DE3327994C2

DE3327994C2 -

Info

Publication number: DE3327994C2
Application number: DE19833327994
Authority: DE
Inventors: Helmut 6232 Bad Soden De Kremer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-07-25
Filing date: 1983-07-25
Publication date: 1990-05-23
Also published as: DE3327994A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Lautsprecheranordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Lautsprecheranordnung ist aus der DE-OS 17 62 735 bekannt, dort sind jedoch nur gleichartige Lautsprecher in einer Zeile angeordnet, wobei mindestens zwei Zeilen nebeneinander vorgesehen sind. Der Nachteil einer solchen Anordnung besteht darin, daß durch Interferenzen der von den beiden Schallzeilen abgestrahlten Wellen an bestimmten Stellen des Raumes Auslöschungen auftreten können.

In der DE-OS 27 29 051 ist eine Lautsprecheranordnung beschrieben, bei der zwar verschiedene Frequenzbereiche abstrahlende Lautsprecher übereinander angeordnet sind, jedoch nicht abwechselnd, so daß sich in vertikaler Richtung keine homogene Abstrahlung von hohen und tiefen Frequenzen ergibt.

Die AT-PS 3 58 114 zeigt Lautsprecheranordnungen, bei denen Hoch- und Tieftöner in einer Zeile angeordnet sind; jedoch ergibt sich bei Verwendung von Hochtönern an nur einer Stelle in der Vertikalen ebenfalls keine homogene Abstrahlung von hohen und tiefen Frequenzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in der Vertikalen homogene Schallwellen abzustrahlen, wobei die horizontale Abstrahlung ohne phasenbedingte Auslöschungen erfolgen soll.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Lautsprecheranordnung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Der Vorteil eines zylindrisch abstrahlenden Lautsprechers besteht hauptsächlich in der Abstrahlung einer geraden Wellenfront, bei der in der Vertikalachse keine örtlichen Sprünge der Schallquelle aufkommen, wie es bei Zweiwege-, Dreiwege- und sonstigen Mehrwegelautsprechern der Fall ist. Dieser Effekt tritt um so stärker auf, je höher die Flankensteilheit der verwendeten Frequenzbereiche ist. Auch bei Mehrwegelautsprechern, bei denen die einzelnen Systeme in einer vertikalen Zeile mit geringstmöglichem Abstand zueinander angeordnet sind, ergeben sich geringe örtliche Sprünge der Schallquelle, weil die Membranen sehr unterschiedliche Abmessungen haben. Außerdem verändern sich die Abstrahlebenen solcher Konstruktionen im Rundstrahlverhalten.

Ziel der Erfindung war, eine Lautsprecheranordnung zu finden, die möglichst viele akustische Vorteile in sich vereinigt. Selbst ein Entzerrer (Equalizer) für den Frequenzgang ist bei diesem Lautsprecher nicht erforderlich, da spezielle Beschleuniger die Luftbewegungen bei kleinen Membranhüben auf dem notwendigen Niveau halten. Schalleitbleche vermeiden Klangverfälschungen durch Schallverkleidungen oder benachbarte Wände. Der Gehäuseaufbau und die Einbauten wirken mit der Trennfrequenz zusammen und unterbinden Resonanzen. Die am Ende mit Schaumgummidämpfern abgeschlossene Transmissionsline entlüftet das Gehäuse und unterstützt die Membranbewegungen des Mitteltieftonsystems. Durch die Übergangsfrequenz und zeilenförmig plazierte Lautsprecher, können alle 11 Systeme wie eine Membran phasengleich abstrahlen. die bei Elektrostaten auftretenden Partialschwingungen, durch die Membran überlaufenden Schallwellen, die sich in ihrer Fläche mehrmals teilen, sind ausgeschlossen.

Der Klirrfaktor ist durch das Multisystem entsprechend gering: Setzt man z. B. für ein Hifi-Breitbandsystem mit Hochtonkegel einen angenommenen Klirrfaktor von 6% bei 10 kHz an, so ergibt sich bei 25% Leistungsanteil ein Klirrfaktor von 1,5%. Mit den Beschleunigern ist es möglich, den Klirrfaktor noch unter 1% zu senken. Das erlaubt, die Lautsprecherbestückung zu variieren: z. B. 4 Hochtöner mit 5 Tieftönern oder 3 Hochtöner mit 4 Tieftönern und umgekehrt. Erhält man dabei das Grundkonzept, so bleibt die Transparenz der Wiedergabe erhalten.

Ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1a Frontverkleidung links,

Fig. 1b Gehäuse links,

Fig. 2a Gehäuse rechts,

Fig. 2b Frontverkleidung rechts,

Fig. 3a Seitenansicht und Draufsicht links Gehäuse innen,

Fig. 3b Perspektivansicht zu Fig. 3a,

Fig. 3c Außenhülle links mit Luftwegdarstellung,

Fig. 4a Seitenansicht und Draufsicht rechtes Gehäuse innen,

Fig. 5a Anordnung Schalleitblech vor dem Mitteltieftöner (Draufsicht),

Fig. 5b Anordnung des 90° - und 45° - Schalleitbleches vor dem Hochtöner (Draufsicht),

Fig. 6 Anordnung des Beschleunigers im Hochtonkegel des Mitteltieftöners (Querschnitt),

Fig. 7 Bändchenhochtöner (Explosionszeichnung).

Das verwendete Gehäuse ist als Transmissionsline ausgelegt. Sie wird für den reflexionsfreien Innenausbau und zur Belüftung benutzt. Fig. 3c zeigt den Luftweg und die Dämpfungselemente. Beim Einschwingen des Lautsprechers läuft die Druckwelle zuletzt gegen Schaumgummidämpfer an der Frontplatte, die nach außen offen sind. Somit ist die Druckwelle vernichtet und der Innendruck der Außenluft angeglichen. Der Druckanstieg beim Einschwingen des Lautsprechers ist wesentlich geringer als bei geschlossenen Gehäusen, Baßreflex oder ähnlichen Konstruktionen. Die im Gehäuse schnellere Welle dringt durch die Dämpfungselemente nach außen, während die Außenluft wegen des wesentlich niedrigeren Druckes nur wenig eindringen kann. Der so erhaltene Summengleichdruck bewirkt die zur Amplitude angepaßte Membranbelastung, bei der die gesamte Membran im Rückwärtsschwingen gestützt wird. Die Innenwände des Gehäuses sind mit 3 mm dickem Schaumgummi beklebt. die teils konische Gehäuseform und zusätzliche Dämpfer hinter den Lautsprechern gewähren einen reflektionsfreien Innenraum. Die Frequenzaufteilung zwischen Hoch- und Tiefton ist dem Innenraum angepaßt: 2500 Hz = 13,6 cm Wellenlänge. Fig. 3a und b zeigt wie die Transmissionsline mit den Versteifungen zusammenhängt am Beispiel der linken Box: Auf die Rückplatte sind 2 Träger aufgestellt auf denen die Umkehrplatte ruht. Deren Breite ist 34 cm. Ihr Abstand zu den Seitenwänden ist je 6 cm. Auf der Umkehrplatte steht das Trägerbrett der Frontplatte, zugleich Seitenteil der Lautsprecherkammer. Breite Frontplatte : 17,5 cm. Die runden Dübel versteifen Rück- und Umkehrplatte, die rechten Klötze Umkehr-, Frontplatte und rechte Schrägwand. Die linke Schrägwand wird durch schräge Klötze mit der Umkehrplatte und seitlich durch Stege (10 × 3,5 cm) mit der Frontplatte verbunden. Das rechte Gehäuse muß genau spiegelbildlich aufgebaut werden, um den Boxen ein äußerlich symmetrisches Aussehen zu geben. Siehe Fig. 1a, b und 2a, b. Fig. 5a und b zeigt die linke Schallverkleidung. Dabei wird die Wirkungsweise der Schalleitbleche klar: Das mittlere Schalleitblech (Fig. 5b) verhindert Schallreflexionen an einer benachbarten Wand. Das nur auf Fig. 5a zu sehende ist für den Baßmittelton gedacht. Das schräggestellte Schalleitblech auf Fig. 5b vermeidet Reflexionen an Gehäuse und Schallverkleidung. Der Aufbau für die rechte Box ist spiegelbildlich. Das Bruttovolumen einer Box umfaßt ca. 212 Ltr. Die Abmessungen können Fig. 3c entnommen werden. Fig. 5a und b sind im Maßstab 1 : 1 gezeichnet.

Das Gehäuse des Ausführungsbeispiels ist aus 20-mm-Spanplatte gefertigt und dient mit Hilfe einer Transmissionsline als reflexionsfreier Innenraum. Gekennzeichnet durch schräge Wände, die keine stehenden Wellen aufkommen lassen, und die am Ende mit Schaumgummi verschlossene Transmissionsline, die somit keine Halbwellen und Gehäuseschall abstrahlt, sondern zur Ventilation des Gehäuses beiträgt. Die Gehäuseinnenwände sind mit Schaumgummi bezogen. Hinter den Einbaulöchern der Mitteltieftöner hier ein Dämpfungselement aus Glaswolle.

Die Abmessungen sind: Höhe 170 cm, Breite 50 cm,
Gesamttiefe mit Schallverkleidung: 35 cm.
Tiefe der Seitenwände 18 cm.
Schrägwände: Tiefe 11 cm, Breite 18 cm.
Tiefe bis zur Frontplatte: 28,5 cm.
Winkel: Seiten-Schrägwand 52°-, Schrägwand-Frontplatte 38°-.
Volumen 212 l.

