DE19956254A1 - Passive Elemente für Lautsprecher in geschlossenen Gehäusen - Google Patents

Abstract

Hohlräume (1), die in Hutablagen, Türen u. dgl. von Motorfahrzeugen vorgesehen sind, werden erfindungsgemäß genutzt, um Gehäuse mit geschlossenen Volumen für "aktiven" Lautsprechern bzw. Schallwandlern (6) zu bilden, die mit entsprechenden kalibrierten "passiven" Membranen (7) kombiniert sind. Für diese akustischen Systeme werden die Hohlräume (1) genutzt, die in Motorfahrzeugen vorhanden sind, so dass unter Zugrundelegung derselben Abmessungen derselbe Wirkungsgradgewinn für die niedrigen Frequenzen wie von aktiven Schallwandlern erzielbar sind, die in separaten Gehäusen angeordnet sind, wobei passive Elemente, die auf Dämpfern angeordnet sind, Übereinstimmung mit den aktiven Schallwandlern betrieben werden und dieselben Luftvolumina nutzen, die in den Gehäusen bzw. Hohlräumen enthalten sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft passive Elemente für Laut­ sprecher, die ohne Einschränkung in geschlossene Volumina ein­ gesetzt und in diesen installiert werden können, beispielswei­ se in Hohlräumen, die in verschiedenen Teilen von Kraftfahr­ zeugen zur Verfügung stehen, beispielsweise in den Innen-(Be­ stand)teilen von Konsolen, Hutablagen und dergleichen, wo­ bei die geschlossenen Volumina die Bedingungen bereitstellen, welche für die passiven Elemente auf Dämpfungselementen not­ wendig sind, die den Lautsprechern zugeordnet sind, welche dasselbe Luftvolumen nutzen.

Wie auf dem technischen Gebiet der Schallübertragung und ins­ besondere im Zusammenhang mit Lautsprechern bekannt, wird mit dem Begriff "passiv" ein Element bezeichnet, dessen Funktion nicht durch einen eigenen "Motor" bzw. "Antrieb" erzeugt wird, beispielsweise durch Spulen, Magneten oder andere Elemente, die dazu dienen, beispielsweise als herkömmlicher Lautsprecher zu arbeiten; vielmehr besteht ein passives Element ausschließ­ lich aus einer Membran, deren Masse derart kalibriert und be­ rechnet ist, dass sie sich in Phase mit einem primären Pilot­ lautsprecher bzw. "aktiven" Lautsprecher bzw. Schallwandler bewegt, welcher die Erregung des passiven Elements hervorruft. Außerdem ist bekannt, dass ein passives Element, welches auf einem Zentrierelement, einem Gelenk- oder einem Dämpfungsele­ ment angeordnet ist, das in Übereinstimmung mit einem Laut­ sprecher betrieben ist, der dasselbe zur Verfügung stehende Volumen nutzt, unter der Voraussetzung gleicher Abmessungen, für den Lautsprecher einen erhöhten Wirkungsgrad bei niedrigen Frequenzen erzeugt. Dieses System vergrößert die schwingende Oberfläche des aktiven Elements, da es veranlasst wird, sich durch den Druck bzw. das Niederdrücken zu bewegen, der bzw. das durch die Bewegung der Membran desselben verursacht ist. Die vorliegende Kombination sogenannter aktiv-passiver Elemen­ te wird erzeugt, in dem spezielle Behälter oder Kästen bereit­ gestellt werden, deren Luftvolumen in Übereinstimmung mit den Eigenschaften des aktiven Lautsprechers festgelegt ist; der Wert der Masse der entsprechenden passiven Membran, die so ge­ bildet ist, dass sie sich in Phase mit dem Lautsprecher be­ wegt, wird in Übereinstimmung mit diesen Eigenschaften kali­ briert und berechnet.

Die in den Umschließungskästen enthaltene Innenluft steht mit der Außenluft in Verbindung.

Während die Verwirklichung des vorstehend erläuterten Systems im Hinblick auf eine Erhöhung des Wirkungsgrads von Lautspre­ chern bei niedrigen Frequenzen bei identischen Abmessungen sich als nützlich erwiesen hat, hat es einige Nachteile in be­ zug auf die möglichen praktischen Anwendungen, insbesondere bei einer Anwendung für Radioanlagen in Kraftfahrzeugen auf­ grund der Gesamtgröße.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vor stehend genannten Nachteile zu überwinden und passive Ele­ mente zu schaffen, die auch bei beispielsweise in Kraftfahr­ zeugen zu Verfügung stehenden kleinen Hohlräumen erfolgreich einsetzbar sind.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen in der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben.

