DE3037496A1

DE3037496A1 - Lautsprecher

Info

Publication number: DE3037496A1
Application number: DE19803037496
Authority: DE
Inventors: Naoyuki Murakami; Hiroshi Tokyo Zyo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-10-04
Filing date: 1980-10-03
Publication date: 1981-04-23
Also published as: FR2466930B1; GB2063008A; NL8005480A; US4437540A; US4391346A; GB2063008B; DE3037496C2; CA1146083A; FR2466930A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Lautsprecheranlage, insbesondere mit hoher Ausgangsleistung, insbesondere zur Wiedergabe von mittleren und niedrigen Tönen.

Bisher xverden bei derartigen Lautsprecheranlagen mehrere Einzellautsprecher· S, deren Schwingplatten fläche oder Membran leicht nachgiebig ist, in einer Reihe auf der vorderen Resonanzwand einer geschlossenen Tie fton-Lautsprecherbox 3 angeordnet; auch können gemäß Fig. 1 mehrere Einzellautsprecher auf einer flachen Oberfläche einer breiten Resonanzplatte angeordnet werden.

Der Ausgangsschalldruck einer derartigen Lautsprecheranlage wird gewöhnlich durch den Ausdruck "Ausgangsschalldruck jedes Einzellautsprechers χ Anzahl der verwendeten Einzellaut-Sprecher" wiedergegeben. In der Praxis wird jedoch das an die gesamte Lautsprecheranlage abgegebene elektrische Signal aufgrund von Schailinterferenzen, die in der Membran jedes Einzellautsprechers auftreten und aufgrund gegenseitiger Schallinterferenzen zwischen den EinzellautSprechern vor der Resonanzwand auftreten, nicht vollständig in Schall umgewandelt.

Wenn gemäß Fig. 2 bei einem Lautsprecher ein Schalltrichter H vor einem Einzellautsprecher angeordnet ist, der einen großen Halsdur-chmesser aufweist, so werden die Schwingungen zwischen dem umgebenden Teil der Membran und deren Mitte selbst im Tieftonbereich zur höheren Frequenz hin aufgeteilt, da die Fläche der Membran des Einzellautspreehers S groß ist» Dies führt dazu, daß die Membran zeitweise gegenüber dem Schalltrichter H keine perfekten. KoIb en schwin gun ge η erzielt, d.h. der Trichterhalsdurchmesser des Schalltrichters ist im Ver-

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gleich zum Membranteil zu groß, um eine ausreichende Trichterwirkung zu erzielen.

Im allgemeinen neigt im Tieftonbereich eines Einzellautsprechers der Schalldruck zu einer Abschwächung des Frequenzbereichs unter 100 bis 200 Hz. Wenn daher die Wiedergabe von tiefen Tönen als besonders wesentlich angesehen wird, wurde bisher ein Einzellautsprecher mit großem Hals durchmesser oder es wurden mehrere Einzellautsprecher mit kleinem Durchmesser in Verbindung mit einem derartigen Einzellautsprecher mit großem Durchmesser verwendet, um den gewünschten Tiefton-Schalldruck zu erzielen. .

Das Schwingungssystem eines Einzellautsprechers mit großem ^ Durchmesser hat jedoch eine große Masse, so daß das Wiedergabe-Frequenzband schmal wird und daher auch die Übergangscharakteristik schlecht ist. Wenn ferner mehrere Einzellautsprecher mit kleinem Durchmesser mit einem Einzellautsprecher mit großem Durchmesser kombininiert werden, so ist es immer noch unmöglich, das Problem der Schwächung dss Schalldrucks im Tieftonbereich perfekt zu lösen. Da ferner mehrere Einzellautsprecher auf der Resonanzwand in vorgegebener Anordnung befestigt sind, treten auf der Vorderseite der Resonanzwand Interferenzen zwischen dem Schall von jedem der Einzellautsprecher unvermeidlich auf, so daß die Tiefton-Wiedergabe unzureichend ist.

