DE19620010A1 - Lautsprechersystem mit Satellitengehäuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft elektroakustische Satelliten-Wandler und insbesondere ein Lautsprechersystem mit einem nicht­ lokalisierbaren Baßgehäuse und Satellitengehäusen, das geeignet ist, im wesentlichen den gesamten Bereich hörbarer Frequenzen wiederzugeben.

Ein derartiges Lautsprechersystem mit einem nicht­ lokalisierbaren Baßgehäuse zur Wiedergabe des Baßfrequenzbereiches ist aus der US-PS 5.092.424 bekannt. Das bekannte Lautsprechersystem weist außergewöhnlich kleine Satellitengehäuse auf, die den oberen Frequenzbereich wiedergeben. Dieser obere Frequenzbereich erstreckt sich üblicherweise oberhalb einer Frequenz am oberen Ende der Baßfrequenzen, typischerweise im Bereich 150 bis 200 Hz.

Des weiteren wird auf die US-PS 4.932.060 vom 05. Juni 1990 mit dem Titel "Stereo Electroacoustical Transducing" als grundlegender Stand der Technik verwiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes elektroakustisches Stereo-Wandlersystem bereitzustellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Lautsprechersystem mit den Merkmalen des Hauptanspruchs vorgeschlagen. Erfindungsgemäß ist ein Baßgehäuse vorgesehen, das akustische Energie mit Spektralkomponenten im Baßfrequenzbereich bis zu einer vorbestimmten oberen Frequenz abstrahlt, typischerweise im Bereich 150 bis 200 Hz. Des weiteren ist mindestens ein Treiber für obere Frequenzen in einem sehr kleinen Gehäuse vorgesehen, der spektrale Komponenten im hörbaren Frequenzbereich oberhalb der vorbestimmten oberen Frequenz abstrahlt. Für ein Stereosystem sind mindestens eine linke und eine rechte dieser Einheiten für den oberen Frequenzbereich (Mittelhochtoneinheiten) vorgesehen. Vorzugsweise sind diese Einheiten mindestens paarweise jeweils links und rechts vorhanden, wobei die einzelnen Einheiten eines Paares aneinandergrenzend und um eine gemeinsame Achse gegeneinander verdrehbar angeordnet sind. Jede Einheit umfaßt einen Treiber, der benachbart zu und in einem Frontpaneel des Gehäuses angeordnet ist. Der Treiber umfaßt einen Konus oder eine Membran mit einem Durchmesser, der etwas kleiner ist als die Höhe und/oder die Breite des Frontpaneels, das üblicherweise quadratisch ist. Der Durchmesser der Treiberschwingspule ist etwa so groß oder größer wie der Radius der Membran. Die Querschnittsfläche des Gehäuses entspricht über den Großteil der Gehäuselänge im wesentlichen derjenigen des Frontpaneels. Das Gehäuse ist mit Kanälen versehen. Der Treiber hat typischerweise einen Wirkungsgrad β von mindestens 1,6 N²/W, ausgedrückt als Verhältnis von mechanisch ausgeübt er Kraft zu thermischen Verlusten, die während der Ausübung dieser Kraft auftreten. Die Bemessung dieses Wirkungsgrades ist beschrieben in Spalte 6 der US-PS 5.216.723 mit dem Titel "Permanent Magnet Transducing". Die Einheit für den oberen Frequenzbereich ist so konstruiert und ausgeführt, daß sie einen vorbestimmten maximalen Schallpegel bereitstellt, der mindestens 90 und vorzugsweise 99 oder 105 dB über den gesamten hörbaren Frequenzbereich oberhalb der vorbestimmten oberen Frequenz beträgt und keinerlei hörbaren Verzerrungen unterliegt, die üblicherweise einen Meter von dem Treiber entfernt auf der Treiberachse in einer reflexionsfreien Umgebung gemessen werden.

Werden Mittelhochtoneinheiten oder Satelliten und das nicht­ lokalisierbare Baßgehäuse in einem typischen Hörzimmer aufgestellt, so können nur die Satelliten lokalisiert werden. Das bedeutet, daß ein Zuhörer den gesamten Schall als von den Satelliten kommend empfindet, obwohl er auch die von dem nicht­ lokalisierbaren Baßgehäuse abgestrahlten Baßspektralkomponenten wahrnimmt. Das Baßgehäuse kann versteckt sein, wobei alle frei zugänglichen Öffnungen von Kanälen an der Außenwand des Baßgehäuses frei zugänglich sind. Typischerweise beträgt der Abstand zwischen jedem Satelliten und dem nicht-lokalisierbaren Baßgehäuse weniger als etwa 10 Meter.

In Ausgestaltung der Erfindung ist an der Rückseite des Gehäuses ein zweipoliger Stecker vorgesehen, der so ausgelegt ist, daß Anschlußleitungen mit geringerer Drahtstärke des Treibers innerhalb des Gehäuses mit Leitungen größerer Drahtstärke außerhalb des Gehäuses zur Verbindung der Treiber mit dem Verstärker miteinander verschaltet werden können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der hintere Teil des Gehäuses so konstruiert und ausgelegt, daß er zwischen dem Treiber und dem Eingang des Hauptkanals eine akustische Impedanz bildet, die zur Unterdrückung der Übertragung spektraler Komponenten oberhalb einer vorbestimmten mittleren Frequenz dient, die typischerweise in der Größenordnung von 800 Hz liegt.

Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Merkmalen und Vorteilen dargestellt und unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.

