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Die Erfindung betrifft eine Lautsprecheranordnung mit einem ersten Lautsprecher, einem zweiten Lautsprecher und einem Reflektor, der zwischen den Lautsprechern angeordnet ist.
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Lautsprecher, bei denen elektrische Signale in mechanische Schwingungen einer Membran übertragen werden und auf diese Weise Schallwellen erzeugen, sind seit langem bekannt. Ein Nachteil derartiger Lautsprecher besteht darin, dass diese den emittierten Schall jeweils nur in eine vorgegebene Richtung abstrahlen, wodurch beim Hörer ein artifizieller Klangeindruck entsteht.
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Um einen Klang zu erzeugen, der demjenigen natürlicher Schallquellen möglichst gut nachempfunden ist, wurden daher Lautsprecheranordnungen entwickelt, bei denen ein von zwei Lautsprechern auf den jeweils anderen der beiden Lautsprecher gerichtet abgestrahlter Schall von einem zwischen den Lautsprechern fest angeordneten Reflektor, auch Wandler oder Frequenzstrahlwandler genannt, möglichst in alle Raumrichtungen reflektiert wird. Eine derartige Lautsprecheranordnung ist beispielsweise in der Patentschrift
DE 43 31 959 C2 beschrieben. Auf diese Weise wird beim Hörer ein gegenüber einem konventionellen Lautsprecher erheblich verbesserter Klangeindruck hervorgerufen. Dabei ist der Klangeindruck umso besser, je genauer eine Abstrahlcharakteristik des Reflektors der Abstrahlcharakteristik einer idealen Kugelwelle entspricht. Dies kommt besonders dann zum Tragen, wenn zur Erzeugung eines Stereoklanges zwei derartige Lautsprecheranordnungen verwendet werden. Mit zwei kugelförmig abstrahlenden Lautsprecheranordnungen ist es möglich, in weiten Raumbereichen feststehende Schallinterferenzen zu erzeugen, die einen besonderen Höreindruck entstehen lassen.
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Praktisch kommt es bei den bisher bekannten Lautsprecheranordnungen der beschriebenen Art jedoch mitunter zu mehr oder weniger starken Abweichungen der Abstrahlcharakteristik von der Abstrahlcharakteristik einer idealen Kugelwelle. Ein verbesserter Klangeindruck könnte durch eine Kompensation derartiger Abweichungen hergestellt werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Lautsprecheranordnung zu entwickeln, deren Abstrahlcharakteristik mit möglichst großer Genauigkeit der Abstrahlcharakteristik einer idealen Schallkugelwelle entspricht.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Lautsprecheranordnung gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Beschrieben wird eine Lautsprecheranordnung mit einem ersten Lautsprecher und mit einem zweiten Lautsprecher, die Schall jeweils auf den anderen Lautsprecher gerichtet abstrahlen, und mit einem zwischen den Lautsprechern fest angeordneten Reflektor, der einen ersten kegelförmigen Körper umfasst, dessen spitzes Ende auf den ersten Lautsprecher gerichtet ist, und der einen zweiten kegelförmigen Körper umfasst, dessen spitzes Ende auf den zweiten Lautsprecher gerichtet ist, wobei Oberflächen der kegelförmigen Körper durch Vertiefungen und/oder Erhebungen vergrößert sind.
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Durch die Vergrößerung der Oberflächen der den Reflektor bildenden kegelförmigen Körper wird eine Abstrahlcharakteristik des Reflektors, der auch Wandler oder Frequenzstrahlwandler genannt heißt, in vorteilhafter Weise verbessert, indem mittels der Vertiefungen und/oder Erhebungen Abweichungen der Abstrahlcharakteristik von der Abstrahlcharakteristik einer idealen Kugelwellen weitgehend kompensierbar sind. Beim Hörer entsteht ein besonders guter Höreindruck.
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Die Lautsprecher können auf verschiedene Art und Weise ausgestaltet sein. Vorteilhafterweise sind der erste Lautsprecher als Tiefton- oder Mitteltonlautsprecher und der zweite Lautsprecher als Hochtonlautsprecher ausgebildet. Geometrische Abmessungen der Lautsprecher können beliebig gewählt werden. Der erste Lautsprecher hat beispielsweise eine Höhe von 70 cm und eine kreisförmige Grundfläche mit einem Durchmesser von 20 bis 30 cm. Der zweite Lautsprecher kann eine geringere Höhe von ca. 5 bis 10 cm aufweisen.
