DE19527499C1

DE19527499C1 - Lautsprecher mit Kegelreflektor

Info

Publication number: DE19527499C1
Application number: DE1995127499
Authority: DE
Inventors: Rudolf Mechow
Original assignee: Individual
Current assignee: Phoen-X Executive Consulting- Sales & Marketi De
Priority date: 1995-07-27
Filing date: 1995-07-27
Publication date: 1996-07-25
Anticipated expiration: 2015-07-28

Description

Die Erfindung betrifft einen Lautsprecher der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

Lautsprecher mit vor der Membran angeordnetem, der Membran mit der Spitze zugewandtem kegelförmigem Reflektor sind bekannt aus
US 5 115 882,
DE 93 20 811 U1,
DE 85 29 497 U1,
und
DE 92 05 731 U1.

Diese Schriften zeigen solche Anordnungen mit einfachem Laut sprecher oder mit doppelten Lautsprechern, wobei die beiden Laut sprecher für unterschiedliche Frequenzbereiche, wie beispielsweise Hochton- und Mitteltonbereich, mit den Wandlern gegeneinander arbeiten, so daß zwei Kegel zu einer an der Basisfläche der Kegel verbundenen Baueinheit vereinigt werden können. Es sind unter schiedliche Kegelformen verwendet, wie z. B. Pyramidenkegel, ko nische Kegel oder rotationssymmetrisch konkave Kegel.

Vorteil dieser Konstruktionen gegenüber sonstigen rundum strah lenden Lautsprechern ist die sehr natürliche Klangwiedergabe bei breitem Stereobereich.

Die Schriften
WO 90/07103
und
"DER SPIEGEL" 23/1995, Seite 210 (Bild)
zeigen gattungsgemäße Lautsprecher, bei denen die rotationssym metrische Kegelfläche im Außenbereich parabolisch bzw. hyperbo lisch konkav ausgebildet und im Spitzenbereich konvex verrundet ist. Bei diesen Konstruktionen ist der verrundete Spitzenbereich sehr eng auf den unmittelbaren Spitzenbereich beschränkt, wobei der Wendepunkt, also der Übergangsbereich zwischen dem kon vexen und konkaven Bereich, in unmittelbarer Nähe der Spitze, also über etwa 90% der Höhe des Kegels liegt. Diese Konstruktio nen weisen also wie die vorgenannten Konstruktionen aus dem Stand der Technik im wesentlichen spitze Kegel auf.

Es hat sich bei allen bekannten Konstruktionen herausgestellt, daß trotz der Vorteile des Kegelreflektors hinsichtlich eines natürlichen Klanges Probleme verbleiben hinsichtlich Klangverfärbungen, die offenbar aus der Kegelreflexion herrühren und die sich als nicht be herrschbar herausstellten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Lautsprecher der gattungsgemäßen Art hinsichtlich der natürlichen Wiedergabe wei ter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1 gelöst.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß das sich aus dem Stand der Technik ergebende Grundprinzip des im wesentli chen spitz geformten Kegels für die nicht beherrschbaren Klangver färbungen verantwortlich ist. Mit der Erfindung wird der Kegel derart ausgebildet, daß der Wendepunkt, also der Übergang zwi schen dem konvexen und dem konkaven Bereich der Kegelfläche auf dem mittleren Bereich der Höhe liegt. Der konvexe, also nach außen gekrümmte Flächenbereich des Kegels, nimmt dann nicht mehr einen unbedeuteten Anteil der Gesamtfläche ein, sondern einen wesentlichen Flächenbereich und kann daher die Reflexions eigenschaften des Kegels in für den Klangeindruck wesentlichem Maße beeinflussen. Messungen und Hörvergleiche an Versuchsmu stern haben gezeigt, daß der erfindungsgemäße Lautsprecher mit einem Reflexionskegel, dessen Reflexionseigenschaften wesentlich von einem mittleren konvexen Flächenbereich bestimmt sind, überlegene Klangeigenschaften hat, insbesondere hinsichtlich einer deutlichen Verbesserung der Natürlichkeit des Klanges.