Fig. 1 ist eine schematische und perspektivische Darstellung des prinzipiellen Aufbaus eines erfindungsgemäßen elektroakustischen Satelliten-Wandlersystems,

Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einheit für den oberen Frequenzbereich,

Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Diametralebene eines erfindungsgemäßen Treibers,

Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung eines teilweise aufgeschnittenen erfindungsgemäßen Gehäuses,

Fig. 5A und 5B zeigen die Verbesserung der Streufluß­ eigenschaften eines erfindungsgemäßen Treibers in Fig. 5B im Vergleich zu einer herkömmlichen Topfmagnet­ struktur in Fig. 5A,

Fig. 6 zeigt den Frequenzgang der erfindungsgemäßen Einheit für den oberen Frequenzbereich ohne zusätzliche Masse- Federung zwischen Treiber und dem Auslaß des Hauptkanals,

Fig. 7 zeigt den gemittelten Frequenzgang der erfindungs­ gemäßen Einheit für den oberen Frequenzbereich ohne zusätzliche Masse-Federung zwischen Treiber und dem Auslaß des Hauptkanals in einem Raum,

Fig. 8 zeigt den verbesserten gemittelten Frequenzgang der erfindungsgemäßen Einheit für den oberen Frequenzbereich mit zusätzlicher Masse-Federung zwischen Treiber und dem Auslaß des Hauptkanals in einem Raum,

Fig. 9 ist eine schematische Darstellung des Gehäuses mit Hauptkanal und innerer Zwischenschallwand mit einem Zwischenkanal, der die zusätzliche Masse-Federung zwischen dem Treiber und dem Kanalauslaß darstellt,

Fig. 10 ist eine schematische Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Gehäuses der Einheit für den oberen Frequenzbereich mit einem Teilkanal aus halbstarrem Schaum,

Fig. 11A, 11B und 11C zeigen eine perspektivische Dar­ stellung, eine Draufsicht bzw. eine Schnittdarstellung des Verbindungssteckers zum Verbinden des Treibers mit externer Verkabelung,

Fig. 12 ist eine perspektivische Darstellung einer vorteilhaf­ ten Weise, eine Verbindung zwischen einem Ausgangsan­ schluß und einem Schwingspulenende unter Verwendung einer an einem Ankersockel angelöteten Quetschver­ bindung herzustellen,

Fig. 13 ist eine teilweise Darstellung eines Schwingspulen­ kabelendes mit daran befestigter Quetschverbindung und

Fig. 14A, 14B und 14C zeigen verschiedene Kabelenden.

Fig. 1 zeigt eine bildliche Darstellung des prinzipiellen Aufbaus eines erfindungsgemäßen Systems. Ein Baßgehäuse 11 empfängt linke und rechte Stereo-Eingangssignale an Eingangsanschlüssen 11LI, 11RI und liefert linke und rechte Signale für den oberen Frequenzbereich mit Spektralkomponenten oberhalb der vorbestimmten oberen Frequenz an Satellitenaus­ gangsanschlüssen 11LS, 11RS, die mit jeweils einer linken und rechten Einheit 12L, 12R für obere Frequenzen verbunden sind.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Einheit für den oberen Frequenzbereich (im folgenden als "Mittelhochtoneinheit" bezeichnet) mit einem oberen Gehäuse 12A, das drehbar mit einem unteren Gehäuse 12B verbunden ist.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht mit einem teilweisen Schnitt entlang der Diametralebene einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Treibers. Der Treiber umfaßt einen Konus 21, einen Magneten 22, einen zentralen Polschuh 23 und einen Topf 24. In einem Luftspalt 26 zwischen dem zentralen Polschuh 23 und einem Flansch 24A des Topfes 24 ist die Schwingspule 27 angeordnet. An dem Topf 24 sind Endabschnitte 33 ausgebildet, die mit einem Korb 28 verbunden sind, der den Fluß im wesentlichen im Gehäuse einschließt. Das bedeutet, daß der Topf 24 eine magnetische Struktur zum Verringern des magnetischen Streuflusses darstellt, mit einer ringförmigen Erweiterung 24A und einem Luftspalt zwischen dem Ende der Erweiterung und einem benachbart zu der Schwingspule 27 liegenden Topfabschnitt. Die Ausgangsanschlüsse der Schwingspule sind nicht an der Unterseite des Konus 21 befestigt und sind mit Anschlußklemmen 30 verbunden, von denen eine in Fig. 3 dargestellt ist. Eine weitere (nicht sichtbare) Anschlußklemme befindet sich diametral gegenüberliegend und erstreckt sich ebenfalls im wesentlichen parallel zur Treiberachse und steht nicht in Kontakt mit dem Konus 21. Ein Vorteil, die Ausgangsanschlüsse der Schwingspule nicht in Kontakt mit dem Konus zu bringen, liegt darin, daß die Konusmasse reduziert wird, verglichen mit demselben Konus, an dessen Oberfläche Schwingspulenanschlüssen befestigt sind. Dies hilft das Hochfrequenzverhalten des Treibers zu verbessern. Ein weiterer Vorteil ist die Beseitigung einer asymmetrischen Massenbelastung, die auftritt, wenn die Anschlüsse den Konus beaufschlagen.

Fig. 5A zeigt den Feldlinienverlauf der magnetischen Flußdichte für einen herkömmlichen Topf und Fig. 5B zeigt den Feldlinienverlauf für einen Topf mit Endabschnitten 33.

