DE3102870C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gehäuselautsprecher mit ei­ ner außer der Lautsprecheröffnung einen weiteren Ausschnitt in ihrer Außenwand aufweisenden Box und mit Einbauten im Boxenin­ nenraum zwischen dem Lautsprecher und dem Ausschnitt, die den ins Boxeninnenraum abgestrahlten Schall des Lautsprechers elimi­ nieren.

Ein solcher Gehäuselautsprecher verwendet als Einbauten schwin­ gungsfähige Flächengebilde aus einem Fadengitterwerk, das in Ab­ stand zueinander in mehreren Lagen nachgiebig beweglich im Boxen­ innenraum aufgehängt ist (DE-AS 22 18 496). Dieser bekannte Ge­ häuselautsprecher ist im unteren Frequenzbereich zwar befriedi­ gend wirksam, doch kommt es auch darauf an, im oberen Frequenz­ bereich eine Rückwirkung des ins Boxeninnere abgestrahlten Schalls auf den Lautsprecher zu vermeiden. Ferner kommt es dar­ auf an, insbesondere im unteren Frequenzbereich keinen Schall aus der Ausschnittöffnung der Box austreten zu lassen, weil die­ ser der vorderseitigen Abstrahlung des Lautsprechers entgegen­ wirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lautsprecher der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem eine Rückwirkung des ins Boxeninnere gelangenden Schalls auf die Arbeitsweise des Lautsprechers weitgehend beseitigt ist und dadurch eine tonge­ treue leistungsstarke Schallabgabe des Lautsprechers im ganzen Frequenzbereich ermöglicht wird.

Dies wird erfindungsgemäß durch eine lückenlose Ausfüllung einer Querschnittsfläche des Boxenzwischenraums mit zwei Flächen aus zueinander funktionsverschiedenen Komponenten erreicht, nämlich einerseits einem großflächigen strömungsdichten Abschluß aus einer elastisch schwingfähig eingespannten Masse und andererseits aus demgegenüber kleinflächigen Strömungsdurchlässen, die von ei­ ner Schicht körnigen oder quergerichteten filamentösen Materials verschlossen sind.

Der ins Boxeninnere abgestrahlte Schall des Lautsprechers wirkt sich in zweifacher Weise an diesen besonderen Einbauten aus. Weil die Luft im ersten Moment eines vom Lautsprecher erzeugten Druck­ aufbaus im Boxeninneren als ein inkompressibles Medium anzusehen ist, wird der aus einer elastisch schwingfähig eingespannten Mas­ se bestimmte großflächige Abschluß dadurch elastisch verformt. Weil die schwingfähig eingespannte Masse gegenüber dem zur Schall­ erzeugung maßgeblichen Schwingungsglied des Lautsprechers zweck­ mäßigerweise massenreicher ausgebildet ist, was auch schon durch die Großflächigkeit dieses Abschlusses erreicht wird, führt die ins Boxeninnere abgestrahlte Schallenergie zu einer entsprechend kleinen Verformung dieser schwingfähigen Einspannung. Eine Rück­ wirkung auf den Lautsprecher ist dadurch vermieden. Ein Teil der Energie wird von der schwingfähigen Einspannung aufgenommen, zu­ mal wenn man für diesen strömungsdichten Abschluß eine Platten­ kombination aus einer elastisch verformbaren Schicht, wie Gummi oder Kunststoff, oder einer plastisch nachgiebigen Schicht, wie Filz, verwendet. Ein Teil der Energie wird in der plastisch nach­ giebigen Schicht aufgebraucht. Diese plastische Schicht bestimmt auch das Schwingungsverhalten der damit verbundenen elastisch verformbaren Schicht.

