DE10203168B4

DE10203168B4 - Lautsprecherbox

Info

Publication number: DE10203168B4
Application number: DE2002103168
Authority: DE
Inventors: Günter J. Krauss
Original assignee: Evi Audio GmbH
Current assignee: Evi Audio GmbH
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2022-01-29
Also published as: DE10203168A1

Abstract

Lautsprecherbox, umfassend einen oder mehrere vertikal übereinander angeordnete Konus-Tieftonlautsprecher (11) in einem ersten Gehäuse, das als Tieftongehäuse (10) ausgebildet ist;
eine Vielzahl von Mittel-/Hochtonlautsprechern (21-24), die in einem zweiten Gehäuse (20) angeordnet sind, welches einen vertikalen, an seiner Vorderseite abstrahlenden Linienstrahler bildet, wobei die Mittel/Hochtonlautsprecher (21-24) über eine Frequenzweiche mit vorbestimmter Flankensteilheit und Übergangsfrequenz (f₀) mit dem oder mit den Tieftonlautsprechern (m) (11) verbunden sind,
wobei das zweite Gehäuse (20) derart mittig vor dem Tieftonlautsprecher (11) oder den Tieftonlautsprechern (11) in einem vorbestimmten Abstand (d) vor diesem oder diesen angeordnet ist, dass die Mittenachsen (Xm; Xt) aller Lautsprecher auf einer einzigen vertikalen Ebene liegen, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuse (20) an seine Rückseite (25) als Schallabsorber ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lautsprecherbox nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei der Beschallung größerer Flächen zum Beispiel von Bühnen herab, in Theatern oder in Gaststätten, Discos oder dergleichen großen Räumen und natürlich auch in Arenen, also unter freiem Himmel, soll einerseits eine in vertikaler Richtung begrenzte und andererseits in horizontaler Richtung relativ breite Abstrahlung gewährleistet werden. Es kommt hierbei ganz besonders darauf an, dass das Schallempfinden des Zuhörers möglichst unabhängig von seiner Position vor der Lautsprecherbox ist, also das Abstrahlverhalten insbesondere hinsichtlich des Frequenzganges und Klirrfaktors möglichst gleichmäßig ist. Selbstverständlich wird gleichzeitig ein Frequenzgang ohne allzu große Schwankungen bei gleichmäßig niedrigem Klirrfaktor verlangt. Besonders problematisch ist hierbei der Frequenzbereich rings um die Übergangsfrequenz zwischen Tieftonlautsprecher und Mittel-/Hochtonlautsprecher, da durch Überlagerung der erzeugten Schallwellen Interferenzen insbesondere in einem Frequenzbereich entstehen können, bei dem das menschliche Ohr empfindlich ist.
Darüber hinaus müssen derartige Lautsprecherboxen unempfindlich gegen Rückkopplungserscheinungen sein, die durch Wiedergabe von mittels Mikrophonen aufgenommenen Schallereignissen entstehen können. Dennoch wird verlangt, dass die abgestrahl ten Schaller eignisse seitlich und auch noch hinter den Lautsprecherboxen zur Gewährleistung einer Monitorfunktion der Lautsprecherboxen gut wahrnehmbar sind.

Aus der WO 98/07 297 A1 ist eine Lautsprecherbox nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bekannt. Sie besteht aus einem ersten Gehäuse, das als geschlossenes Tieftongehäuse ausgebildet ist, und aus einem zweiten, offenen Gehäuse in Form einer Schallwand, in welcher Gruppen von Hoch-/ Mitteltonlautspre= chern zur Bildung eines Linienstrahler montiert sind. Dieser Linienstrahler ist bei einer Ausführungsform gemäss der Druckschrift so montiert, dass die Mittelachsen aller Lautsprecher auf einer einzigen vertikalen Ebene liegen. Die Rückseiten der Hoch-/ Mitteltonlautsprecher, also ihre hinteren Magnetflächen, stehen frei vor den Membranen der Tieftonlautsprecher. Der akustische Eindruck dieser Lautsprecherbox ist insbesondere im Hinblick auf Ihre Richtcharakteristik und ihren Frequenzgang unbefriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lautsprecherbox der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass eine verbessertes Abstrahlverhalten erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Lautsprecherbox nach Anspruch 1 gelöst.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, dass ein vertikaler, von seiner Vorderseite abstrahlender Linienstrahler in einem Gehäuse direkt vor einem Tieftonlautsprecher oder mehreren, vertikal übereinander angeordneten Tieftonlautsprechern symmetrisch zu diesen angeordnet ist, so dass eine Art „Koaxialanordnung" entsteht, die Mittenachsen aller Laut- sprecher also auf einer einzigen vertikalen Ebene liegen. Mindestens an seiner Rückseite ist das zweite Gehäuse, also der Linienstrahler als Schallabsorber ausgebildet. Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass durch eben diese Ausbildung als Schallabsorber insbesondere bei der Übergangsfrequenz zwischen Tieftonbereich und Mittel-/Hochtonbereich zu höheren Frequenzen hin im Schallereignis deutlich (und unangenehm) bemerkbare Schalldruckschwankungen und Verzerrungen auf diese Weise eliminiert werden können. Gleichzeitig wird durch die beschriebene Anordnung gewährleistet, dass die Schallereignisse auch außerhalb der Abstrahlungsmittelebene mit derselben Qualität wie in dieser Mitte empfunden werden.