Die Einfassung 32 und die Spinne 31 stellen Aufhängungspunkte für eine doppelte Aufhängung dar, die eine axiale Bewegung des Konus 21 und der Schwingspule 27, jedoch keine laterale Bewegung gestatten. Die Schwingeinheit des Treibers umfaßt zwei flexible Elemente an zwei unterschiedlichen axialen Orte, nämlich die Einfassung 32 und die Spinne 31. Die Schwingeinheit ist auf einer starren Untereinheit angeordnet, die am besten in Fig. 3 zu erkennen ist. Die Untereinheit umfaßt einen Korb 28, der getrennt von der magnetischen Struktur ausgeführt ist, wobei die magnetische Struktur den Topf 24, den Magneten 22 und den zentralen Polschuh 23 umfaßt. Vorteilhafterweise wird die Schwingeinheit auf der starren Untereinheit befestigt, um eine Untereinheit zu bilden. Diese Untereinheit wird dann mit der magnetischen Struktur zusammengesetzt, um den Treiber zu bilden. Die Spinne 31 verfügt über ein entsprechend relativ großes Verhältnis von äußerem zu innerem Durchmesser und liefert mit nur zwei Rollen eine ausreichende reziproke Steifigkeit, um eine angemessene Bewegung der Schwingspule 27 in dem Gehäuse zu gestatten. Der Magnet 22 ist aus einem Material wie beispielsweise Neodym-Eisen-Bor oder einem anderen auf Seltenen Erden basierenden geeigneten magnetischen Material.

Eingeschlossene Luftmengen in Löchern 34 des Korbes 28 und in Löchern des Schwingspulenkörpers 35 resonieren mit dem Luftvolumen unter der Staubkappe 36 und dem Luftvolumen 37 unter dem Konus 21, um ungewünschte Resonanzen bereitzustellen. In Fig. 6 ist die Auswirkung dieser Resonanzen auf den Frequenzgang des Konus und des Hauptkanals einer Mittelhochtoneinheit ohne Impedanzelemente zwischen Membran und dem Hauptkanalausgang dargestellt. Die fett gezogene Linie gibt den Frequenzgang der Ausgabe des Hauptkanals im Nahfeld wieder, während die schwächere Linie die vergleichbare Nahfeld-Ausgabe des Lautsprecherkonus wiedergibt. Unterhalb von ungefähr 800 Hz agiert der Hauptkanal als ideales konzentriertes Element, indem er zwischen ungefähr 130 und 400 Hz die erwünschte Ausgabe für das System bereitstellt. Oberhalb von ungefähr 800 Hz treten unerwünschte Resonanzmoden auf, die zwischen ungefähr 1300 und 2600 Hz etwa so groß oder größer sind wie die Ausgabe des Konus. Das resultierende mittlere Frequenzverhalten des Systems als Ganzes, wenn es in einem Raum verwendet wird, ist in Fig. 7 dargestellt. Im Diagramm der Fig. 7 treten die zwei höchsten, von Wellenleitermoden des Hauptkanals hervorgerufenen Spitzen im Frequenzband von ungefähr 1000 Hz bis ungefähr 3000 Hz auf.

Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung einer akustischen Impedanz zwischen dem Konus und dem Hauptkanal in Form eines Zwischenkanals. In dem Gehäuse 43 ist das Hauptvolumen durch eine abgedichtete Schallwand 47 zwischen dem Ausgangskanal 45 und dem Treiber 44 in Teilkammern 41, 42 unterteilt, wobei sich die vordere Teilkammer 41 zwischen dem Treiber 44 und der Schallwand 47 und die hintere Teilkammer 42 zwischen der Schallwand 47 und dem Ausgangskanal 45 befindet. Die zwei Teilkammern sind mittels eines Zwischenkanals 46 miteinander verbunden, der in der ansonsten abgedichteten Schallwand angeordnet ist und der auf seine eigene Resonanz eines konzentrierten Elements abgestimmt ist, wobei diese Resonanz bei einer Frequenz liegt, die typischerweise mindestens eine Oktave oberhalb der Resonanz des konzentrierten Elements und mindestens eine Oktave unterhalb der Übertragungsleitungsresonanzfrequenzen des Hauptkanals liegt. Bei niedrigeren Frequenzen als dieser abgestimmten Frequenz des Zwischenkanals ist der Zwischenkanal 46 effektiv offen und der Hauptkanal arbeitet normal als akustische Masse. Bei höheren Frequenzen als der abgestimmten Frequenz des Zwischenkanals ist der Zwischenkanal 46 effektiv geschlossen, wodurch der Hauptausgangskanal 45 von dem Treiber abgedichtet wird, so daß das effektive Volumen hinter dem Treiber dem der Teilkammer 41 entspricht. Dieser Abdichteffekt verhindert, daß der Treiber die Übertragungsleitungsresonanzen des Hauptausgangskanals 45 überschreitet. Die abgestimmte Frequenz des Zwischenkanals liegt vorteilhafterweise mehr als eine Oktave oberhalb der Systemresonanz, wodurch sichergestellt wird, daß bei Frequenzen, bei welchen der Zwischenkanal 46 effektiv geschlossen ist, die gegenüber dem Treibermotor wirkende mechanische Impedanz von der Schwingmasse des Treibers anstatt dem effektiven Volumen gesteuert wird und daß die Effizienz des Systems nicht beeinträchtigt wird, wenn sich das effektive Volumen hinter dem Treiber von der Summe der Volumina beider Teilkammern 41, 42 in das Volumen nur der vorderen Teilkammer 41 ändert.

