DE29705926U1 - Baßlautsprechergehäuse mit akustischer Luftanpassung (Subwoofer mit Luftkissenfunktion) - Google Patents

Description

Subwoofer mit Luftkissenfiinktion Beschreibung, Blatt 1

Technisches Gebiet: Lautsprechergehäuse
Kategorie des Patentamtes: H 04 R

Bezeichnung: Baßlautsprechergehäuse mit akustischer Luftanpassung

( Subwoofer mit Luftkissenfunktion)

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Lautsprechergehäuse zur Wiedergabe von tiefen Tönen. Nach dem derzeitigen Stand der Technik bebilft man sich im Tieftonbereich mit den bekannten Gehäusebaumustern nach Transmission-Line, Baßreflex etc. Durch ihre bauliche Charakteristik nehmen sie positiven Einfluß auf den Frequenzgang des Lautsprechergehäuses, besonders im niedrigen Frequenzbereich. Einige Verfahren nutzen Resonanzen aus, um den Frequenzgang ebenfalls positiv zu beeinflussen. Diese Verfahren beziehen sich in erster Linie auf das Gehäuseinnere, beziehungsweise auf die rückwärtige Schallabstrahung des Schallwandlers. Schalldruckprobleme haben ihren Ursprung jedoch überwiegend am frontseitigen Schallaustritt, insbesondere bei der Anpassung an die Umgebungsluft. Hier bedient man sich unter anderem eines Schalltrichters, beispielsweise in sphärischer Bauweise oder nach Klippsch. Diese Vorsätze erforden einen gewissen baulichen Aufwand und finden daher nur in geringem Maße Verwendung im Heim-Audiobereich. Im professionellen Bereich überwiegen hingegen diese Schallanpassformen für Tieftonlautsprechergehäuse. Sie unterstützen die Erzeugung von Schalldruck.

Wegen der oben angesprochenen baulichen Ausmaße kommen diese großvolumigen Tiefton-Trichtervorbauten für den Heimbereich kaum in Betracht. Um eine ähnliche akustische Tiefton-Anpassung auch im Heimaudiobereich zu erzielen, wird folgende Neuerung eingebracht: Der Baßlautsprecher wird dazu in den Gehäuseboden eingesetzt und strahlt dort nach unten

E. Kamrau. Stadionstraße 20, 47929 Grefrath; Subwoofer mit Luftkissenfunktion

Beschreibung, Blatt 2

hinaus. (Figur 1). Das Boxengehäuse steht auf Standfußen, so daß die erregte Luft nach außen dringen kann. Durch die Bemaßung der Füße (Figur 2) läßt sich die so erzwungene Luftkomprimierung im Bereich unmittelbar unter der Membrane beeinflussen, beziehungsweise abstimmen. Die Dimensionierung der Füße (Distanzhalter) hängt somit von dem verwendeten Schallwandler ab. Die Grundeinstellung ist dann erreicht, wenn die Gesamtauslaßöffiiung gleich groß ist, wie die Membranoberfläche des Wandlers. Im Aktivzustand entsteht zwischen Membrane und Boden ein, im Rhythmus des Tonsignal schwingendes, Luftkissen. Die Komprimierungsfunktion der erregten Luft entwickelt ein ähnliche Luftanpassung, wie beispielsweise ein Trichtervorsatz. Auf diese Weise wird eine Schalldruckanhebung im Tiefton-Frequenzbereich erzielt. Der zusätzlichen Verwendung herkömmlicher Baumuster für das Innenere des Gehäuses steht diese hier beschriebenen Neuerung keineswegs entgegen. Die Neuerung bezieht sich auf den frontseitigen Bereich des Tieftonschallwandlers, somit bleibt die Palette der Innengehäusekonstruktionen unberührt, beziehungsweise können kombiniert werden; besonders wirkungsvoll ist die Kombination mit Passivmembranen.

Die Anpassung nach der hier beschriebenen Methode beruht auf folgende Funktion: Diese gewölbten Trichtervorsätze, wie sie beispielsweise bei Großboxen Verwendung finden, haben den Sinn, den erzeugten Schall an die Umgebungsluft zu übergeben. Die nicht angepaßte Schallwelle würde sich schon unmittelbar nach Verlassen des Schallwandlers den Weg des geringsten Widerstandes suchen und sich mangels einer Führungshilfe der akustischen Anpassung entziehen. Um auch fur Heimboxen eine geführte Übergabe an den Umgebungsluftdruck zu gewährleisten, wird bei dieser Neuerung unmittelbar vor der Schallwandlermbrane für Gegendruck in Form eines variablen Widerstandskissens gesorgt. Durch das AuftrefFen der in der Entstehung befindlichen Schallwelle auf eine Bodenplatte (Figur 3), wird im zentralen Bereich, unmittelbar vor dem Schallwandler, eine leichte Komprimierung der Schallwelle hervorgerufen. Ausgenutzt wird hier der Effekt, daß sich die Druckwelle den Weg des geringsten Widerstand sucht. Die Welle wird somit zur Seite auszuweichen. Durch die bauliche Konstruktion ist die Seite in diesem Falle identisch mit der erwünschten Abstrahlrichtung.

