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Die Erfindung betrifft ein Lautsprechergehäuse, das Im Gegensatz zur Bauweise von herkömmlichen Gehäusen, nach den Grundlagen der Harmonielehre Im Musikinstrumentenbau ausgebildet ist und mit einem nach vorne abstrahlenden, handelsüblichem breltband- bzw mehrweg-Lautsprechersystem bestückt ist, das zur stereophonen Abstrahlung akustischer Signale dient.
Verschiedene Lautsprechergehäuse mit ähnlichen geometrischen Konfigurationen, auch die Anordnung der Lautsprecher betreffend, sind bekannt. (vgl. z. B. US-A-4 142 603, US-A 289929, DE-A1-3 025 691, DEAI-3 201 455 und DE-C1-3 820 244)
Das nunmehr vorgestellte Lautsprechergehäuse hat die Aufgabe, hochwertige Musiksignale in einer möglichst realistische Art und Welse zu wandeln, indem für die Wiedergabe dieser Signale ähnliche Bedingungen geschaffen werden, wie bei der Aufnahme derselben vorgeherrscht haben. Dies hat zur Folge, dass Im Onginal vorhandene charakteristische Schwingungen naturgetreuer wiedergegeben werden können.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, indem das Lautsprechergehäuse ähnlich einem Musikinstrument der Mandolinenfamilie ausgebildet ist. Im Gegensatz zur herkömmlichen Bauweise von Lautsprechergehäusen, die so konzipiert sind, dass möglichst keine Eigenresonanzen auftreten, handelt es sich bei dieser Erfindung um eine Konstruktion, die gezielt Eigenresonanzen einsetzt, um klangliche Vorteile zu erreichen. Das Innere des Lautsprechergehäuses wird daher nicht wie üblich durch Einbringen von Steinwolle udgl. gedämmt, sondern ist vollkommen leer, sodass die dann befindliche Luft ungehindert von den Lautsprechern 9 und 10 in Schwingungen versetzt werden kann.
Diese Konzeption kann auch als System aufgefasst werden, das in der Lage ist, nicht nur Bässe, sondern einen wesentlichen Teil des hörbaren Klangspektrums in annähernd gleichmässiger Weise zu reflektieren bzw. zu resonieren. Entsprechend den grundlegenden Gesetzen der Harmonielehre, wonach die Saiten längen der einzelnen Tonleiter-
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Korpuses 1, 2 und 3 diesen Gesetzmässigkeiten, wie dies beim traditionellen Bau von Musikinstrumenten üblich ist. (vgl angeführte Literatur Seite 131) In Bezug auf die Saitenresonanz Ist festzustellen, dass es klangliche Vorteile bringt, wenn mehrere Saiten mit der angeschlagenen mitschwingen.
Bei der sechssaitigen Gitarre ist aus physikalischen Gründen die Saitenresonanz spärlich. Bei den alten "klassischen" Lauten wurde dieser Mangel durch eine Vielzahl der Saiten etwas behoben. Ein Versuch, bei dem man nur 2 oder 3 Saiten auf einem solchen alten Instrument aufzieht, bestätigt, dass ein Spiel in den oberen Tonregionen mit allen Saiten besser klingt, denn hierbei entstehen nicht nur etliche Untertöne, sondern es kommt auch noch zu einigen Kombinationstönen, sodass das Spiel voller und angenehmer klingt.
Am besten ist die Saitenresonanz natürlich auf der Harfe und dem Klavier zu beobachten.
Um diesen Effekt beim Korpusbau zu erzielen, ist es notwendig, den Luftraum im Inneren des Gehäuses gezielt in Schwingungen zu versetzen.
Wenn man in eine Gitarre, Laute oder Sister eine chromatische Tonleiter hineinsingt, dann bemerkt man, dass bei einem bestimmten Ton das Instrument laut und lange mitklingt. Es ist der"Eigenton"des Instruments. Es stellt sich heraus, dass fast alle Instrumente mindestens zwei solcher Eigentöne besitzen, manche drei oder gar vier. Die Zahl und akkordische Anordnung dieser Eigentöne hängt von den Körperproportionen des Klangkörpers (Resonanzkörpers) ab. (vgl. angeführte Literatur Seite 137)
Der Bauplan, der auf Abb. 153 der angeführten Literatur dargestellten Mandola, besitzt die urtümliche Mandolinenform der letzten 100 Jahre. Das Modell ist also geeignet, als Grundlage für die Herstellung aller Musikinstrumente der Mandolinenfamilie zu dienen.