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Auch der Reflektor kann verschiedene geometrische Abmessungen haben, die jedoch an Abmessungen von Membranen der Lautsprecher angepasst sind. Der Reflektor kann aus Kunststoff, Holz, Metall oder Keramik gebildet sein. Entscheidend ist, dass der Reflektor derart gebildet ist, dass er in einem möglichst großen Schallfrequenzbereich, insbesondere in einem hörbaren Bereich zwischen etwa 200 Hz und etwa 20 kHz, möglichst keine Resonanzen aufweist, so dass eine Absorption durch den Reflektor vermieden wird.
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Bei den kegelförmigen Körpern muss es sich nicht um Kegel im strengen geometrischen Sinne handeln. Eine Form der kegelförmigen Körper soll aber einer Kegelform möglichst nahekommen. Insbesondere können sie eine Achse hoher Symmetrie, im Folgenden auch als Kegelachse bezeichnet, aufweisen. Grundflächen der kegelförmigen Körper sind vorzugsweise kreisrund. Eine Form der Grundflächen kann aber auch Abweichungen von einer Kreisform aufweisen. Z. B. können die Grundflächen leicht oval oder als Vielecke ausgebildet sein. Die Oberflächen der kegelförmigen Körper können von einer Form eines Kegelmantels abweichen. So können sie wenigstens teilweise konvex oder konkav gekrümmt sein.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden kegelförmigen Körper unterschiedlich ausgestaltet. Insbesondere können die Vertiefungen und/oder die Erhebungen bei dem ersten kegelförmigen Körper anders ausgestaltet sein als bei dem zweiten kegelförmigen Körper. Vorzugsweise sind die Vertiefungen und/oder die Erhöhungen bei demselben kegelförmigen Körper jeweils identisch oder wenigstens sehr ähnlich ausgestaltet. Die Vertiefungen und/oder Erhebungen können sich bei demselben kegelförmigen Körper aber auch unterscheiden. Mit dem Begriff Ausgestaltung der Vertiefungen bzw. der Erhebungen sind insbesondere eine Länge, eine Breite, eine maximale Tiefe bzw. eine maximale Höhe, eine Form einer von der jeweiligen Vertiefung in einer Mantelfläche des jeweiligen kegelförmigen Körpers erzeugten Ausnehmung sowie eine Form einer Innenfläche der jeweiligen Vertiefung bzw. eine Form einer Oberfläche der jeweiligen Erhebung gemeint. Auch eine Positionierung der jeweiligen Vertiefung bzw. Erhebung in bzw. auf dem jeweiligen kegelförmigen Körper zählt dazu. Die Länge einer Vertiefung bezieht sich auf die längste Abmessung der von der Vertiefung in der Mantelfläche erzeugten Ausnehmung, und zwar um eine Verbindung zwischen entsprechenden Randpunkten der jeweiligen Ausnehmung. Die Breite ist entsprechend die längste Abmessung der jeweiligen Ausnehmung in einer Richtung, die senkrecht auf der Länge steht.