Vorteilhaft ist der Kegel gemäß Anspruch 2 etwa doppelt so breit wie er hoch ist, wobei vorteilhaft gemäß Anspruch 3 der Wende punkt ungefähr auf halber Höhe des Kegels liegt. Dadurch ergibt sich eine Grundform des Kegels mit besonders gleichmäßiger und natürlicher Raumabstrahlung.

Verwendet man die im Stand der Technik vorgeschlagenen parabo lischen oder hyperbolischen Formen für den konkaven Randbereich des Kegels und beispielsweise eine Kugelfläche für den konvexen Kegelbereich, so zeigt sich, daß die Verbesserungen gegen Kegel spitzer Grundform nur gering sind. Beide Bereiche der Kegelfläche müssen im Übergangsbereich abweichend von ihrer Grundform an einander angepaßt werden, und es ist äußerst schwierig, Kegelfor men zu erreichen, die einen guten Höreindruck vermitteln. Mit den Merkmalen des Anspruches 4 lassen sich diese Probleme lösen. Die Gaußsche Glockenverteilungskurve, wobei das λ den Formfaktor für die Kurvenbreite angibt, ergibt einen in allen Bereichen absolut gleichmäßigen Übergang zwischen den Bereichen, wobei im ange gebenen Größenbereich von λ die optimale Grundform des Kegels angegeben ist, der Kegel also nicht zu spitz und nicht zu flach ist. Dabei liegt λ vorzugsweise bei dem in Anspruch 5 angegebenen Wert.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Lautsprecheranordnung mit zwei erfindungsgemäßen Lautsprechern und

Fig. 2 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Reflexi onskegel mit Kurvendarstellung.

Fig. 1 zeigt eine Lautsprecheranordnung mit einem Hochtonlaut sprecher 1 und einem Mitteltonsprecher 2. Der Hochtonlautspre cher 1 weist einen Schallwandler 3 auf und der Mitteltonlautspre cher 2 einen Schallwandler 4. Dabei weist der Schallwandler 3 ein Gehäuse 5 und eine Membran 6 auf und der Schallwandler 4 ein Gehäuse 7 und eine gestrichelt angedeutete Membran 8.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Schallwandler 3 und 4 derart ausgerichtet, daß ihre Membranen 6 und 8 sich gegenüberliegend aufeinander zu strahlen mit gemeinsamer Abstrahlachse A. Die Sehallwandler 3 und 4 sind dazu im Abstand mit einer Verstrebung 9 aneinander befestigt gehalten.

Wie aus Fig. 1 ferner ersichtlich, weist der Hochtonlautsprecher i eine Membran 6 auf, die in für derartige Lautsprecher üblicher Weise kalottenförmig ausgebildet ist, während die Membran 8 des Mitteltonlautsprechers 2 die typische Formgebung eines Tief/Mitteltonlautsprechers aufweist. Das Gehäuse 7 des Mittelton lautsprechers 2 ist als ausreichend große Box ausgebildet, um den Mitteltonlautsprecher 2 bis in den Baßbereich hinab mit ausreichen dem Schalldruck betreiben zu können.

Zwischen den Lautsprechern 1 und 2 ist eine von der Verstrebung 9 getragene Doppelkegelanordnung 10 vorgesehen mit einem dem Hochtonlautsprecher 1 zugehörigen oberen Kegel 11 und einem dem Mitteltonlautsprecher 2 zugeordneten unteren Kegel 12. An ih ren Grundflächen sind die Kegel 11 und 12 aneinander gesetzt.

Beide Kegel 11 und 12 sind von im wesentlichen gleicher Grund form. Sie sind um die Achse A, also die Abstrahlachse der Mem branen 6 und 8, rotationssymmetrisch ausgebildet und weisen je weils einen durch die Wendepunktlinie 13 bzw. 14 getrennten äuße ren konkav ausgebildeten Randbereich und innen liegenden kon vexen Spitzenbereich auf. Die Wendepunktlinie 13 bzw. 14 liegt in beiden Fällen bei etwa 50% der Höhe des Kegels.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, strahlen sowohl die Membran 6 des Hochtonlautsprechers 1 als auch die Membran 8 des Mitteltonlaut sprechers 2 auf ihren zugeordneten Kegel 11 bzw. 12. Der auf den Kegel auftreffende Schall wird rundum unter 360° um die Achse A reflektiert in den Raum abgestrahlt.