Die Lautsprecher sind vorzugsweise als dynamische Konuslautsprecher ausgebildet, die auf dem Markt sehr leicht und kostengünstig bei hohem Wirkungsgrad erhältlich sind.

Das zweite Gehäuse weist vorzugsweise im wesentlichen dieselbe Höhe auf wie das erste Gehäuse, das somit oben und unten mit dem zweiten Gehäuse im wesentlichen bündig abschließt. Dadurch ist eine maximale Platzausnutzung gewährleistet.

Die Mittel-/Hochtonlautsprecher weisen vorzugsweise gleiche Abstände zueinander und einen derart verkürzten Abstand zu Ober- und Unterrändern der beiden Gehäuse auf, dass bei aufeinander gestapelten Gehäusen alle Mittel/Hochtonlautsprecher gleiche Abstände zueinander haben. Auf diese Weise kann bei höherem Leistungsbedarf eine Vielzahl derartiger Lautsprecherboxen aufeinandergestapelt werden, wobei die Abstände der Mittel-/Hochtonlautsprecher zueinander über die gesamte Anordnung konstant bleibt. Auf diese Weise kann eine Optimierung der Schallabstrahlung gewährleistet werden.

Die Übergangsfrequenz der Leistungszuführung zum Tieftonlautsprecher und zu den Mittel-/Hochtonlautsprechern wird vorzugsweise dem Kehrwert aus der n-mal zweifachen Laufzeit des Schalls zwischen Öffnungsebene des Tieftonlautsprechers und der Mittel-/Hochtonlautsprecher gewählt, wobei n eine ganze Zahl, vorzugsweise 1 und die Flankensteilheit vorzugsweise 12dB/Oktave beträgt. Durch diese besondere geometrische Anordnung der Öffnungsebenen der Lautsprecher (also der Ebenen, auf denen der Vorderrand des Tieftonlautsprechers (oder der Tieftonlautsprecher) und der Mittel-/Hochtonlautsprecher liegen, relativ zur Übergangsfrequenz der Frequenzweiche) führt zu einer erstaunlichen Verbesserung des Summenfrequenzgangs aller Lautsprecher sowie zu einer fast nierenförmigen Abstrahlcharakteristik der gesamten Lautsprecherbox. Vorzugsweise sind hierbei die Mittel-/Hochtonlautsprecher phasengleich zum Tieftonlautsprecher im Bereich der Übergangsfrequenz geschaltet, also in einer konträr zur üblichen Schal tung geschalteten Art und Weise. Insbesondere im Hinblick auf die Bühnentauglichkeit (entsprechend der Monitorfunktion und des verbesserten Rückkopplungsverhaltens) hat diese besondere Dimensionierung eine erhebliche Wirkung.

Der Linienstrahler weist mindestens an seiner Rückseite eine Beschichtung aus absorbierendem Material, vorzugsweise aus Baumwolle auf, welche das zweite Gehäuse zu einem Schallabsorber macht. Es ist auch (gegebenenfalls zusätzlich) möglich, insbesondere gedämpfte Helmholzresonatoren oder dergleichen Absorptionseinrichtungen an der Rückseite, gegebenenfalls auch an den Seitenwänden des zweiten Gehäuses bzw. des Linienstrahlers anzuordnen, was zu einer weiteren Verbesserung des Frequenzganges und des Verzerrungsverhaltens insbesondere im Bereich der Übergangsfrequenz führt.

Das erste Gehäuse weist vorzugsweise einen umlaufenden Randstreifen auf, der insbesondere mindestens bis zur Vorderseite des Linienstrahlers vom ersten Gehäuse hervorragt. Auf diese Weise ist es möglich, die gesamte Lautsprecherbox mit einer Frontabdeckung bzw. -bespannung in einer einzigen Ebene zu versehen.