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Mit der unterschiedlichen Ausgestaltung des ersten und des zweiten kegelförmigen Körpers, insbesondere mit der unterschiedlichen Ausgestaltung der Vertiefungen und/oder der Erhebungen, kann unterschiedlichen geometrischen Abstrahlcharakteristiken und unterschiedlichen Abstrahlfrequenzen des ersten und des zweiten Lautsprechers Rechnung getragen werden. Vor allem ein unterschiedliches Reflektions- und Brechungsverhalten des Frequenzschallwandlers für von dem ersten und dem zweiten Lautsprecher emittierte erste und zweite Schallwellen kann damit berücksichtigt werden. Damit soll erreicht werden, dass von dem Wandler bzw. Reflektor in den Raum reflektierter Schall eine möglichst gleichmäßige Kugelwelle ausbildet.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung haben die Vertiefungen und/oder die Erhebungen eine längliche Form und verlaufen jeweils zumindest teilweise entlang von Kegelmeridianen. Ein Kegelmeridian bezeichnet dabei eine Gerade oder eine Linie, die entlang der Oberfläche des jeweiligen kegelförmigen Körpers verläuft und dabei eine kürzeste Verbindung zwischen einem spitzen Ende des kegelförmigen Körpers und einem Randpunkt der Grundfläche des kegelförmigen Körpers darstellt, ähnlich Längengraden auf einer Oberfläche einer Kugel oder eines Ellipsoids. Mit länglicher Form ist gemeint, dass die Länge größer ist als die Breite. Die Vertiefung bzw. Erhöhung verläuft dann entlang eines Kegelmeridians, wenn ihre Länge mit dem Kegelmeridian einen Winkel von weniger als 30 Grad einschließt. Die Vertiefungen bzw. die Erhebungen sind also vorzugsweise entlang einer Schallrichtung des von den Lautsprecher gerichtet abgestrahlten Schalls ausgerichtet.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich eine einzelne der Vertiefungen und/oder Erhebungen über mindestens die Hälfte, vorzugsweise über mindestens zwei Drittel eines Kegelmeridians.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Vertiefungen und/oder die Erhebungen symmetrisch bezüglich der jeweiligen Kegelachse angeordnet. Eine solche Anordnung ist einer Erzeugung einer von dem Reflektor abgestrahlten möglichst gleichmäßigen Kugelwelle in besonderem Maße förderlich.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind Innenflächen der Vertiefungen und/oder Außenflächen der Erhebungen abgerundet. Es hat sich herausgestellt, dass auch dies zur Erzeugung gleichmäßiger Kugelwellen beiträgt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die spitzen Enden bei den beiden kegelförmigen Körpern jeweils unterschiedlich ausgestaltet. Beispielsweise können die beiden spitzen Enden jeweils im Wortsinne spitz sein, sich jedoch in einem eine Spitze bildenden Winkel unterscheiden. Auch können beide spitzen Enden abgerundet sein, wobei sie in einem Bereich des jeweiligen Endes jedoch unterschiedliche Krümmungsradien aufweisen. Der jeweilige kegelförmige Körper kann umso spitzer ausgebildet sein, je höher der Frequenzbereich desjenigen der beiden Lautsprecher ist, dem der jeweilige kegelförmige Körper zugewandt ist. Der einem Hochtonlautsprecher zugewandte kegelförmige Körper kann beispielsweise spitzer ausgebildet sein als der einem Tieftonlautsprecher zugewandte kegelförmige Körper.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Oberflächen der kegelförmigen Körper durch die Vertiefungen und/oder die Erhebungen um mindestens 5 Prozent, vorzugsweise um mindestens 10 Prozent, besonders vorzugsweise um mindestens 20 Prozent vergrößert. Die vergrößerte Oberfläche und deren spezielle Ausgestaltung dient der Kompensation von Abweichungen der Abstrahlcharakteristik von der Abstrahlcharakteristik einer idealen Kugelwelle.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt ein kürzester Abstand zwischen dem spitzen Endes des ersten kegelförmigen Körpers und einer Membranebene des ersten Lautsprechers höchstens 30 Prozent, vorzugsweise höchstens 10 Prozent, besonders vorzugsweise höchstens 5 Prozent einer Höhe des ersten kegelförmigen Körpers beträgt und/oder ein kürzester Abstand zwischen dem spitzen Endes des zweiten kegelförmigen Körpers und einer Membranebene des zweiten Lautsprechers beträgt höchstens 30 Prozent, vorzugsweise höchstens 10 Prozent, besonders vorzugsweise höchstens 5 Prozent einer Höhe des zweiten kegelförmigen Körpers. Mit Membranebene ist damit nicht die eigentliche Fläche der jeweiligen Membran gemeint, sondern vielmehr eine ebene Fortsetzung einer dem Reflektor zugewandten Oberfläche des Lautsprechers, in welchen die jeweilige Membran eingelassen ist. Die Membranebenen werden also durch einen Rand der jeweiligen Membran festgelegt, der beispielsweise mittels einer Sicke mit der jeweiligen Lautsprecheroberfläche verbunden und in diese eingelassen ist. Die spitzen Enden der kegelförmigen Körper sind also vorzugsweise möglichst in der durch die Sicke bestimmten Ebene angeordnet, zumindest aber in einem möglichst geringen Abstand von dieser durch die Sicke bestimmten Ebene.