Zur Beseitigung der vorstehenden Probleme werden bisher Lautsprecher mit Phasenumkehr (sogenannte "3 aß reflexlaut -

Sprecher") eingesetzt. Selbst bei derartigen Lautsprechern interferieren der Tiefton der Einzellautsprecher sowie der Tief ton vom Phaseninverter miteinander, so daß praktisch ein Zustand mit ausreichender Reproduktion des Tieftons nicht erreicht werden kann, da der Abstand zwischen dem

Phaseninverter und den Einzellautsprechern dreimal so lang ist wie oder noch langer ist als der wirksame Schwingungs-

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radius des Einzellautsprechers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lautsprecheranlage mit verbesserter Ausgangsleistung und Tonqualität zu schaffen, indem die vorstehenden Nachteile üblicher Lautsprecheranlagen zur Wiedergabe von mittleren und tiefen Tönen und mit hoher Ausgangsleistung beseitigt werden.

Der erfindungsgemäße Lautsprecher soll danach ausgezeichnete Tiefton-Viiedergabeeigenschaften aufweisen, und zwar ohne Abschwächung des Schalldrucks selbst bei niedrigen Frequenzen; auch sollen die vorstehenden Nachteile bei Lautsprechern mit Phasenumkehr sowie bei Lautsprechern mit Tiefton-Wiedergabε beseitigt werden.
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Diese Aufgabe wird insbesondere mit dem Merkmal der Patentansprüche gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend mit 3ezug auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht im Längsschnitt eines üblichen Lautsprechers mit flacher Anordnung,

Fig. 2 eine seitliche Ansicht im Längsschnitt eines üblichen Trichterlautsprechers,

Fig. 3 eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungs ge mäßen Lautsprechers,

Fig. 4 einen Längsschnitt entlang der Linie IV-IV in Figo3, Fig. 5 eine Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform

des erfindungsgemäßen Lautsprechers,

Fig. 6 eine Seitenansicht im Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform, wobei der Lautsprecher gemäß den Fig. 3 und 4 Bestandteil eines Trichterlautsprechers ist,

Fig. 7 eine Vorderansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform,

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Pig. P- einen Längsschnitt entlang der Linie VIII-VIII in

Fig. 7,
Fig. 9 eine Vorderansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 10 einen Längsschnitt entlang der Linie X-X in Fig. 9 ·

und

Fig. 11 eine Seitenansicht teilweise im Längsschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform, wobei der Lautsprecher gemäß den Fig. 9 und 10 Bestandteil - eines Trichterlautsprechers ist.

Der Lautsprecher gemäß den Fig. 3 und 4 weist eine Resonanzwand 4, die die Vorderwand einer Lautsprecherbox oder eines -gehäuses 2 bildet, sowie eine Paßbohrung oder Öffnung für der Lautsprecher in der Resonanzwand 4 auf. Fünf Einzellautsprecher 10 bis 18 sind auf Paßplatten 8 eng angeordnet, die hinter der Paßbohrung 6 und um diese herum befestigt sind. Die Schallabstrahlrichtung jedes Einzellautsprechers 10 bis 18 ist auf einen einzigen Punlct 0 unmittelbar hinter der Paßbohrung oder öffnung 6 konzentriert, die in der Resonanzwand 4 ausgebildet ist.

Die Gesamtfläche der Membranen aller Einzellautsprecher 10 bis 13 ist im wesentlichen gleich wie oder- größer als die Fläche der Öffnung 6.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform sind hinter der Öffnung 6 in der Resonanzwand ¹I sieben Einzellautsprecher 10 bis 22 in der vorstehend beschriebenen Weise angeordnet.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Lautsprecheranlage ist die in den Fig. 3 und H dargestellte Lautsprecheranordnung Bestandteil eines Trichterlautsprechers, wobei die Gesamtfläche der Membranen aller Einzellautsprecher 10 bis 18 im wesentlichen gleich ist wie oder größer als die Fläche des

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Trichterhalses 30a des Schalltrichters 30. Die Gesaratfläche der Einzellautsprechermembranen beträgt vorzugsweise etwa das 1- bis 1,5-fache der Fläche der Öffnung 6 in der Resonanzwand 4 (Fig. 5) bzw. des Trichterhalses 30a des Schalltrichters 30 (FIg. 6)»

Die Paßplatten 8 der Einzellautsprecher gemäß Fig. 6 erfüllen die gleiche Funktion wie die Resonanzwand 4 bei den vorherigen Ausführungsformen.