Auf die Rückplatte sind 2 Träger aufgestellt, auf denen die Umkehrplatte ruht. Sie ist ebenso in der Decken- und Bodenplatte verankert. Ihre Breite ist 34 cm, der Abstand zu den Seiten ist je 6 cm, der Abstand zwischen Trägern und Platten 8 cm. auf der Umkehrplatte steht (Fig. 3c) das Trägerelement der Frontplatte, zugleich Seitenwand der Lautsprecherkammer. Dabei ist der spiegelbildliche Aufbau zu beachten. Die Frontplatte wird mit dem Seitenteil und der Schrägwand verbunden. Breite der Frontplatte 17,5 cm. Der so entstandene Austrittsspalt zwischen Schrägwand und Frontplatte, Breite 3,5 cm, wird neben den Hochtönern mit Klötzen 10 × 3,5 cm (6 Stück) verschlossen. In die restlichen Freiräume sind die o. a. Schaumgummielemente eingefügt. Das Gehäuse ist weiterhin mit 6 Dübeln und 10 Klötzen stabilisiert.

An den Hochtonlautsprechern (Fig. 7) wurden folgende Veränderungen vorgenommen: Zwischen Befestigungsplatte Nr. 2 und Membran Nr. 4 wurde eine Distanzscheibe mit 1 mm Dicke eingesetzt, die hohe Luftturbulenzen vor der Membraneinspannung mildert und ein Anschlagen der Membran verhindert. Teil Nr. 5 ist eine weitere zusätzliche Distanzscheibe aus Pappe. Sie mildert ebenfalls die Luftturbulenzen hinter der Membran und verhindert ein rückwärtiges Anschlagen der Membran. Um die durch die Erwärmung der Leiterbahnen entstehende Ausdehnung der Luft in der Luftkammer zu kompensieren, und somit ein Blähen der Membran zu verhindern, wird eine luftdurchlässige Distanzscheibe Nr. 5 eingefügt. Sie erlaubt eine genügende Ventilation der Luftkammer.

Die Dicke des Teils Nr. 5 beträgt 0,2 mm, was der halben Amplitudenlänge entspricht. Die Teile Nr. 7, Dämpfungsstege sind ebenfalls gegen selbstgefertigte Schaumgummistege ausgetauscht.

Erklärung zur Zeichnung, Bändchenhochtöner

Teil

Nr. 1 Frontplatte
Nr. 2 Befestigungsplatte
Nr. 3 Distanzscheibe 1 mm dick Pappe
Nr. 4 Membran
Nr. 5 Distanzscheibe 0,2 mm dick Pappe
Nr. 6 Distanzscheibe 0,2 mm dick Kupferblech
Nr. 7 Dämpfungsstege Schaumgummi
Nr. 8 Magnetplatte

Claims

1. Lautsprecheranordnung zur Abstrahlung zylindrischer Schallwellen mit Vertikalachse, bei der die einzelnen Lautsprecher mit geringstmöglichem Abstand zueinander in einer vertikalen Zeile montiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeile aus 5 Mitteltieftönern und 6 Hochtönern besteht (Fig. 1 und 2), die in einer Achse abwechselnd angeordnet sind, wobei sich an den beiden Enden der Zeile jeweils ein Hochtöner befindet.

2. Lautsprecheranordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Frontverkleidung vertikal verlaufende Schalleitbleche montiert sind (Fig. 1a und 2b), wobei die beiden mittleren Bleche im 90°-Winkel und ein seitliches, auf den Zuhörer gerichtetes Blech im 45°-Winkel zur Frontplatte stehen und über die gesamte Lautsprecherzeile reichen (Fig. 5a und 5b, Fig. 1a und 1b, Fig. 2a und 2b).

3. Lautsprecheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hochtonkegeln der Mitteltieftöner Beschleuniger montiert sind, die im Querschnitt zum Hochtonkegel gesehen, die Form eines Kegelstumpfes haben, und nach außen hin in eine elliptische Form auslaufen, wobei jeder Mitteltieftöner mit diesem Beschleuniger versehen ist (Fig. 6, Fig. 1b und 2a).

4. Lautsprecheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der rückwärtige Schall der Lautsprecher in eine horizontal angeordnete Transmissionsline abgestrahlt wird, wobei er mit Hilfe einer Umkehrplatte etwa in Form eines horizontalen Dreiecks umgeleitet wird und nach Durchlaufen eines konusförmigen Teiles der Transmissionsline durch Schaumgummidämpfer neben den Lautsprechern austritt (Fig. 3c).

5. Lautsprecheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine linke und eine rechte Box spiegelbildlich aufgebaut sind.