Bei hohen Signalpegeln in der Nähe der abgestimmten Frequenz des Zwischenkanals können die Übertragungsleitungsmoden des Hauptausgangskanals 45 immer noch durch Rauschen angeregt werden, das durch Luftturbulenzen in dem Zwischenkanal 46 verursacht wird und Spektralkomponenten bei den Frequenzen der halben Wellenlänge des Hauptausgangskanals 45 aufweist. Eine derartige Anregung wird verhindert, indem der Zwischenkanal 46 und die Schallwand 47 aus halbstarren und halbatmungsfähigen (porösen) Materialien gefertigt wird.

Fig. 10 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Gehäuses der Mittelhochtoneinheit mit der Anordnung 48 des Zwischenkanals aus halbstarrem Schaum. Diese Struktur bildet die innere Schallwand 47, die teilweise durchlässig ist, aber einen Widerstand für Luftstrom darstellt. Demgemäß kann ein gewisser Anteil des Luftstroms zwischen der vorderen Teilkammer 41 und der hinteren Teilkammer 42 den Zwischenkanal 46 umgehen, wodurch die Luftstromgeschwindigkeit in dem Zwischenkanal 46 verringert wird. Die poröse Schallwand 47 wirkt auch als akustisches Filter, das Energie vernichtet. Da das Material auch flexibel und verlustbehaftet ist, wird einige Energie durch mechanische Dämpfung vernichtet, wenn die Vorrichtung als Reaktion auf den akustischen Druck vibriert. Strömungswiderstand, akustischer Widerstand und andere Eigenschaften des Materials steuern einen Teil der Volumengeschwindigkeit des Flusses durch die Öffnung. Ein zu offenes Material macht den Zwischenkanal 46 unwirksam während ein zu geschlossenes Material den Zwischenkanal 46 turbulent macht. Eine bevorzugte Form des Materials ist Polyester-Polyurethan-Schaum mit einer Dichte von 32 kg/m³ (2 lb/cu·ft) und 27,6 Poren pro Zentimeter (70 Poren/linear inch), der unter dem Warennamen "Pyrell" von FOAMEX erhältlich ist. Andere poröse Materialien verfügen über akzeptable Eigenschaften. Diese Struktur stellt ein leicht einzusetzendes, vorgeschnittenes und angepaßtes Stück Schaummaterial dar, das darüber hinaus die gewünschte akustische Dämpfung sowie die gewünschten isothermischen Eigenschaften aufweist.

Das dargestellte Teil 48 wirkt als Zwischenkanal 46 und Schallwand 47 und bietet eine akustische Dämpfung mit isothermischem Material aus einem vernetzten Schaum. Dieser Schaum verbindet akustischen Widerstand und isothermische Eigenschaften, wie sie typischerweise von akustischer Wattierung bereitgestellt werden, und stellt somit ein Material min geeigneter Porosität, Flexibilität und mechanischen Dämpfungseigenschaften für den Zwischenkanal 46 und die Schallwand 47 dar. Des weiteren sind Form und Abmessungen so gewählt, daß bei richtigem Einsatz in das Gehäuse eine flache Frontpartie vorliegt, die eben mit den Kanalwänden abschließt und die innere Schallwand 47 bildet. Die leicht zu groß ausfallende Dimensionierung und die mäßige Flexibilität des Schaums sorgen für die gewünschte akustische Abdichtung um die gesamte Schallwand 47 herum. Der rechteckige Ausschnitt in der Mitte des Schaumteils bildet zusammen mit der ebenen Oberfläche des Gehäuses, die es beaufschlägt, den Zwischenkanal 46. Die weiteren Oberflächen des Schaumteils sind so profiliert, daß sie den Großteil der hinteren Teilkammer 42 ausfüllen und dabei Volumina in gewünschter Größe vor dem Hauptausgangskanal 45 und hinter dem Treiber freilassen, um bei niedrigen Frequenzen einen Luftstrom zu gestatten. Durch die Auswahl von Eigenschaften, die isothermische Zyklen erleichtern, wird das effektive akustische Volumen durch das Materialvolumen typischerweise vergrößert.

Fig. 8 zeigt den gemittelten Frequenzgang des Treibers für obere Frequenzen in einem Raum, wobei der Treiber zusätzlich die in Fig. 10 gezeigte Struktur aufweist. Der Frequenzgang in Fig. 8 weist die unerwünschten Resonanzen zwischen 1000 Hz und 3000 Hz nicht mehr auf.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung, das es erleichtert, die gewünschten Schallabstrahleigenschaften bei kleinen Gehäusegrößen zu erreichen, ist der Durchführungsstecker zum Herstellen einer Verbindung von außerhalb des Gehäuses mit einem oder beiden Treibern. Das externe Kabel zum Verbinden jeder Mittelhochtoneinheit mit dem Baßgehäuse verfügt vorteilhafterweise über eine Impedanz, die klein ist verglichen mit derjenigen der Treiber in den Gehäusen. In einem Ausführungsbeispiel werden für diese Verbindung Kabel einer Länge von 6 Metern (20 feet) mit an jedem Ende angeformtem Raststecker verwendet, mit einem Draht einer Dicke von etwa 1,2 bis 1,3 mm (18 gauge wire), der in einer Buchse mit 1,708 cm (0,6725 inches) Durchmesser endet und mit Steckern zum Verbinden von 1,14×1,14 cm² (0,45×0,45 inch²) Stiften mit einem Zwischenraum von 0,396 cm (0,156 inches).

