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Die Erfindung betrifft einen Lautsprecher mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Schutzanspruchs 1.
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Bei dem Lautsprecher handelt es sich um einen elektroakustischen Wandler, der gezielt Biegewellen zur Abstrahlung von Schall nutzt. Der Lautsprecher weist dazu eine Biegewellenmembran und mindestens einen Schwingungsanreger auf, wobei die Biegewellenmembran mittels des Schwingungsanregers zur Abstrahlung von Schallwellen anregbar ist. Der Schwingungsanreger ist mit der Membran gekoppelt. Die Schwingungsanreger sind dabei an bestimmten Anregestellen an der Membran angeordnet. Bei solchen Biegewellen-Lautsprechern breiten sich ausgehend von den Anregestellen Biegewellen auf der Membran aus, die zur einer Schallabstrahlung in die Umgebung führen.
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Beispielsweise ist aus der
DE 465 189 A ein Lautsprecher bekannt, wobei der Lautsprecher durch eine Schaufensterscheibe gebildet ist. Die Schaufensterscheibe wird mittels eines Elektromagneten in Schwingungen versetzt. Die Schaufensterscheibe dient dabei als Biegewellenmembran und der Elektromagnet dient als Schwingungsanreger. Durch diese „akustische Schaufensterreklame” kann der Ladeninhaber dem am Schaufenster vorbei gehenden Publikum Ankündigungen, Anpreisungen, Hinweise zu Gehör bringen.
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Ferner ist im Stand der Technik ein im Jahr 1924 gefertigter Biegewellen-Lautsprecher der Ibach Piano Manufaktur mit der Modellbezeichnung „Tonspiegel” bekannt. Hierbei handelt es sich um eine kreisförmige Holzmembran, die mit zwei F-Schalllöchern versehen ist und im Zentrum über ein elektromagnetischen Wandler ähnlich einer Telefonhörerkapsel zur Schwingung anregbar ist.
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Aus der
EP 0 666 012 B1 ist ein Lautsprecher bekannt, der ebenfalls nach dem Biegewellenprinzip arbeitet. Dieser Lautsprecher weist eine im Wesentlichen biegesteife, ebene Membran, d. h. eine entsprechende Platte auf mit einem ersten und einem zweiten im Allgemeinen rechteckigen Frequenzabschnitt auf. Der erste Frequenzabschnitt ist ausgelegt zur Wiedergabe von niedrigen Frequenztönen und der zweite Frequenzabschnitt ist ausgelegt um hohe Frequenztöne wiederzugeben. Es sind zwei Schwingspulen vorhanden, wobei jede der Schwingspulen mit der Rückfläche der ersten bzw. der zweiten Frequenzabschnitte verbunden ist. Jede Schwingspule empfängt ein elektrisches Signal und leitet die so erzeugte Schwingung an die Frequenzabschnitte weiter. Die ebene Membran ist als eine einheitliche, einstückige Struktur aus einem vorgedehnten Schaumkunststoff gebildet, so dass die Dichte des ersten Frequenzabschnittes unterschiedlich ist von der Dichte des zweiten Frequenzabschnittes. Die Rückfläche des ersten rechteckigen Frequenzabschnittes umfasst vier im Allgemeinen rechteckige Blöcke, die an den Ecken des ersten Frequenzabschnittes angeordnet sind, so dass die Blöcke strahlenförmige abgehende Arme in den Bereichen der Rückfläche zwischen den erhobenen Blöcke definieren. Die strahlenförmig abgehenden Arme bilden ein erhobenes symmetrisches Kreuzmuster mit dem ersten Frequenzabschnitt. Es ist eine flache kreisförmige Vertiefung in der Mitte des Kreuzmusters angeordnet, um eine Oberfläche herzustellen, zur Verbindung der jeweiligen Schwingspule mit dem Frequenzabschnitt.
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Dieser gattungsbildende Lautsprecher ist noch nicht optimal ausgebildet. Die Konstruktion der Klangplatte Biegewellenmembran ist aufwendig herzustellen. Ferner ist die Klangcharakteristik noch nicht optimal.
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Der Erfindung obliegt daher die Aufgabe zugrunde, den Lautsprecher derart auszugestalten und weiterzubilden, so dass eine vorteilhafte Klangwiedergabe erzielt ist.
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Diese der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird nun durch einen Lautsprecher mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Lautsprecher hat den Vorteil, dass die klangliche Wiedergabe verbessert ist und die Konstruktion verbessert ist.
