DE29612871U1 - Speaker box - Google Patents
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Description
T 559T559
Die Erfindung betrifft eine Lautsprecherbox, in deren Vorderwand wenigstens eine Schallaustrittsöffnung und in einer der Außenwände eine Öffnung für elektrische Zuleitungen vorgesehen sind.The invention relates to a loudspeaker box in whose front wall at least one sound outlet opening and an opening for electrical supply lines are provided in one of the outer walls.
Derartige Lautsprecherboxen werden, sofern sie Tieftöner enthalten, aus Holz oder einem Holzwerkstoff {Spanplatte oder dergleichen) gefertigt. Diese Werkstoffe haben genügend Stabilität, wodurch nur geringe Resonanzschwingungen and der Gehäusewand entstehen können. Solche Lautsprecherboxen haben aber den Nachteil eines relativ hohes Eigengewichts, was besonders für die von Bands oder anderen Musikgruppen benutzten Baßlautsprecher zutrifft.Such loudspeaker boxes, if they contain woofers, are made of wood or a wood-based material (chipboard or similar). These materials are sufficiently stable, so that only minimal resonance vibrations can occur on the housing wall. However, such loudspeaker boxes have the disadvantage of being relatively heavy, which is particularly true for the bass speakers used by bands or other music groups.
Für Lautsprecherboxen, die Mittel-HochtonlautSprecher enthalten, ist es bekannt, die Lautsprecherbox aus einem Kunststoff, beispielsweise Polyvinylchlorid, zu fertigen, das im Spritzgießverfahren hergestellt wird. Damit wird zwar eine gewisse Gewichtsreduzierung der Box erreicht, jedoch besitzt eine Lautsprecherbox für einen Basslautsprecher wegen der dazu erforderlichen größeren Abmessungen und der auftretenden starken Schwingungen im niedrigen Frequenzbereich nicht ausreichende Stabilität.For loudspeaker boxes that contain mid-high frequency speakers, it is known to manufacture the loudspeaker box from a plastic, such as polyvinyl chloride, which is produced using an injection molding process. This does reduce the weight of the box to a certain extent, but a loudspeaker box for a bass speaker does not have sufficient stability due to the larger dimensions required and the strong vibrations that occur in the low frequency range.
Die Erfindung soll daher eine Lautsprecherbox, insbesondere für Tiefton- oder Basslautsprecher, mit geringerem Gewicht bei gleichguter SchallabstrahlcharakteristikThe invention is therefore intended to provide a loudspeaker box, in particular for low-frequency or bass loudspeakers, with a lower weight while maintaining equally good sound radiation characteristics.
schaffen.create.
Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß wenigstens die Außenwände der Box aus.einem Schichtwerkstoff bestehen, wobei wenigstens auf die Außenfläche des aus einem Kunststoffschaum bestehenden Kernes des Schichtwerkstoffes wenigstens eine Lage aus einem zugfesten Fasergewebe aufgebracht ist. Das Fasergewebe kann aus einem Kohlefasergewebe, einem Aramidfasergewebe, aus einem Kohlefaser-Aramidgewebe, zweckmäßig in Leinwandbindung, oder auch aus einem Glasfasergewebe bestehen. Für den Kern empfiehlt sich ein Polyvinylchloridschaum und/oder ein Polystyrolschaum und/oder ein Polyurethanschaum oder Styropor. Das Gewicht einer derartigen Lautsprecherbox beträgt nur etwa 3 0 % einer üblichen, beispielsweise aus MDF-Platten zusammengesetzten Lautsprecherbox, wobei die Festigkeit und Stabilität der erfindungsgemäßen Lautsprecherbox ausgezeichnet sind und die Klangeigenschaften mindestens gleich und in vielen Fällen sogar besser sind als diejenigen herkömmlicher Lautsprecherboxen· For this purpose, the invention provides that at least the outer walls of the box consist of a layered material, with at least one layer of a tensile fiber fabric being applied to at least the outer surface of the core of the layered material, which consists of a plastic foam. The fiber fabric can consist of a carbon fiber fabric, an aramid fiber fabric, a carbon fiber-aramid fabric, suitably in plain weave, or even a glass fiber fabric. A polyvinyl chloride foam and/or a polystyrene foam and/or a polyurethane foam or Styrofoam is recommended for the core. The weight of such a loudspeaker box is only about 30% of a conventional loudspeaker box, for example made of MDF boards, whereby the strength and stability of the loudspeaker box according to the invention are excellent and the sound properties are at least the same and in many cases even better than those of conventional loudspeakers.