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Membranebene des ersten Lautsprechers, die Membranebene des zweiten Lautsprechers, eine Grundfläche des ersten kegelförmigen Körpers und eine Grundfläche des zweiten kegelförmigen Körpers parallel ausgerichtet und bezüglich einer gemeinsamen Symmetrieachse symmetrisch angeordnet, wobei eine Ausdehnung der Grundfläche des ersten kegelförmigen Körpers mindestens ebenso groß ist wie eine Ausdehnung der Membranebene des ersten Lautsprechers und wobei eine Ausdehnung der Grundfläche des zweiten kegelförmigen Körpers mindestens ebenso groß ist wie eine Ausdehnung der Membranebene des zweiten Lautsprechers. Auf diese Weise wird möglichst der gesamte von den Lautsprechern abgestrahlte gerichtete Schall mittels des Reflektors in eine entsprechende Schallkugelwelle umgewandet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt und wird in der folgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 schematisch eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung,
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2 schematisch eine Seitenansicht des in 1 gezeigten Reflektors,
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3 schematisch den Reflektor aus 1 von oben betrachtet,
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4 schematisch den Reflektor aus 1 von unten betrachtet und
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5 schematisch einen Schnitt durch den Reflektor aus 1 entlang einer in den 3 und 4 dargestellten Ebene.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung 1 dargestellt, die einen Tieftonlautsprecher 2 mit einer an einer Oberseite 3 angeordneten Tieftonmembran 4, einen Hochtonlautsprecher 5 mit einer an einer Unterseite 6 angeordneten Hochtonmembran 7, erste Verstrebungen 8, zweite Verstrebungen 9 und einen Reflektor 10 aufweist. Anstelle des Tieftonlautsprechers 4 kann auch ein Mitteltonlautsprecher vorgesehen sein. Die Lautsprecher 2 und 5 sind in einer durch eine Symmetrieachse 11 der Lautsprecheranordnung dargestellten vertikalen Richtung übereinander angeordnet. Dabei strahlt der Tieftonlautsprecher 2 Tieftonschallwellen über die Tieftonmembran 4 in der vertikalen Richtung nach oben auf den Hochtonlautsprecher 5 hin ab. Der Hochtonlautsprecher 5 dagegen strahlt Hochtonschallwellen über die Hochtonmembran 7 in der vertikalen Richtung nach unten auf den Tieftonlautsprecher 2 hin ab. Die Lautsprecher 2 und 5 strahlen also Schall jeweils auf den anderen Lautsprecher gerichtet ab. Über die ersten Verstrebungen 8 sind die Lautsprecher 2 und 5 fest miteinander verbunden.
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In einem offenen Bereich 12 zwischen den Lautsprechern 2 und 5 ist der Reflektor 8 fest angeordnet, indem er über die zweiten Verstrebungen 9 mit den ersten Verstrebungen 8 verbunden ist. Der Reflektor 10 umfasst einen dem Tieftonlautsprecher 2 zugewandten ersten kegelförmigen Körper 13 mit einem abgerundeten Ende 14, das auf den Tieftonlautsprecher 2 gerichtet ist. Bei dem abgerundeten Ende 14 handelt es sich um ein spitzes Ende des ersten kegelförmigen Körpers 13 im Sinne des Anspruchs 1. Schematisch sind in 1 in den ersten kegelförmigen Körper 13 eingearbeitete erste Vertiefungen 15 dargestellt. Ein zweiter kegelförmiger Körper 16 ist dem Hochtonlautsprecher 5 zugewandt. Ein spitzes Ende 17 des zweiten kegelförmigen Körpers 16 ist auf den Hochtonlautsprecher 5 gerichtet. Auch in den zweiten kegelförmigen Körper 16 sind zweite Vertiefungen 18 eingearbeitet. Die ersten Vertiefungen 15 und die zweiten Vertiefungen 18 werden auch als erste und zweite Nuten bezeichnet. Die Vertiefungen 15 und 18 dienen jeweils einer Vergrößerung von Oberflächen der kegelförmigen Körper 13 und 16 und sind jeweils in Mantelflächen 19 und 20 der kegelförmigen Körper 13 und 16 eingelassen. Mit einem scheibenförmigen Zwischenstück 21 sind der erste kegelförmige Körper 13 und der zweite kegelförmige Körper 16 aus einem Werkstück gefertigt. Zusammen bilden sie den Reflektor 10.
