DE2338298B1

DE2338298B1 - Lautsprechergehaeuse mit einem Exponentialtrichter und mindestens zwei Lautsprechern

Info

Publication number: DE2338298B1
Application number: DE2338298A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl-Ing Goeckel
Original assignee: NECKERMANN VERSAND KGAA
Current assignee: NECKERMANN VERSAND KGAA
Priority date: 1973-07-27
Filing date: 1973-07-27
Publication date: 1975-01-16
Also published as: SE7407531L; GB1462919A; FR2239069B3; IT1016712B; US3898384A; NL7408011A; FR2239069A1; DE2338298C2; JPS5072621A

Description

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Der Vorteil eines Exponentialtrichters bei Lautsprechern ist sein progressiver Strahlungswiderstand, der zu besten Wirkungsgraden und zu einer fast völligen Unterdrückung von Klirrfaktoren und Einschwingvorgängen sowie Resonanzbildungen führt. Die im Trichter begrenzte Luftsäule und die rückwirkungsfreie deltaförmige Ausstrahlung in den Wiedergaberaum benötigen nur geringe Membranhübe des Lautsprechers, die bei zunehmender Leistung nur gering wachsen, während die Übernahme des Schalles durch die Luft zunimmt. Besonders wichtig ist dabei, daß auch die hohen Frequenzen, deren Abstrahlung durch z. B. Kompaktboxen zum Sitzen senkrecht vor der Box zwingt, vermöge der Delta-Breitstrahlung überall im Hörraum gleich gut hörbar sind, weil sie durch das Exponentialprinzip frei und überallhin ausgebreitet werden.

Wegen des hohen, sich anpassenden Strahlungswiderstandes eines bei einem Exponentialtrichter verwendeten Lautsprechersystems verbleibt dessen Schwingspule im homogenen Spaltfeld des Magneten und bewirkt die sogenannte Sinusqualität der akustischen Abbildung. Je kleiner auch bei größerer Membranfläche des Lautsprechers der Membranhub ist, desto genauer ist damit die Sinustreue. Große Membranen können bei konventionellen Betrieb, z. B. in Kompaktboxen, aber kaum den gesamten Frequenzbereich naturgetreu übertragen, da sie zu Partialschwingungen neigen, die Klirrfaktoren usw. erzeugen und die Transparenz der Wiedergabe verschlechtern. Auch »nichtabwickelbare« Membranen können diese Erscheinun-. gen nur mildern, aber nicht beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Exponential-Lautsprechergehäuse mit mindestens zwei Lautsprechern zu schaffen, das diese akustischen Nachteile vermeidet und außerdem wesentlich kleiner als die bekannten unförmig großen Exponential-Lautsprechergehäuse ist. Die letztgenannte Forderung ist nicht leicht zu erfüllen, weil Kleinbau einerseits und Wirkungsgrad und Frequenzverlauf des Exponentialsystems andererseits sich an sich gegenseitig ausschließende Konstruktionsziele sind.

Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Lautsprechergehäuse mit mindestens zwei Lautsprechern und einem aus zwei Trichterteillängen sich zusammensetzenden Exponentialtrichter, dessen erster Trichterteil aus einer eine Druckkammer bildenden inneren Kammer und einem gleichsinnig diese ein oder mehr als einmal spiralförmig umlaufenden, geometrisch im Querschnitt wachsenden ersten Kammergang besteht, bei dem die Seitenwände der Druckkammer zwischen der Gehäusevorderwand und einem zu ihr parallenen Teilzwischenboden senkrecht stehend eingespannt sind, und der erste Kammergang von der Gehäusevorderwand, dem Teilzwischenboden, und einer das freie Ende des Teilzwischenbodens mit der Gehäusevorderwand verbindenden Schrägwand gebildet ist, und dessen zweiter Trichterteil aus einem mit dem Ausgang des ersten Kammerganges in Verbindung stehenden hinteren Teilraum und einem sich daran anschließenden, in eine Trichterendöffnung neben der Gehäusevorderwand mündenden vorderen Teilraum besteht. Derartige Lautsprechergehäuse sind bekannt (DT-PS 2 041 012).

Die Lösung der genannten Aufgabe besteht bei einem Lautsprechergehäuse der vorbeschriebenen Art erfindungsgemäß darin, daß in die Druckkammer mindestens zwei gleichsinnig wirkende Lautsprecher einstrahlen, und die Bereiche, an denen die Magnete der Lautsprecher in den Trichterraum hineinragen, in einem Maße erweitert sind, daß die erweiterten Trichtermaße zusammen mit den Magneten den in diesen Bereichen richtigen Trichterquerschnitt ergeben, und daß andere, das Wachstum der Trichtermaße nicht störenden Bereiche zum Einbau eines Hochtonlautsprechers ausgenutzt sind, während die Membranrückseiten der beiden Lautsprecher über Teilkammern durch öffnungen in der Gehäusevorderwand mit der Zimmerluft in Verbindung stehen.

