DE19734120A1 - Tonwiedergabeanordnung - Google Patents
TonwiedergabeanordnungInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist eine Tonwiedergabeanordnung, insbesondere eine solche zur
Wiedergabe von tief-frequenten Tönen.
Gemäß dem Stand der Technik ist es bekannt, Tonsignale mittels von sogenannten elektro
akustischen Wandlern wiederzugeben. Solche Wandler weisen als Hauptkomponenten eine
Membran, eine Antriebsanordnung und Befestigungsmittel zur gegenseitigen Verbindung von
Membran und Antriebsanordnung auf. Antriebsanordnungen für eine solche Membran werden
überwiegend von einem Magnetsystem gebildet, welches einen Dauermagneten und ein Joch (auch
Rückschlußteil genannt) aufweist. Die Membran ist mit einer Schwingspule versehen und taucht in
einen im Magnetsystem belassenen Luftspalt ein. Werden die beiden Enden der Schwingspule mit
einer Tonsignalquelle leitend verbunden, bewegt sich die Schwingspule im Luftspalt des
Magnetsystems, so daß über die mit der Schwingspule verbundene Membran die an den jeweiligen
Oberflächen der Membran anliegenden Luftvolumina in Schwingungen versetzt wird. Da eine
solche Anordnung nicht geeignet ist, das gesamte hörbare Frequenzband einer Tonsignalquelle in
befriedigender Weise wiederzugeben, ist man dazu übergegangen, sogenannte Bereichswandler zu
entwickeln, welcher nur für einen Teilbereich des zu übertragenden Frequenzbandes optimiert
ausgebildet sind. In der Praxis geläufige Anordnungen weisen in der Regel einen Wandler für tief-,
mittel- und hoch-frequente Tonsignale auf. Auch können in solchen Anordnungen die beiden
Wandler für mittel- und hoch-frequenten Tonsignale von bloß einem Wandler abgestrahlt werden.
Um die Wiedergabe von tief-frequenten Tonsignalen weiter zu verbessern, ist man schon sehr früh
dazu übergegangen, Wandler, welche tief-frequente Tonsignale übertragen sollen, in Gehäuse
einzubauen, um Auslöschungen von Schallwellen, welche von Membranvorderseite und der
Membranrückseite abgestrahlt werden, auszuschließen. Hierbei haben sich im wesentlichen drei
Grundformen herausgebildet.
Die erste Grundform, welche auch als geschlossenes Gehäuse bezeichnet wird, zeichnet sich
dadurch aus, daß das Gehäuse mit Ausnahme der Wandleröffnung, in welcher ein Wandler
montiert ist, keine andere Öffnung aufweist. Hierbei wirkt jedoch das im Gehäuse eingeschlossene
und mit der Rückseite der Membran in Verbindung stehende Luftvolumen als zusätzliche Feder,
wodurch die Resonanzfrequenz des Wandlers erhöht und somit die untere Grenzfrequenz zu
höheren Frequenzen verschoben wird. Damit mit solchen Anordnungen noch hinreichend tiefe
Töne abgestrahlt werden können, darf das eingeschlossene Luftvolumen, welches auch als
Dämpfungsvolumen bezeichnet wird, einen Mindestwert nicht unterschreiten. Nachteilig ist bei
solchen Anordnungen, daß das Gehäuse zumindest eine dem Abhörraum zugewandte Wandung
aufweisen muß, die von ihren Abmessungen geeignet ist, den zumeist großdimensionierten
Tieftonwandler in der Öffnung aufzunehmen. Mit Rücksicht auf die Raum- bzw.
Flächenanforderungen solcher Anordnungen sind diesen Anordnungen Anwendungen versagt, die
auch bei geringerem Raumangebot (wie z. B. in einem Kraftfahrzeug) eine gute Tieftonwiedergabe
erforderlich machen.
Baßreflexboxen, welche die zweite Grundform bilden, bauen auf dem Prinzip der ersten
Grundform auf. Abweichend von diesem Prinzip weisen Baßreflexboxen jedoch eine weitere
Öffnung im Gehäuse auf, aus der die von der Membran rückwärts abgestrahlten Schallwellen
phasenrichtig mit der von der Vorderseite der Membran abgestrahlten Schallwellen austreten und
deren Wirkung unterstützen. Wandler und Gehäuse stellen bei Baßreflex-Anordnungen zwei
miteinander gekoppeltes System dar. Das Baßreflexgehäuse ist ein Resonator, dessen von dem
Volumen des Gehäuses und der Größe und Tiefe der zusätzlichen Öffnung abhängige
Resonanzfrequenz auf die Eigenfrequenz des eingebauten Tieftonwandlers abgestimmt ist. Als
Folge hiervon stellen sich Koppelschwingungen ein. Töne, die in der Nähe der Eigenresonanz des
eingebauten Wandlers liegen, regen das Gasvolumen im (in Resonanz befindlichen) Gehäuse zum
besonders kräftigen Mitschwingen an. Die hierbei auftretende tiefe Koppelfrequenz bewirkt, daß
Bässe, welche von einem in einem geschlossenen Gehäuse angeordneten Wandler nur schwach
angestrahlt werden können, verstärkt hörbar werden.