Die Korpuslänge beträgt 40 cm, die Korpusbreite 19 cm (18 cm), die Korpustiefe 26, 6 cm (30 cm).
Korpuslänge zur Korpustiefe stehen im Verhältnis 3 : 2 (Quint) bzw. 4 : 3 (Quart) und die Korpusbreite zur Korpustiefe stehen im Verhältnis 3 : 5 (grosse Sext). (vgl. angeführte Literatur Seite 195)
Die Anwendung der obangeführten Grundlagen des Musikinstrumentenbaues für den Bau eines Laut- sprechergehäuses :
Die Abmessungen des vorgestellten Lautsprechergehäuses gemäss Ausführungsbeispiel Figur 1 folgen diesen Regeln insofern, als die Korpuslänge (84 cm) zur unteren Korpusbreite (42 cm) Im Verhältnis 8 : 4 (Oktave) und die untere Korpusbreite (42 cm) zur unteren Korpustiefe (31, 5 cm Innenmass) im Verhältnis 4 : 3 (Quart) stehen.
Weiters ist der Mittelpunkt des Bass/Mittettontautsprechers 10 im unteren Teil der Schallwand 4 so angeordnet, dass diese im Verhältnis 2 : 3 (Quinte) geteilt wird. (siehe Figur 4)
Falls als Hochtonlautsprecher eine Kalotte zum Einsatz kommt, übt diese keinerlei akustischen Einfluss aus, da diese auf die Schallwand 4 vorne aufgesetzt wird und keinerlei Verbindung zum Innenraum des Korpuses 1, 2 und 3 besteht, weshalb die Verwendung eines nach hinten offenen Hochtonlautsprechers 9,
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einer Kalotte vorzuziehen 1St.
Die Abb. 152 auf der Seite 195 der angeführten Literatur (gestrichelte Kurvenlinie) lässt erkennen, dass die Mandolinenfamilie in Wirklichkeit nicht nach akustisch begründeten Verhältnissen gebaut wird. Dies bedeutet, dass man sich bei der Dimensionierung des Korpuses darauf beschränkt, eine gut aufeinander abgestimmte Grössenordnung zu erreichen. Die Kurve darf also keine Zickzacklinie sein, stellt aber In jedem
Fall in Bezug auf die akustischen Erfordernisse einen Kompromlss dar.
Es sei daher darauf hingewiesen, dass es ebenfalls nicht möglich ist, den akustischen Erfordernissen bel der
Dimensionierung eines Lautsprechergehäuses, in der obangeführten Art und Welse, zu entsprechen.
Bel einem gewünschten Frequenzumfang von 20-20. 000 Hz wäre theoretisch eine mittlere Frequenz von etwa 10. 000 Hz anzunehmen. Da bereits die Prim-Mandoline, also die kleinste Form der Mandolinenfamilie, die eine mittlere Frequenz von 362 Hz aufweist, lediglich eine Korpuslänge von 27, 6 cm entsprechend den akustischen Erfordernissen aufweisen sollte, (In Wirklichkeit 32 cm), wird verständlich, dass für eine mittlere
Frequenz von 10. 000 Hz kein vernünftiger, akustisch entsprechender Korpus gebaut werden kann.
Da aber die am häufigsten vorkommenden Frequenzen In der Praxis etwa zwischen 100 Hz und 5. 000 Hz liegen und die Abstrahlung der vorgesehenen Lautsprecher 9 und 10 ungehindert nach vorne erfolgt, ergeben sich durch die erfindungsgemässe Bauweise dennoch wesentliche klangliche Vorteile und zwar sowohl durch die einfache Resonanz des Korpuses 1, 2 und 3, die bis in sehr hohe Frequenzbereiche reicht, als auch durch die Im angeführten häufig vorkommenden Frequenzbereich auftretenden Eigenresonanzen, gemäss den vorangeführten Theorien.