Die Verbindungen zwischen dem Treiber und dem Durchführungsstecker in dem Gehäuse können mit viel kleinerem und flexiblerem Kabel ausgeführt sein, da der Abstand nur wenige Zentimeter beträgt und die Impedanz dieses kurzen Kabels verglichen mit derjenigen des Treibers vernachlässigbar ist. Diese Drähte können bequemerweise in einem kleinen Standardstecker enden, beispielsweise in einem lösbaren Quetschstecker. Dieser Stecker verbindet mit 0,635×0,635 cm² (0,25×0,25 inch²) Stiften mit einem Zwischenraum von 0,249 cm (0,098 inch). Der Durchführungsstecker in dem Gehäuse stellt eine luftdichte Verbindung zwischen außenliegenden und innenliegenden Steckern bereit, die Steckerstifte mit verschiedenen Querschnitten getrennt durch verschiedene Zwischenräume aufweisen. Dieses Merkmal der Erfindung bildet jede Durchführung als Einzelelement aus, das wechselnde Querschnittsflächen aufweist und gebogen ist, so daß beim Anformen an einen Träger mit einem zweiten Steckerstift der gewünschte Zwischenraum (pitch) an jedem Ende des Steckers erzielt wird, wie es in der perspektivischen Darstellung der Fig. 11A, der Draufsicht der Fig. 11B und der Schnittdarstellung der Fig. 11C gemäß der Schnittlinie C-C der Fig. 11B gezeigt ist.

Fig. 12 zeigt eine perspektivische Ansicht einer vorteilhaften Anordnung zum Verbinden einer Zuleitung mit dem Ende einer Schwingspule. Die Schwingspule 27 umfaßt eine Wickelschablone 27F und eine Wicklung 27W eines Schwingspulen-Einzeldrahtes, der in einer Quetschverbindung 27C endet. Die Wickelschablone 27F trägt einen leitenden Ankersockel 27P, an den sowohl die Quetschverbindung 27C als auch das Ende des Zuleitungsbündels 58 angelötet ist. Fig. 13 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Quetschverbindung 27C, die an dem Ende der Wicklung 27W angebracht ist. Die Quetschverbindung 27C ist üblicherweise aus verzinntem oder verkupfertem Messing und der Wicklungsdraht 27W für die Schwingspule ist üblicherweise ein Einzeldraht #30 AWG (American Wire Gage) oder kleiner. Fig. 13 zeigt typische Abmessungen in inches.

Die Fig. 14A, 14B und 14C zeigen die Endansichten eines anodisierten Aluminiumdrahtes, eines isolierten Kupferdrahtes bzw. eines isolierten kupferplattierten Aluminiumdrahtes.

Dieses Merkmal der Erfindung hat eine Anzahl von Vorteilen. Die Erfindung ermöglicht den schnellen und wiederholbaren Endverschluß eines Schwingspulendrahtes und ist insbesondere dort von Nutzen, wo Raum stark begrenzt ist, wie beispielsweise bei dem erfindungsgemäßen Treiber. Indem eine sehr kleine Quetschverbindung verwendet wird, die die Verbindung der Spannungsquelle mit der Schwingspule darstellt, kann ein Einzeldraht aus dünnem Magnetdraht oder Aluminumdraht in gasdichter Weise eingefaßt werden. Die Quetschverbindung erzeugt eine gute elektrische Verbindung, ohne Isolierung von dem Draht abzulösen und ohne das Drahtende vorzuverzinnen. Die Quetschverbindung erlaubt den wiederholbaren elektrischen Endverschluß von Aluminiumdraht, der schwierig ohne Korrosionsnebenerscheinungen zu verlöten ist. Die Quetschverbindung selbst kann an einem Sockel oder einem Substrat durch Anlöten sicher verankert werden.

Dieses Merkmal der Erfindung verringert das Brechen von Drähten, erzeugt Verbindungen ohne korrodierende Chemikalien und gestattet eine gute, gasdichte Verbindung sowie ein Anbringen der Zuleitung in einer Weise, die die Dauerhaltbarkeit der Zuleitung verlängert.

Das erfindungsgemäße Gehäuse verfügt vorteilhafterweise über ein Volumen von weniger als 250 cm³ und einen Treiber mit einem äußeren Konusdurchmesser von vorteilhafterweise weniger als ungefähr 5 cm, um hörbare spektrale Komponenten in dem Bereich oberhalb der oberen Frequenz mit Ausgangspegeln von in der Höhe von 105 dB Schalldruckpegel bei einem Meter Entfernung ohne hörbare Verzerrung abzustrahlen. Der Treiber hat ein Aufhängungssystem, das eine relativ große Spitze-Spitze-Bewegung für einen derart kleinen Konus gestattet (typischerweise 3,5 mm Spitze-Spitze-Auslenkung), die im wesentlichen eine lineare Funktion der Signalamplitude ist, die für diese Auslenkung an die Schwingspule angelegt wird. Die Mittelhochtoneinheit ist gekennzeichnet durch eine Kanal-Masse-Resonanz, die die Auslenkung des Konus in diesem Bereich hält. Die Motorstärke ist ungewöhnlich groß für einen solchen kleinen Treiber. Als weitere Merkmale sind Strukturen zum Unterdrücken unerwünschter parasitärer Resonanzen und kleine zusätzliche Strukturen zum Einschließen magnetischer Felder zum Vermeiden von Interferenzen, wie beispielsweise bei Bildröhren, vorgesehen. Das Gehäuse umfaßt einen neuartigen Durchführungsstecker zum Erstellen einer Verbindung zwischen dünnen, zum Treiber führenden Drähten und dickeren, zum Verstärker führenden Drähten.