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Der 1 ist weiterhin zu entnehmen, dass eine Tieftonmembranebene 30 des Tieftonlautsprechers 2, eine Hochtonmembranebene 31 des Hochtonlautsprechers 5 und Grundflächen 22 und 23 der beiden kegelförmigen Körper 13 und 16 parallel ausgerichtet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel fallen dabei die Grundflächen 22 und 23 mit einer Oberseite und einer Unterseite des Zwischenstücks 21 zusammen. Die Membranebenen 30 und 31 sowie die Grundflächen 22 und 23 sind außerdem symmetrisch bezüglich der vertikalen Symmetrieachse 11 angeordnet. Dabei ist eine Ausdehnung der Grundfläche 22 zwischen einem linken Rand und einem rechten Rand 27 der Grundfläche 22 des ersten kegelförmigen Körpers 13 mindestens ebenso groß wie eine Ausdehnung der Tieftonmembranebene 30 des Tieftonlautsprechers 2 zwischen einem linken Rand 24 und einem rechten Rand 25 der Membranebene 30. Entsprechend ist eine Ausdehnung der Grundfläche 23 des zweiten kegelförmigen Körpers 16, die mit der Grundfläche 22 des ersten kegelförmigen Körpers 13 deckungsgleich ist, mindestens ebenso groß wie eine Ausdehnung der Hochtonmembranebene 31 des Hochtonlautsprechers 5 zwischen einem linken Rand 28 und einem rechten Rand 29 der Membranebene 31. Damit wird im Wesentlichen der gesamte von den Lautsprechern 2 und 5 in der vertikalen Richtung emittierte Schall von dem Reflektor 10 gleichmäßig in den gesamten Raum reflektiert. Auf diese Weise wandelt der Reflektor 10 den von den Lautsprechern 2 und 5 emittierten gerichteten Schall in eine Kugelschallwelle um, die von einem im Inneren des Reflektors 10 gelegenen virtuellen Punkt auszugehen scheint.
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Die Tieftonmembranebene 30 und die Hochtonmembranebene 31 stellen jeweils eine Fortsetzung der Oberseite 3 des Tieftonlautsprechers 2 und der Unterseite 6 des Hochtonlautsprechers 5 dar. Entlang der Symmetrieachse 11 befindet sich das abgerundete Ende 14 des ersten kegelförmigen Körpers 13 auf einer Höhe der Tieftonmembranebene 30. Entsprechend befindet sich das spitze Ende 17 des zweiten kegelförmigen Körpers 16 auf einer Höhe der Hochtonmembranebene 31. Mit anderen Worten beträgt ein entlang der vertikalen Richtung gemessener kürzester Abstand zwischen dem abgerundeten Ende 14 und der Tieftonmembranebene 30 höchstens 5 Prozent einer Höhe 32 (2) des ersten kegelförmigen Körpers 13 und ein entlang der vertikalen Richtung gemessener kürzester Abstand zwischen dem spitzen Ende 17 und der Hochtonmembranebene 31 beträgt höchstens 5 Prozent einer Höhe 33 (2) des zweiten kegelförmigen Körpers 16. Eine derartige Anordnung ist der Umwandlung des gerichteten Schalls in eine gleichmäßig sich ausbreitende Kugelschallwelle in besonderem Maße förderlich.
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2 zeigt eine Seitenansicht des Reflektors 10. Wiederkehrende Merkmale sind hier und im Folgenden jeweils mit identischen Bezugszeichen versehen. Der Reflektor ist aus Plastik gefertigt. Ebenso kann er aus Holz oder aus Metall gefertigt sein. Ein von dem linken Rand 26 zum rechten Rand 27 sich erstreckender Durchmesser des Reflektors 10 beträgt z. B. 7 cm. Die Höhe 32 des ersten kegelförmigen Körpers 13 beträgt z. B. 3,5 cm. Auch die Höhe 33 des zweiten kegelförmigen Körpers 16 beträgt z. B. 3,5 cm. Abmessungen des ersten kegelförmigen Körpers 13 und des zweiten kegelförmigen Körpers 16 können sich aber auch unterscheiden, z. B. in der Höhe oder im Durchmesser. Der erste kegelförmige Körper 13 und der zweite kegelförmige Körper 16 können also auf unterschiedliche Weise unterschiedlich ausgestaltet sein, wie im Folgenden anhand weiterer Merkmale erläutert wird.