Soll die Stabilität einer derartigen Lautsprecherbox verbessert werden, empfiehlt es sich, auf die Innenfläche des Kernes ein zusätzliches zugfestes Fasergewebe aufzubringen, das von der gleichen Art wie oben angegeben sein kann.If the stability of such a loudspeaker box is to be improved, it is recommended to apply an additional tensile fiber fabric to the inner surface of the core, which can be of the same type as specified above.
Wenn in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung im inneren der Box Verstrebungen vorgesehen sind, kann auf die Innenfläche des Kernes ein Glasfasergewebe aufgeklebt sein. Sind keine Verstrebungen oder Versteifungen vorhanden, empfiehlt sich ein Kohlefasergewebe oder ein Kohlefaser-Aramidfasergewebe oder ein AramidfasergewebeIf, in a preferred embodiment of the invention, struts are provided inside the box, a glass fiber fabric can be glued to the inner surface of the core. If there are no struts or stiffeners, a carbon fiber fabric or a carbon fiber-aramid fiber fabric or an aramid fiber fabric is recommended.
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für die Innenfläche.for the inner surface.
Besonders zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind im übrigen in den Unteranspüchen angegeben.Particularly useful embodiments of the invention are further specified in the subclaims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:The invention is described in detail below with reference to the accompanying drawings. They show:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch den Schichtwerkstoff für eine erfindungsgemäße Lautsprecherbox ;Fig. 1 shows a schematic cross-section through the layer material for a loudspeaker box according to the invention ;
Fig. 2Fig.2
und 3 eine schematische Vorder- und Seitenansichtand 3 a schematic front and side view
einer erfindungsgemäßen Lautsprecherbox;
Fig. 4 eine Ansicht des Schnittes A-A aus Fig. 2;a loudspeaker box according to the invention;
Fig. 4 is a view of section AA of Fig. 2;
Fig. 5Fig.5
und 6 Ansichten des Schnittes B-B- aus Fig. 3;and 6 views of section B-B- of Fig. 3;
Fig. 7 die Wiedergabe einer Schallmessung an einer erfindungsgemäßen Lautsprecherbox,Fig. 7 shows a reproduction of a sound measurement on a loudspeaker box according to the invention,
Fig. 8 die Wiedergabe einer Schallmessung an einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lautsprecherbox,Fig. 8 shows a reproduction of a sound measurement on another embodiment of a loudspeaker box according to the invention,
Fig. 9 die Wiedergabe einer Vergleichsmessung an einer herkömmlichen Lautsprecherbox.Fig. 9 shows a comparison measurement on a conventional loudspeaker box.
Fig. 10 die Wiedergabe einer Schallmessung mit einer erfindungsgemäßen Lautsprecherbox mit Lautsprechern für den Mittel-Hochtonbereich, undFig. 10 the reproduction of a sound measurement with a loudspeaker box according to the invention with loudspeakers for the mid-high frequency range, and
Fig. 11 die Wiedergabe einer Vergleichsmessung zu Fig. 10 an einer herkömmlichen Lautsprecherbox.Fig. 11 shows a comparison measurement to Fig. 10 on a conventional loudspeaker box.