Weitere Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen beschrieben.

Claims (36)

1. Lautsprechersystem mit mindestens einer Einheit für den oberen Frequenzbereich zum Abstrahlen akustischer Energie mit Spektralkomponenten im hörbaren Frequenzbereich oberhalb einer vorbestimmten oberen Frequenz, wobei die mindestens eine Einheit für den oberen Frequenzbereich ein mit Kanälen versehenes Gehäuse mit einer Frontplatte vorbestimmter Höhe und Breite aufweist und in dem Gehäuse benachbart zu der Frontplatte ein Lautsprechertreiber aufgenommen ist, der einen Konus und eine Schwingspule umfaßt, wobei der Durchmesser des Konus etwas kleiner ist als die vorbestimmte Höhe und/oder Breite der Frontplatte und der Durchmesser der Schwingspule größer ist als der halbe Durchmesser des Konus, und wobei das Gehäuse einen durch eine akustische Masse gekennzeichneten Hauptkanal und ein durch eine akustische Federung gekennzeichnetes inneres Volumen umfaßt, um in der Nähe der vorbestimmten oberen Frequenz eine Masse-Federung- Grundresonanzfrequenz zu erzeugen, die die maximale Auslenkung der Membran in vorbestimmten Grenzen hält, um einen vorbestimmten maximalen Schallpegel für die spektralen Komponenten innerhalb des hörbaren Frequenzbereichs oberhalb der vorbestimmten Frequenz ohne hörbare Verzerrung bereitzustellen.

2. Lautsprechersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Treiber eine topfartige Magnetstruktur aufweist, an welcher eine ringförmige Erweiterung (24A) ausgebildet ist mit einem Luftspalt zwischen dem Ende der Erweiterung (24A) und einem benachbart zu der Schwingspule (27) liegenden Topfabschnitt, um den magnetischen Streufluß zu verringern.

3. Lautsprechersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Schallwand (47) und einen in der Schallwand (47) angeordneten Zwischenkanal (46) aufweist, wobei die Schallwand (47) das Gehäuse in eine benachbart zu dem Treiber liegende innere Teilkammer (41) und eine benachbart zu dem Hauptkanal liegende äußere Teilkammer (42) aufteilt, und wobei der Zwischenkanal (46) eine akustische Masse aufweist und die äußere Teilkammer (42) über eine reziproke Steifigkeit verfügt, um eine Resonanzfrequenz der akustischen Masse des Zwischenkanals (46) und der akustischen Federung der Teilkammer (42) zu erzeugen, die mindestens eine Oktave oberhalb der Masse- Federung-Grundresonanzfrequenz liegt.

4. Lautsprechersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkanal (46) in einem in dem Gehäuse angeordneten halbstarren Schaumstoff ausgebildet ist.

5. Lautsprechersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der halbstarre Schaumstoff dazu ausgelegt ist, stehende Wellen zu unterdrücken und die Schallwand (47) zu bilden.

6. Lautsprechersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Wand des Gehäuses ein Durchführungsstecker vorgesehen ist, der ein inneres Anschlußpaar aufweist, das mit einem äußeren Anschlußpaar verbunden ist, wobei die Querschnittsfläche jedes äußeren Anschlusses von der Querschnittsfläche jedes inneren Anschlusses verschieden ist und der Abstand zwischen den inneren Anschlüssen und der Abstand zwischen den inneren Anschlüssen von dem Abstand zwischen den äußeren Anschlüssen verschieden ist, und wobei jeder der Anschlüsse der Anschlußpaare aus einem kontinuierlichen Leiter besteht.

7. Lautsprechersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der mindestens einen Einheit für den oberen Frequenzbereich (12L, 12R) separat ausgebildetes Baßgehäuse (11) vorgesehen ist, das mit der Einheit für den oberen Frequenzbereich (12L, 12R) verbindbar ist und dazu geeignet ist, akustische Energie abzustrahlen mit spektralen Komponenten im Baßfrequenzbereich unterhalb der vorbestimmten oberen Frequenz.

8. Lautsprechersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Baßgehäuse (11) ein nicht-lokalisierbares Baßgehäuse ist, so daß nur die mindestens eine Einheit für den oberen Frequenzbereich lokalisierbar ist.

9. Lautsprechersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Einheiten (12L, 12R) für den oberen Frequenzbereich vorgesehen sind, wobei der Abstand zwischen den beiden Einheiten (12L, 12R) und dem nicht lokalisierbaren Baßgehäuse (11) weniger als etwa 10 Meter beträgt.

10. Lautsprechersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte obere Frequenz etwa 200 Hz beträgt.

11. Lautsprechersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Treiber einen Wirkungsgrad β von mindestens 1,6 N²/W aufweist.

12. Lautsprechersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Gehäuses weniger als etwa 250 cm³ beträgt.

13. Lautsprechersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte maximale Schallpegel auf der Treiberachse etwa einen Meter vor der Einheit für den oberen Frequenzbereich über im wesentlichen den gesamten hörbaren Frequenzbereich oberhalb der vorbestimmten oberen Frequenz mindestens 90 dB beträgt.

14. Lautsprechersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallpegel mindestens 99 dB beträgt.

15. Lautsprechersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallpegel mindestens 105 dB beträgt.

16. Lautsprechersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Konus höchstens etwa 5 cm beträgt.

17. Lautsprechersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Treiber einen Motor mit einer an dem Konus angebrachten Schwingspule (27) umfaßt.

18. Lautsprechersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingspule (27) eine Wickelschablone (27F) einen leitenden Sockel (27P) aufweist, wobei eine Schwingspulenwicklung mit einem Ende in einer Quetschverbindung (27C) angeordnet ist, die an den Ankersockel (27P) angelötet ist.

19. Lautsprechersystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuleitung vorgesehen ist, die mit einem Ende an den Ankersockel (27P) angelötet ist.

20. Lautsprechersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Treiber eine magnetische Struktur, eine separat von der magnetischen Struktur ausgebildete starre Untereinheit sowie eine Schwingeinheit umfaßt, wobei die Schwingeinheit entlang der Treiberachse beweglich ist und ein erstes und ein zweites flexibles Element aufweist, die an der starren Untereinheit an Orten angebracht sind, die beabstandet zueinander auf der Treiberachse angeordnet sind.

21. Lautsprechersystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die starre Untereinheit ein Korb (28) ist, daß die magnetische Struktur einen Topf (24), einen zentralen Polschuh (23) und einen Permanentmagneten (22) umfaßt und daß die Schwingeinheit einen Konus (21), eine Schwingspule (27), eine Einfassung (32) und eine Spinne (31) umfaßt, wobei die Einfassung (32) das erste flexible Element ist und die Spinne (31) das zweite flexible Element ist.

22. Lautsprechersystem mit mindestens einer Einheit (12L, 12R) für den oberen Frequenzbereich zum Abstrahlen akustischer Energie mit Spektralkomponenten im hörbaren Frequenzbereich oberhalb einer vorbestimmten oberen Frequenz von etwa 200 Hz, wobei die mindestens eine Einheit (12L, 12R) für den oberen Frequenzbereich einen Lautsprechertreiber umfaßt, der eine Treiberachse mit einem Konus eines Durchmessers von weniger als etwa 5 Zentimeter aufweist, wobei der Treiber einen Wirkungsgrad β von mindestens 1,6 N²/W aufweist und wobei die Einheit (12L, 12R) für den oberen Frequenzbereich derart ausgelegt ist, daß sie einen vorbestimmten maximalen Schallpegel auf der Treiberachse etwa einen Meter vor der Einheit (12L, 12R) für den oberen Frequenzbereich über im wesentlichen den gesamten hörbaren Frequenzbereich oberhalb der vorbestimmten oberen Frequenz mindestens 105 dB bereitstellt.

23. Lautsprechersystem mit mindestens einer Einheit (12L, 12R) für den oberen Frequenzbereich zum Abstrahlen akustischer Energie mit Spektralkomponenten im hörbaren Frequenzbereich oberhalb einer vorbestimmten oberen Frequenz von etwa 200 Hz, wobei die mindestens eine Einheit (12L, 12R) ein mit Kanälen versehenes Gehäuse mit einer Frontplatte vorbestimmter Höhe und Breite aufweist und in dem Gehäuse benachbart zu der Frontplatte ein Lautsprechertreiber aufgenommen ist, wobei das Volumen des Gehäuses weniger als 250 cm³ beträgt.

24. Lautsprechersystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Lautsprechertreiber einen Konus (21) aufweist, dessen Durchmesser etwas weniger als die vorbestimmte Höhe oder die vorbestimmte Breite beträgt.

25. Lautsprechersystem nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Lautsprechertreiber eine Schwingspule (27) aufweist, deren Durchmesser größer ist als der halbe Durchmesser des Konus (21).

26. Lautsprechersystem nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Lautsprechertreiber eine Treiberachse aufweist und daß die Einheit (12L, 12R) für den oberen Frequenzbereich derart ausgelegt ist, daß sie einen vorbestimmten maximalen Schallpegel auf der Treiberachse etwa einen Meter vor der Einheit (12L, 12R) für den oberen Frequenzbereich über im wesentlichen den gesamten hörbaren Frequenzbereich oberhalb der vorbestimmten oberen Frequenz mindestens 105 dB bereitstellt.

27. Lautsprechersystem mit mindestens einer Einheit (12L, 12R) für den oberen Frequenzbereich zum Abstrahlen akustischer Energie mit Spektralkomponenten im hörbaren Frequenzbereich oberhalb einer vorbestimmten oberen Frequenz von etwa 200 Hz, wobei die mindestens eine Einheit (12L, 12R) ein mit Kanälen versehenes Gehäuse mit einer Frontplatte vorbestimmter Höhe und Breite von höchstens etwa 5 Zentimeter aufweist und in dem Gehäuse benachbart zu der Frontplatte ein Lautsprechertreiber aufgenommen ist, der einen Konus (21) aufweist, dessen Durchmesser etwas weniger als die vorbestimmte Höhe oder die vorbestimmte Breite von 5 Zentimeter beträgt, wobei der Treiber einen Motor mit einer Schwingspule (27) umfaßt und wobei das mit Kanälen versehene Gehäuse einen durch eine akustische Masse gekennzeichneten Hauptkanal und ein durch eine akustische Federung gekennzeichnetes inneres Volumen umfaßt, um in der Nähe der vorbestimmten oberen Frequenz eine Masse-Federung- Grundresonanzfrequenz zu erzeugen, und mit dem Motor zusammenwirkt, um eine maximale Auslenkung des Konus (21) von mindestens 3,5 mm Spitze-Spitze-Auslenkung über im wesentlichen den gesamten hörbaren Frequenzbereich oberhalb der vorbestimmten Frequenz ohne hörbare Verzerrung zu erzeugen.