Der vom Schall im Boxeninneren entstandene Druck führt aber auch zu einer Strömung in den erwähnten kleinflächigen Strömungsdurch­ lässen der erfindungsgemäßen Querschnittsflächen-Ausfüllung im Boxeninneren. Diese Strömung wird aber durch die dort befindli­ che erwähnte besondere Schicht aufgrund von Wirbelbildungen weit­ gehend vernichtet. Dies ergibt sich durch die Umströmung des körnigen oder aus quergerichteten Fäden bestehenden Materials in der Schicht. Dies führt zu einem weitgehenden Abbau des im Boxen­ inneren sich ausbildenden störenden Druckverhaltens. Diese Kom­ bination aus strömungsdichtem Abschluß einer schwingfähig einge­ spannten Masse einerseits und den Strömungsdurchlässen mit der widerstandsintensiven Schicht des genannten Materials andererseits liefern, wie die Praxis zeigte, überraschend ideale Eigenschaften eines solchen Gehäuselautsprechers. Lautsprecher mit gegebener Energieabgabe zeichnen sich im erfindungsgemäßen Gehäuselautspre­ cher durch wesentlich bessere Dynamik und größere Leistungsabgabe aus als vorbekannte Boxen.

Zur Verbesserung der Wirkungen empfiehlt es sich, an den elastisch schwingfähig eingespannten Massen zusätzliche Gewichte anzuordnen, vornehmlich wenn die erwähnten Plattenkombinationen dabei verwen­ det werden. Solche Gewichte werden vorteilhaft auf der Außenseite der plastisch nachgiebigen Schicht befestigt, z. B. durch Kleben, so daß sie bei den erwähnten elastischen Verformungen mitbewegt werden und daher zu einem Energieverzehr führen. Zur Beeinflus­ sung des Schwingungsverhaltens wird man diese zusätzlichen Ge­ wichte mit elastischen Gliedern, wie Zugfedern, versehen. Als solche Gewichte haben sich Metallscheiben oder Metallringe be­ währt, die im Mittenbereich dieses Abschlusses angeordnet sind.

Die erwähnte Plattenkombination eignet sich auch, um die erwähn­ ten besonderen Strömungsdurchlässe der Erfindung dort durch ein­ fache Durchbrüche auszubilden, worin man das erwähnte besondere Material in Form einer Packung einbringen kann.

Eine wesentliche Verbesserung des Aufbaus ergibt sich noch, wenn man im Boxeninneren mehrere der erwähnten Abschlüsse vorsieht, die in einem Abstand zueinander angeordnet liegen. Wirkungsmäßig bewährt hat es sich dabei, im Falle von Plattenkombinationen die Schichtanordnung in den einzelnen Lagen jeweils zueinander spie­ gelbildlich zu wählen.

In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Gehäuselaut­ sprecher nach der Erfindung, der den prinzipiellen Aufbau zeigt,

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Einbau für das Boxeninnere, der als Baueinheit vorgefer­ tigt werden kann,

Fig. 3 eine Längsschnittansicht durch die Baueinheit von Fig. 2, woraus schematisch der Aufbau zu ersehen ist und

Fig. 4 in Vergrößerung eine Detailansicht dieser Baueinheit.

Der Gehäuselautsprecher 10 umfaßt ein Gehäuse 11, das schausei­ tig mit einer Lautsprecheröffnung 12 und rückseitig mit einer Ausschnittöffnung 13 versehen ist, die sich hier über die gesamte Gehäusefläche erstreckt. Im Gehäuseinneren 14 ist zwischen diesen beiden Öffnungen 12, 13 eine Baueinheit 15 angeordnet, welche ei­ ne Querschnittsfläche lückenlos ausfüllt.

Der Lautsprecher 16 in der Öffnung 12 ist lediglich schematisch in einem möglichen Ausführungsbeispiel dargestellt, umfassend einen in einem kegelartigen Korb 18 gehalterten Magneten 17, worin sich die beweglich aufgenommene Schwingspule 19 befindet. Die Schwingspule 19 sitzt im Scheitelbereich einer Konusmembran 20, die über Einspannsicken 21 in der Lautsprecheröffnung 12 und über eine Zentriermembran 22 im Bereich der Konusspitze aufgehängt ist. Es versteht sich, daß auch ein anderer Aufbau des Lautsprechers 16 verwendet werden könnte.