Die Erfindung löst demnach die genannte Aufgabe mittels passi­ ver Elemente für Lautsprecher, die dazu bestimmt sind, in ge­ schlossene Volumina verschiedener Teile von Motorfahrzeugen eingesetzt werden zu können. Insbesondere werden vorteilhafte Wirkungen dadurch erzielt, dass die Lautsprecher bzw. aktiven Schallwandler und die betreffenden kalibrierten passiven Ele­ mente in bereits vorhandenen Räumen oder Räumen untergebracht werden, die während der Herstellung der Fahrzeugkarosserie ge­ bildet werden, im Inneren von Konsolen, Hutablagen und der­ gleichen. Auf diese Weise übernehmen die genannten Räume die Funktion herkömmlicher Kästen bzw. herkömmlicher Gehäuse mit vorbestimmtem und umschlossenem Luftvolumen und die aktiven bzw. angetriebenen Lautsprecher zusammen mit den diesbezügli­ chen passiven Membranen werden direkt in der Innenseite dieser Räume untergebracht.

Die durch die vorliegende Erfindung erzielten Vorteile beste­ hen insbesondere darin, dass die Räume und Leervolumina, die im Innern des Kraftfahrzeugs vorliegen, direkt genutzt werden, um das System unterzubringen, ohne dass spezielle zusätzliche Kästen bzw. Gehäuse erforderlich wären. Dadurch, dass keine zusätzlichen Kästen erforderlich sind, wird eine Gewichtser­ sparnis ebenso erreicht, wie eine Verringerung der Bauteilean­ zahl, eine Verringerung der Kosten und ein einfacherer Zusam­ menbau. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird die ge­ wünschte Erhöhung bezüglich des Wirkungsgrads des akustischen Systems bei niedrigen Frequenzen erzielt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen bei­ spielhaft erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht verschiedener Kombina­ tionen von aktiven und passiven Membranen bzw. aktiven Laut­ sprechern mit betreffenden passiven Membranen, eingesetzt in Hohlräume unterschiedlicher Formen, wie sie beispielsweise in Kraftfahrzeugen vorliegen, und

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht einer Ausführungsform einer passiven Membran.

Das in Rede stehende Lautsprechersystem aus aktiven Lautspre­ chern (unter "Lautsprecher" werden vorliegend unter anderem auch deren Schallwandler verstanden, die aktiv angetrieben sind) und passiven Membranen wird nunmehr anhand von Ausfüh­ rungsformen im Zusammenhang mit Hohlräumen erläutert, die in Kraftfahrzeugen zur Verfügung stehen, in denen das notwendige geschlossene Luftvolumen 1 von Teil- oder Gesamtkonfiguratio­ nen von bei der Fertigung entstehenden Räumen genutzt wird, die üblicherweise im Inneren von Türen bzw. Türverkleidungen, Hutablagen und dergleichen Fahrzeugbestandteilen 2 vorhanden sind. Als Alternative und abhängig von den jeweiligen Fahr­ zeugtypen kann das geschlossene reduzierte Luftvolumen leerer Räume 1, das erforderlich ist, die vorstehend genannten Ziele zu erreichen, realisiert werden in Übereinstimmung mit den Konfigurationen und gewünschten Abmessungen in direktem Zusam­ menhang mit Spritzguss- bzw. Formgebungs- und Montagevorgängen von Fahrzeugkarosserien und/oder Karosserieteilen der Kraft­ fahrzeuge. In jedem Fall werden die Öffnungen in Übereinstim­ mung mit den Lautsprechern 6 und den passiven Membranen 7 in den inneren Tragstrukturen 3 der Räume erzeugt. Die Öffnungen 4 sind eingeschlossen bzw. abgeschlossen und ihre Oberflächen sind in Richtung zur Innenseite der Fahrzeuge durch poröse Ab­ deckungen geschützt, beispielsweise durch identische Moketten und/oder dergleichen. Lautsprecher 6 sind koaxial in die ent­ sprechenden Öffnungen 4 mittels herkömmlicher Befestigungsmit­ tel eingesetzt. Die passiven Membranen 7 hingegen sind mit den Tragstrukturen 3 beispielsweise durch periphere bzw. am Umfang angeordnete Kronen 8 verbunden, auf welchem zentrale Massen 9 mittels elastischer dämpfender Elemente bzw. Zentrierzwi­ schenelemente 10 angebracht sind. Die zentralen Massen bzw. die passiven Strahler 9 werden aus gestanzten Flächenelementen gewonnen, die aus demselben Material wie die Tragstrukturen bestehen, und die ggfs. mit zusätzlichen Kalibrier- oder me­ chanischen Anpassungsmassen 11 verbunden sind, um das exakt berechnete Gewicht entsprechend den primären Lautsprechern 6 zu erzielen, welche sie ansteuern.