Dadurch, daß die Membranvorderseiten der beiden Lautsprecher gleichsinnig in die Druckkammer, die am Anfang eines eng beginnenden Exponentialtrichters liegt, strahlen, wird der Vorteil erreicht, daß sich die Membranhübe der Lautsprecher halbieren, der Bewegungsablauf der Schwingspulen also im homogenen Magnetfeld verbleiben kann, die Sinusabbildung sichergestellt wird und auch die höchsten, noch wahrnehmbaren Frequenzen durch die Ausbreitungsbesonderheiten des Exponentialtrichters gleichmäßig im ganzen Hörzimmer verbreitet werden, ohne daß eine bestimmte Sitzordnung nötig wäre.

Außer den beiden Lautsprechern kann an einer für die Trichtergeometrie unwirksamen Stelle noch ein Hochtonlautsprecher angeordnet sein. Der Vorteil des Exponentialtrichters hinsichtlich seines progressiven Strahlungswiderstandes kommt auch diesem Hochton-

lautsprecher zugute.

Um Brillanz und Präsenz sowie die zur Glaubhaftmachung des Original-Musikereignisses nötige Formantendarstellung gewissen Gegebenheiten, wie Partial-Schwerhörigkeit des Hörers, Zimmer mit besonders starker Dämpfung durch Teppiche, Gardinen, Möbel od. dgl., anpassen zu können, wird der Hochtonlautsprecher in einem gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal eingeengten Wirkbereich regelbar angeordnet und angeschlossen. Er wird so eingebaut, daß die von ihm abgestrahlten Frequenzen als eine unmerklich ansteigende »Schicht« auf der eigentlichen Frequenzkurve lagern (F i g. 11). Zu diesem Zweck ist eine dreipolige Lautsprecherbuchse mit Schalter vorgesehen: In der einen Steckerstellung arbeitet der Hochtonlaut-Sprecher optimal eingepegelt mit voller Lautstärke, in der anderen ist ein fester oder einstellbarer Vorwiderstand eingeschaltet, der entweder mit einem Schraubenzieher oder einem Drehknopf eingestellt wird.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird an der engsten Stelle des Trichteranfangs (Trichtermund) in eine Seitenwand der ersten Trichterspirale ein Hochtonlautsprecher so eingebaut, daß er seinen Schallanteil in den Trichtermund, etwas versetzt gegenüber der Austrittsöffnung der Druckkammer, einstrahlt. Damit nimmt der Hochtonlautsprecher an dem hohen progressiven Strahlungswiderstand des Trichters und an der Ausbreitung des Schalles im Hörraum teil und erhöht Präsenz, Brillanz und Transparenz der Darbietung und kann schlechte akustische Verhältnisse des Wiedergaberaumes u. dgl. ausgleichen.

Der Hochtonlautsprecher kann gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung auch in die Gehäusevorderwand eingebaut werden und unmittelbar in den Hörraum strahlen. Er kann auch, um 180° geschwenkt, in den parallel zwischen der Vorder- und Rückwand des Gehäuses angeordneten Teilzwischenboden eingebaut werden und in den hinteren Teilraum des Trichters strahlen. Schließlich kann er im Bereich der Endöffnung des Trichters auf der Innenseite der Gehäuserückwand angeordnet sein und in die gleiche Richtung strahlen wie das Endstück des Trichters. Auch hier wird er die Trichtergeometrie nicht beeinflussen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen beispielsweise dargestellten Ausführungsformen. Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt eines Lautsprechergehäuses, der vor allem die Lage des Teilzwischenbodens zeigen soll, der zusammen mit der Gehäusevorderwand, einer Schrägwand und Teilen von drei Seitenwänden des Gehäuses die Trichterteile bildet,

F i g. 2 eine Ansicht von oben auf das Lautsprechergehäuse bei abgenommener Stoffverkleidung, mit zwei Schallöffnungen für die beiden Lautsprecher und mit der Endöffnung des Trichters,

F i g. 3 einen Horizontalschnitt des Lautsprechergehäuses (III-III in F i g. 1) mit der inneren (Druck-)Kammer mit den beiden Lautsprechern und einer Seitenwand der ersten Trichterspirale mit einem daran angebrachten Hochtonlautsprecher,

F i g. 4 einen weiteren Horizontalschnitt des Lautsprechergehäuses gemäß IV-IV in F i g. 1,

F i g. 5 eine gleiche Druckkammer wie in F i g. 3, jedoch mit einer zur Schallaustrittsöffnung der Druckkammer sich verjüngenden Mittelwand, sichtbar gemacht nach Abnahme der Gehäuse-Teilfrontwand,