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Insbesondere sind das abgerundete Ende 14 des ersten kegelförmigen Körpers 13, das ein spitzes Ende des kegelförmigen Körpers 13 im Sinne des Anspruchs 1 ist, und das spitze Ende 17 des zweiten kegelförmigen unterschiedlich ausgebildet. Vorliegend ist das Ende 14 abgerundet, während das Ende 17 spitz ist. Deutlich zu erkennen ist ebenso, dass auch die ersten Vertiefungen 15 des ersten kegelförmigen Körpers 13, d. h. die ersten Nuten, von den zweiten Vertiefungen 18 des zweiten kegelförmigen Körpers 16, also von den zweiten Nuten, verschieden sind. Die ersten Vertiefungen 15 und die zweiten Vertiefungen 18 haben jeweils eine längliche Form.
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Längen 35 der dem Hochtonlautsprecher 5 zugewandten Vertiefungen 18 sind länger als Längen 34 der dem Tieftonlautsprecher 2 zugewandten Vertiefungen 15. Breiten 36 der Vertiefungen 15 und Breiten 37 der Vertiefungen 18 sind bei dem vorliegenden Beispiel jeweils gleich groß und betragen jeweils 1 cm.
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Insbesondere ist ein in der jeweiligen Mantelfläche 19 gemessener kleinster Abstand zwischen dem abgerundeten Ende 14 und den Vertiefungen 15 jeweils deutlich größer als ein entsprechender kleinster Abstand zwischen dem spitzen Ende 17 und den Vertiefungen 18. Mit anderen Worten ist der kleinste Abstand zwischen dem dem Tieftonlautsprecher 2 zugewandten abgerundeten Ende 14 des ersten kegelförmigen Körpers 13 und den Vertiefungen 15 des ersten kegelförmigen Körpers 13 größer als ein entsprechender kleinster Abstand zwischen dem dem Hochtonlautsprecher 5 zugewandten spitzen Ende 17 des zweiten kegelförmigen Körpers 16 und den Vertiefungen 18 des zweiten kegelförmigen Körpers 16.
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Die Breiten 36 und 37 der Vertiefungen 15 und 18 werden jeweils in einer Richtung senkrecht zur Länge der jeweiligen Vertiefung bestimmt. Für jede Vertiefung ist die entsprechende Breite also jeweils die längste Abmessung in der Richtung senkrecht zur jeweiligen Länge. Anders als hier gezeigt ist es auch denkbar, dass die Breiten 36 und 37 unterschiedlich sind. Ebenso können Vertiefungen desselben kegelförmigen Körpers 13 oder 16 je unterschiedliche Abmessungen haben. Wie in 2 ebenfalls zu erkennen ist, sind die Vertiefungen 15 und 18 jeweils oval geformt, wobei ein Oval zum Zwischenstück 21 hin jeweils abgeschnitten ist. Kanten, die durch ein Einarbeiten der Vertiefungen in die Mantelflächen 19 und 20 entstehen, können nachträglich abgerundet werden. Schalldruckmessungen haben gezeigt, dass eine Abstrahlcharakteristik des Reflektors 10 dadurch beeinflussbar ist.
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Die Längen 34 und 35 der Vertiefungen 15 und 18 erstrecken sich jeweils entlang von Kegelmeridianen, deren Richtungen vorliegend mit den Längen 34 und 35 zusammenfallen. Die Vertiefungen 15 und 18 verlaufen also insbesondere senkrecht zu Breitenkreisen des entsprechenden kegelförmigen Körpers 13 oder 16. Bei den Breitenkreisen handelt es sich um Schnittlinien von senkrecht zur jeweiligen Kegelachse verlaufenden Ebenen mit der jeweiligen Oberfläche der kegelförmigen Körper 13 bzw. 16.