Die Einzellautsprecher 10 bis 18 (in den Fig. 3 und 6) sowie die Einzellautsprecher 10 bis 22 (in Fig. 5) können gleichartig ausgebildet sein und den gleichen Durchmesser der Trichteröffnung aufweisen. Ferner kann erfindungsgemäß an dem Einzellautsprecher 10 ein Entzerrer vorgesehen sein, der sich dann in der mittleren Position der Anordnung befindet.

Da bei der erfindungsgemäßen Lautsprecheranlage mehrere Einzellautsprecher 10,12, ... eng benachbart hinter der Resonanzwand h oder dem Schalltrichter 30 angeordnet sind, so daß die Schallabstrahlrichtung jedes Einzellautsprechers auf die Mittelachse der öffnung in der Resonanzwand 4 bzw. des Trichterhalses 30a des Schalltrichters 30 konzentriert ist; dabei ist die Gesamtfläche aller Membranen der Einzellautsprecher 10,12, ... im wesentlichen gleich oder größer als die Fläche der öffnung 6 in der Resonanzwand 4 bzw. des Trichterhalses 30a des Schalltrichters 30„ Da sich der von den Einzellautsprechern 10,12, ... erzeugte Schalldruck auf ^ im wesentlichen die Mittelachse der öffnung 6 bzw. des Trichterhalses 30a konzentriert, wird dort eine imaginäre Schwingungsebene mit hoher Schalldruckdichte erzeugt. Da ferner lediglich eine Schallemissionsöffnung vorhanden ist, treten praktisch keine Schallinterferenzen an der Vorder-

fläche der Resonanzwand ¹J auf.

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Falls somit η SinzellautSprecher auf der Resonanzwand befestigt werden, wird der Ausgangsschalldruckpegel η-mal so hoch wie der Ausgangsschalldruckpegel jedes Einzellautsprechers, so da's die Lautsprecheranlage eine ausgezeichnete Tonqualitat aufweist und. zur Wiedergabe nicht nur des Tiefton-Bereichs sondern auch zur Wiedergabe von mittleren und hohen Tonbereichen geeignet ist.

Da ferner der Schall, dessen Ausgangsleistung sich um den Paktor η gegenüber dem Ausgangspegel erhöht hat, aus einer einzigen Öffnung abgestrahlt wird, erhält man selbst im Tieftonbereich eine definierte Richtwirkung. Wenn daher eine derartige Anordnung aus Einzellautsprechern mit einem Schalltrichter kombiniert wird, kann man eine wesentlich schärfere Richtwirkung erzielen, und wenn ferner eine derartige Einzellautsprecher-Anordnung mit einem Hochton-Lautsprecher mit guter Richtwirkung kombiniert wird, so ermöglicht dies die Schallviiedergabe mit guter 3allance im gesamten Sand.
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Wenn ferner eine derartige Einzellautsprecheranordnung bei einem Trichterlautsprecher angewendet wird, erhält man zufriedenstellende Trichterwirkung, da selbst durch Trennschwingungen der Einzellautsprecher 10,12, ... die Gesamt-

fläche dieser kleinen Schwingungsabschnitte nicht so klein ist wie die Trichterhals fläche des Schalltrichters, und diese Schwingungsabschnitte können in wirkungsvoller Weise als imaginäre Schwingungsebene dienen. Eine derartige Lautsprecheranlage ist zu Wiedergabe von mittleren und tiefen

Tönen mit hoher Ausgangsleistung geeignet.

Die in den Fig. 7 und 8 dargestellte Ausführungsform weist eine' Lautsprecherbox 32 mit einer Resonanzwand 3^ und einem

Gehäuse 36 auf. In im wesentlichen dem Mittelteil der Re-35

sonanzwand 3¹J sind zueinander benachbart sechs PaSöffnungen 40 bis 50 für Einzellautsprecher auf einem Kreisring ange-

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ordnet.