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Es ist nun in ein Stimmmittel vorhanden, wobei mittels des Stimmmittels eine Vorspannung auf die Biegewellenmembran übertragbar ist. Das Stimmmittel kann insbesondere drückend auf die Biegewellenmembran wirken. Das Stimmmittel ist vorzugsweise als Stimmstock ausgebildet. Der Lautsprecher weist ein Gehäuse auf, wobei die Biegewellenmembran ein Teil des Gehäuses bildet. Der Stimmstock verbindet die Biegewellenmembran und einen gegenüberliegenden Teil des Gehäuses. Das Stimmmittel, insbesondere der Stimmstock ist zwischen einer Front und einer Rückwand angeordnet ist, wobei die Front als Biegewellenmembran dient. Insbesondere ist der Stimmstock an einer Rückwand oder an einer rückseitigen Abstützstruktur beispielsweise ein Querbalken oder dergleichen abgestützt. Es hat sich insbesondere bei der Ausgestaltung eines Gehäuselautsprechers als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Schwingung der Biegewellenmembran, d. h. der Vorderwand und der Rückwand über den Stimmstock miteinander gekoppelt sind. Der Stimmstock ist insbesondere verstellbar. Der Stimmstock kann beispielsweise über ein Schraubgewinde verfügen, so dass die Größe der Vorspannung einstellbar ist. Über die Verstellung des Stimmstocks ist so die Klangcharakteristik des Lautsprechers veränderbar.
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Vorzugsweise weist der Lautsprecher ein Gehäuse auf, wobei die Biegewellenmembran, d. h. die entsprechende Klangplatte einen Teil des Gehäuses bildet. Die Biegewellenmembran bildet insbesondere eine Frontseite des Gehäuses. In besonders bevorzugter Ausgestaltung, dadurch dass die Schwingungen des Schwingungsanregers mechanisch direkt und nicht passiv auf die Rückwand übertragen werden, trägt der Stimmstock zur Lautstärke des Lautsprechers bei. Der Stimmstock ist mittels eines Gewindes und eines in das Gewinde eingreifenden Bolzens verlängerbar, wodurch die Vorspanne erhöht werden. Der Stimmstock ist vorzugsweise aus Holz gefertigt. Der Stimmstock ist insbesondere verstellbar ausgebildet.
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Der Lautsprecher weist einen Signalprozessor, insbesondere einen digitalen Signalprozessor auf, wobei mittels des Signalprozessors die Klangcharakteristik des Lautsprechers angepasst und verbessert werden kann. Die Klangcharakteristik kann insbesondere derart angepasst werden, dass Verzerrungen im Amplitudenfrequenzgang ausgeglichen werden können. Im Idealfall sollte der Lautsprecher die Frequenzen im Hörbereich, d. h. zwischen 45 Hz und 20.000 Hz gleichlaut wiedergeben. Mittels des digitalen Signalprozessors kann dabei insbesondere der Lautsprecher, vorzugsweise ein Lautsprecherpaar in einem Hörraum des Kunden gestellt und dort eingemessen werden, so dass der Frequenzgang des Lautsprechers möglichst gut an den Hörraum angepasst ist. Hierdurch ist die Klangqualität verbessert. In dieser Kombination kann die Klangcharakteristik sowohl über die Verstellung des Stimmstocks in einem ersten Schritt, als auch in einem zweiten Schritt über die Schwingung des Signals verändert werden.
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Vorzugsweise weist die Biegewellenmembran mehrere Schallöffnungen auf. Die Schallöffnungen dienen ebenfalls zur Verbesserung der Klangqualität. Die Schallöffnungen führen dazu, dass die Membranfläche in Zonen aufgeteilt ist, wobei die Zonen zwar zusammenhängen, aber dennoch unterschiedliche Klangeigenschaften aufweisen. Es ist hierdurch insbesondere eine horizontale oder vertikale Trennung der Abstrahlfläche gebildet. Die Schallöffnungen sind vorzugsweise länglich gebogen oder winklig ausgebildet. Die Schallöffnungen können die Form eines geteilten Buchstaben „T” aufweisen. Die Schallöffnungen werden von zur Öffnung hinweisenden Membranzungen begrenzt, wobei diese Membranzungen freier schwingen, da sie an der Öffnung nicht festgelegt sind und hier einen weiteren Freiheitsgrad aufweisen. Es hat sich herausgestellt, dass in diesen Membranzungen oder Membranflügel insbesondere zu höher frequenten Schwingungen angeregt werden können, wodurch das Klangspektrum bei Erhöhung der Frequenzen positiv beeinflusst ist. Es ist eine Verbesserung der Widergabe der natürlichen Obertonreihe erzielt. Ferner ist die Lautstärke der Klangabstrahlung erhöht.
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In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist das Gehäuse zumindest teilweise aus Holz gefertigt. Alternativ kann das Gehäuse aus einem Kunststoff, Metallteilen oder dergleichen gefertigt sein. Vorzugsweise ist die Biegewellenmembran aus Holz gefertigt. Es ist denkbar, dass die Biegewellenmembran aus einem Holzstück oder aus mehreren Holzstücken gefertigt sind, wobei die Holzstücke fest miteinander verbunden sind, so dass eine entsprechend schwingungsfähige biegesteife Membran gebildet ist.