Wie bereits angeführt, ist auch bei der Mandolone, der grössten Form der Mandolinenfamilie der Unterschied zwischen den akustischen Erfordernissen und der Wirklichkeit sehr gross. Theoretisch sollte die Mandolone 158. 8 cm ( ! ! !) hoch sein. Ihr tatsächliches Ausmass beträgt aber lediglich 70 cm. Dennoch sind die guten klanglichen Eigenschaften der Mandolinenfamilie unbestritten.
Die In der Schallwand 4 und in der vorderen Deckplatte 7 vorgesehenen "Schallöcher" 11, 12a, 11, 12b und 11, 12c, haben wie bel Musikinstrumenten die Aufgabe, eine optimale Abstrahlung der im Korpus 1, 2 und 3 erzeugten Schwingungen zu bewirken. Darüber hinaus dienen sie in diesem Falle zur Regulierung des Schalldruckes, müssen also auf die zur Verwendung gelangenden Lautsprecher abgestimmt werden. Es kommt den "Schallöchern" daher zentrale Bedeutung für das zufnedenstellende Funktionieren des Systems zu. Sind zu wenige oder zu kleine "Schallöcher" vorhanden, entsteht Im Lautsprechergehäuse, insbesonders durch tiefe Frequenzen hervorgerufen, ein zu hoher Schalldruck. Die Folge ist ein eher dumpfer Klang.
Sind die "Schallöcher" zu gross dimensioniert oder es sind zu viele vorhanden, kann kein ausreichender Schalldruck (Bedämpfung) im Lautsprechergehäuse aufgebaut werden, was ebenfalls eine mangelnde Reproduktion zur Folge hat. Durch verschiedenartige Dimensionierung der "Schallöcher" ist es auch möglich, das Lautsprechergehäuse auf die individuellen Erfordernisse des Hörraumes bzw. auf die Wünsche des Anwenders abzustimmen.
Die Ausführung des Lautsprechergehäuses kann ohne weiteres vom Beispiel gemäss Figur 1 differieren und z. B. entsprechend dem Bauplan auf Seite 192 oder 196 der angeführten Literatur, muschelförmig gebaut werden. Es ist lediglich darauf zu achten dass die Proportionen eingehalten werden, damit der Charakter eines "Klangkörpers" (Resonanzkörpers) erhalten bleibt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschneben :
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels ;
Figur 2 die Vorderansicht des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 ;
Figur 3 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 ;
Figur 4 eine schematische Darstellung der einzelnen Bauteile des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 ;
Figur 5 eine schematische Darstellung der Abstrahicharakteristik des Ausführungsbeispiels nach Fig.
1 ;
Die Figur 1 zeigt ein Lautsprechergehäuse dessen Korpus aus einer oberen Deckplatte 1, einer Grundplatte 2 und einer um 180. um diese herumgezogene hintere Abdeckplatte 3 besteht. Dieser Korpus wird an der trapezförmigen Schallwand 4 befestigt. An beiden Seiten der Schallwand 4 wird jeweils eine Profilholzleiste 5 aufgeleimt, sodass jeweils eine Nut 6 entsteht, in die die vordere Deckplatte 7 von unten her eingeschoben wird. Um unerwünschte Vibrationen zu verhindern, wird an der Innenseite der beiderseitigen Nut 6, an der Vorderseite der oberen Deckplatte 1 und der Vorderseite der Grundplatte 2 eine Bedämpfung der vorderen Deckplatte 7 durch Aufkleben eines Filzes 8, vorgenommen.
