittleren Bereich kommen, werden jedoch durch die Unterseite 16 des Mitteltongehäuses 10 abgefangen. Die Unterseite 16 des Mit teltonlautsprechers 2 kann im Vergleich zur dargestellten Lage auch etwas höher angeordnet sein, sollte aber stets im wesentlichen auf Höhe des Außenrandes 19 der Tieftonmembran 18 liegen.As can be seen from the drawing, in the exemplary embodiment the underside 16 of the mid-range housing 10 is arranged in relation to the axis A at the level of the outer edge 19 of the low-frequency diaphragm 18 , so that an annular gap results between its edge and the outer edge 19 of the low-frequency diaphragm, from which the sound of the woofer can escape. Disruptive high-frequency components of the low-frequency membrane, which come from the central area, are intercepted by the underside 16 of the mid-range housing 10 . The underside 16 of the loudspeaker 2 can also be arranged somewhat higher in comparison to the position shown, but should always lie essentially at the level of the outer edge 19 of the woofer 18 .

Der Durchmesser der Unterseite 16 des runden Mitteltongehäuses 10 soll in be zug auf den Durchmesser des Außenrandes 19 der Tiefionmembran 18 im Be reich von 2/3 liegen. Dann wird die Tieftonmembran gut bedämpft und es werden die im mitleren Bereich der Membran abgestrahlten höheren Frequenzen abge deckt. Dabei reicht der freie Abstrahlspalt um die Unterseite 16 aber noch zur Erzeugung hohen Schalldruckes aus.The diameter of the underside 16 of the round mid-range housing 10 should be in range of 2/3 in relation to the diameter of the outer edge 19 of the deep ion membrane 18 . Then the low-frequency membrane is well damped and it covers the higher frequencies emitted in the central region of the membrane. The free radiation gap around the bottom 16 is still sufficient to generate high sound pressure.

Der Abstand zwischen der Mitteltonmembran 11 und der Tieftonmembran 18 muß gering gehalten werden. Bezogen auf ihre jeweiligen Außenränder 14 und 19 soll dieser Abstand nicht kleiner als 3/4 und nicht größer als 5/4 des Durch messers der Tieftonmembran 18 betragen und optimal gleich dem Durchmesser der Tieftonmembran sein.The distance between the mid-range diaphragm 11 and the low-range diaphragm 18 must be kept small. Based on their respective outer edges 14 and 19 , this distance should not be less than 3/4 and not greater than 5/4 of the diameter of the bass membrane 18 and optimally be equal to the diameter of the bass membrane.

Mit nicht dargestellten Frequenzweichen sind die Frequenzgänge des Mittelton lautsprechers 2 und des Tieftonlautsprechers 3 mit einer Übergangsfrequenz von 160-230 Hz einzurichten. Damit ergibt sich eine günstige Frequenzganganpas sung an die gegebenen geometrischen Verhältnisse.With crossovers, not shown, the frequency responses of the mid-range speaker 2 and the woofer 3 are set up with a crossover frequency of 160-230 Hz. This results in a favorable frequency response adaptation to the given geometric conditions.

Claims

1. Lautsprecherbox mit einem Tiefton- (3), einem Mittelton- (2) und einem Hochtonlautsprecher (1), die jeweils eine angetriebene Membran (18, 11, 7) in der Stirnfläche eines eigenen Gehäuses (17, 10, 6) aufweisen, wobei die Lautsprecher in der genannten Reihenfolge in einer lotrechten Achse (A) übereinander und in dieser Achse abstrahlend angeordnet sind, wobei der Hochtonlautsprecher (1) nach unten und die beiden anderen Lautsprecher (2, 3) nach oben abstrahlen und wobei zwischen dem Mitteltonlautsprecher (2) und dem Hochtonlautsprecher (1) ein um die Achse (A) rotationssymmetri scher Doppelreflexionskegel (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (11) des Mitteltonlautsprechers (2) und die Membran (18) des Tieftonlautsprechers (3) zur Achse (A) rotationssymmetrisch ausgebildet sind, daß die Unterseite (16) des Mitteltongehäuses (10) senkrecht zur Achse (A) flach ausgebildet ist und mit ihrem zur Achse ebenfalls rotationssymme trischen Rand in einem ringförmigen Spaltabstand zum Außenrand (19) der Membran (18) des Tieftonlautsprechers (3) liegt, wobei der Außenrand (14) der Mitteltonmembran (11) zum Außenrand (19) der Tiefionmembran (18) in Achsrichtung einen Membranabstand aufweist, der zwischen 3/4 und 5/4 des Durchmessers der Tieftonmembran (18) beträgt.1. Loudspeaker box with a woofer ( 3 ), a mid-range ( 2 ) and a tweeter ( 1 ), each of which has a driven diaphragm ( 18 , 11 , 7 ) in the end face of its own housing ( 17 , 10 , 6 ) , wherein the loudspeakers are arranged one above the other and radiating in this axis in a vertical axis (A), the tweeter ( 1 ) radiating downwards and the other two loudspeakers ( 2 , 3 ) radiating upwards and between the mid-range loudspeaker ( 2 ) and the tweeter ( 1 ) around the axis (A) rotationally symmetri cal double reflection cone ( 4 ) is arranged, characterized in that the membrane ( 11 ) of the mid-range speaker ( 2 ) and the membrane ( 18 ) of the woofer ( 3 ) are designed to be rotationally symmetrical with respect to the axis (A) such that the underside ( 16 ) of the mid-range housing ( 10 ) is designed to be flat perpendicular to the axis (A) and likewise rotationally symmetrical to the axis mme trical edge in an annular gap distance to the outer edge ( 19 ) of the membrane ( 18 ) of the woofer ( 3 ), wherein the outer edge ( 14 ) of the mid-range membrane ( 11 ) to the outer edge ( 19 ) of the deep ion membrane ( 18 ) has a membrane distance in the axial direction , which is between 3/4 and 5/4 of the diameter of the bass membrane ( 18 ).

2. Lautsprecherbox nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mem branabstand gleich dem Durchmesser der Tieftonmembran (18) ist.2. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that the membrane distance is equal to the diameter of the diaphragm ( 18 ).

3. Lautsprecherbox nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Unterseite (16) kreisförmig ist mit einem Durchmesser von 2/3 des Durchmessers der Membran (18) des Tieftonlautsprechers (3).3. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that the edge of the underside ( 16 ) is circular with a diameter of 2/3 of the diameter of the membrane ( 18 ) of the woofer ( 3 ).

4. Lautsprecherbox nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unter seite (16) in der Ebene des Außenrandes (19) der Tieftonmembran (18) liegt.4. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that the lower side ( 16 ) in the plane of the outer edge ( 19 ) of the low-frequency membrane ( 18 ).

5. Lautsprecherbox nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mit teltonlautsprecher (2)und der Tieftonlautsprecher (3) Frequenzweichen mit einer Übergangsfrequenz von 160-230 Hz aufweisen.5. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that the With loudspeaker ( 2 ) and the woofer ( 3 ) have crossovers with a crossover frequency of 160-230 Hz.