Die im Ganzen mit 1 bezeichnete vorzugsweise quaderförmige Lautsprecherbox ist zum Einbau eines 15 Zoll Lautsprechers von 500 Watt Leistung vorgesehen. Die Außenwände 21, 23, 25, 27, 29 sowie die Vorderwand 10 der Box 1 bestehen aus einem Schichtwerkstoff, der wie folgt aufgebaut ist: der Kern 2 besteht aus einem Kunststoffschaum insbesondere Polyvinylchloridschaum, etwa ein solcher mit der Bezeichnung Divinycell H 60 von, im vorliegenden Ausführungsbeispiel, 15 mm Stärke. Auf die Außenfläche des Kernes 2 ist eine Lage 3 aus einem Kohlefasergewebe aufgebracht, beispielsweise dem Kohlegewebe 98151. Auf die Innenfläche des Kernes 2 ist ein Fasergewebe 4, beispielsweise ein Glasfasergewebe des Typs 92130 aufgeklebt.The preferably cuboid-shaped loudspeaker box, designated as a whole with 1, is intended for the installation of a 15-inch loudspeaker with 500 watts of power. The outer walls 21, 23, 25, 27, 29 and the front wall 10 of the box 1 consist of a layered material which is constructed as follows: the core 2 consists of a plastic foam, in particular polyvinyl chloride foam, for example one with the designation Divinycell H 60 with a thickness of, in the present embodiment, 15 mm. A layer 3 made of a carbon fiber fabric, for example the carbon fabric 98151, is applied to the outer surface of the core 2. A fiber fabric 4, for example a glass fiber fabric of the type 92130, is glued to the inner surface of the core 2.
Eine derartige Box wird wie folgt hergestellt:Such a box is made as follows:
Zuerst wird eine Negativform mit einem Trennmittel beschichtet, um das Verkleben mit dem Boxrohling zu verhindern. Nachdem die Form so vorbereitet wurde, wird eine Schicht Epoxidharz-Härtegemisch etwa des Typs Epikote 162 und Epikure 113 auf die Form aufgebracht, die zum Schluß die Oberfläche des Boxrohlings ergibt. In diese Harzschicht wird eine Lage Kohlegewebe beispielsweise des genannten Typs eingelegt und mit einer Schaumstoff rolle und Pinsel festgedrückt, bis sie völlig mit dem Harz durchtränkt und entlüftet ist. Anschließend werden die auf die Abmessungen aller Außenwände der Box fertig zugeschnittenen, aus Polyvinylchloridschaum bestehenden Kerne mit dem Harz-Härtergemisch, auf ihrer Außenfläche eingestrichen und mit dieser Seite gegen die durchtränkte Kohlefaser gedruckt.First, a negative mold is coated with a release agent to prevent it from sticking to the box blank. After the mold has been prepared in this way, a layer of epoxy resin hardener mixture, such as Epikote 162 and Epikure 113, is applied to the mold, which ultimately forms the surface of the box blank. A layer of carbon fabric, for example of the type mentioned, is placed in this resin layer and pressed down with a foam roller and brush until it is completely saturated with the resin and deaerated. Then, the cores made of polyvinyl chloride foam, which have been cut to the dimensions of all the outer walls of the box, are coated with the resin hardener mixture on their outer surface and pressed with this side against the saturated carbon fiber.
Jetzt wird die Innenfläche der zugeschnittenen Kerne mit Harz eingestrichen und mit einer Lager Glasgewebe des Typs 92130 belegt. Das Glasgewebe wird nun wieder mit einer Schaumstoffrolle und Pinsel angedrückt bis es vollständig mit Harz-Härtegemisch durchtränkt und entlüftet ist.Now the inner surface of the cut cores is coated with resin and covered with a layer of glass fabric of type 92130. The glass fabric is then pressed down again with a foam roller and brush until it is completely saturated with the resin-hardening mixture and de-aerated.
Statt des Kohlefasergewebes und/oder des Glasfasergewebes kann auch ein Fasergewebe aus aromatischem Polyamid, kurz Aramid genannt, verwendet werden, das unter dem Namen Kevlar im Handel erhältlich ist. Für die Struktur des Fasergewebes empfiehlt sich wegen seiner Festigkeit eine Leinwandbindung.Instead of carbon fiber fabric and/or glass fiber fabric, a fiber fabric made of aromatic polyamide, called aramid for short, can also be used, which is commercially available under the name Kevlar. A plain weave is recommended for the structure of the fiber fabric because of its strength.