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In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist zumindest ein Teil des Gehäuses, insbesondere die Biegewellenmembran aus Spaltholz, insbesondere aus gespaltenen Bohlen gefertigt. Das Gehäuse ist insbesondere aus gespaltenem Tonholz gefertigt. Die glatten Seiten sind hierbei insbesondere dem Innern des Gehäuses zugewandt und die Spaltseite der entsprechend gehobenen Struktur ist nach außen gerichtet bzw. bildet die Außenseite. Es ist denkbar, dass die Strukturen an der Spaltseite durch Schneid- oder Schleifwerkzeuge teilweise geglättet sind. Durch die raue Struktur in der Spaltseite ist die Klangwiedergabe ebenfalls verbessert. Die einzelnen Strukturelemente der Spaltseite verbessern überraschenderweise ebenfalls den Klang. Ferner ist eine ansprechende Optik erzielt.
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Die Form des Gehäuses kann rechteckig oder trapezförmig sein. Es ist denkbar, dass das Gehäuse eine individuelle, runde, polygonale oder andere Form aufweist. Ferner ist es denkbar, dass der Lautsprecher stehend oder liegend angeordnet wird.
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Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Lautsprecher auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Schutzanspruch 1 nachgeordneten Schutzansprüchen verwiesen werden. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung und dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 in einer schematischen Frontansicht einen erfindungsgemäßen Lautsprecher,
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2 in einer vertikal geschnittenen seitlichen Darstellung den Lautsprecher aus 1,
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3 in einer schematischen Frontansicht einen zweiten Lautsprecher,
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4 in einer schematischen Seitenansicht den zweiten Lautsprecher,
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5 in einer schematischen horizontal geschnittenen Darstellung ein Gehäuse,
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6 in einer schematischen horizontal geschnittenen Darstellung ein weiteres Gehäuse,
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7 in einer schematischen horizontal geschnittenen Darstellung ein weiteres Gehäuse, und
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8 in einer schematischen horizontal geschnittenen Darstellung ein weiteres Gehäuse.
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In den 1 und 2 ist ein Lautsprecher 1 dargestellt. Der Lautsprecher 1 weist ein Gehäuse 2 auf. Der Lautsprecher 1 weist insbesondere eine biegesteife, schwingfähige Biegewellenmembran 3 auf. Die Biegewellenmembran 3 bildet ein Teil des Gehäuses 2, insbesondere die Front 4 des Gehäuses 2. An der Rückseite der Biegewellenmembran 3 sind mehrere Schwingungsanreger 5 in Form von Excitern angeordnet. Die Schwingungsanreger 5 sind als elektromagnetische Schwingungsanreger 5 ausgebildet. Hier sind zwei Schwingungsanreger 5 angeordnet, wobei diese vorzugsweise jeweils außermittig und versetzt zueinander angeordnet sind. Es können jedoch auch mehr als zwei oder nur ein Schwingungsanreger 5 vorhanden sein.
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Die Front 4 sowie insbesondere auch die restlichen Gehäuseseiten sind vorzugsweise aus Holz gefertigt. Alternativ können jedoch auch andere Materialien für das Gehäuse verwendet werden. Das Gehäuse 2 weist beabstandet zur Front 4 eine Rückwand 7 auf. Es hat sich nun als vorteilhaft rausgestellt, dass eine Vorspannung der Front 4 mittels eines Stimmittels, insbesondere eines Stimmstocks 8 einstellbar ist. Der Stimmstock 8 erstreckt sich zwischen der Front 4 und der Rückwand 7. Der Stimmstock 8 ist insbesondere im Wesentlichen mittig, insbesondere in etwa in halber Höhe und auf halber Breite der Front 4 angeordnet. Der Stimmstock 8 ist verstellbar und weist ein Gewinde und ein entsprechend in das Gewinde eingreifenden Bolzen auf, so dass durch ein Auseinanderschrauben die Vorspannung auf die Front 4 erhöht werden kann oder durch Zusammenschrauben des Stimmstocks 8 in die Vorspannung reduziert werden kann. Der Stimmstock 8 ist entsprechend längenvariabel.
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Ferner hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die Biegewellenmembran 3 mindesten eine insbesondere mehrere Schallöffnungen 9, 10 aufweist. Die Schallöffnungen 9, 10 sind hier als winkelförmig zueinander stehende Schlitze (nicht näher bezeichnet) ausgebildet, wobei die Schallöffnung 9, 10 nun besonders schwingungsfähige Bereiche, sogenannte Membranzungen 11, 12, in der Front 4 begrenzen. Wenn nun die Front 4 mittels der Schwingungsanreger 5 in Vibration versetzt wird, so schwingen die Membranzungen 11, 12 besonders stark und tragen insbesondere zur Hochtonwiedergabe bei.