F i g. 6 eine Druckkammeranordnung nach F i g. 3, jedoch mit keilförmiger Druckkammer und dünner Mittelwand, sichtbar gemacht nach Abnahme der Gehäuse-Teilfrontwand,

F i g. 7 eine Ansicht von oben auf den Teilzwischenboden bei teilweise weggebrochener Gehäusevorderwand; sie zeigt eine Seitenwand des ersten Trichterteiles mit dem Magneten eines Hochtonlautsprechers und einer im Teilzwischenboden vorhandenen Schalldurchtrittsöffnung,

F i g. 8 eine Ansicht wie in F i g. 2, jedoch mit einem an der Unterseite der Gehäusevorderwand angebrachten, in den Hörraum strahlenden Hochtonlautsprecher,

Fig.9 einen Schnitt entsprechend wie in Fig.3, jedoch mit einer neben der Schalldurchtrittsöffnung angeordneten, an einem Ende offenen Schnecke geringer Höhe,

Fig. 10 die Wachstumskurve des Exponentialtrichters,

F i g. 11 die Überlagerung der vom Hochtonlautsprecher erzeugten hohen Frequenzen auf der Frequenzkurve des Exponentialtrichters,

F i g. 12 eine Steckbuchsenschaltung für die beiden Lautsprecher in der Druckkammer und den Hochtonlautsprecher,

F i g. 13 eine Ansicht von oben auf das Lautsprechergehäuse bei abgenommener Gehäusevorderwand, bei dem gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung die beiden in die Druckkammer wirkenden Lautsprecher nebeneinander angeordnet sind und deren Membranvorderseiten durch Öffnungen in der Gehäusevorderwand in den Hörraum strahlen,

F i g. 14 eine Ansicht wie in F i g. 13, jedoch bei weggelassener Gehäusevorderwand und Druckkammer, mit einer etwa P-förmigen, aus Leisten bestehenden Schallführung, die schalldicht zwischen der Rückwand der Druckkammer und dem Teilzwischenboden eingespannt ist,

F i g. 15 ein Vertikalschnitt der Ausführungsform nach F i g. 13, 14 entsprechend dem Schnitt gemäß Fig. I₁

Fig. 16 einen vergrößerten Ausschnitt des Lautsprecherbereiches nach F i g. 15 einer weiteren Ausführungsform mit vier Lautsprechern,

F i g. 17 eine Ansicht auf die Seite des Lautsprecherkorbes der Ausführung nach F i g. 16,

F i g. 18 eine Ansicht auf die Membranseite der Ausführung nach F i g. 16,17.

F i g. 1 zeigt einen Vertikalschnitt eines im ganzen mit 1 bezeichneten Lautsprechergehäuses, bestehend aus der Vorderwand 2, der Rückwand 3, zwei kurzen Seitenwänden 4 und zwei langen Seitenwänden, die in F i g. 2 mit 5 bezeichnet sind. Die Vorderwand 2 ist wesentlich kürzer als die Rückwand 3 und bestimmt die Größe der Endöffnung 6 eines Exponentialtrichters. Parallel zur Vorderwand ist ein Teilzwischenboden 7 angeordnet, der etwas langer als die Vorderwand 2 ist und mit ihr durch eine Schrägwand 8 verbunden ist: Durch die Teilwände 2,4,5,7,8 wird eine vordere innere Kammer 9 des ersten Trichterganges gebildet, der sich um eine innere Kammer 10 mit mindestens zwei Lautsprechern windet, auf die später noch eingegangen wird. Zwischen der Vorderwand 2 und dem Teilzwischenboden 7 ist eine Seitenwand 11 eingespannt, die, wie F i g. 2 zeigt, den ersten Trichtergang führt und begrenzt. Die Seitenwand 11 hat eine Schallöffnung für einen in den Anfang der Trichterspirale strahlenden Hochtonlautsprecher 12.

F i g. 2 zeigt eine Ansicht von oben auf das Laut-

Sprechergehäuse bei abgenommener Stoffverkleidung. Rechts sind zwei in der Gehäusevorderwand 2 vorhandene Schallöffnungen 15, 16 zu sehen, aus denen der von den Membranrückseiten der beiden Lautsprecher erzeugte Schall austritt. Die Lage dieser Lautsprecher in der inneren Kammer 10 und zu der Seitenwand 11 ist mit gestrichelten Linien angedeutet. Die zwischen der Seitenwand 11 und dem linken Ende des Teilzwischenbodens 7 gestrichelt und kreuzschraffiert gezeichnete Fläche ist eine im Teilzwischenboden 7 vorhandene Schalldurchtrittsöffnung 17, durch die der aus der äußeren Kammer 9 des ersten Trichterganges kommende Schall in den hinteren Teilraum 13 eines zweiten Trichterteils eintritt. An den Teilräumen 13 schließt sich ein weiterer Teilraum 13a an, der den Schall zur Trichteröffnung 6 führt (vgl. auch F i g. 4).