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Es wurden Schalldruckmessungen an Reflektoren mit jeweils unterschiedlich ausgerichteten Vertiefungen oder Erhöhungen durchgeführt. Dabei hat es sich gezeigt, dass ganz besonders gute, d. h. gleichmäßige Kugelwellen mit solchen Vertiefungen erzielt wurden, die entlang der Kegelmeridiane ausgerichtet waren, und zwar über weite Frequenz- und Lautstärkebereiche. Auch zeigte sich die entstehende Abstrahlcharakteristik als besonders robust gegenüber Schwankungen einer Temperatur, eines Luftdrucks und einer Luftfeuchtigkeit von Umgebungsluft. Mit Vertiefungen, die entlang der Kegelbreitenkreise verliefen, konnten derart positive Ergebnisse nicht erzielt werden, was a priori nicht erwartet werden konnte. Die in 2 gezeigten Vertiefungen erstrecken sich jeweils über mindestens die Hälfte einer Strecke eines Kegelmeridians.
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3 zeigt eine Draufsicht auf den ersten kegelförmigen Körper 13, 4 eine Draufsicht auf den zweiten kegelförmigen Körper 16. Dabei sind Umrisse der kegelförmigen Körper 13 und 16 jeweils durch deren runde Grundflächen 22 und 23 bestimmt. Zu sehen ist ebenso, dass sowohl in den ersten kegelförmigen Körper 13 als auch in den zweiten kegelförmigen Körper 16 jeweils sechs Vertiefungen 15 und 18 eingearbeitet sind. Diese sind symmetrisch bezüglich Kegelachsen der kegelförmigen Körper 13 und 16 angeordnet, wobei die Kegelachsen in den 3 und 4 jeweils senkrecht auf der Zeichenebene stehen. Besonders gute Ergebnisse wurden mit Reflektoren erzielt, bei denen eine Anzahl von Vertiefungen und Erhebungen in dem ersten kegelförmigen Körper 13 und dem zweiten kegelförmigen Körper 16 jeweils gleich groß war, so dass der Reflektor eine ganzzahlige Symmetrie bezüglich Rotationen um eine Symmetrieachse des Reflektors aufwies. Bei dem vorliegenden Beispiel fällt eine Symmetrieachse des Reflektors 10 mit den Kegelachsen der kegelförmigen Körper 13 und 16 und mit der Symmetrieachse 11 der Lautsprecheranordnung 1 zusammen (siehe 1).
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In 3 sind zusätzlich erste Höhenlinien 38a, 38b und 38c (gestrichelt) des ersten kegelförmigen Körpers 13 dargestellt. 4 zeigt zweite Höhenlinien 39a, 39b und 39c (gestrichelt) des zweiten kegelförmigen Körpers 16. Die Höhenlinien 38a, 38b und 38c sowie 39a, 39b und 39c verbinden dabei jeweils Punkte, die, entlang der jeweiligen Kegelachse gemessen, einen identischen Abstand von der jeweiligen Kegelgrundfläche 22 bzw. 23 haben. Anhand eines Verlaufes der Höhenlinien 38a, 38b und 38c sowie 39a, 39b und 39c insbesondere in Bereichen der Vertiefungen 15 und 18 ist jeweils ein Tiefenprofil der Vertiefungen 15 und 18 zu erkennen. Aus den unterschiedlichen Krümmungen der Höhenlinien 38a, 38b und 38c sowie 39a, 39b und 39c in den Bereichen der Vertiefungen 15 und 18 ist ersichtlich, dass Steigungen auf einem Grund 40 (5) der Vertiefungen 15 und auf einem Grund 41 (5) der Vertiefungen 18 variieren. Insbesondere kann man erkennen, dass Innenflächen der Vertiefungen 15 und 18 abgerundet sind.