Die im Boxeninneren 14 befindliche Baueinheit 15 ist aus Fig. 2 und insbesondere aus Fig. 3 zu erkennen. Durch äußere Dichtungen 24 läßt sich der Rahmen 23 strömungsdicht in einer Querschnitts­ fläche des Boxeninnenraums einpassen. Die Halterung des Rahmens 23 im Boxeninnern ist nicht näher gezeigt. Vorderseitig und rückseitig ist der Rahmen 23 abgeschlossen durch eine Platten­ kombination 30 aus jeweils zwei Schichten 31, 32, die aber nicht durchgehend sind, sondern zumindest einen Durchbruch 33 aufwei­ sen, der, in Draufsicht gesehen, eine kleine Teilfläche des Bo­ xenquerschnitts einnimmt. Die eine Schicht 32 besteht aus ela­ stisch verformbarem Werkstoff, nämlich Gummi oder Kunststoff, während die andere Schicht 31 plastisch nachgiebig gestaltet ist und hier aus Filz gebildet ist. Bei der hier verwendeten doppel­ ten Plattenkombination 30, 30 sind die beiden Schichten in zu­ einander spiegelbildlicher Weise angeordnet, nämlich so, daß die elastischen Gummischichten 32 innen liegen, während die plasti­ schen Filzschichten 31 sich außen befinden.

Zur Erhöhung der Massen dieser Plattenkombination 30 sind im Mittenbereich 34 jeweils zusätzliche Gewichte vorgesehen, die als Metallringe 25 oder Metallscheiben 26 ausgebildet sind, wel­ che jeweils auf der Außenseite 35 der Plattenkombination 30, näm­ lich an der Filzschicht 31, befestigt sind, vorzugsweise durch Ankleben.

Diese Gewichte 25, 26 sind über eigene elastische Glieder 27, nämlich Zugfedern, vor dieser Plattenkombination 30 ausgespannt. Die Zugfedern 27 können über Halter 28, z. B. sie endseitig hal­ ternde Bolzen, mit dem Rahmen 23 verbunden sein.

Die erwähnten Durchbrüche 33 sind mit einer Packung 36 körnigen Materials ausgefüllt, das gerundet, insbesondere aber kugelför­ mig ausgebildet ist. Wie insbesondere aus Fig. 4 erkennbar ist, sind die Kugeln 37 aus einem gas-chromatographisch geeigneten Werkstoff gebildet, der eine rauhe Oberfläche aufweist, weil die­ se für die Wirbelbildung beim Umströmen der Luft besonders wir­ kungsfähig ist. Die Packung 36 ist im vorliegenden Fall bauein­ heitlich in die Plattenkombination 30 integriert, füllt den Durchbruch 33 vollständig aus und kann am einfachsten dadurch darin eingelagert sein, daß der Durchbruch 33 beidflächig von textilen Flächengebilden 38, nämlich Geweben oder Gewirken, über­ deckt ist. Die Packung 36 mit ihren Endabschlüssen 38 könnte auch in Stopfenform ausgebildet sein, die in den Durchbruch 33 bei der Montage der Baueinheit 14 eingesetzt wird. Anstelle von Kugeln 37 könnte man auch fadenförmige Elemente verwenden, die in Strömungs­ durchgangsrichtung quer orientiert angeordnet sind, weil dadurch eine Energieaufzehrung durch Wirbelbildung in optimaler Weise er­ reicht wird. Es versteht sich, daß in der Baueinheit 15 auch mehrere Abschlüsse aus solchen Plattenkombinationen 30 mit Durch­ brüchen 33 vorgesehen sein könnten.

Die Baueinheit 15 läßt eine komplette Montage der erfindungsge­ mäßen Boxeneinheit zu. Nach ihrer Fertigstellung können diese in bestehende Boxen auch nachträglich eingebaut werden. Dadurch ist auch der Austausch und der Ersatz von Einbauten nach der Er­ findung bequem möglich.