Die jeweils außerhalb der Wendepunktlinien 13 und 14 liegenden konkaven Bereiche der Kegel 11 und 12 können beispielsweise ei ner parabolischen oder hyperbolischen Form angenähert sein, wäh rend die innerhalb der Wendepunktlinien liegenden konvexen Be reiche der Kegel in Annäherung an eine Kugelform ausgebildet sein können. Dabei ergeben sich aber, wie Versuche gezeigt haben, er hebliche Probleme bei der Anpassung der Bereiche im Übergangsbereich um die Wendepunktlinien 13 und 14, und es er geben sich, wie Versuche ebenfalls gezeigt haben, ungünstige Klangbeeinflussungen.

Vorteilhaft ist daher der Kegel, wie in Fig. 1 im Falle der Kegel 11 und 12 dargestellt, mit der Form der Gaußschen Glockenvertei lungskurve ausgebildet, wie dies Fig. 2 im Schnitt durch den Kegel 12 darstellt.

Der Schnitt ist in einem rechtwinkligen x-, y-Koordinatensystem dargestellt. Die die Oberflächenform des Kegels bestimmende, in Fig. 2 über den Rand des Kegels hinaus gestrichelt fortgesetzte Kurve k folgt dabei der Funktion

y = a _* e -λx².

Dabei gibt a die maximale Höhe der Kurve a bei x = 0 an. λ be stimmt die Kurvenform hinsichtlich ihrer Breite (flach oder spitz). Bei λ im Bereich von 4 _* 10^-4 ergibt sich die in den Figuren darge stellte breit verrundete Kurvenform. Der Wendepunkt WP liegt da bei, wie in Fig. 2 angegeben, auf der halben Höhe h des Kegels 12, wenn dieser hinsichtlich seiner halben Breite b aus der Kurve k, wie in Fig. 2 ausgeschnitten ist, derart, daß b etwa h entspricht, der Kegel also etwa doppelt so breit wie hoch ist.

Fig. 1 zeigt mit den beiden Kegeln 11 und 12 zwei leicht unter schiedliche Varianten, die bei gleichem b etwas unterschiedliches h und etwas unterschiedliches λ aufweisen. b liegt dabei im Bereich von etwa 5 bis 10 cm je nach Größe der verwendeten Lautsprecher.

Claims

1. Lautsprecher (1, 2) mit einem mit einer Membran (6, 8) in einer Achse (A) abstrahlenden elektroakustischen Wandler (3, 4), an dem ein Reflektor (11, 12) kegelförmiger Grund form im Abstand fest angeordnet ist, der mit seiner Kegel achse in der Abstrahlachse (A) liegt, mit seiner Spitze zur Membran (6, 8) gerichtet ist und dessen rotationssymme trisch zur Achse ausgebildete Kegelfläche im Randbereich konkav ausgebildet ist, während der Spitzenbereich der Ke gelfläche konvex ausgebildet ist, mit stetigem Übergang in den konkaven Randbereich, dadurch gekennzeichnet, daß der Wendepunkt (WP, 13, 14) im mittleren Bereich der Höhe (h) des Kegels (11, 12) liegt.

2. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (2 _* b) des Kegels etwa doppelt so hoch wie seine Höhe (h) ist.

3. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wendepunkt (WP, 13, 14) bei etwa 50% der Höhe (h) des Kegels (11, 12) liegt.

4. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelfläche durch Rotation der Gaußsehen Glocken verteilungskurve y = a _* e -λx² um ihre Symmetrieachse (A) gebildet ist.

5. Lautsprecher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß λ etwa 4 _* 10^-4 beträgt.