F i g. 3 zeigt einen Schnitt der inneren Kammer 10 mit den beiden Lautsprechersystemen 18, 19, den beiden Teilkammern 15a und 16a und der Druckkammer 27, sowie der Seitenwand 11 mit dem Hochtonlautspreeher 12. In die Seitenwände 20 und 21 des ersten Trichterganges sind die Lautsprecherrückseiten 18a, 19a eingelassen. Ihre Membranen weisen nach innen zur Druckkammer, ihre Magnete 18a und 19a nach außen in den Trichtergang. Die Membrankörbe werden durch kleine Schallwände 22, 23 (zugleich Innenwände der Druckkammer 27) mit Schallöchern 22a und 23a und je zwei schmalen Seitenwänden 24 und 25 so eingefaßt, daß die so entstandenen Teilkammern 15a, 16a genau unter den bereits erwähnten öffnungen 15,16 der Vorderwand liegen und »luftdicht« an dieser wie auch an dem Teilzwischenboden 7 anliegen. Die Teilkammern 15a, 16a bilden Schächte, die parallel zueinander stehen und durch ein Wandbrett 26 miteinander verbunden sind. Sie bilden eine Druckkammer 27 mit der Schallaustrittsöffnung (Druckkammerfenster) 28. Alle diese inneren Wände in der vorderen Kammer 9 sind gleich hoch und bestimmen die Bauhöhe der ersten Trichterspirale, die durch die Schalldurchtrittsöffnung 17 im Teilzwischenboden 7 in den hinteren Teilraum 13 der zweiten Trichterspirale eintritt, die über dem äußeren Teilraum 13a in der Trichterendöffnung 6 endet.

Durch die vorbeschriebene erfindungsgemäße Anordnung der Lautsprecher entsteht eine Druckkammer 27 mit besonders kleinem Luftinhalt. Der Austritt der Druckkammer in den Trichteranfang ist die Schallaustrittsöffnung 28.

Je kleiner der Luftinhalt der Druckkammer 27 ist, desto brillanter »stehen« auch die höchsten noch wahrnehmbaren Frequenzen im Hörraum, um so genauer ist die originalgetreue akustische Nachbildung der Informationen und um so besser ist der Wirkungsgrad.

F i g. 4 zeigt eine Ansicht auf die Rückwand 3 des Lautsprechergehäuses (Schnitt IV-IV F i g. 1). Auf ihr ist die aus den Wandteilen 14, 14a bestehende Schallführung senkrecht stehend angebracht, die schalldicht bis an die Unterseite des Teilzwischenbodens 7 reicht. Sie verlängert den Weg des aus der Schalldurchtrittsöffnung 17 des Teilzwischenbodens 7 austretenden Schalls und damit die Länge des Trichters, wie dies durch Pfeile angedeutet ist. Die oberen Enden der senkrecht stehenden Wandteile 14, 14a stoßen schalldicht an zwei Seiten der Schalldurchtrittsöffnung 17 an, während ihre dritte Seite von der Seitenwand 11 begrenzt wird, wie den F i g. 1 und 3 zu entnehmen ist. Das bedeutet, daß der Wandteil 14 etwa bis unter die Mitte der darüberliegenden Druckkammer 27 reicht und damit erfindungsgemäß einen besonders schallharten Sockel der Druckkammer bildet.

F i g. 5 zeigt, wie in Weiterbildung der in F i g. 3 dargestellten Druckkammer 27 deren Luftraum möglichst klein gemacht wird. Zu diesem Zweck ist in ihr eine keilförmig symmetrisch sich verjüngende Wand 29 zwischen den beiden Schallwänden 22 und 23 angeordnet, die zugleich den Schall zur Schallaustrittsöffnung (Druckkammerfenster) 28 hinlenkt und jede Wirbelung, Reflexion od. dgl. verhindert.

Der Luftraum in der Druckkammer 27 kann nach F i g. 6 auch dadurch verkleinert werden, daß die beiden Schallwände 22 und 23 unter Weglassung der Wand 26 (F i g. 3) und Beibehaltung der Schallaustrittsöffnung 28 sich keilförmig berühren und eine keilförmige Druckkammer bilden. An die Stelle der keilförmigen Wand 29 tritt dann eine dünne Mittelwand 30.