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Beschreibung, Blatt

Der kurzzeitig aufgebaute Überdruck im zentralen Membranbereich (Figur 4) bewirkt ein Nachschieben der Welle aus der Mitte in Richtung Austrittsöfihungen (zwischen den Standfußen hindurch). Dieser kurzzeitige Luftstau im Zentrum der Membranfläche, in Verbindung mit der baulich bedingten Unterstützung der natürlichen. Ausbreitungskräfte., bewirkt eine anpepaßte Übergabe des erzeugten Schalldrucks an den Umgebungsluftdruck, ähnlich wie ein vorgesetzter Scha.lltrichter.JDie Wirkung der hier.beschriebenen Funktion ist allerdings gegenüber 4er alimähiiehen Übergabe an die Umgebungsluft in folgendem Punkt nicht vergleichgbar: Durch die Komprimierung, sowie die Erzeugung von Unterdruck bei negativem Wellendurchgang, wird die Welle nicht so seicht an die Umgebungsluft entlassen, wie man es beispielsweise von sphärischen Trichtern gewohnt ist. Durch die Komprimierungsfunktion wird das Impulsverhalten unterstützt. Aus diesem Grunde findet einen leichte Verstärkung bei Impulsübertragungen sowie bei Subtieftönen statt. Von daher ist diese bauliche Funktion nur für Treftöner und nicht für höherfrequente Schallwellen eignet.

Eine weitere Anhebung des Schalldruckes läßt sich durch Verdopplung dieser Methode in einem Gehäuse erreichen. Dazu wird quasi die angesprochene Bodenplatte durch eine zweite Schallwandlermembrane ersetzt. In dieser Bauweise stehen sich zwei Lautsprechermembranen gegenüber (Figur 5). Beide Tieftöner strahlen gleichphasig gegeneinander und komprimieren die Schallwellen in dem Raum zwischen, ihren Membranen. Die Schallwelle entweicht durch die Öffnungen zwischen den Abstandshaltern.

Soll in dieser Bauweise zusätzlich eine bestimmte Abstrahlvorzugsrichtung erzielt werden, so ist dies durch Verstellen des Neigungswinkels einer oder beider Lautsprechermembranen gegeneinander möglich (Figur 6). Auch hier richtet sich die Dimensionierung der Distanzhalter nach dem bewegten Luftvolumen. Generell kann gesagt werden^ daß ein komprimierfähiges Luftkissen entsteht, wenn die verbliebene Austrittsöffhung nicht größer ist, als die gebildete Gesamtfläche der verwendeten Membranen in einem System.

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Beschreibung, Blatt 4

Um ein vertikales Nachgeben des Gehäuses zu verhindern, ist es angebracht, das Gehäuse recht gewichtig zu bemessen. Ein vertikales Nachgeben des Gehäuses, und sei es nur als gehäusespezifische Resonanz, hätte in Teilen eine merkliche Aufhebung des Luftkisseneffektes zur Folge. Durch diese winzigen aber ungleichen Anpassungsdissonanzen entstehen unkontrollierte Phasenlöschungen und Verzerrungen. Aus diesem Grunde ist die Verwendung von recht schweren GehäusemateriaKen, wie zum Beispiel Naturstein, Keramik oder anderen Vollmaterialien, zu empfehlen.

Claims (1)

1. E. Kamrau. Stadionstraße 20.47929 Grefrath; Subwoofer mit Luftkissenfunketion

   Schutzanspruch, Blatt

   Technisches Gebiet: Lautsprechergehäuse
   Kategorie des Patentamtes: H 04 R

   Bezeichnung: Baßlautsprechergehäuse mit akustischer Luftanpassung

   ( Subwoofer mit Luftkissenfunktion)

   Schutzanspruch

   Lautsprecheranordnung zur Baßwiedergabe, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber der Schallaustrittsöfmung eine Schallwand angebracht ist, siehe Abbildung 1, Zeichnungsblatt Das Baßlautsprechergehäuse mit akustischer Luftanpassung besteht aus der Schallwandlermembrane (1), dem herkömmlichen Lautsprechergehäuse (2) und der gegenüberliegenden Schallwand (3).

   Die Teile sind wie folgt aneinander angebracht:

   Die Schallwandlermembrane ist auf der Lautsprechergehäusewand befestigt. An dessen Schallaustrittsöfmung ist in einem bestimmten Abstand eine Gegenschallwand angebracht. Die Breite des Luftspaltes zwischen Schallwandlermembrane und Gegenschallwand ist veränderbar. Wie in Abbildung 2 des Zeichnungsblattes 1 angedeutet, kommt auch eine asymetrische Ausrichtung der Bauteile in Betracht.

   Die Gegenschallwand besteht aus den gleichen Materialien, wie sie auch für den Gehäusebau Verwendung finden, z.B. Holz, Kunststoff, Metall, Naturstein, aber auch Glas, Keramik usw. sind möglich, die Schallwand sollte aus schwingungsarmem, festem Material bestehen; ersatzweise kann auch der Fußboden am Aufstellort in die Anordnung einbezogen werden. Ebenso kann die Gegenschallwand auch aus einem zweiten Lautsprechergehäuse bestehen, beide Schallaustrittsöffhungen sind dabei gegeneinander gerichtet, siehe Abbildung 3 auf dem Zeichnungsblatt.