Auch wenn Baßreflex-Anordnungen gegenüber geschlossenen Gehäuse-Anordnungen der
Schalldruck-Frequenzgang nicht so linear ist, haben Baßreflex-Anordnungen gegenüber den
geschlossenen Gehäuse-Anordnungen den Vorteil, daß sie bei kleineren Abmessungen einen
höheren Wirkungsgrad bei tiefen Frequenzen liefern. Aber auch Baßreflex-Anordnungen haben
wie geschlossene Gehäuse-Anordnungen den allgemeinen Nachteil, daß die Wandler in eine
Wandung des (Baßreflex-) Gehäuses eingesetzt werden müssen, womit eine Vielzahl von
Anwendungsfeldern auch für diese für Anordnungen (insbesondere solche mit geringerem
Raumangebot) ausscheiden.
Den vorläufigen Schlußpunkt der Boxentwicklung stellen die sogenannten Bandpaß-An
ordnungen dar, welche gleichzeitig die dritte Grundform bilden. Bandpass-Anordnungen
zeichnen sich dadurch aus, daß ein geschlossenes Gehäuse durch eine Trennwand in zwei
Kammern unterteilt ist. In diese Trennwand ist der Tieftonwandler eingesetzt. In der einfachsten
Bauform weisen Bandpass-Anordnungen in einer der beiden Kammern eine Baßreflexöffnung auf,
die allein für die Schallabstrahlung zuständig ist. Grundlage für diese Anordnungen, welche ein
sehr gutes Tieftonwiedergabeverhalten zeigen, ist die Nutzung des speziellen
Frequenzgangcharakters eines Helmholtzresonators: Diese aus einem Hohlraum mit einer Öffnung
bestimmter Länge und bestimmten Querschnitts bestehende Anordnung zeigt, angeregt durch
einen Wandler, einen Frequenzgang mit ausgeprägter Resonanzfrequenz, bei der der Schalldruck
maximal ist, und mit zu tieferen und höheren Frequenzen mit einer Steilheit von 12 Dezibel pro
Oktave abfallenden Flanken. Bei höheren Frequenzen tritt jedoch ein zusätzlicher parasitärer
Effekt auf, der am ehesten mit dem Verhalten einer Transmission-Line-Anordnung zu vergleichen
ist: In der Öffnung des Helmholtz-Resonators bilden sich stehende Wellen aus, deren
Grundschwingung eine Wellenlänge von der doppelten Länge der Öffnung hat. Dieser Effekt kann
aber durch den Einsatz von elektrischen Filtern ausgeschaltet werden. Kennzeichnend für die
Bandpass-Anordnungen ist, daß das offene - weil mit der Baßreflexöffnung versehene - Volumen
ein Raumvolumen erfordert, welches je nach Ausbildung zwischen etwa 0,4 und 0,8 des
Raumvolumens des - für diese Betrachtung - geschlossenen Volumens erfordert. Dabei ist, sofern
die entsprechenden Volumina bereitgestellt werden, die Formgebung der verschiedenen Kammern
weitgehend beliebig. Berücksichtigt man weiter, daß Bandpass-Anordnungen lediglich für den
Schallaustritt Wandungen erfordern, die etwas größer sind als der Querschnitt der
Baßreflexöffnung, und daß i. ü. solche Anordnungen schon ab etwa 10-12 Litern
Gesamtvolumen eine akzeptable Baßwiedergabe erlauben, sind für diese Anordnung auch für
Anwendungen geeignet, bei welchen nur ein sehr begrenztes Raumangebot zur Verfügung steht.