Im wesentlichen besteht die Erfindung darin, dass die vorste­ hend erläuterte Wirkung eines aktiven passiven Systems in ei­ nem herkömmlichen Gehäuse 12 zur Erzeugung eines erhöhten Wir­ kungsgrads des Lautsprechers bei niedrigen Frequenzen und bei identischen Abmessungen im Inneren eines Kraftfahrzeugs er­ zielt wird, in dem ein passives Element 7, welches auf einem Dämpfungselement 10 angeordnet ist verwendet wird, das in Übereinstimmung mit einem Lautsprecher 6 betrieben ist, der dasselbe geschlossene Luftvolumen 1 nutzt, wobei das erforder­ liche geschlossene Luftvolumen durch eine derartige Konfigura­ tion erzielt wird, um Hohlräume 2 teilweise oder vollständig zu nutzen, die in den Fahrzeugkarosserien vorliegen oder wäh­ rend deren Herstellung erzeugt werden und zwischen den Be­ standteilen auf der Innenseite von Konsolen bzw. Wänden, den Hutablagen und/oder ähnlichen geeigneten Stellen bzw. Elemen­ ten von Fahrzeugen zu liegen kommen.

Abhängig von den Konfigurationen und/oder den verschiedenen Anforderungen bzw. Gegebenheiten in den zur Verfügung stehen­ den geschlossenen Luftvolumenhohlräumen 1, die entweder an sich vorhanden sind oder speziell ausgebildet werden, können die passiven Schwingungselemente 7 auch mit unterschiedlichen Strukturen verwirklicht werden, solange ihre Masse derart be­ rechnet und kalibriert ist, dass die primäre Anforderung er­ füllt ist, dass sie sich in Phase mit den zugeordneten aktiven Elementen bzw. Lautsprechern 6 bewegen.

Während die Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausfüh­ rungsformen erläutert wurde, ist sie zahlreichen Abwandlungen und Modifikationen zugänglich, die sich dem Fachmann ohne wei­ teres im Rahmen der anliegenden Ansprüche ergeben.

Claims (12)

1. Passives Element zum Betrieb in Kombination mit einem ak­ tiven Schallwandler eines Lautsprechers, um diesem einen erhöhten Wirkungsgrad, insbesondere bei niedrigen Frequen­ zen zu verleihen, wobei das passive Element in einem Hohl­ raum untergebracht ist, der ein geschlossenes Volumen festlegt, das in Übereinstimmung mit den Eigenschaften des aktiven Schallwandlers festgelegt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das passive Element (7) und der aktive Schallwandler (6) in ein und demselben Hohlraum (2) eines Motorfahrzeugs untergebracht ist, und dass das benötigte geschlossene Volumen 1 dadurch erhalten ist, dass der Hohlraum (2) zumindest teilweise ausgenutzt wird.

2. Passives Element nach Anspruch 1, wobei der Hohlraum (2), der das erforderliche geschlossene Volumen umfasst, ein solcher Raum ist, der im Inneren eines Motorfahrzeugs an sich zur Verfügung steht.

3. Passives Element nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Hohl­ raum (2), der das erforderliche geschlossene Volumen ent­ hält, während des Ausformens der Motorfahrzeugkarosserie erzeugt wird.

4. Passives Element nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Hohl­ raum (2), der das erforderliche geschlossene Volumen ent­ hält, während des Ausformens von Teilen der Fahrzeugkaros­ serie erzeugt wird.

5. Passives Element nach Anspruch 4, wobei der Hohlraum (2), der das erforderliche geschlossene Volumen enthält, wäh­ rend des Formens der Türwände bzw. -konsolen verwirklicht wird.

6. Passives Element nach Anspruch 4, wobei der Hohlraum (2), der das erforderliche geschlossene Volumen enthält, wäh­ rend des Formens der Hutablage verwirklicht wird.

7. Passives Element nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Hohlraum (2), der das erforderliche geschlossene Volu­ men enthält, während des Zusammenbaus der Fahrzeugkarosse­ rie verwirklicht wird.

8. Passives Element nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Hohlraum (2), der das erforderliche geschlossene Volumen enthält, im Inneren der Wände bzw. Konsolen ange­ ordnet ist.

9. Passives Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Hohlraum (2), der das erforderliche geschlossene Volu­ men enthält, im Inneren der Hutablage angeordnet ist.

10. Passives Element nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das passive Element (7) mit einer Tragstruktur (3) durch periphere Kronen (8) verbunden ist.

11. Passives Element nach Anspruch 10, wobei die peripheren Kronen (8) im Eingriff mit den zentralen Massen oder Pas­ sivstrahlern (9) mittels elastischer Dämpfungselemente oder Zentrierelemente (10) stehen.

12. Passives Element nach Anspruch 11, wobei die zentralen Massen oder radialen Strahler aus gestanzten Flächen der Tragstruktur gewonnen sind und optional verbunden sind mit kalibrierten oder mechanisch angepassten zusätzlichen Mas­ sen (11).