Um bessere Fertigkeit der Box zu erzielen werden die wie erläutert in der Form verbundenen Außenwände und die Rückwand etwa 16 Stunden lang bei 60° C wärmebehandelt, damit das Harz aushärten kann.To achieve better finish of the box, the outer walls and the back wall, connected in the mold as explained, are heat treated for about 16 hours at 60° C so that the resin can harden.
Die in dieser Weise hergestellten Box wird mit Spanten aus beispielsweise 4 mm starkem Sperrholz wechselseitig versteift. Die beabstandeten, parallelen Spanten 5, 6 werden mit gegenüberliegenden Außenwänden 27, 29 sowie kreuzweise mit den beabstandeten, parallelen und zu den Spanten 5, 6 querliegenden beabstandeten, parallelen und mit einem anderen Paar Außenwände 21, 25 verbundenen Spanten 7, 8 verbunden, wobei in die Spanten jeweils mehrere Durchgangsbohrungen, von denen eine mit 9 bezeichnet ist, zur besseren Schalldruckverteilung im Inneren der Box eingebracht sind. Weiterhin sind die Spanten mit dem Ausschnitt 19 versehen, der Platz für den Lautsprecherkorb bietet.The box manufactured in this way is alternately reinforced with frames made of, for example, 4 mm thick plywood. The spaced, parallel frames 5, 6 are connected to opposite outer walls 27, 29 and crosswise to the spaced, parallel frames 7, 8 which are transverse to the frames 5, 6 and connected to another pair of outer walls 21, 25, whereby several through holes, one of which is designated 9, are made in the frames for better sound pressure distribution in the interior of the box. The frames are also provided with the cutout 19 which provides space for the loudspeaker basket.
Nachdem die bereits in der Form miteinander verklebten Wände 21, 23, 25, 27, 29 und Spanten ausgehärtet sind wird nun die schon vorgefertigte und zugeschnittene Vorderwand 10 in die noch verbleibende Öffnung eingesetzt und mit den Seitenwänden und Spanten zur Bildung einer quadradischen Box verklebt. Nach Aushärtung wird die Vorderwand 10 mit den Bohrungen für den Einbau des Lautsprechers versehen. In die Rückwand 23 wird an geeigneter Stelle eine Baßreflexöffnung 16 ausgebohrt und eine im wesentlichen rechtwinklige Öffnung 18 für die elektrischen Anschlußkabel bzw. die Anschlußplatte ausgefräst. Abschließend kann die Box 1 wahlweise von außen lackiert, mit Stoff bespannt, beflockt oder in anderer gewünschter Weise oberflächenbehandelt werden. Die Öffnung 12 wird zum Schutz des Lautsprechers mit einem Lochblech abgedeckt.After the walls 21, 23, 25, 27, 29 and frames, which have already been glued together in the mold, have hardened, the prefabricated and cut front wall 10 is inserted into the remaining opening and glued to the side walls and frames to form a square box. After hardening, the front wall 10 is provided with the holes for installing the loudspeaker. A bass reflex opening 16 is drilled out of the rear wall 23 at a suitable location and an essentially rectangular opening 18 is milled out for the electrical connection cable or the connection plate. Finally, the box 1 can optionally be painted on the outside, covered with fabric, flocked or surface treated in any other desired way. The opening 12 is covered with a perforated sheet to protect the loudspeaker.