Zieht man jedoch in die Überlegung mit ein, daß auch in vielen Anwendungsfällen das begrenzte
Raumangebot, welches zur Aufnahme von Baßreflex-Anordnungen zur Verfügung steht, einer
Mehrzahl von Veränderungen unterliegen kann, bedeutet dies, da Baßreflex-Anordnungen auf
Verkleinerungen des Gesamtvolumens sehr sensibel reagieren, daß entsprechend den
Raumveränderungen eine Vielzahl von Bandpass-Anordnungen vorgehalten werden müssen. Um
es an einem Beispiel zu verdeutlichen: Geht man davon aus, daß das erforderliche Raumangebot
für den Einbau einer Baßwiedergabeanordnung unter dem Fahrersitz eines PKW's in sogenannter
Normalausstattung zur Verfügung steht, so kann dieses Volumen etwa bei der Ausstattung des
Fahrzeugs mit elektrischer Sitzverstellung durch die notwendigen Stellmotoren nicht mehr oder
nur noch in veränderter Form vorliegen. Gleiches gilt, wenn das Fahrzeug etwa auch mit
Sportsitzen lieferbar ist. Auch wenn bei der Dimensionierung einer Baßwiedergabeanordnung
solche Ausstattungsvarianten bei der Konzeption von Baßwiedergabe-Anordnungen berücksichtigt
werden können, kommt irgendwann der Punkt, wann Veränderungen (= Verkleinerungen) der
Gehäuseform bzw. der Baßwiedergabeanordnung notwendig werden. In diesem Zusammenhang
sei nur auf den Fall hingewiesen, daß ausgehend von einer Limousine (mit zeitlichem Verzug)
Kombi- oder All-Rad-Version mit geänderter Bodengruppe entwickelt werden und diese zur
Stabilität des Fahrzeugs den Raum unter den Sitzen beispielsweise durch Versteifungssicken
verkleinern.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Tonwiedergabeanordnung zur Wiedergabe
von tief-frequenten Tönen anzugeben, welche ein vorhandenes Raumangebot auch bei
Veränderungen dieses Raumangebots sehr flexibel nutzen kann und darüber hinaus nur eine
Schallabstrahlöffnung zum Abhörraum erfordert, deren Querschnittflächen kleiner ist als diejenige
der Membran.
Diese Aufgabe wird mit dem in Anspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst. Vorteilhafte Aus- und
Weiterbildungen der Erfindung sind den Ansprüchen 2-7 entnehmbar.
Arbeitet diejenige Oberfläche der (ersten) Membran, welche dem geschlossenen
Dämpfungsvolumen abgewandt ist, ausschließlich auf das Verschiebevolumen, welches bis auf
zumindest eine Öffnung geschlossen ist, läßt sich auch bei variablem Raumangebot eine sehr gute
Baßwiedergabe erreichen, wenn die Querschnittsflächen sämtlicher Öffnungen wesentlich kleiner
als die Querschnittsfläche der ersten Membran sind und an jede der Öffnungen ein offener
Schallführungskanal anschließt, dessen Querschnitt im wesentlichen der Querschnittsfläche der
Öffnung entspricht, mit welchen er verbunden ist. Die Variabilität einer solchen Anordnung zur
Baßwiedergabe beruht darauf, daß zum einen das Verschiebevolumen einschließlich der
Schallführungskanäle sehr gering ist und daß das Dämpfungsvolumen mit großer Bandbreite
gegenüber Volumenveränderungen unkritisch reagiert.
Das gute Wiedergabeverhalten läßt sich am besten mittels von akustischen Analogien bzw.
elektrischen Ersatzschaltbildern (zugl. hierzu R. Small, "Vented-Box-Lautspeaker-Systems",
AESJ, Juni 1973, Pages 363 ff.) erklären. Danach ergibt sich, daß bei Baßreflexboxen zu den
beiden Blindkomponenten des Lautsprechers (= Masse und Nachgiebigkeit) zwei weitere
Blindkomponenten und zwar die Nachgiebigkeit des Gehäusevolumens und die akustische Masse
des Baßreflexrohres (auch Port genannt) hinzukommen. Aus der akustischen Analogie bzw. dem
elektrischen Ersatzschaltbild wird deutlich, daß bei solchen Anordnungen drei
Resonanzfrequenzen auftreten.
Im Gegensatz dazu wird bei einem geschlossenen Gehäuse aus den Nachgiebigkeiten der
Lautsprecheraufhängungen und des Gehäusevolumens eine resultierende Nachgiebigkeit gebildet,
welche kleiner ist als die Nachgiebigkeit des frei aufgestellten Lautsprechers.
Dies ergibt eine beim frei aufgestellten Lautsprecher nur eine Resonanzfrequenz, welche allerdings
im Vergleich zum aufgestellten Lautsprecher einen höheren Wert aufweist.
Im Gegensatz dazu arbeitet die erfindungsgemäße Anordnung direkt auf die akustische Masse,
welche vom oder von den Schallführungskanälen bereitgestellt wird, da das Verschiebevolumen
wegen seiner geringen Größe insoweit nicht als Gehäusevolumen wirkt. Mit anderen Worten, die
erfindungsgemäße Anordnung hat ein der geschlossenen Box ähnliches Ersatzschaltbild, jedoch
mit dem Unterschied, daß beim erfindungsgemäßen System zur Blindkomponente Lautsprecher
nicht die Nachgiebigkeit des Gehäuses, sondern nur die akustische Masse des oder der
Schallführungskanäle hinzukommt. Dies bedeutet, daß die akustische Masse der
Schallführungskanäle zusammen mit der bewegten Masse des Lautsprechers eine resultierende
Masse bildet, die größer ist als die akustische Masse des Lautsprechers.