F i g. 7 zeigt in ihrem rechten Teil eine Ansicht auf die teilweise weggebrochene Gehäusevorderwand 2 mit den beiden Schallöffnungen 15 und 16, im mittleren Teil eine Ansicht auf das linke Ende des Teilzwischenbodens 7 mit der Schalldurchtrittsöffnung 17 sowie der Seitenwand 11 und einem Teil der Seitenwand 20, die beide zur ersten Trichterspirale gehören. Während der Hochtonlautsprecher in F i g. 5 an der Seitenwand 11 befestigt ist und durch eine in ihr vorgesehene öffnung unmittelbar in den Trichteranfang, etwas versetzt zur Schallaustrittsöffnung 28, strahlt, ist der Hochtonlautsprecher 12 bei der Ausführungsform der F i g. 7 in den Teilzwischenboden 7 in dem toten Außenwinkel zwischen den Wänden 11 und 20 so montiert, daß er gegen die Rückwand des Gehäuses gerichtet ist und in den hinteren Teilraum 13a (F i g. 1 oder 4) strahlt. Er kann aber auch an der gleichen Stelle nach vorn gerichtet in die Gehäusevorderwand 2 eingebaut werden und in üblicher Weise in den Hörraum strahlen, wie dies auf F i g. 8 zu ersehen ist, in der Teile bzw. Schallöffnungen, die mit denen in den vorhergehenden Figuren übereinstimmen, mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Es wird bemerkt, daß bei den Ausführungsformen der F i g. 1 bis 7 die Lautsprecher 18, 19 auch umgekehrt eingebaut werden können, also mit den Membranrückseiten in die Druckkammer 27 und mit den Vorderseiten in die Schallöffnungen 15 und 16 strahlen.

F i g. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der im Bereich der Trichtererweiterung des ersten Trichterganges vor der Schalldurchtrittsöffnung 17 eine Labyrinthschnecke 31 eingebaut ist. Sie ist an dem einen Ende geschlossen, und an dem anderen Ende mündet sie in den Trichtergang neben der Schallaustrittsöffnung 28 der Druckkammer 27 ein, wo die den Querschnittsüberschuß an dieser Stelle ausfällt und die Trichtergeometrie nicht stört oder einengt. Die Labyrinthschnecke 31 besteht aus nur wenige Zentimeter hohen Leisten 32, die auf dem Teilzwischenboden 7 befestigt und durch einen aufgeleimten Deckel abgedeckt sind. Wenn z. B. an dem Trichterquerschnitt zwischen den Wänden 11/20 und der Schrägwand 8 ein Sollquerschnitt von 60 cm² nötig ist, aber 100 cm² verfügbar sind, so kann die Labyrinthschnecke 31 insgesamt 4 cm hoch sein. Zwischen dem die Labyrinthschnecke verschließenden Deckel und der Unterseite der Gehäusevorderwand 2 und der Schrägwand 8 verbleibt dann ein genügend großer Querschnitt für den aus der vorderen Kammer 9 kommenden und durch die Schalldurchtrittsöffnung 17 in den hinteren Teilraum 13 einmündenden Schall. Die Labyrinthschnecke soll etwa auftretende störende Resonanzen kompensieren.

Diese Labyrinthschnecke 31 paßt bei jeder Anord-

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nung des Hochtonlautsprechers 12 in den genannten Bereich. Bei einem Einbau in den Teilzwischenboden 7 (F i g. 7) wird die Labyrinthschnecke unter der Gehäusevorderwand 2 angebracht.

Im linken Teil zeigt die F i g. 9 den Einbau des Hochtonlautsprechers 12 auf der Innenseite der Rückwand 3 im Bereich des vorderen Teilraumes 13a (F i g. 1).

Fig. 10 zeigt schematisch als Diagramm das Trichterwachstum durch Auftragen des jeweiligen Trichterquerschnitts als Ordinate über der abgerollten Trichterlänge als Abszisse. Die schraffierte linke kleine Fläche zeigt das Druckkammervolumen aus Membranfläche und Kammertiefe und Kammerfenster. Die schmale Kurvenerhebung neben dem Druckkammerfenster deutet das Volumen der Schnecke 31 an. Die Senkrechte etwa in der Mitte des Kurvenastes weist auf die Lage des Durchtrittsfensters 17 hin.

F i g. 11 zeigt schematisch den Impedanzverlauf des Lautsprechers. Die rechte schmale keilförmige schraffierte Fläche deutet die zusätzliche Beschallung durch den Hochtonlautsprecher an, die übertragungsmäßig nicht nötig wäre, aber schlechte Raumakustik der Wiedergaberäume auszugleichen gestattet.

Fig. 12 zeigt eine Schaltungsanordnung zum wahlweisen Einschalten und Regeln des Hochtonlautsprechers. An die Lautsprecher-Umschaltbuchse L mit der Direktbuchse D, der Massenbuchse M, der Schaltbuchse 5 und dem Anschaltkontakt K sind die Anpassungswiderstände R) und Ä2, der Vorpegelregler Pi und der Handregler Pi mit »Aus«-Stellung für den Hochtonlautsprecher angeschaltet. Man kann den an sich optimal vorgepegelten Hochtonlautsprecher für besondere Wiedergabeeffekte ganz ausschalten oder stufenlos stärker hervortreten lassen.