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Die unterschiedlichen Steigungen des Grundes 40 und des Grundes 41 sind besonders deutlich in 5 dargestellt, die einen Schnitt durch den Reflektor 10 entlang der in den 3 und 4 gezeigten Schnittebene 43 zeigt, wobei die Schnittebene in der Draufsicht der 3 und 4 eine Form einer Geraden annimmt. So haben erste Bereiche 40a des Grundes 40 der Vertiefungen 15 des ersten kegelförmigen Körpers 13 eine erste Steigung und zweite Bereiche 40b des Grundes 40 haben eine zweite Steigung. Von der Grundfläche 22 aus betrachtet nimmt die Steigung des Grundes 40 zum abgerundeten Ende 14 hin zu. Erste Bereiche 41a des Grundes 41 der Vertiefungen 18 des zweiten kegelförmigen Körpers 16 haben eine dritte Steigung und zweite Bereiche 41b des Grundes 41 haben eine vierte Steigung. Von der Grundfläche 23 aus betrachtet nimmt die Steigung des Grundes 41 zum spitzen Ende 17 hin zu.
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Die Steigungen des Grundes 40 und des Grundes 41 werden einerseits durch die Längen 34 und 35 der Vertiefungen 15 und 18 und andererseits durch maximale Tiefen 42 der Vertiefungen 15 und maximale Tiefen 43 der Vertiefungen 18 bestimmt. Die maximalen Tiefen 42 und 43 betragen hier jeweils 0,5 cm und sind für die Vertiefungen 15 und 18 jeweils identisch. Die maximalen Tiefen 42 und 43 betragen in jedem Fall wenigstens 10 Prozent der jeweiligen Längen 34 und 35 der entsprechenden Vertiefungen 15 und 18. Die maximalen Tiefen 42 und 43 sind dabei durch eine kürzeste Entfernung zwischen dem Grund 40 bzw. 14 und einer gedachten Fortsetzung der entsprechenden Mantelfläche 19 bzw. 20 gegeben.
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Durch das Einbringen der Vertiefungen 15 und 18 werden Oberflächen der kegelförmigen Körper 13 und 16 vergrößert. Im Falle des dem Tieftonlautsprecher 2 zugewandten ersten kegelförmigen Körpers 13 beträgt eine Vergrößerung von dessen Oberfläche etwa 10 Prozent. Bei dem dem Hochtonlautsprecher 5 zugewandten zweiten kegelförmigen Körper 16 beträgt eine Vergrößerung von dessen Oberfläche infolge des Einbringens der Vertiefungen 18 etwas mehr als 20 Prozent. Eine Vergrößerung der Oberfläche infolge des Einbringens der Vertiefungen 15 und 18 ist im Falle des ersten kegelförmigen Körpers 13 also kleiner als im Falle des zweiten kegelförmigen Körpers 18. Die Vergrößerung der Oberfläche ist durch den Quotienten aus der Oberfläche nach dem Einbringen der Vertiefungen 15 und 18 und der Oberfläche der jeweils entsprechenden Mantelfläche 19 bzw. 20 ohne die Vertiefungen 15 bzw. 18 zu bestimmen. Die Oberfläche nach dem Einbringen umfasst insbesondere Innenflächen der Vertiefungen 15 bzw. 18.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lautsprecheranordnung
- 2
- Tieftonlautsprecher
- 3
- Oberseite von 2
- 4
- Tieftonmembran
- 5
- Hochtonlautsprecher
- 6
- Unterseite von 5
- 7
- Hochtonmembran
- 8
- erste Verstrebungen
- 9
- zweite Verstrebungen
- 10
- Reflektor
- 11
- Symmetrieachse
- 12
- offener Bereich
- 13
- erster kegelförmiger Körper
- 14
- abgerundetes Ende von 13
- 15
- erste Vertiefungen
- 16
- zweiter kegelförmiger Körper
- 17
- spitzes Ende von 16
- 18
- zweite Vertiefungen
- 19
- Mantelfläche von 13
- 20
- Mantelfläche von 16
- 21
- Zwischenstück
- 22
- Grundfläche von 13
- 23
- Grundfläche von 16
- 24
- linker Rand von 4
- 25
- rechter Rand von 4
- 26
- linker Rand von 21
- 27
- rechter Rand von 21
- 28
- linker Rand von 7
- 29
- rechter Rand von 7
- 30
- Tieftonmembranebene
- 31
- Hochtonmembranebene
- 32
- Höhe von 13
- 33
- Höhe von 16
- 34
- Länge von 15
- 35
- Länge von 18
- 36
- Breite von 15
- 37
- Breite von 18
- 38
- erste Höhenlinien
- 39
- zweite Höhenlinien
- 40
- Grund von 15
- 41
- Grund von 18
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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