DE2637872A1

DE2637872A1 - Tongenerator zur erzeugung von maskiertoenen

Info

Publication number: DE2637872A1
Application number: DE19762637872
Authority: DE
Inventors: Robert L Propst; Michael A Wodka
Original assignee: Herman Miller Inc
Current assignee: MillerKnoll Inc
Priority date: 1975-09-19
Filing date: 1976-08-23
Publication date: 1977-03-24
Also published as: US4052564A; GB1516016A; BE846313A; CA1047291A; NL7608716A; CH612285A5; IT1073888B; FR2325135A1

Description

DH-INO. OlfL.-INO M.SC. DlrL-'MY·. OR. DIPL.-PHYS.

HÖGER - STELLRECIJT - GRlEiSSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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20.August 1976

Herman Miller, Inc. Zeeland, Michigan 49464 U.S.A.

Tongenerator zur Erzeugung von Maskiertönen

Die Erfindung betrifft einen Tongenerator zur Erzeugung von Maskiertönen für Uingebungsgeräusche, insbesondere für Raumgeräusche in geschlossenen Räumen.

In modernen Grossraumbüros sind die einzelnen Arbeitsplätze im allgemeinen mittels Stellwänden voneinander abgeteilt, die nicht bis zur Decke reichen. Stellwände und Decke sind manchmal so ausgebildet, dass sie die in einem derartigen Büro üblicher-

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weise entstehenden Geräusche absorbieren, aber durch diese Ausbildung können nicht alle derartigen Geräusche absorbiert werden. Störung durch Umgebungsgeräusche bleibt daher ein Problem.

Dabei ist nicht so sehr die Lautstärke von Gesprächen und dergleichen störend, sondern die Tatsache, dass diese Gespräche verständlich sind. Es ist daher wünschenswert, diese Geräusche mittels eines Tongeneratorsystems derart zu maskieren, dass die Verständlichkeit der Rede herabgesetzt wird, ohne dass die Maskiertöne selbst störend werden.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Tongenerator zur Maskierung unerwünschter Raumgeräusche zu schaffen, der an verschiedenen Orten installiert und von dem Benutzer so eingestellt werden kann, dass bestimmte Geräusche maskiert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch einen Tongenerator der eingangs beschriebenen Art gelöst, der gekennzeichnet ist durch einen in einem Gehäuse zwischen einer oberen und einer seitlichen Gehäuseöffnung mit seiner Vorderseite auf die obere Gehäuseöffnung weisenden Lautsprecher und durch elektrische Schaltungen zur Erzeugung elektrischer, in Tonsignale umsetzbarer Signale.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

So ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Amplitude des Tonsignales durch Modulations-

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mittel periodisch geändert werden kann, wodurch das Tonsignal selbst einen natürlich Toncharakter erhält. Der erfindungsgemässe Tongenerator wird mit der oberen Öffnung nach oben weisend aufgestellt; die vom Lautsprecher erzeugten Tonsignale werden dadurch nach oben abgestrahlt und von der Decke des Raumes reflektiert. Andere Tonsignale werden in dem Raum hinter der Lautsprechermembran infolge des "rückwärtigen Membranbelastungseffektes" erzeugt, durch den die Membran auf die Luft im Raum hinter dem Lautsprecher einwirkt. Diese letzteren Tonsignale werden durch die Seitenöffnungen abgestrahlt und erzeugen

höheren Frequenzen, der einen angenehmen und kaum wahrnehmbaren, mit den vom Lautsprecher durch die obere Öffnung abgestrahlten Töne gut verträglichen Untergrundton.

Je höher die Frequenz des durch die obere Öffnung abgestrahlten Tons ist, desto grosser ist der Frequenzunterschied zwischen diesem Ton und dem durch die seitliche Öffnung austretenden Ton. Wenn z.B. der "Hochfrequenzton" eine Frequenz zwischen 1000 und 4000 Hz aufweist, dann liegt der "Niederfrequenzton" im Bereich zwischen 200 und 1000 Hz. In jedem Falle wird der erfindungsgemässe Tongenerator an die räumlichen Gegebenheiten angepasst. Je mehr z.B. das Deckenmaterial schallabsorbierende Eigenschaften aufweist, desto höher muss die Frequenz des abgestrahlten Tones sein, um den gewünschten Maskierungseffekt zu erreichen.