Es ist bekannt, daß z. B. Marschmusik von Militärkapellen im Freien beim Abhören über Mikrophon und Lautsprecher in einem Wiedergaberaum dumpf und »bumsend« wirkt, weil die Luft bei der Aufnahme »Filterschleier« legt und die Halle fehlen. Es fehlen also alle hohen Frequenzen, obwohl bereits durch Schellenbaum, Glockenspiel und doppelte Pikkoloflötenbesetzung ein Ausgleich versucht wurde. Brillanz und Transparenz gingen verloren, und Präsenz war nur in Mikrophonnähe erreichbar. Hier bekommt der Einbau eines Hochtonlautsprechers seine neue Aufgabe, solche Übertragungsverluste auszugleichen. Der Hochtonlautsprecher ist kein Korrekturglied eines Exponentialtrichters. Letzterer gibt alles naturgetreu wieder, was ihm zugeführt wird. Hier lassen sich durch verschiedene Möglichkeiten der Zuführung hoher Frequenzen als Zusatzdecke zu der verhältnismäßig geraden Frequenzkurve des Exponentiallautsprechers außerordentlich gute Konzerterlebnisse auch bei schlechten Wiedergabeverhältnissen erreichen.

F i g. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die beiden parallel geschalteten Lautsprecher 18, 19 mit ihren Membranvorderseiten dicht nebeneinander montiert sind und durch öffnungen (nicht gezeichnet) in der Gehäusevorderwand direkt in den Hörraum strahlen. Ihre Membranrückseiten wirken in die Druckkammer 27. Diese hat eine geringe Bautiefe und erhält deshalb eine eigene Zwischenrückwand 35 mit einer rechteckigen, kreuzgestrichelt angedeuteten Mittelöffnung 33 für den Schallaustritt aus der Druckkammer 27. Links oben wurde zeichnerisch ein Eckstück der Gehäusevorderwand 2 stehen gelassen; diese deckt die Druckkammer 27 und besitzt passende Schallöffnungen für die schalldicht an die Gehäuse-Teilvorderwand 2 anliegenden Lautsprechersysteme.

Wegen der geringen Bautiefe der Druckkammer 27 verbleibt zwischen ihrer Rückwand 35 und dem Teilzwischenboden 7 ein genügend großer Raum, in dem nach F i g. 14 eine aus Trichterseitenwänden 34 bestehende P-förmige Schallführung angeordnet ist; die Trichterseitenwände, die zwischen der Rückwand 35 und dem Teilzwischenboden 7 schalldicht eingespannt sind, leiten den aus dem rechteckigen Mittelfenster 33 kommenden Schall in die durch Pfeile gekennzeichnete Richtung zur Schalldurchtrittsöffnung 17, durch die er in den hinteren Teilraum 13 (F i g. 4) gelangt. Den weiteren Weg des Schalls durch 13a und 6 zeigen Pfeile in den Fig.4und 1.

In eine Druckkammer 27 können erfindungsgemäß so viele Lautsprechersysteme wirken, als Kammerseitenwände zur Verfügung stehen, wobei die jeweils nach außen wirkenden Membranseiten Zugang zur Zimmerluft haben. Je mehr gleichsinnig wirkende Laut-Sprechersysteme in einer Druckkammer 27 dicht beieinander untergebracht werden können, um so mehr steigt der Gesamtstrahlungswiderstand und Frequenzbereich.

Die Bauweise der F i g. 16 bis 18 erlaubt erfindungsgemäß auch die Unterbringung von vier in einer Ebene angeordneten, nach vorn durch ein entsprechendes Schalloch in der Teil-Frontwand 2 ins Hörzimmer strahlenden Lautsprechersysteme, die in eine Gesamtmembrane 41 zusammengefaßt gleichsinnig beaufschlagt wirken. Ihr auf die Besonderheit des Exponentialeinbaus besonders Rücksicht nehmender gemeinsamer Korb, hier »Korbwanne« 36, ist extrem niedrig und seitlich geschlossen, d. h. ohne seitliche Fenster, und besitzt rückseitig eine ebene Wannenrückwand 37 zum Tragen der vier Magnete und Zentrierspinnen mit einem mittigen Schallfenster 38, so daß diese Korbwanne 36 zugleich als Druckkammer gemäß der Erfindung wirkt; durch die Dimensionierung des dicht auf dem Korbwannenfenster 38 anliegenden Kammerfensters 33 (F i g. 16) wird die benötigte Geschwindigkeitstransformation festgelegt.