In die Vorderwand 10 werden in den Kern neben der Öffnung 12 Bohrungen eingebracht und in diese Gewindebuchsen eingeklebt, von denen eine mit 11 bezeichnet ist. Um die Gewindebuchse 11 herum wird auf das Glasfasergewebe wie bei 13 angedeutet auf den Kern zusätzlich eine Verstärkung aufgebracht, die aus Fasergewebe oder anderem Material, beispielsweise Blech, bestehen kann, um der Platte um die Buchse 11 herum genügend Festigkeit zu verleihen. Der Lautsprecher kann daher unter Verwendung der Gewindebuchsen 11 an der Außenseite der Vorderwand 10 verschraubt werden.In the front wall 10, holes are drilled into the core next to the opening 12 and threaded bushings are glued into these, one of which is marked 11. Around the threaded bushing 11, an additional reinforcement is applied to the fiberglass fabric as indicated at 13 on the core, which can consist of fiber fabric or other material, such as sheet metal, in order to give the plate around the bushing 11 sufficient strength. The loudspeaker can therefore be screwed to the outside of the front wall 10 using the threaded bushings 11.
Unter dem Begriff Vorderwand wird diejenige Wand der Box verstanden, an der der oder die Lautsprecher befestigt sind und die entsprechende Schallaustrittsöffnungen aufweist. Bei einigen Gestaltungen der Box kann die Vorderwand auch eine innen in der Box befindliche Wand sein; über die dieThe term front wall refers to the wall of the box to which the loudspeaker(s) is/are attached and which has the corresponding sound outlet openings. In some box designs, the front wall can also be a wall inside the box; over which the
Seitenwände beispielsweise nach vorne vorstehen oder die ganz durch eine zusätzliche Vorderwand abgedeckt ist, die wiederum mit mindestens einer Schallaustrittsöffnung versehen sein kann.For example, side walls protrude forward or are completely covered by an additional front wall which in turn can be provided with at least one sound outlet opening.
Als Material für den Kern des Schichtwerkstoffes kommt außer dem erwähnten Polyvinylchloridschaum auch Polystyrolschaum oder Polyurethanschaum oder Styropor in Betracht, die die nötige Fertigkeit und Tragfähigkeit haben und leicht auf Maß geschnitten werden können.In addition to the polyvinyl chloride foam mentioned above, polystyrene foam, polyurethane foam or Styrofoam can also be used as the material for the core of the laminate, as they have the necessary strength and load-bearing capacity and can easily be cut to size.
Die Vorderwand kann auch aus Holz oder einem Holzwerkstoff hergestellt sein. Wegen des oder der großen Ausschnitte fällt der überwiegende Teil des Gewichtes ab, so daß hier eine noch vertretbare Gewichsterhöhung im Vergleich zur Vorderwand in Sandwichbauweise in kauf genommen werden kann.The front wall can also be made of wood or a wood-based material. Due to the large cutout(s), most of the weight is eliminated, so that a still acceptable increase in weight can be accepted in comparison to the front wall in sandwich construction.
Fig. 7 gibt das Ergebnis einer Schallmessung mit der beschriebenen Box 1 wieder, wobei ein Baßlautsprecher von 500 Watt, 15" EPS Classis der Firma Eminence an der Vorderwand 10 befestigt war und das Mikrofon 1 m vor der Vorderwand 10 aufgestellt war. Man erkennt, daß der von der Box mit eingebautem Lautsprecher (ohne Frequenzweiche und Filter) abgestrahlte Schalldruck in dem hier interessierenden Frequenzbereich zwischen 60 und 200 Hz auf hohem Niveau sehr gleichmäßig verläuft. Damit ist das akkustische Verhalten der Lautsprecherbox 1 sogar noch besser als dasjenige einer Lautsprecherbox, die aus MDF-Platten in üblicher Weise hergestellt worden ist. Weiter beträgt das Gewicht der erfindungsgemäßen Lautsprecherbox 1 nur etwa 30% des Gewichts einer Lautsprecherbox gleicher Größe in MDF-Platten Bauweise.Fig. 7 shows the result of a sound measurement with the described box 1, where a bass speaker of 500 watts, 15" EPS Classis from Eminence was attached to the front wall 10 and the microphone was placed 1 m in front of the front wall 10. It can be seen that the sound pressure emitted by the box with built-in loudspeaker (without crossover and filter) is very even at a high level in the frequency range of interest here between 60 and 200 Hz. The acoustic behavior of the loudspeaker box 1 is therefore even better than that of a loudspeaker box that has been made in the usual way from MDF boards. Furthermore, the weight of the loudspeaker box 1 according to the invention is only about 30% of the weight of a loudspeaker box of the same size in MDF board construction.