Die einen querschnittsmäßigen Abschluß ausführenden elastisch auf­ gehängten Massen bestehen somit aus der Plattenkombination 30 mit den beiden erwähnten Schichten 31, 32, vor allem aber aus dem ge­ wichtigen Metallring 25 oder der Metallscheibe 26. Diese Massen sind größer als die schwingungsfähigen Massen des Lautsprechers 16, nämlich seiner als Schwingungsteil fungierende Konusmembran 20 mit Schwingspule 20 und der dortigen Aufhängung 21, 22. Wird im Arbeitsfall dieses Schwingungsglied des Lautsprechers in einer Schwingungsphase im Sinne des eingezeichneten Pfeils 29 von Fig. 1 nach innen bewegt, so pflanzt sich der im Boxeninneren 14 ent­ stehende Druck auf die Außenfläche 35 der Plattenkombination 30 fort und verformt sie aufgrund der elastischen Einspannung nach innen. Wegen der erwähnten großen Massen ergibt sich dabei nur eine verhältnismäßig geringe Schwingungsamplitude, die zusätzlich dadurch erniedrigt sein kann, daß die elastische Verformungsar­ beit in der Gummischicht 32 mit zunehmender Amplitudenhöhe stark anwächst. Diese elastische Gummischicht 32 ist aber mit der pla­ stischen Filzschicht 31 vollflächig verbunden, weshalb bei die­ ser Verformung eine starke Dämpfung auf das Verformungsverhalten der Gummischicht durch die vorderseitige Filzschicht 31 ausgeübt wird. Die Filzschicht 31 verhindert auch eine Reflexion des Schalls. Letzteres wird aber vor allem deshalb vermieden, weil jetzt die erwähnten Durchbrüche 33 zur Luftströmung frei liegen, die unter Wirbelbildung um die einzelnen Kugeln 37 der dort be­ findlichen Packung 36 herumströmt. Dadurch wird die Energie weit­ gehend verzehrt. Eine Restströmung gelangt aber in den aus Fig. 3 ersichtlichen Abstandsbereichen 39 der Baueinheit 15 zwischen den beiden Plattenkombinationen 30, weshalb der hier wirksame Rest­ druck eine entsprechende Wirkung an dem hinteren Abschluß der dortigen Plattenkombination und dem dortigen Durchlaß 33 mit an seiner Packung 36 ausführen kann. Dies geschieht in der nämlichen Weise. Dadurch ist eine Rückwirkung auf den Lautsprecher 16 nicht mehr störend feststellbar. Wie aus dem Ausbau in Fig. 3 ersicht­ lich, sind die beiden Durchbrüche 33 der diversen Abschlüsse 30 zueinander versetzt angeordnet, damit sich das Schwingungsverhal­ ten in jeder dieser Abschlüsse in der geschilderten Weise aus­ bilden kann, wenn auch im Vergleich zueinander mit zunehmend ab­ nehmendem Effekt.

Für das elastische Verhalten ist nicht nur die Werkstoffeigen­ schaft der erwähnten Gummischicht 32 mit ihrer Dämpfung durch die plastische Schicht 31 bestimmend, sondern zugleich die parallel dazu liegenden Zugfedern 27 der vor ihnen angeordneten Gewichte 25, 26. Bei vorgegebenem Werkstoff der elastischen Schicht 32 läßt sich daher das Schwingungsverhalten durch Verstellung oder Auswechslung der Zugfedern 27 bestimmen. Dadurch ist eine Anpas­ sung des Verhaltens an die spezifischen Eigenschaften jedes Laut­ sprechers 16 bequem möglich. Bei einem Metallring 25 lassen sich die inneren Enden der Zugfedern 27 im Ringinnenraum bequem fest­ legen, wie bei 40 in Fig. 2 zu erkennen ist.