In die Schallwand 4 werden die erforderlichen Ausschnitte für den Hochtonlautsprecher 9 und den Bass/Mitteltonlautsprecher 10, sowie für die"Schattöcher"Ha. b und c in abzustimmender Grösse vorgenommen. In die "Schallöcher" 11 und 11 c der Schallwand 4 werden die Kunststoffhülsen 15a und b mit abzustimmender Länge eingeführt. Weiters werden in der vorderen Deckplatte 7 entsprechend den Ausschnitten 11 a, b und c in der
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und c, sowie die AusschnitteBass/Mitteltonlautsprecher 10, vorgenommen Ober- und unterhalb des Ausschnittes 12 c In der vorderen Deckplatte 7, wird jeweils eine Holzstrebe 14a und b zur Verbesserung der Resonanzfähigkeit derselben und zwar an der Rückseite aufgeleimt. (Siehe Figur 4).
Die kugelförmigen Holzfüsse 13 a b, und c werden unten an der Grundplatte 2 wie abgebildet angeschraubt und an deren Unterseite mit einer kegelförmigen Metallplatte versehen, sodass der gesamte Korpus lediglich auf drei Punkten zu stehen kommt
Zur Herstellung des Korpuses 1, 2 und 3, sowie der vorderen Deckplatte 7 gemäss Ausführungsbeispiel Figur 1 können verschiedene Hölzer verwendet werden, die sich aus handwerklicher Sicht dafür eignen und die darüber hinaus einen günstigen Einfluss auf die akustischen Eigenschaften auswirken.
Für die Deckplatte 1 ist die Verwendung von Sperrholz in einer Dicke von 8 mm, für die Grundplatte 2 Sperrholz in einer Dicke von 10 mm, für die Abdeckplatte 3 Birkensperrholz In einer Dicke von 1 - 1, 5 mm, und für die vordere Deckplatte 7 Birkensperrholz In einer Dicke von 2-2, 5 mm, vorgesehen. Es können aber auch Naturhölzer die üblicherweise Im Musikinstrumentenbau verwendet werden, zum Einsatz kommen. Die Auswahl der Hölzer ISt ebenso, wie die zur Verwendung gelangenden Lacke Erfahrungssache und können schwerlich einer akustisch begründeten Berechnung unterzogen werden. Für die hintere Abdeckplatte 3 Ist die Verwendung von Schellack udgl. vorgesehen, weil dadurch die Resonanztählgkeit des Holzes weitgehend erhalten bleibt.
Die Schallwand 4, an der der Hochtonlautsprecher 9 und der Bass/Mitteltonlautsprecher 10 befestigt werden, hat die Aufgabe, der gesamten Konstruktion Festigkeit zu geben und sollte aus möglichst schweren, schwingungsarmen Matenalien gefertigt sein Es kommen hiefür z. B. Kunststoffe (Plexiglas) m einer Dicke von mindestens 1, 5 cm, Keramik oder andere Verbundmatenalien in Frage. Da die Verformung von Kunststoffen und anderer Materialien mit Holz aber nicht unproblematisch ist, wird die Verwendung von Sperrholz in einer Dicke von mindestens 2, 5-3 cm vorgeschlagen.
Auch kann sich die Ausführung der Schallwand 4 in Sandwichbauweise, unter Verwendung geeigneter Materialien bewähren
Die Einzelteile werden nach Schablonen angerissen, mit einer Stichsäge zugeschnitten und zusammengepasst. Die "Schallöcher" 11, 12, a, b, und c werden mit einem Kreisschneider ausgeschnitten. Die Deckplatte 1 und die Grundplatte 2 werden gedübbelt und mit der Schallwand 4 verleimt.
Die hintere Deckplatte 3 wird angepasst und mittels einer Spannvorrichtung hinten an die Deckplatte 1, die Grundplatte 2, sowie seitlich an die Schallwand 4 angeleimt. Es ist auf das genaue Zusammenpassen der
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wird, da ansonsten mit unerwünschten Vibrationen zu rechnen ist. Es werden keinerlei Metallteile verwendet, da sich diese ungünstig auf die Arbeit der Lautsprecher 9 und 10 auswirken könnten. Weiters werden der Korpus 1, 2, und 3 und die vordere Deckplatte 7 fein geschliffen, die Profilholzleisten 5 angepasst und aufgeleimt und sämtliche Teile lackiert. Danach erfolgt die Herstellung der Innenverkabelung und der Einbau der Lautsprecher 9 und 10.