Die Folge ist, daß nur eine Resonanzfrequenz auftritt, da nur zwei Blindkomponenten vorhanden
sind und daß diese (neue) Resonanzfrequenz niedriger als die Resonanzfrequenz eines frei
aufgestellten Lautsprechers ist.
Zum besseren Verständnis der Anmeldung sei schon an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß das
in der Anmeldung mehrfach genannte Verschiebevolumen das Volumen ist, welches von einem
Wandler bereitgestellt werden muß, damit sich die (erste) Membran unter maximalem Hub
innerhalb der baulichen Gegebenheiten des Lautsprecherkorbes bewegen kann, ohne daß die
Gefahr besteht, daß die schwingenden Teile des Wandlers an nicht schwingenden Teilen des
Wandlers "anschlagen". Handelt es sich beispielsweise bei der (ersten) Membran um eine
Konusmembran der in DE-Gbm 91 09 452 gezeigten Art, so wird das Verschiebevolumen, welches
an der dem Magnetsystem abgewandten Oberfläche der Membran vorhanden ist, im wesentlich
Konusvolumen und dem Volumen zwischen dem oberen Rand der Membran und dem
oberen Rand des Wandlers gebildet. Geht man bei DE-Gbm 91 09 452 davon aus, daß die dort mit
neunzehn bezeichneten Stabilisierungselemente und die Zentriermembran luftdurchlässig
ausgebildet sind, wird das an der dem Magnetsystem zugewandten Oberfläche der Membran
anschließende (hintere) Vorschiebevolumen in dem Raum gebildet, welcher im wesentlichen von
der eben benannten Oberfläche der Membran, dem Schwingspulenträger und dem Korb des
Wandlers begrenzt ist. In diesem Zusammenhang sei nur der Vollständigkeit halber darauf
hingewiesen, daß in der Praxis das jeweilige Verschiebevolumen zum Ausgleich von Toleranzen
ca. 10% bis 20% größer als notwendig gewählt wird.
Eine besonders gute Baßwiedergabe ist dann gegeben, wenn gemäß Anspruch 2 die Länge des
oder der Schallführungskanäle ≦ λ/8 der gewünschten oberen Grenzfrequenz ist.
Ist gemäß Anspruch 3 eine weitere Membran vorhanden und mit axialem Abstand zur ersten
Membran angeordnet sowie die Antriebsanordnung, welche die weitere Membran antreibt,
vorhanden, ist eine sehr kompakte Anordnung zur Tonwiedergabe mit separaten Bereichswandlern
geschaffen, bei welcher der Einfluß der weiteren Membran auf die Schallabstrahlung von der
ersten Membran dank der Schallführungskanäle entgegen sonst bekannten Koaxial-Anordnungen,
welche eine weitere Membran und ein Magnetsystem im Schalltrichter der ersten Membran
aufzuweisen, einflußloslos ist.
Ist gemäß Anspruch 4 ein weiteres geschlossenes Dämpfungsvolumen vorhanden und wird dieses
Dämpfungsvolumen von Wandungen eines Gehäuses und der weiteren Membran gebildet, kann
die weitere Membran zur Wiedergabe von mittel- bzw. mittel-hoch-frequenten Tonsignalen
verwendet werden, ohne daß dadurch der Gesamtraumbedarf einer Anordnung gemäß den
Ansprüchen 1, 2 oder 3 vergrößert wird.
Eine sehr ökonomische Verwendung von Baumaterialien ist dann gegeben, wenn gemäß Anspruch
5 die Schallführungskanäle zumindest teilweise von Wandungen des weiteren Gehäuses gebildet
sind.
Überhitzungen der Antriebsanordnung sind gemäß Anspruch 6 ausgeschlossen, wenn
Wandungsflächen des Antriebsystems über die Schallführungskanäle mit dem Gasvolumen des
Abhörraumes in Austausch steht.
Ist die Antriebsanordnung gemäß Anspruch 7 ausgebildet, bildet jede Membran zusammen mit
ihrem sie antreibenden Magnetsystem einen Wandler der in DE-Gbm 91 09 452 gezeigten Art. Dies
bedeutet, daß jeder der beiden Wandler gemäß der Erfindung weitgehend aus standardisierten und
beispielsweise auch in Anordnungen gemäß DE-Gbm 91 09 452 verwendeten Bauteilen gebildet
werden kann. Der weitgehende Entfall des Erfordernisses eigene Bauelemente beim
anmeldegemäßen System zu verwenden, hat auch den weiteren Vorteil, daß die beiden ein
anmeldegemäßes System bildenden Wandler auf Fertigungseinrichtungen vorgefertigt werden
können, die beispielsweise auch zur Herstellung von Wandlern gemäß DE-Gbm 91 09 452
verwendet werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Tonwiedergabeanordnung im Schnitt,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Anordnung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine weitere Draufsicht gemäß Fig. 2,
Fig. 4 eine weitere Anordnung gemäß Fig. 1 im Schnitt, und
Fig. 5 eine Schnittdarstellung einer weiteren Anordnung.
Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher erläutert werden.
Fig. 1, welche auch die übrigen Figuren keine maßstäbliche Wiedergabe der tatsächlichen
Verhältnisse veranschaulicht, zeigt eine Tieftonwiedergabeanordnung 10. Diese Anordnung 10
wird im wesentlichen von einem elektro-akustischen Wandler 11 und einem geschlossenen
Gehäuse 12 gebildet.
Der Wandler 11 weist als wesentliche Komponenten einen Korb 13, eine Antriebsanordnung 14,
eine konische Membran 15 und eine auf einem Schwingspulenträger 16 angeordnete Schwingspule
17 auf.
Die konische Membran 15 ist in den Korb 13 eingesetzt und verbunden. Diese Verbindung ist so
realisiert, daß der Membranrand 18, welcher den größten Radialabstand zur
Lautsprechermittelachse hat, mittels einer hohlkehlförmig ausgebildeten Sicke 19 mit dem oberen
Rand 20 des Korbes 13 verbunden ist. Die Antriebsanordnung 14 bildet vorliegend ein
Magnetsystem 21, welches ein aus verschiedenen Teilen gebildetes Joch 22 und einen
Dauermagneten 23 umfaßt. Der untere Rand 24 der Membran 15 ist mit dem Schwingspulenträger
16 verbunden. Ist der Wandler 11 - wie im in Fig. 1 gezeigten Zustand - montiert, taucht die
Schwingspule 17 in einen im Magnetsystem 21 belassenen Luftspalt 25 ein. Zusätzlich sind noch
eine Zentriermembran 26, welche dem Schwingspulenträger 16 mit dem Korb 13 verbindet, und
eine Staubschutzkalotte 27, welche den Schwingspulenträger 16 überspannt, vorhanden.
Werden bei einem eben beschriebenen Wandler 11 die Enden der Schwingspule 17 leitend mit
einer Tonsignalquelle verbunden, wird die Membran 15 in Abhängigkeit von den von der
Tonsignalquelle bereitgestellten Spannungen in Schwingungen axial zur Lautsprechermittelachse
versetzt (alles in Fig. 1 nicht dargestellt), so daß sowohl von der Vorderseite 28 und der Rückseite
29 der Membran 14 Schallwellen abgestrahlt werden.
Damit eine gegenseitige Auslöschung zwischen Schallwellen, die von der Vorderseite 28 bzw. der
Rückseite 29 der Membran 15 abgestrahlt werden, unterbleibt, ist der Wandler 11 in ein Gehäuse
12 so eingesetzt, daß bei im Gehäuse 12 eingesetztem Wandler 11 das Gehäuse 12 geschlossen ist
und in diesem Zustand gleichzeitig das Dämpfungsvolumen 30 gebildet wird. Nur der
Vollständigkeitshalber sei darauf hingewiesen, daß aus darstellungstechnischen Gründen in Fig. 1
die völlige Geschlossenheit des Dämpfungsvolumens 30 nicht gezeigt ist. Auch wenn im
vorliegend besprochenen Ausführungsbeispiel der Korb 13 mit dem Gehäuse 12 verbunden ist,
spricht man mit Rücksicht auf die im Korb 13 vorhandenen Durchbrüche 31 davon, daß die
Membran 15, welche weitgehend die Öffnung des Gehäuses 12 abdeckt, das Gehäuse 12
verschließt.
Auf den oberen Rand 20 des Korbes 13 ist ein Distanzring 32 aufgesetzt. Ferner ist der vom
Distanzring 32 umrandete Querschnitt mit einem Deckel 33 weitgehend abgedeckt. Bis zu diesem
Punkt der Beschreibung der Anordnung 10 sind die beiderseits der Lautsprechermittelachse
gelegenen Bereiche der in Fig. 1 gezeigten Anordnung 10 identisch ausgebildet. Dies gilt aber
nicht mehr für die Schallführungskanäle 34, welche sich in Richtung der Lautsprechermittelachse
erstrecken und welche an im Deckel 33 belassenen Öffnungen 35 anschließen.
Wie auch Fig. 2 zeigt, ist das links der Lautsprechermittelachse in Fig. 1 gezeigte
Ausführungsbeispiel mit einer kreisrunden Öffnung 35 im Deckel 33 versehen, welche
rotationssymmetrisch zur Lautsprechermittelachse liegt. Demgegenüber ist - wie auch Fig. 3
zeigt - im Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 1 rechts der Lautsprechermittelachse gezeigt ist,
die Öffnung 35 und der an sie anschließende Schallfuhrungskanal 34 kreisringförmig ausgebildet.