Hinter jeder dieser Paßöffnungen 40 bis 50 ist jeweils ein Einzellautsprecher 40a bis 50a angeordnet, dessen Schallabstrahlrichtung jeweils parallel zur Mittelachse der PaIiöffnun3en 40 bis 50 ist. In der Mitte der sechs Einzellautsprecher, die in der vorstehenden Weise eng aneinander angepaßt sind, ist eine Leitung oder ein Rohr 52 zur Phasenumkehr (Baßreflexion) vorgesehen, das für alle Einzellautspreeher 40a bis 50a gemeinsam ist.

Bei der in den Fig. 9 und 10 dargestellten Ausführungsform ist im wesentlichen im Mittelteil der Resonanzwand 34 eine einzige große Öffnung 60 ausgebildet, hinter der vier Einze Haut Sprecher 62 bis 68 derart angeordnet sind, daß deren Schallabstrahlrichtung auf einen einzigen Punkt 0 unmittelbar hinter der Mitte der öffnung 60 konzentriert ist. Die Baßplatten 38 für die Einzellautsprecher 62 bis 63 sind mit der Resonanzwand 34 einstückig und haben die gleiche Funktion wie diese.

3ei dieser Ausführungsform ist die Gesamtfläche der Membranen der Einzellautsprecher 62 bis 63 ebenfalls im wesentlichen gleich oder größer als die öffnung 60 der Resonanzplatte Hinter der öffnung 60 oder in der Mitte der Einzellautsprechergruppe ist eine Phasenumkehr-Leitung oder ein Phasenumkehrrohr 70 vorgesehen.

Ein Bestandteil des in Fig. 11 dargestellten Trichterlaut-

^w Sprechers ist die Einzellautsprecheranordnung gemäß den Fig. 9 und 10. Hierbei ist das Rohr 70 für die Phasenumkehr im innersten Teil des Trichters 72 vorgesehen. Um das Rohr 70 sind mehrere EinzellautSprecher 62 bis 66 angeordnet, deren Schallabstrahlrichtung auf die !'littelachse des Trichterhalses

72a des Schalltrichters 72 konzentriert ist. Die Gesamtfläche der Membranen der gesamten Einzellautsprecher 62 bis 66 ist

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ebenfalls gleich oder größer als die Fläche des Trichterhalses 72a.

Wie vorstehend ausgeführt, sind bei dem erfindungsgemäßen Lautsprecher mehrere Einzellautsprecher 62 bis 66 hinter der Resonanzwand 34 oder dein Schalltrichter 72 angeordnet, wobei die Schallabstrahlrlchtung Jedes Einzellautsprechers 62 bis 66 zur Mittelachse der Öffnung 40 bzw. 60 der Resonanzwand 34 bzw. des Trichterhalses 72a des Schalltrichters 72 weist oder parallel zu dieser Mittelachse istj ferner ist ein Phasenumkehr rohr 70 in der Mitte der eng benachbart angeordneten Einzellautsprecher und gemeinsam für alle Einzellautsprecher 62 bis 66 vorgesehen. Daher treten keinerlei Interferenzen wie bei Verwendung mehrerer Rohre in üblichen Einzellaut-Sprechern auf, und darüber hinaus ist die Schallinterferenz vor den Sinze Haut Sprechern vernachlässigbar, da der Abstand zwischen den Einzellautsprechern 62 bis 66 und dem einzigen Phasenumkehrronr 70 für die Einzellautsprecher gering ist. Da ferner die Vorder- und Rückseiten der Membranen der Einzel» lautsprecher 62 bis 66 durch ein einziges und gemeinsames Rohr miteinander verbunden sind, kann selbst bei Verwendung von Einzellautsprechern mit geringem Durchmesser eine Resonanz im Tieftonbereich leicht erzielt werden, so daß tiefe

Töne praktisch ohne Verfälschung wiedergegeben werden können. 25

Da ferner der von jedem Einzellautsprecher 62 bis 65 und dem Phasenumkehrrohr 70 emittierte tiefe Ton wirksam überlappt, werden kann, kann eine Abschwächung des Schalldrucks im