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Die Schallöffnungen 9, 10 teilen die Biegewellenmembran 3 ferner in unterschiedlichen Zonen auf, nämlich hier eine obere Zone und eine untere Zone. Es ist denkbar, dass die Schwingungsanreger 5 unterschiedliche Frequenzbereiche in Art eines Hochtöners oder eines Tieftöners zugeführt werden. Beispielsweise kann die untere Zone zur Tieftonwiedergabe und die obere Zone zur Hochtonwiedergabe genutzt werden. Die Schallöffnungen 9, 10 sind hier insbesondere in halber Höhe des Gehäuses 2 angeordnet.
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Vorzugsweise ist der Lautsprecher 1 als Aktivbox ausgebildet und weist neben einem Verstärker 13 einen digitalen Signalprozessor auf. Der Verstärker ist über ein Netzkabel 15 mit dem Stromnetz verbindbar. An der Rückwand sind ferner Anschlüsse 16 vorgesehen, um ein Musiksignal einspeisen zu können. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist ein Funkmodul, insbesondere ein Bluetooth-Modul im oder am Lautsprecher 1 vorhanden, sodass ein Musiksignal per Bluetooth an den Verstärker übertragbar ist. Mittels des digitalen Signalprozessors 14 ist das Frequenzspektrum anpassbar. Insbesondere kann das Frequenzspektrum zur Anpassung des Lautsprechers an dem Hörraum verwendet werden.
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Der Lautsprecher 1 weist ferner einen Standfuß 17 auf. In der in 1 und 2 dargestellten Ausgestaltung ist das Gehäuse insbesondere quaderförmig ausgebildet. In einer alternativen Ausgestaltung kann die Biegewellenmembran 3 auch eine runde Formen, polygonale oder andere Form aufweisen.
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In 3 und 4 ist ein weiterer Lautsprecher 1a dargestellt, wobei hier nun die Front 4a einen trapezförmigen Zuschnitt aufweist. Ansonsten ist der Lautsprecher 1a wie der Lautsprecher 1 aus 1 und 2 aufgebaut. Auf die entsprechende Beschreibung darf verwiesen werden.
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In 5, 6, 7 und 8 ist dargestellt, dass weitere Gehäuse 2a, 2b, 2c, 2d unterschiedliche Formen aufweisen können.
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Das in 5 dargestellte Gehäuse 2a weist eine rechteckige Grundform auf, wobei die Front 4 und die Rückwand 7 parallel zueinander angeordnet sind. Die Seitenwände 18, 19 sind parallel zueinander angeordnet. Die Seitenwände 18, 19 und die Front 4 sind jeweils aus Spaltholz, insbesondere aus mehreren Einzelstücken jeweils zusammengesetzt und gebildet.
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Das in 6 dargestellte Gehäuse 2b weist ebenfalls eine rechteckige Grundform auf, wobei die Front 4 und die Rückwand 7 jeweils parallel zueinander angeordnet sind und die Längsseiten bilden. Sowohl die Seitenwände 18, 19 als auch die Front 4 und die Rückwand 7 bestehen aus Spaltholz.
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Das in 7 dargestellte Gehäuse 2c weist eine Front 4 und eine Rückwand 7 auf, wobei die Front 4 breiter als die Rückwand 7 ist, sodass der Querschnitt im Wesentlichen trapezförmig ist. Hierbei handelt es sich um ein gleichschenkliges Trapez. Die Seitenwände 18, 19 stehen jeweils spitzwinklig zur Front 4. Die Rückseite ist nicht aus Spaltholz sondern aus gehobeltem Holz ausgebildet.
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Das in 8 dargestellte Gehäuse 2d weist den gleichen Umriss und die gleiche Trapezform wie das Gehäuse 2c auf, allerdings ist hierbei ebenfalls die Rückwand 7 aus Spaltholz gebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lautsprecher
- 1a
- Lautsprecher
- 2
- Gehäuse
- 2a
- Gehäuse
- 2b
- Gehäuse
- 2c
- Gehäuse
- 2d
- Gehäuse
- 3
- Biegewellenmembran
- 4
- Front
- 4a
- Front
- 5
- Schwingungsanreger
- 6
- Exciter
- 7
- Rückwand
- 8
- Stimmstock
- 9
- Schallöffnung
- 10
- Schallöffnung
- 11
- Membranzunge
- 12
- Membranzunge
- 13
- Verstärker
- 14
- DSP/digitaler Signalprozessor
- 15
- Netzkabel
- 16
- Anschlüsse
- 17
- Standfuß
- 18
- Seitenwand
- 19
- Seitenwand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 465189 A [0003]
- EP 0666012 B1 [0005]