Vernachlässigt man die Stege 36, welche in der Ausführung gemäß Fig. 3 den Mittelteil 33' des
Deckels 33 mit dem übrigen Deckel 33 verbinden, entspricht in beiden Ausführungsformen gemäß
Fig. 1 die Querschnittsfläche der Öffnungen 35 im wesentlichen der Querschnittsfläche der
Schallfuhrungskanäle 34.
Wird, wie weiter oben erläutert, der Wandler 11 in Schwingungen versetzt, bewegt sich die
Membran 15 bei einem Auswärtshub in das sogenannte (vordere) Verschiebevolumen 37. Dieses
Volumen 37 wird im Ruhezustand der Membran 15 von der Vorderseite 28 der Membran 15, der
Sicke 19, dem Distanzring 32 und einem für diese Betrachtung keine Öffnung 35 aufweisenden
Deckel 33 gebildet. Offensichtlich ist in diesem Zusammenhang, daß der Distanzring 32 bzw.
dessen Höhe parallel zur Lautsprechermittelachse die Aufgabe hat, ein "Anstoßen" der Membran
15 bzw. der Sicke 19 am Deckel 33 zu verhindern. Das durch die Schwingungen der Membran 15
in Bewegung versetzte Verschiebevolumen 37 versetzt dann das sich aus dem Querschnitt und der
Länge des jeweiligen Schallfuhrungskanals 34 ergebende Volumen in besonders kräftige
Schwingungen, wodurch die besonders gute Baßwiedergabe im Abhörraum 38 erzielt wird.
Voraussetzung dafür ist allerdings, daß die Länge der Schallführungskanäle 34 ≦ λ/8 der
gewünschten oberen Grenzfrequenz ist.
Auch ist eine im Zusammenhang mit den in Fig. 1 bis 3 erläuterte Anordnung 10 hinsichtlich der
Baßwiedergabequalität in großer Bandbreite gegenüber Veränderungen der Volumengröße des
geschlossenen Dämpfungsvolumens 30 unkritisch. Dies bedeutet, wird eine in den Fig. 1 bis 3
gezeigte Anordnung 10 beispielsweise in die Verkleidung einer Kraftfahrzeugtür eingesetzt und
wird das geschlossene Dämpfungsvolumen 30 von der Verkleidung und der Türhaut gebildet (alles
nicht gezeigt), lassen sich später ohne Problem das geschlossene Dämpfungsvolumen 30
vermindernde Bauteile - wie z. B. ein Seitenaufprallschutz, Stellmotoren für elektrische
Fensterheber oder besonders dickes Sicherheitsglas ohne Nachteil für die Baßwiedergabe im
Zwischenraum zwischen Türhaut und Verkleidung integrieren. Selbst Veränderungen der Türform
bzw. Türgröße sind als unkritisch anzusehen.
In Fig. 4 ist eine weitere Anordnung 10 gezeigt, welche wiederum zwei Ausführungsformen zum
Gegenstand hat. Soweit nichts weiter ausgeführt ist, sind die beiden rechts und links der
Lautsprechermittelachse liegenden Ausführungsformen identisch. Der in Fig. 4 gezeigte Wandler
11 ist in Funktion und Aufbau weitgehend mit dem Wandler 11 gemäß Fig. 1 identisch.
Unterschiedlich ist lediglich, daß der Wandler 11 gemäß Fig. 4 mit der Vorderseite 28 der
Membran 15 auf das geschlossene Dämpfungsvolumen 30 "arbeitet".
Auch wird in Fig. 4 das geschlossene Dämpfungsvolumen 30 nicht von einem eigenen Gehäuse
gebildet, sondern dadurch bereitgestellt, daß die Anordnung 10 in ein Einbaugehäuse 39 eingesetzt
wird, müssen Wandungen 40 an der Anordnung 10 vorgesehen werden, welche die von der
Rückseite 29 der Membran 15 abgestrahlten Schallwellen von den Schallwellen trennen, die von
der Vorderseite 28 der Membran 15 abgegeben werden.
Ferner ist in Fig. 4 ein zweiter Wandler 11' vorhanden, welcher im wesentlichen diejenigen
Komponenten aufweist, die auch der Wandler 11 aufweist. Klarstellend sei darauf hingewiesen,
daß diejenigen Komponenten des Wandlers 11', welche mit den Komponenten des Wandlers 11
nach ihrer Funktion identisch sind, mit den jeweiligen Bezugszeichen des Wandlers 11 und einem
Hochkomma bezeichnet sind.