Tieftonbereich unterdrückt werden.
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Die enge Anordnung mehrerer Einzellautsprecher 62 bis 66 und des Phasenumkehrrohrs 70 unterscheidet klarer eine bestimmte Position eines Tonbildes und erleichtert-die Zuordnung von Tönen.
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Durch die kombinierte Verwendung mehrerer Einzellautsprecher

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wirkt deren wirksame Gesamtschwingungsfläche als Tonquelle, so daß man ausreichenden Schalldruck erhält, der mit Lautsprechern mit großen Durchmesser vergleichbar ist, und zwar selbst dann, wenn die Einzellautsprecher geringen Durchmesser aufweisen. Ferner ist die Frequenzcharakteristik des Einzellautsprechers aufgrund des geringen Durchmessers vorteilhaft, und darüber hinaus ist die Übergangscharakteristik ebenfalls ausgezeichnet.

Die Masse des Schwingungssystems jeder der vorstehend erwähnten Einzellautsprecher ist geringer als die des Schwingungssystems eines Einzellautsprechers mit großem Durchmesser, so daß die erfindungsgemäß eingesetzten Einzellautsprecher selbst bei sehr schwachen EingangsSignalen leicht und fehlerfrei ansprechen können; daher ist eine Tonwiedergabe über eine große Bandbreite zusammen mit der Tiefton-Verstärkungswirkung durch das einzige, gemeinsame Phasenumkehrrohr möglich.

Wenn etwa bei den Ausführungsformeη gemäß den Fig. 9 und 11 die Einzellautsprecher 62 bis 66 so angeordnet werden,, daß ihre Schwingungsebenen zur Mittelachse der Öffnung 60 der Resonanzwand 34 oder zur Mittelachse des Trichterhalses 72a des Schalltrichters, insbesondere zu einem Punkt O auf der Mittelachse, weisen, so erhält man eine imaginäre Schwingungsebene mit hoher Schalldruckdichte vor der Einzellautsprechergruppe sowie eine hohe Klangfülle, wobei die Richtwirkung selbst bei niedrigen Tönen sehr gut ist.

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Leerseite

Claims

VOSSIUS-VOSSiUSTAUCHNER · HEUNEMANN · RAUH

PATENTANWÄLTE

SiEaERTSTRASSE 4 · 8OOO MÜNCHEN 86 · PHONE: (O89) 4740 75 CABLE: BENZOLPATENT MÖNCHEN -TELEX 5-29 45 3 VOPAT D

u.Z.: P 332 (He/ko)
Case: 0031 ->JG

Naoyuki MURAKAMI
Tokyo, Japan
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" Lautsprecher "

Priorität: 4. Oktober 1979, Japan, Nr₀ 127 325/79 30. August 1980, Japan,, Nr.

Patentansprüche

ill Lautsprecheranlage mit

a) einem Gehäuse (2,32_S36)_S das vorne eine Resonanzwand (4) oder einen Schalltrichter (3O_s72) aufweist,, ferner dadurch gekennzeichnet,

b) daß mehrere Lautsprecher (10~22; ¹IOa-SOaIoS-OS) unmittelbar hinter einer öffnung (5j4O-5O;6G) in der Resonanzwand (4;3*0 bzw. hinter einem Trichterhals (30a,72a,) des Schalltrichters (3O;72) angeordnet sind₉ wobei die Schallab Strahlungsrichtung jedes Lautsprechers (10=.22j40a-*50aj 62-68) auf die Mittelachse der öffnung (6j4O-5O;6O) der Resonanzwand (4;34) bzw. des Trichterhalses (3Oaj72a) des Schalltrichters (30;72) konzentriert oder parallel zu dieser Mittelachse ist.

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5 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtfläche der Lautsprechemembraneη der Lautsprecher im wesentlichen gleich oder größer ist als die Fläche der öffnung (6;4O-5O;6O) bzw. des Trichterhalses (3Oa;72a).

10 3· Anlage nach Anspruch 1 oder 2_S dadurch gekennzeichnet, daS eine Phasenumkehrleitung (52j70) in der Mitte der eng nebeneinander angeordneten Lautsprecher (4Oa-5Oa;52-68) vorgesehen ist.

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