Die hochfrequenten und die niederfrequenten Schallwellen vermischen sich und ergeben so das Klangbild einer einzigen, ein statistisches Hintergrundsgeräusch erzeugenden Klangquelle, welche andere Geräusche maskiert. Der erfindungsgemässe Maskier-

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tongenerator erzeugt Maskiertöne mit einer schwachen wellenförmigen Charakteristik, welche die Verständlichkeit von Gesprächen und anderen Umgebungsgeräuschen wirksam herabsetzt.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Grossraumbüro mit durch Stellwände abgetrennten Arbeitsplätzen und an den Stellwänden montierten Tongeneratoren gemäss der Erfindung;

Fig. 2 eine erfindungsgemässe Anordnung eines Tongenerators zwischen der Decke und der Kopfhöhe einer erwachsenen Person;

Fig. 3 einen erfindungsgemässen Tongenerator mit einem U-förmigen Halter;

Fig. 4 einen erfindungsgemässen Tongenerator mit einem winkelförmigen Halter;

Fig. 5 einen erfindungsgemässen Tongenerator mit einem Stellfüss;

Fig. 6 eine seitliche Schnittansicht des erfindungsgemässen Tongenerators und

Fig. 7 ein Blockdiagramm der elektrischen Schaltung des erfindungsgemässen Tongenerators.

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In Fig. 1 ist eine Anzahl von allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichneten Maskier-Tongeneratoren gemäss der Erfindung dargestellt; sie sind einer Anzahl von Büroeinheiten 11 zugeordnet, welche in einem anderweitig offenen Raum, z.B. einem Grossraumbüro, individuelle Arbeitsbereiche bilden. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, umfasst der Generator 10 eine hohle Verkleidung oder ein Gehäuse, wie beispielsweise ein kugelförmiges Gehäuse 12, mit einer oberen Gehäuseöffnung 14 und einer seitlichen Gehäuseöffnung, die in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel als Schlitz 16 ausgeführt ist, welcher den Mittelteil des kugelförmigen Gehäuses 12 umgibt. Um die Teile innerhalb des Gehäuses gegen Staub zu schützen und um dem Tongenerator ein gefälliges Äusseres zu verleihen, sind die obere Gehäuseöffnung 14 und der Schlitz 16 des Gehäuses 12 mit einer Bespannung 18 verschlossen.

Ein oberes Halteglied 22 und ein unteres Halteglied 24 sind zur Halterung der im Inneren des Gehäuses eingebauten Teile in geeigneterweise im Gehäuse 12 angeordnet. Ein Chassis 26 ist an den Haltegliedern 22 und 24 befestigt und bildet einen Rahmen zur Aufnahme einer elektrischen Schaltung. Am Chassis 26 ist ferner ein Lautsprecher 28 mit Hilfe eines Gewindebolzens und einer Mutter 30 befestigt. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist der Lautsprecher 28 in unmittelbarer Nähe der oberen Gehäuseöffnung 14 und zwischen dieser oberen Gehäuseöffnung und der seitlichen Öffnung 16 angeordnet und weist durch die obere Gehäuseöffnung 14 radial nach aussen. Beim Betrieb des Tongenerators 10 strahlt der Lautsprecher ein Tonsignal mit einstellbarer Frequenz durch die obere Gehäuseöffnung 14 ab. Wenn die Membran des Lautsprechers schwingt, versetzt sie die Luft im Raum direkt hinter dem Lautsprecher derart in Schwin-

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gungen, dass ein niederfrequentes Tonsignal gebildet wird, welches direkt durch den Schlitz 16 ausgestrahlt wird. Dieses niederfrequente Geräusch ist kaum gerichtet wahrnehmbar und hat einen angenehmen, mit den durch, die obere Gehäuseöffnung abgestrahlten Tonsignalen gut verträglichen Untergrundton.