Dieser Wandler 11', welcher zur Wiedergabe von mittel-frequenten Tönen vorgesehen ist, ist
abweichend vom Wandler 11 mit zwei Dauermagneten 23' ausgestattet, die innerhalb des vom
Schwingspulenträger 16' umrandeten Raumes angeordnet sind. Außerdem sind die beiden Wandler
11, 11' zentrisch zur Lautsprechermittelachse Rücken an Rücken an ihren Magnetsystemen 21, 21'
miteinander verbunden. Ferner verfügt der Wandler 11' zur Verbesserung der Wiedergabequalität
über ein eigenständiges Mitteltonvolumen, welches das weitere geschlossene Dämpfungsvolumen
30' im Sinne dieser Anmeldung bildet. Dieses weitere geschlossene Dämpfungsvolumen 30',
welches über die Durchbrüche 31' mit der Rückseite 29' der Membran 15' in Verbindung steht,
wird in der links der Lautsprechermittelachse gezeigten Ausführungsform im wesentlichen von der
Wandung 40, dem Korb 13, den Magnetsystemen 21, 21' und dem Korb 13' gebildet. Da der in
Fig. 4 (linke Seite) gezeigte Schallführungskanal 34, welcher das weitere geschlossene
Dämpfungsvolumen 30' durchzieht, nur einer von mehreren radial zur Lautsprechermittelachse
angeordneten Schallführungskanäle 34 ist, wird das weitere geschlossene Dämpfungsvolumen 30'
auch von den Schallführungskanälen 34 begrenzt.
Deutlich ist der Ausführungsform links der Lautsprechermittelachse in Fig. 4 entnehmbar, daß
das hintere Verschiebevolumen 37' des Wandlers 11 durch die Durchbrüche 31 im Korb 13,
welche insoweit die Öffnungen 35 bilden, und die Schallführungskanäle 34 mit dem Abhörraum 38
verbunden ist. Dadurch, daß der oder die Schallführungskanäle 34 teilweise vom Dauermagneten
23 gebildet sind, wird eine gute Wärmeabfuhr vom Magnetsystem 21 (21') sichergestellt.
In der Ausführungsform, welche rechts der Lautsprechermittelachse in Fig. 4 gezeigt ist, wird
das geschlossene Dämpfungsvolumen 30' von der Wandung 40, einer weiteren Wandung 41, dem
Korb 13' und dem oder den Schallführungskanälen 34 gebildet, welche das geschlossene
Dämpfungsvolumen 30' durchziehen. Um die Dichtheit des geschlossenen Dämpfungsvolumen 30'
herbeizuführen, ist zwischen der weiteren Wandung 41 und dem Korb 13' ein Dichtungselement
42 vorgesehen. Da die weitere Wandung 41 mit axialem Abstand zum Korb 13 und dem
Magnetsystem 21 verläuft und dadurch ein Zwischenvolumen 43 bereitgestellt wird, dessen
Luftvolumen mit der Antriebsanordnung 14 (21, 21') in Kontakt steht, wird durch dieses
Zwischenvolumen 43 eine gute Wärmeabfuhr von der Antriebsanordnung 14 erzielt, ohne daß eine
aufwendige Führung des oder der Schallführungskanäle 34 notwendig ist.
Mit Fig. 5 wird eine weitere Ausführung der Erfindung gezeigt. Diese Ausführungsform entspricht
weitgehend der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsformen. Abweichend hierzu ist aber der
Schallführungskanal 34 nicht durch das weitere geschlossene Dämpfungsvolumen 30' geführt,
sondern vielmehr schließt in Fig. 5 der Schallführungskanal 34 radial an das geschlossene
Dämpfungsvolumen 30' an und nutzt dabei dessen Wandung 40.
Auch wenn in den Ausführungsformen gemäß Fig. 4 und 5 als weiterer Wandler 11' solche mit
konusförmiger Membran 15' gezeigt sind, kann in diesem anderen - nicht dargestellten -
Ausführungsbeispiel der Wandler 11 für die Tieftonwiedergabe auch mit einem Wandler mit
Kalottenmembran kombiniert werden. Hierdurch ergeben sich, weil Wandler mit Kalottenmembran
gegenüber Wandlern 11' mit konischer Membran 15' in aller Regel einen geringeren Durchmesser
haben, Platzvorteile an der Seite der Anordnung 10, welche dem Abhörraum 38 zugewandt ist, denn
diesem Fall lassen sich, da Wandler mit Kalottenmembran kein eigenes Dämpfungsvolumen 30
benötigen, die Schallführungskanäle 34 mit geringem Abstand zur Lautsprechermittelachse zum
Abhörraum 38 fuhren.