28. Lautsprechersystem mit mindestens einer Einheit (12L, 12R) für den oberen Frequenzbereich zum Abstrahlen akustischer Energie mit Spektralkomponenten im hörbaren Frequenzbereich oberhalb einer vorbestimmten oberen Frequenz von etwa 200 Hz, wobei die mindestens eine Einheit (12L, 12R) für den oberen Frequenzbereich einen Lautsprechertreiber umfaßt, der eine Treiberachse mit einem Konus eines Durchmessers von weniger als etwa 5 Zentimeter aufweist, wobei der Treiber einen Wirkungsgrad β von mindestens 1,6 N²/W aufweist und wobei die Einheit (12L, 12R) für den oberen Frequenzbereich derart ausgelegt ist, daß sie eine maximale lineare axiale Bewegung des Konus von mindestens 3,5 mm Spitze-Spitze- Auslenkung über im wesentlichen den gesamten hörbaren Frequenzbereich oberhalb der vorbestimmten Frequenz ohne hörbare Verzerrung zu erzeugt.

29. Lautsprechertreiber mit einer Schwingspule (27) und einer topfartigen magnetischen Struktur, wobei die topfartige magnetische Struktur mit einer ringförmigen Erweiterung (24A) ausgebildet ist mit einem Luftspalt zwischen dem Ende der Erweiterung (24A) und einem benachbart zu der Schwingspule (27) liegenden Abschnitt der topfartigen magnetischen Struktur, um den magnetischen Streufluß zu verringern.

30. Lautsprechertreiber mit einer magnetischen Struktur, einer separat von der magnetischen Struktur ausgebildeten starren Untereinheit sowie einer Schwingeinheit, wobei die Schwingeinheit einen Konus (21) und eine Schwingspule (27) mit von dem Konus (21) beabstandeten Anschlußdrähten umfaßt und wobei die Schwingeinheit entlang der Achse des Treibers beweglich ist und ein erstes und ein zweites flexibles Element aufweist, die an der starren Untereinheit an Orten angebracht sind, die beabstandet zueinander auf der Treiberachse angeordnet sind, um eine von der magnetischen Struktur beabstandete Untereinheit zu bilden, die mit der magnetischen Struktur zur Bildung des Treibers zusammensetzbar ist.

31. Lautsprechertreiber nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die starre Untereinheit ein Korb (28) ist, daß die magnetische Struktur einen Topf (24) , einen zentralen Polschuh (23) und einen Permanentmagneten (22) umfaßt und daß die Schwingeinheit einen Konus (21), eine Schwingspule (27), eine Einfassung (32) und eine Spinne (31) umfaßt, wobei die Einfassung (32) das erste flexible Element ist und die Spinne (31) das zweite flexible Element ist.

32. Lautsprechertreiber mit einer magnetischen Struktur, einer separat von der magnetischen Struktur ausgebildeten starren Untereinheit sowie einer Schwingeinheit, die entlang der Achse des Treibers beweglich ist und ein erstes und ein zweites flexibles Element aufweist, die an der starren Untereinheit an Orten angebracht sind, die beabstandet zueinander auf der Treiberachse angeordnet sind, wobei die Schwingeinheit einen Konus (21) und eine Schwingspule (27) umfaßt und die Schwingspule (27) Anschlüsse aufweist, die den Konus (21) nicht berühren.

33. Lautsprechergehäuse, das eine akustische Federung aufweist, mit einem Hauptkanal, der durch eine akustische Masse gekennzeichnet ist, und einer Schallwand (47) mit einem Zwischenkanal (46), die das Gehäuse in eine benachbart zu dem Hauptkanal liegende äußere Teilkammer (42) und eine innere Teilkammer aufteilt, wobei der Zwischenkanal (46) eine akustische Masse aufweist und die äußere Teilkammer (42) über eine reziproke Steifigkeit verfügt, um eine Resonanzfrequenz der akustischen Masse des Zwischenkanals (46) und der akustischen Federung der Teilkammer (42) zu erzeugen, die mindestens eine Oktave oberhalb der durch die akustische Masse des Hauptkanals und der reziproken Steifigkeit des Gehäuses erzeugten Masse-Federung- Grundresonanzfrequenz liegt.

34. Lautsprechergehäuse mit einer Wand und mit einem Durchführungsstecker, der ein inneres Anschlußpaar aufweist, das mit einem äußeren Anschlußpaar verbunden ist, wobei die Querschnittsfläche jedes äußeren Anschlusses von der Querschnittsfläche jedes inneren Anschlusses verschieden ist und der Abstand zwischen den inneren Anschlüssen und der Abstand zwischen den inneren Anschlüssen von dem Abstand zwischen den äußeren Anschlüssen verschieden ist, und wobei jeder der Anschlüsse der Anschlußpaare aus einem kontinuierlichen Leiter besteht.

35. Lautsprecherschwingspule mit einer Wickelschablone (27F), die einen leitenden Ankersockel (27P) aufweist, wobei eine Wicklung mit einem Ende in einer Quetschverbindung (27C) angeordnet ist, die an den Ankersockel (27P) angelötet ist.

36. Lautsprecherschwingspule nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlußdraht mit einem Ende an den Ankersockel (27P) angelötet ist.