Eine weitere Gewichtsersparnis ergibt sich durch Weglassen der Spanten 5... 8. Eine hier nicht dargestellte Lautsprecherbox gleicher Größe hat eine etwas höhere Kerndicke von beispielsweise 24 mm starkem Polyvinylchloridschaum und erfordert als Fasergewebe 4 ein hoch belastbares Kohlefasergewebe, das zweckmäßig das gleiche sein kann wie das Kohlefasergewebe 3 der Außenseite des Kerns 2.A further weight saving is achieved by omitting the frames 5... 8. A loudspeaker box of the same size (not shown here) has a slightly higher core thickness of, for example, 24 mm thick polyvinyl chloride foam and requires a highly resilient carbon fiber fabric as the fiber fabric 4, which can expediently be the same as the carbon fiber fabric 3 on the outside of the core 2.
Fig. 8 gibt das Ergebnis einer Schallmessung an einer Lautsprecherbox, in die der 15 Zoll Baßlautsprecher der Firma Eminence Serie EPS eingebaut war, in Kohle-Sandwich-Bauweise ohne Spanten wieder. Im Frequenzbereich von 50...200 Hz liegt ein ausgezeichnetes Schallabstrahlungsverhalten vor, vor allem, wenn man es mit demjenigen einer gleich großen Lautsprecherbox aus 25 mm MDF-Platten mit gleichem Lautsprecher vergleicht, das in Fig. 9 wiedergegeben ist. Vor allem bei niedrigen Frequenzen unterhalb 100 Hz liegt bei der erfindungsgemäßen Lautsprecherbox ohne Verstrebung eine bessere Abstrahlung vor als bei herkömmlichen Lautsprecherboxen. Hinzu kommt die bedeutende Gewichtsverringerung auf etwa 3 0% herkömmlicher Lautsprecherboxen.Fig. 8 shows the result of a sound measurement on a loudspeaker box in which the 15 inch bass loudspeaker from the Eminence EPS series was installed, in a carbon sandwich construction without frames. In the frequency range of 50...200 Hz, there is excellent sound radiation behavior, especially when compared with that of a loudspeaker box of the same size made of 25 mm MDF boards with the same loudspeaker, which is shown in Fig. 9. Especially at low frequencies below 100 Hz, the loudspeaker box according to the invention without bracing has better radiation than conventional loudspeaker boxes. In addition, there is a significant weight reduction to around 30% of conventional loudspeaker boxes.
Fig. 10 zeigt das Ergebnis einer Schallmessung an einer Lautsprecherbox, deren Wände einen 19 mm starken Kern aus Polyvinylchloridschaum mit in Harz eingebetteter Kohlefaserauflage innen und außen besaßen und in das ein 3 00 Watt 10 Zoll Eminence EPS Lautsprecher für den Mitteltonbereich und ein 1 Zoll Radian Hochtontreiber mit Horn eingebaut waren. Fig. 11 zeigt das Ergebnis einer Vergleichsmessung mit den gleichen Lautsprechern in einer Lautsprecherbox aus Holz in üblicher Bauweise. In dem hier interessierenden Frequenzbereich von 100 Hz bis 20 kHz zeigt sich außer der GewichtsersparnisFig. 10 shows the result of a sound measurement on a loudspeaker box whose walls had a 19 mm thick core made of polyvinyl chloride foam with a carbon fiber layer embedded in resin inside and out, and in which a 300 watt 10 inch Eminence EPS loudspeaker for the midrange and a 1 inch Radian tweeter with horn were installed. Fig. 11 shows the result of a comparison measurement with the same loudspeakers in a wooden loudspeaker box of the usual design. In the frequency range of interest here from 100 Hz to 20 kHz, in addition to the weight saving,
deutlich die Überlegenheit der Erfindung.clearly demonstrates the superiority of the invention.
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Legal Events
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---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 19970227 |
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R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20000503 |