Claims (7)
1. Tonwiedergabeanordnung
mit einer ersten Membran (15) zur Wiedergabe tief-frequenter Töne, welche zwei Oberflächen (28, 29) aufweist,
mit einer Antriebsanordnung (14), welche zumindest die erste Membran (15) antreibt und welche mit axialem Abstand zu dieser angeordnet ist,
mit Befestigungsmitteln (13) zur gegenseitigen Verbindung von erster Membran (15) und Antriebsanordnung (14),
mit zwei Verschiebevolumina (37, 37'), die den beiden Oberflächen (28, 29) vorgeordnet sind, und
mit einem geschlossenen Dämpfungsvolumen (30), welches von Wandungen eines Gehäuses (12) und der ersten Membran (15) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verschiebevolumen (37; 37') welches an diejenige Oberfläche (28, 29) der ersten Membran (15), welche dem Dämpfungsvolumen abgewandt ist, anschließt, bis auf zumindest eine Öffnung (35) geschlossen ist,
daß die Querschnittsfläche sämtlicher Öffnungen (35) wesentlich kleiner ist als die Querschnittsfläche (35) der ersten Membran (15) und
daß an jede Öffnung (35) ein offener Schallführungskanal (34) anschließt, dessen Querschnitt im wesentlichen der Querschnittsfläche der Öffnung (35) entspricht, mit welcher er verbunden ist.
mit einer ersten Membran (15) zur Wiedergabe tief-frequenter Töne, welche zwei Oberflächen (28, 29) aufweist,
mit einer Antriebsanordnung (14), welche zumindest die erste Membran (15) antreibt und welche mit axialem Abstand zu dieser angeordnet ist,
mit Befestigungsmitteln (13) zur gegenseitigen Verbindung von erster Membran (15) und Antriebsanordnung (14),
mit zwei Verschiebevolumina (37, 37'), die den beiden Oberflächen (28, 29) vorgeordnet sind, und
mit einem geschlossenen Dämpfungsvolumen (30), welches von Wandungen eines Gehäuses (12) und der ersten Membran (15) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verschiebevolumen (37; 37') welches an diejenige Oberfläche (28, 29) der ersten Membran (15), welche dem Dämpfungsvolumen abgewandt ist, anschließt, bis auf zumindest eine Öffnung (35) geschlossen ist,
daß die Querschnittsfläche sämtlicher Öffnungen (35) wesentlich kleiner ist als die Querschnittsfläche (35) der ersten Membran (15) und
daß an jede Öffnung (35) ein offener Schallführungskanal (34) anschließt, dessen Querschnitt im wesentlichen der Querschnittsfläche der Öffnung (35) entspricht, mit welcher er verbunden ist.
2. Tonwiedergabeanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge der Schallführungskanals 34 ≦ λ/8 der gewünschten oberen Grenzfrequenz
ist.
3. Tonwiedergabeanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine weitere Membran (15') vorhanden ist, daß die weitere Membran (15') mit axialem Abstand zur ersten Membran (15) angeordnet ist und
daß die Antriebsanordnung (14), welche auch die weitere Membran (15') antreibt, zwischen beiden Membranen (15, 15') plaziert ist.
daß eine weitere Membran (15') vorhanden ist, daß die weitere Membran (15') mit axialem Abstand zur ersten Membran (15) angeordnet ist und
daß die Antriebsanordnung (14), welche auch die weitere Membran (15') antreibt, zwischen beiden Membranen (15, 15') plaziert ist.
4. Tonwiedergabeanordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein weiteres geschlossenes Dämpfungsvolumen (30') vorhanden ist, welches von
Wandungen (40, 41) eines weiteren Gehäuses und der weiteren Membran (15') gebildet ist.
5. Tonwiedergabeanordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der oder die Schallführungskanäle (34) zumindest teilweise von den Wandungen (40,
41) des weiteren Gehäuses gebildet sind.
6. Tonwiedergabeanordnung nach einem der Ansprüche 1-5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebsanordnung (14) über Wandungsflächen verfügt, welche mit einem
Gasvolumen eines Abhörraumes (38) in Austausch stehen.
7. Tonwiedergabeanordnung nach einem der Ansprüche 3-7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebsanordnung (14) für jede der beiden Membranen (15, 15') über ein eigenständiges und einen Dauermagneten (23; 23') und ein Joch (22) aufweisendes Magnetsystem (21, 21') verfügt und
daß beide Magnetsysteme (21, 21') Rücken an Rücken miteinander verbunden sind.
daß die Antriebsanordnung (14) für jede der beiden Membranen (15, 15') über ein eigenständiges und einen Dauermagneten (23; 23') und ein Joch (22) aufweisendes Magnetsystem (21, 21') verfügt und
daß beide Magnetsysteme (21, 21') Rücken an Rücken miteinander verbunden sind.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: HARMAN AUDIO ELECTRONIC SYSTEMS GMBH, 94315 STRAUB |
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8141 | Disposal/no request for examination |