Vorzugsweise weist der Randstreifen Schlitze oder dergleichen Öffnungen auf, so dass eine seitliche und natürlich (bei entsprechender Aufstellung) auch vertikale Schallabstrahlung ermöglicht wird. Dadurch wird die geforderte Bühnenqualität der Lautsprecherbox weiter verbessert. Gleichzeitig werden dadurch möglicherweise im Bereich des Randstreifens (bzw. zwischen einander gegenüberliegenden Randstreifenabschnitten) entstehende Schallreflexionen (stehende Wellen) bedämpft bzw. verringert.

Vorzugsweise ist der Linienstrahler (und damit selbstverständlich auch der Tieftonlautsprecher) zu den Seitenwänden des ersten Gehäuses unsymmetrisch angeordnet. Dadurch ergibt sich zum einen ein verbesserter Schalldruckverlauf, zum anderen wird dadurch die Anbringung von zusätzlichen Hochtonlautsprechern, die vorzugsweise als Hornlautsprecher ausgebildet sind, ermöglicht. Das erste Gehäuse ist vorzugsweise als Bassreflexgehäuse ausgebildet.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform anhand der beiliegenden Abbildung näher erläutert.

Die beiliegende Zeichnung ist eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lautsprecherbox.

Die Lautsprecherbox umfasst ein erstes Gehäuse 10 mit einem darin angeordneten Tieftonlautsprecher 11 und Bassreflexöffnungen 18. An den Seitenwänden 16, 17 sind in üblicher Weise Handgriffe zum Transport der Lautsprecherbox angeordnet. Die Vorderwand 19 des ersten Gehäuses 10 ist etwas zurückversetzt angeordnet, so dass Randstreifen 14 entstehen, welche die Vorderwand, die zur Montage des Tieftonlautsprechers 11 als Schallwand dient, überragen. Im Randstreifen 14 sind (ringsum) Schlitze 15 angebracht, welche eine seitliche Schallabstrahlung ermöglichen und stehende Wellen zwischen Innenrändern des Randstreifens 14 bedämpfen.

Direkt vor dem Tieftonlautsprecher 11 ist ein zweites Gehäuse 20 montiert, in welchem eine Reihe von Mittel/Hochtonlautsprechern 21, 22, 23 und 24 angeordnet ist. Die Mittel-/Hochtonlautsprecher 21 bis 24 sind mit gleichen Abständen D voneinander und direkt senkrecht übereinander montiert, wobei die randseitigen Lautsprecher 21 und 24 mit einem Abstand D/2 zu einem Oberrand 12 bzw. einem Unterrand 13 des ersten Gehäuses 10 montiert sind. Wenn man mehrere derartig ausgebildete Boxen aufeinanderstapelt, so weisen darum alle Mittel-/Hochtonlautsprecher 21 bis 24 der gesamten Anordnung die gleichen Abstände zueinander auf.

Die Achsen X_M der Mittel-/Hochtonlautsprecher 21 bis 24 spannen eine Ebene auf, auf welcher auch die Achse X_T des Tieftonlautsprechers 11 liegt. Es entsteht dadurch sozusagen eine koaxiale Anordnung, wobei die Achse X_T des Tieftonlautsprechers 11 unsymmetrisch in bezug auf die Seitenwände 16 und 17 des ersten Gehäuses liegt.

Das zweite Gehäuse 20 weist eine Rückwand 25 auf, welche in einem Abstand d vor dem Tieftonlautsprecher 11 bzw. der Vorderwand 19 des ersten Gehäuses 10 angeordnet: ist und mit einer Absorbereinrichtung, z.B. einer Beschichtung aus Baumwolle versehen ist. Die Vorderseite der Mittel/Hochtonlautsprecher 21 bis 24 entsprechend einer Vorderseite des zweiten Gehäuses 20 ist in einem Abstand Δ1 vom Tieftonlautsprecher 11 entfernt, wobei der Abstand Δ1 so bemessen ist, dass die Übergangsfrequenz f₀ zwischen dem Tieftonlautsprecher 11 und den Mittel-/Hochtonlautsprechern 21 bis 24 dem Kehrwert aus der n-mal zweifachen (n mal 2) Laufzeit (Δt) des Schalls zwischen den Öffnungsebenen des Tieftonlautsprechers 11 und der Mittel-/Hochtonlautsprecher 21 bis 24 entspricht, also f0 = 1/(n × 2 Δt) wobei n eine ganze Zahl, vorzugsweise 1 und die Flankensteilheit der Frequenzweiche vorzugsweise 12 dB/Oktave beträgt und Δt aus Δ1 herleitbar ist. Darüber hinaus sind die Mittel/Hochtonlautsprecher 21 bis 24 und der Tieftonlautsprecher 11 derart an die Frequenzweiche angeschlossen, dass im Bereich der Übergangsfrequenz f₀ Phasengleichheit besteht. Dadurch ergibt sich eine fast nierenförmige Abstrahlcharakteristik verhalten sowie die Monitorqualität der Lautsprecherbox erheblich verbessert.

Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle eines einzigen Tieftonlautsprechers 11 zwei oder mehr übereinander angeordnete Tieftonlautsprecher vorzusehen, wobei die Anordnung derart ist, dass deren Achsen in derselben Ebene wie die Achsen der Mittel-/Hochtonlautsprecher liegen.

10: erstes Gehäuse
11: Tieftonlautsprecher
12: Oberrand
13: Unterrand
14: Randstreifen
15: Schlitz
16: Seitenwand
17: Seitenwand
18: Bassreflexöffnung
19: Vorderwand
20: zweites Gehäuse
21-24: Mittel-/ Hochtonlautsprecher
25: Rückseite

Claims

Lautsprecherbox, umfassend einen oder mehrere vertikal übereinander angeordnete Konus-Tieftonlautsprecher (11) in einem ersten Gehäuse, das als Tieftongehäuse (10) ausgebildet ist; eine Vielzahl von Mittel-/Hochtonlautsprechern (21-24), die in einem zweiten Gehäuse (20) angeordnet sind, welches einen vertikalen, an seiner Vorderseite abstrahlenden Linienstrahler bildet, wobei die Mittel/Hochtonlautsprecher (21-24) über eine Frequenzweiche mit vorbestimmter Flankensteilheit und Übergangsfrequenz (f₀) mit dem oder mit den Tieftonlautsprechern (m) (11) verbunden sind, wobei das zweite Gehäuse (20) derart mittig vor dem Tieftonlautsprecher (11) oder den Tieftonlautsprechern (11) in einem vorbestimmten Abstand (d) vor diesem oder diesen angeordnet ist, dass die Mittenachsen (Xm; Xt) aller Lautsprecher auf einer einzigen vertikalen Ebene liegen, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuse (20) an seine Rückseite (25) als Schallabsorber ausgebildet ist.
Lautsprecherbox nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lautsprecher (11; 21-24) als Konuslautsprecher ausgebildet sind.
Lautsprecherbox nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuse (20) im wesentlichen dieselbe Höhe (H) aufweist wie das erste Gehäuse (10).
Lautsprecherbox nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel-/Hochtonlautsprecher (21-24) gleiche Abstände (D) zueinander und einen derart verkürzten Abstand (2/D) zu einem Oberrand (11) und einem Unterrand (13) des ersten und zweiten Gehäuses (10, 20) aufweisen, daß bei aufeinandergestapelten Lautsprecherboxen bzw. ersten und zweiten Gehäusen (10, 20) alle Hochmitteltonlautsprecher (21-24) gleiche Abstände (D) zueinander haben.
Lautsprecherbox nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsfrequenz (f₀) dem Kehrwert aus der n – mal zweifachen (n × 2) Laufzeit (Δt) des Schalls zwischen den Öffnungsebenen des Tieftonlautsprechers (11) und der Mittelhochtonlautsprecher (21-24) entspricht (f₀) = 1/(n × 2 (Δt)), wobei n eine ganze Zahl, vorzugsweise 1 und die Flankensteilheit vorzugsweise 12 dB (Oktave beträgt.
Lautsprecherbox nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuse (20) mindestens an seiner Rückseite (25) eine Beschichtung aus absorbierendem Material, vorzugsweise aus Baumwolle oder (bedämpfte) Helmholzresonatoren od.dgl. Absorptionseinrichtungen aufweist.
Lautsprecherbox nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass daß das erste Gehäuse (20) einen vorzugsweise umlaufenden Randstreifen (14) aufweist, der vorzugsweise mindestens bis zur Vorderseite des zweiten Gehäuses (20) vom ersten Gehäuse (10) hervorragt.
Lautsprecherbox nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Randstreifen (14) Schlitze (15) od.dgl. Öffnungen zur seitlichen und/oder vertikalen Schallabstrahlung aufweist.
Lautsprecherbox nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuse (20) unsymmetrisch zu Seitenwänden (16, 17) des ersten Gehäuses (10) angeordnet ist.