Zwei Platten 32 für elektronische Schaltelemente, auf denen die Schaltung 33 zur Erzeugung der Tonsignale angeordnet ist, sind am Chassis 26 befestigt. Dadurch kann die Reparatur eines defekten Tongenerators durch die einfache und schnelle Auswechslung einer Platte 32 durchgeführt werden. Ein Netztransformator 34 ist ebenfalls auf dem Chassis 26 befestigt. Ein drehbar am Gehäuse 12 befestigter, kombinierter An-Ausschalter und Lautstärkeregler 36 ist mit einer der Schaltungsplatten verbunden (aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt); mit seiner Hilfe kann der Benutzer die Lautstärke innerhalb eines bestimmten, vorgegebenen Bereiches regeln. Der Lautstärkeregler 36 kann die Lautstärke nicht über die Schwelle erhöhen, bei welcher dieMaskierungstöne selbst Teil der umgebenden Hintergrundgeräusche werden, so dass der Tongenerator 10 nicht auf eine Lautstärke aufgedreht werden kann, bei welcher Personen in angrenzenden Bereichen gestört werden. Ein ebenfalls am Gehäuse 12 angeordneter Höhen- und Tiefenregler 38 ist mit einer Schaltungsplatte 32 verbunden (nicht dargestellt), mit welchem man innerhalb eines kleinen Bereiches die Frequenz der Tonsignale regeln und so an den persönlichen Geschmack und an das Gehör des Benutzers anpassen kann.

Alle Elemente der elektronischen Schaltung 33 sind Festkörperelemente und sind transistorisiert, um einen dauerhaften Ge-

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brauch ohne Erwärmung oder Frequenzverzerrung zu erreichen. Die Schaltung 33 (Fig. 7) umfasst eine mit einem Rauschgenerator und einem Filter 42 verbundene Energiequelle 40 zur Erzeugung eines elektronischen Signales, welches anschliessend durch einen Verstärker und ein Filter 44 verstärkt und gefiltert und mittels des Lautsprechers 28 in ein hörbares Tonsignal umgesetzt wird. Zusätzlich treibt die Energiequelle 40 einen mit dem Rauschgenerator und dem Filter 42 über ein Zwischenglied 48 verbundenen Wellenmodulator 46, der die Amplitude des von dem Lautsprecher 28 abgestrahlten Tonsignals periodisch variiert.

In einer typischen Büroanordnung wird der Generator 10 so eingestellt, dass er ein Maskiergeräusch mit einer Intensität von etwa 48 db erzeugt, welches von dem Modulator periodisch auf 44 db abgeschwächt wird. Selbstverständlich sind die hier angegebenen Zahlenwerte nur als Beispiel genannt? sie können jederzeit entsprechend der Umgebung, in welcher der Tongenerator 10 benutzt wird, variiert werden. Der Tongenerator 10 ist so eingestellt, dass er etwa mit 10 Perioden pro Minute arbeitet. Innerhalb jeder Periode wird die Amplitude des Tonsignals auf den niedrigen Wert von 44 db abgeschwächt und dann wieder auf die normale Lautstärke von 48 db erhöht. Auf diese Weise gibt die Amplitudenvariation des Tonsignals dem Maskierungsgeräusch einen "Ebbe und Flut"-Charakter, der für die meisten statistischen Geräusche bezeichnend ist.

Der Tongenerator 10 arbeitet am besten in einer Höhe zwischen der Decke 55 eines Raumes und der Kopfhöhe einer erwachsenen

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Person 57 durchschnittlicher Grosse, wie in Fig. 2 dargestellt. Der Generator to wird auf einer der Bürotrennwände 54 mit der oberen Gehäuseöffnung 14 nach oben weisend befestigt, so dass die von dem Lautsprecher 28 abgestrahlten Tonsignale von der Decke 55 herab in den allgemeinen Hörbereich reflektiert werden. Die niederfrequenten Tonsignale, die als Resultat des oben erklärten Effektes der "rückwärtigen Membranbelastung" erzeugt werden, werden direkt durch den Schlitz 16 abgestrahlt und im Hörbereich gleichmässig verteilt, ohne eine unerwünschte direkte Absorption an der Decke.