Die Figuren 2 und 3 zeigen die Vorder- bzw. die Seitenansicht des Lautsprechergehäuses, sowie die Schallwand 4 und die vordere Deckplatte 7 im Aufriss. Es ist zu ersehen, dass die hintere Deckplatte 3 so angebracht ist, dass sie mit der Grundplatte 2 hinten einen rechten Winkel bildet. Hingegen bilden die Schallwand 4 und die vordere Deckplatte 7 mit der oberen Deckplatte 1 vorne einen rechten Winkel. Die Schallwand 4 und die vordere Deckplatte 7 stehen nicht senkrecht, sondern sind so angebracht, dass die Tiefe der oberen Deckplatte 1, etwa deren Breite an der Vorderkante entspricht. Die obere Deckplatte 1 und die Grundplatte 2 sind hinten gerundet, sodass der Korpus insgesamt einem Kegelschnitt nahe kommt.
Die Figur 4 veranschaulicht schematisch, wie die einzelnen Teile des Lautsprechergehäuses zusammengefügt werden und verdeutlicht die Verhältnisse der Seitenlängen zueinander.
Die Figur 5 stellt eine schematische Darstellung der Abstrahicharakteristik des Lautsprechergehäuses dar. Es ist zu ersehen, dass die Abstrahlung der stereophonen Signale nicht ausschliesslich nach vorne und auf direktem Wege durch die Lautsprecher 9 und 10, sondern bedingt durch die leichte Bauweise (Schalldurch- lässigkeit) des Korpuses 1, 2 und 3, eine dipolare (indirekte) Abstrahlung erreicht wird, ohne dass hiefür weitere Lautsprecher (Chassis), die seitlich, oder nach hinten abstrahlen, erforderlich wären ! Die dabei auftretenden Reflektionen, die mit entsprechender Zeitverzögerung in den Hörraum gelangen, stellen eine Bereicherung des Hörerlebnisses dar, da auch bel der Aufführung eines Musikstückes häufig derartige Reflektionen auftreten.
Bedingt durch die leichte Bauweise des Korpuses 1, 2 und 3 und die auftretenden Resonanzen ergibt sich darüber hinaus aus ein guter Wirkungsgrad, der bei Verwendung eines Röhrenverstärkers besonders wichtig ist.
Die klanglichen Eigenschaften des vorgestellten Lautsprechergehäuses können als sehr realistisch, offen und körperhaft, mit räumlicher Wiedergabe und guter Ortbarkeit der einzelnen Instrumente, beschrieben werden. Ein weiterer Aspekt, der bislang im Lautsprecherbau weitgehend vernachlässigt wurde, stellt
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der Kontrast zwischen "hellen" und "dunklen" Tönen dar Auch in dieser Hinsicht Ist eine ausgezeichnete Graduierung festzustellen.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, dass digitale Schärfen und Im Signal enthaltene Klirranteile weitgehend neutralisiert werden Literatur' Franz JAHNEL DIE GITARRE UND IHR BAU Technologie von Gitarre, Laute, Mandoline, Slster, Tanbur und Saite 4. überarbeitete Auflage Verlag Das Musikinstrument-Frankfurt am Main Patentansprüche 1. Lautsprechergehäuse mit nach vorne abstrahlenden, handelsüblichem breltband- bzw. mehrweg -
Lautsprechersystem bestückt, bestehend aus einem Korpus (Klangkörper bzw.
Resonanzkörper), (1), (2) und (3), einer Schallwand (4) und einer vorderen Deckplatte (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Dimensionierung des Lautsprechergehäuses insofern den Grundlagen der Harmonielehre im Musik- Instrumentenbau entspricht, als die Korpuslänge zur unteren Korpusbreite im Verhältnis 8'4 (Oktave) und die untere Korpusbreite zur unteren Korpustiefe im Verhältnis 4:3 (Quart) stehen und der
Mittelpunkt des Bass/Mitteltonlautsprechers (10) im unteren Teil der Schallwand (4) so angeordnet ist, dass diese im Verhältnis 23 (Quinte) geteilt wird und die Herstellung des Lautsprechergehäuses den
Regeln des traditionellen Musikinstrumentenbaues folgt.