Aufstellung der Bezugszeichen:

10 Gehäuselautsprecher
11 Gehäuse, Box
12 Lautsprecheröffnung
13 Ausschnittöffnung
14 Gehäuseinneres
15 Baueinheit
16 Lautsprecher
17 Magnet
18 Korb
19 Schwingspule
20 Konusmembran, Schwingungsglied
21 Einspannsicke
22 Zentriermembran
23 Rahmen
24 Dichtung
25 Metallring
26 Metallscheibe
27 elastisches Glied, Zugfeder
28 Halter, Bolzen
29 Bewegungspfeil
30 Plattenkombination
31 plastische Schicht, Filz
32 elastische Schicht, Gummi
33 Durchbruch
34 Mittenbereich
35 Außenseite
36 Packung
37 Kugel von 36
38 Textilflächengebilde, Gewebe
39 Abstand
40 Festlegung von 27

Claims (15)

1. Gehäuselautsprecher mit einer außer der Lautsprecheröffnung einen weiteren Ausschnitt in ihrer Außenwand aufweisenden Box
und mit Einbauten im Boxeninnenraum zwischen dem Lautsprecher und dem Abschnitt,
die den ins Boxeninnere abgestrahlten Schall des Lautspre­ chers eliminieren,
gekennzeichnet durch eine lückenlose Aus­ füllung einer Querschnittsfläche des Boxenzwischenraums (14) mit zwei Teilflächen aus zueinander funktionsverschiedenen Komponenten, nämlich
einerseits einem großflächigen, strömungsdichten Abschluß aus einer elastisch schwingfähig eingespannten Masse (30)
und andererseits aus demgegenüber kleinflächigen Strömungs­ durchlässen (13), die von einer Schicht (36) körnigen oder quergerichteten filamentösen Materials (37) verschlossen sind.

2. Gehäuselautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingfähig gespannte Masse (30, 25) gegenüber dem Schwingungsglied (19, 20) des Lautsprechers massenreicher ausgebildet ist.

3. Gehäuselautsprecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der strömungsdichte Abschluß von einer Platten­ kombination (30) gebildet ist, die aus einer elastisch ver­ formbaren Schicht (32), wie Gummi oder Kunststoff, und einer plastisch nachgiebigen Schicht (31), wie Filz, besteht.

4. Gehäuselautsprecher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenkombination (30), vornehmlich im Mittenbe­ reich (34), mit Gewichten (25, 26) belegt ist.

5. Gehäuselautsprecher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichte (25, 26) auf der Außenseite (35) der pla­ stisch nachgiebigen Schicht (31) befestigt sind, z. B. durch Kleben.

6. Gehäuselautsprecher nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gewichte (25, 26) zusätzlich durch eigene elastische Glieder (27), wie Zugfedern, gehalten sind.

7. Gehäuselautsprecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Schicht (32) zumindest punktweise an der nachgiebigen Schicht (31) der Plattenkombination befestigt ist.

8. Gehäuselautsprecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichte aus Metall­ scheiben (26) oder Metallringen (25) bestehen.

9. Gehäuselautsprecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsdurchläs­ sigkeit aus Durchbrüchen (33) in der Kombinationsplatte gebildet sind.

10. Gehäuselautsprecher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (33) mit einer Packung (36) aus körnigem (37) oder quergerichteten filamentösen Material ausgefüllt ist.

11. Gehäuselautsprecher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Packung (36) im Durchbruch (33) beidendig von einem textilen Flächengebilde (38) überdeckt ist, welche an den Außenflächen der Plattenkombination (30) jeweils befestigt sind.

12. Gehäuselautsprecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Boxenzwischenraum in mehreren hintereinanderliegenden Querschnittsflächen (30) abgeschlossen ist, die in freiem Abstand (39) zueinander an­ geordnet liegen.

13. Gehäuselautsprecher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem im Abstand zueinander angeordneten Paar von Plattenkombinationen (30) die Schichtenanordnung (31, 32) und die Lage der Gewichte zueinander spiegelbildlich gewählt sind.

14. Gehäuselautsprecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige Material gerundet, insbesondere kugelförmig (37) gestaltet ist.

15. Gehäuselautsprecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige Material eine rauhe Oberfläche aufweist und aus gas-chromatographisch geeigneten Werkstoffen (37) ausgebildet ist.