In den Fig. 3 bis 5 sind verschiedene Befestigungsarten zur Anordnung des Tongenerators 1O an geeigneten Plätzen dargestellt. Beim Tongenerator 10 der Fig. 3 ist das Gehäuse 12 mit dem oberen. Eiide einer rohrförmigen Stütze 5O verbunden, die ihrerseits an iiirem unteren Ende einen Befestigungsbügel 52 in Form eines umgekehrten O trägt. Der Tongenerator kann damit leicht auf einer Trennwand 54 befestigt werden, indem der Befestigungsbügei in eine Lage gebracht wird, in welcher er das obere Ende der Trennwand; 54 von beiden Seiten her umgibt. Fig. 4 zeigt einen* auf das obere Ende einer gebogenen Stütze 5O montierten Tongeneratorj die Stütze 5O trägt an ihrem unteren Ende einen senkrechten-_r plattenförmigen Teil 56 _r der an eilte Wand 65 angelegt und daran mit geeigneten Mitteln _f z.B. einer Schraube 69_f befestigt werden kann. Sehliessllch zeigt Fig. 5 einen mit dem oberen Ende einer Stütze 5O verbundenen Tongenerator, welche Stütze an ihrem unteren Ende einen flachen Fuss 59 trägt* Dieser Tongenerator kann direkt auf eine ebene Fläche aufgestellt werden,, wie z.B. auf die in Fig. 5 mit dem Bezugszeichen 58 bezeichnete Fläche. Es ist klar ersichtlich, dass eine der ¥or-

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teile dieser Erfindung darin liegen, dass der Tongenerator an jeder beliebigen Stelle positioniert werden kann, je nachdem wo ihn der Benutzer braucht. Mieter eines Büroraumes können ausserdem ihr Maskierungs-Tonsystem beim Ausziehen leicht in neue Büroräume mitnehmen.

Im Betrieb können die Tongeneratoren 10 im gesamten Bürobereich angeordnet werden, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, in welcher Büroeinheiten 11 mittels Trennwänden 54 abgeteilt sind. Die Tongeneratoren 10 sind an den Trennwänden 54 befestigt, so dass sie sich im Raum zwischen der Decke 55 und der Kopfhöhe der in den Büroeinheiten arbeitenden Person befinden. Wenn die Tongeneratoren, wie in Fig. 1 dargestellt, gruppenweise angeordnet sind, überlappen sich ihre Tonsignale; es wird dann als Ergebnis der von jedem Tongenerator abgestrahlten Geräusche ein Maskiergeräusch mit einer statistischen Tonhöhencharakteristik erzeugt, welches eine angenehme und natürliche Qualität aufweist.

Jeder Tongenerator 10 kann vom Benutzer so eingestellt werden, dass er zu den speziellen Umgebungsgeräuschen passt. Wenn die ümgebungsgeräusehe z.B. niederfrequent sind,wie beispielsweise das Rauschen einer Klimaanlage, kann der Benutzer die hohen Frequenzen mittels des Höhen- und Tiefenreglers 38 verstärken und dadurch eine geeignete Mischung hoher und tiefer Frequenzen erhalten. Wenn andererseits die Umgebungsgeräusche hohe Frequenzen enthalten, die beispielsweise von bestimmten Maschinen herrühren, kann der Benutzer die Tonsignale des Tongenerators mit Hilfe des Höhen- und Tiefenreglers 38 so justieren, dass ein Ausgleichsgeräusch abgestrahlt wird, das sich mit den

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hohen Frequenzen vermischt und dadurch eine effektive Maskierung der unerwünschten Geräusche ermöglicht.

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Claims

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Patentansprüche :

1. j Tongenerator zur Erzeugung von Maskiertönen für

Umgebungsgeräusche, insbesondere für Raumgeräusche
in geschlossenen Räumen, gekennzeichnet durch einen
in einem Gehäuse (12) zwischen einer oberen und einer seitlichen Gehäuseöffnung (14 bzw. 16) mit seiner
Vorderseite auf die obere Gehäuseöffnung (14) weisenden Lautsprecher (28) und durch eine elektrische
Schaltung (33) zur Erzeugung elektrischer, in Tonsignale umsetzbarer Signale.

Tongenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltung (33) Modulationsmittel

(46) zur Veränderung der Amplitude der vom Lautsprecher

(28) abgestrahlten Tonsignale umfasst.

Tongenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrischen Schaltung (33) und
dem Lautsprecher (28) ein Lautstärke- sowie ein
Höhen- und Tiefenregler (36 bzw. 38) zugeordnet sind.

Tongenerator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) die
Form einer Kugel hat.

Tongenerator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die seitliche Öffnung (16) von einem im wesentlichen um das gesamte Gehäuse (12) umlaufenden Schlitz gebildet ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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6. Tongenerator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er in einem mit einer Decke (55) abgeschlossenen Raum zwischen der Decke (55) und der Kopfhöhe einer stehenden, erwachsenen Person angeordnet ist.

7. Tongenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die obere öffnung (14) gegen die Decke (55) zeigt.

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