Um die Wirkung der Druckkammer und des Strahlungswiderstandes (angesichts der Besonderheit des Exponentialprinzips) auf die große flache Gesamtmembrane 41 zu verteilen, erhält diese zwischen den vier Konen 39 neben Versickung einen Hochkantkreuzsteg 42, dessen Arme nach den Regeln über »beidseitig aufliegenden Balken mit gleichverteilter Last« zur Gewichtsersparnis nach den Außenenden zu niedriger werden. Diese Stege aus extrem leichtem Hartschaum (Styropor od. a.) verbessern außerdem die Übertragung der Antriebsamplituden auf die Gesamtmembrane durch den erfindungsgemäßen Übergang der vier steifen Rundkonen 39 der Schwingspulen in elliptische Konusfortsetzungen 40 (F i g. 18) zur Gesamtmembrane hin und die dadurch erreichte größtmögliche Ausfüllung der jeweiligen Gevierte mit Antrieb.
Die Durchdringungskanten von Konus/Ellipse/Gesamtmembrane 38, 39, 40 werden als Kleinsicken mit Elasticharz bedämpft, um die vier Teil-Konusmembranen zugleich als Hochtonstrahler bevorzugt wirken zu lassen.
Der Abstand der vier Schwingspulenachsen von der Mittelachse der Gesamtmembrane wird nach der Erfindung durch die Verteilung des Strahlwiderstandes (beider Seiten) bestimmt: Jedes Gesamtmembran-Geviert hat einen gedachten Angriffspunkt des resultierenden

Strahlwiderstandsgradienten, unter dem die Teilschwingspule liegen muß. Dadurch wird der zustehende Membrananteil gleichmäßig beaufschlagt, ein Verkanten der Schwingspule und des zustehenden Gevierts und — zusammengenommen alle vier — der Gesamtmembrane verhindert.

Trotz Unterbringung von vier Systemen wird durch diese erfinderischen Maßnahmen eine optimal enge Druckkammer und ausreichend Raum für den ersten Teil des ersten Trichterganges bereitgestellt bzw. einbesonders kleines Boxenformat möglich.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lautsprechergehäuse mit mindestens zwei Lautsprechern und einem aus zwei Trichterteilen sich zusammensetzenden Exponentialtrichter, dessen erster Trichterteil aus einer eine Druckkammer bildenden inneren Kammer und einem gleichsinnig diese ein- oder mehr als einmal spiralförmig umlaufenden, geometrisch im Querschnitt wachsenden ersten äußeren Kammergang besteht, bei dem die Seitenwände der inneren Kammer zwischen der Gehäusevorderwand und einem zu ihr parallelen Teilzwischenboden senkrecht stehend eingespannt sind, und der erste Kammergang von der Gehäusevorderwand, dem Teilzwischenboden, und einer das freie Ende des Teilzwischenbodens mit der Gehäusevorderwand verbindenden Schrägwand ausgebildet ist, und dessen zweiter Trichterteil aus einem mit dem Ausgang des ersten Kammerganges in Verbindung stehenden hinteren Teilraum und einem sich daran anschließenden, in eine Trichterendöffnung neben der Gehäusevorderwand mundenden vorderen Teilraum besteht, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckkammer (27) mindestens zwei gleichsinnig wirkende Lautsprechersysteme (18, 19) einstrahlen, und die Bereiche, an denen die Magnete (18a, 19a) der Lautsprechersysteme in den Trichterraum hineinragen, in einem Maße erweitert sind, daß die erweiterten Trichtermasse zusammen mit den Magneten den in diesen Bereichen richtigen Trichterquerschnitt ergeben, und daß andere, das Wachstum der Trichtermasse nicht störende Bereiche zum Einbau eines Hochtonlautsprechers (12) ausgenutzt sind, während die Membranrückseiten der mindestens beiden Lautsprechersysteme (18, 19) über Teilkammern (15a, 16a) durch öffnungen (15, 16) in der Gehäusevorderwand (2) mit der Zimmerluft in Verbindung stehen.

2. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lautsprecher in den Teilkarrmern (15a, 16a) mit Abstand voneinander und mit ihren Membranen parallel zueinander angeordnet sind.

3. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Membrankorb mit Membran jedes Lautsprechers in einer zwischen Gehäusevorderwand (2) und Teilzwischenboden (7) eingespannten, zur Vorderwand (2) hin offenen Teilkammer (15a, 16a) derart angeordnet ist, daß die Schallöcher (22a, 23a) der Teilkammern sich gegenüberliegen.

4. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (27) durch eine keilförmige, symmetrisch sich verjungende Zwischenwand (29) geteilt ist, deren scharfes Ende mittig auf die Schallaustrittsöffnung (Druckkammerfenster) (28) der Druckkammer (27) gerichtet ist, die Breite der Kammerwandhöhe hat und die Länge der schrägen Flächen der Zwischenwand (29) vorzugsweise dem Durchmesser der Schallöcher (22a, 23a) der Teilkammern (15a, 16a) entspricht.

5. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilkammern (15a, 16a) keilförmig auseinanderlaufend an der Berührungslinie luftdicht angeordnet sind und ihre auseinandergespreizten, sich gegenüberliegenden Kanten die Schallaustrittsöffnung (28) der Druckkammer (27) bilden.

6. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (30) dünnwandig ist und vom Scheitelpunkt der Teilkammern (15a, 16a) bis zum entfernt liegenden Rand der Schallöcher reicht.

7. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stellen, an denen die Teilkammern (15a, 16a) die Gehäusevorderwand luftdicht berühren, Schallaustrittsöffnungen (15, 16) zum Austritt des von den Membranrückseiten erzeugten Schalls vorgesehen sind.

8. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lautsprecher (18, 19) mit ihren Membranrückseiten in die Druckkammer (27) und mit ihren Membranvorderseiten zu den Schallaustrittsöffnungen (15, 16) der Gehäusevorderwand strahlen.

9. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Lautsprechersysteme (18, 19) dicht nebeneinander an der Gehäusevorderwand (2) montiert sind und mit ihren Membranvorderseiten in den freien Zimmerraum und mit ihren Membranrückseiten in eine Druckkammer (27) strahlen, die nicht bis zum Teilzwischenboden (7) reicht, sondern eine eigene, mit einer den Schallaustritt ermöglichenden Mittelöffnung (33) versehene Rückwand (35) aufweist, die durch Schallführungswände (34) den Trichteranfang bestimmt (F i g. 13 bis 15).

10. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß vier im Quadrat in einer Ebene angeordnete Lautsprechersysteme auf eine gemeinsame, an den Ecken des Quadrates stark abgerundete durch Sicken und Kreuzstege versteifte und in einem gemeinsamen Korb (36) weich aufgehängte Gesamtmembrane (41) wirken und der gemeinsame Korb als Druckkammer (27) kleinen Volumens ausgebildet ist.

11. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Korb (36) eine zur Frontseite der Gehäusevorderwand parallele Rückwand (35) zum Tragen der vier Magnete und eine zwischen diesen angebrachte Öffnung aufweist, die als Schallaustrittsöffnung der Druckkammer in den Trichteranfang dient.

12. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmembrane (41) vier je einem Lautsprecher-Antriebssystem zugeordnete, anfangs runde Membrankegel (39) aufweist, die in eine elliptische Form (40) und diese, das jeweilige Membrangeviert ausfüllend, in die durch Sicken und/oder sich nach außen hin verjüngende Hochkantstege (42) aus Hartschaum versteifte Gesamtmembranfläche (41) extrem tiefer Eigenfrequenz übergehen, wobei die Durchdringungskanten der geometrischen Teilflächen (39, 40, 41) mit Elasticharz bedämpft werden und die Gesamtmembrane (41) sehr weich in einem Korb aufgehängt ist, der eine seitlich geschlossene Wanne (36) mit ebener Rückwand (37) darstellt, die die vier unter dem Angriffspunkt des gedachten Exponential-Strahlungswiderstands-Gradienten des jeweiligen Gesamtmembrangevierts angeordneten Magnete und Zentrierspinnen trägt und ein mittiges Schallfenster (38) als einzige Schallöffnung besitzt.

13. Lautsprechergehäuse nach einem der vorher-

gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Teilzwischenboden (7) neben der Schalldurchtrittsöffnung (17) eine aus wenige Zentimeter hohen Leisten (32) bestehende, durch einen Deckel abgedeckte P-förmige Labyrinthschnecke (31) angebracht ist, die in den Trichtergang neben der Schallaustrittsöffnung (28) der Druckkammer (27) mündet (F i g. 9).

14. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochtonlautspreeher (12) in der Trichterseitenwand (11) des Trichteranfanges in Richtung der Schallaustrittsöffnung (28) der Druckkammer (27), jedoch versetzt zu ihr, befestigt ist (F i g. 3 und 5).

15. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochtonlautsprecher (12) in den Teilzwischenboden (7) mit Abstrahlrichtung in den darunter liegenden hinteren Teilraum eingesetzt ist (F i g. 7).

16. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochtonlautsprecher (12) auf den Boden des Trichterendstückes montiert ist und in den Trichterausgang strahlt (F ig. 9).

17. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochtonlautsprecher (12) durch die Gehäusevorderwand (2) strahlt und im trichtergeometrisch toten Raum der vorderen Kammer (9) zwischen der Schalldurchtrittsöffnung (17) des Teilzwischenbodens (7) und einer überstehenden Seitenwand (20) der ersten Trichterspirale montiert ist (F i g. 3).

18. Lautsprechergehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der werkseitig vorgepegelte Hochtonlautsprecher (12) durch Umstecken des Steckers der Lautsprecheranschlußschnur für sich abschaltbar und regelbar ist (F i g. 12).