DE4225854A1

DE4225854A1 - Mittel-/Tiefton-Lautsprecher

Info

Publication number: DE4225854A1
Application number: DE19924225854
Authority: DE
Inventors: Joerg Prokisch; Leander Scholz
Original assignee: Nokia Deutschland GmbH
Current assignee: Nokia Deutschland GmbH
Priority date: 1992-08-05
Filing date: 1992-08-05
Publication date: 1994-02-10

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung befaßt sich mit der Ausbildung von Mittel/Tiefton-Lautsprechern in Konusausbildung, insbesondere mit der Verbesserung der Wiedergabequalität derartiger Lautsprecher.

Stand der Technik

Konuslautsprecher sind im Stand der Technik hinreichend bekannt, so daß an dieser Stelle deren Aufbau auf eine knappe Darstellung beschränkt werden kann.

Konuslautsprecher werden im wesentlichen von dem Magnetsystem, dem Lautsprecherkorb und der konischen Membran gebildet. Das Magnetsystem, welches herkömmlich in Ferrittechnologie ausgebildet ist, ist im allgemeinen an der Außenseite des gleichfalls konisch geformten Korbes angesetzt und mit diesem verbunden. Die Membran ist in den konisch geformten Korb eingesetzt, wobei der obere Rand von Membran und Korb heute meist über eine umlaufende, elastische Sicke verbunden ist. Der Schwingspulenträger, welcher mit dem anderen Rand der Membran verbunden ist, taucht mit seinem freien, die Spulenwicklung tragenden Ende in den Luftspalt des Magnetsystems ein.

Um eine Verbesserung des Wiedergabeverhaltens derartiger Lautsprecher zu erzielen, gehört es schon lange zum Stand der Technik, die Wiedergabe von Tonsignalen nicht nur mittels eines (Breitband-)Lautsprechers zu bewirken, sondern mehrere Lautsprecher einzusetzen, die jeweils nur einen bestimmten Frequenzbereich der darzubietenden Tonsignale übertragen. Hintergrund für den Einsatz von mehreren Lautsprechern war die Erkenntnis, daß durch die Optimierung dieser Bereichslautsprecher ein sehr linearer Frequenzverlauf über das gesamte Frequenzspektrum erzielt werden kann. Bekannte Kombinationen von Bereichslautsprechern zur Wiedergabe des gesamten Frequenzbandes sind etwa die Kombination von Tief-, Mittel- und Hochton-Lautsprechern. Aber auch der Einsatz von Mittel/Tiefton-Lautsprechern und Hochtonlautsprechern beziehungsweise von Tieftonlautsprechern und Mittel/Hochton-Lautsprechern ist geläufig.

Werden Mittel/Tiefton-Lautsprecher als Bereichslautsprecher einer oben angeführten Kombination eingesetzt, so obliegt diesen Lautsprechern die Tonsignalwiedergabe im Frequenzbereich zwischen etwa 20 Hz und 6000 Hz. Betrachtet man den Frequenzverlauf eines auf die Mittel/Tiefton-Wiedergabe optimierten Lautsprechers, so ist der Frequenzgang ch von etwa 50 Hz bis etwa 2000 Hz linear, wenn die Schallabstrahlachse des Lautsprechers zur Aufnahmehörachse keine Winkelabweichung aufweist. Eine Verschlechterung des Übertragungsverhaltens solcher Lautsprecher wirkt sich vor allem dann aus, wenn die Abstrahlachse des Lautsprechers parallel und mit Abstand zur Hörachse verläuft. Derartige Verhältnisse herrschen insbesondere in Kraftfahrzeugen vor, wenn die Lautsprecher beispielsweise nahe dem Bodenblech des Fahrzeuges in dessen Türen eingebaut sind. Bedingt durch die gegenüber der Hörposition der Fahrzeuginsassen tiefen Einbauort im Fahrzeug und wegen der starken Winkelabhängigkeit der Abstrahleigenschaften von Mittel/Tiefton-Lautsprechern werden ab 2000 Hz zunehmend leiser übertragen.

Neben Lautsprechern mit außen am Korb angesetzten Magnetsystemen sind auch Lautsprecher bekannt, bei denen das Magnetsystem in Schalltrichtern der Membran angeordnet ist. Obwohl diese Lautsprecher durch die Anordnung des Magnetsystems im Schalltrichter gegenüber den erstbenannten Lautsprechern eine verminderte Einbautiefe in den Einbaukonsolen erfordern, werden diese Lautsprecher deshalb als nachteilig erachtet, weil durch die Anordnung des Magnetsystems im Schalltrichter von dem Magnetsystem ein nicht unerheblicher Teil der Lautsprechermembran abgedeckt wird. Diese Abdeckung bewirkt, daß das Abstrahlverhalten von Lautsprechern mit innenliegenden Magnetsystemen gegenüber Lautsprechern mit außen am Korb angeordneten Magnetsystemen deutlich verschlechtert ist. Letzteres gilt insbesondere dann, wenn es gilt, mittel- bis tieffrequente Tonsignale mittels Lautsprechern mit innenliegendem Magnetsystem abzustrahlen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß Tieftonlautsprecher eine große Induktion im Luftspalt erfordern und dies bei Ausbildung des Magnetsystems in Ferrittechnologie nur durch vergleichsweise großdimensionierte Magnetsysteme erreichbar ist.

Neben der Ausbildung von Magnetsystemen in Ferritausbildung ist es insbesondere bei Kalottenhochtonlautsprechern geläufig, Topfmagnetsysteme mit einem Polkern auszustatten, der aus einem Material, welches in der Lautsprechertechnik unter dem Begriff Neodym bekannt ist, gebildet ist. Dieser Werkstoff hat im Vergleich zu Ferrit eine wesentlich höhere magnetische Energiedichte, so daß bei gleicher Induktion im Luftspalt und Verwendung von Magnetsystemen in Neodymausbildung die Baugröße der Magnetsysteme gegenüber Magnetsystemen in Ferritausbildung deutlich verkleinert werden können.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Mittel/Tiefton-Lautsprecher anzugeben, der in seinem Wiedergabeverhalten bezogen auf sein Winkelabstrahlverhalten bei kurzem Hörabstand verbessert ist.

Darstellung der Erfindung

Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 dadurch gelöst, daß das Magnetsystem im Schalltrichter der Membran angeordnet ist und daß die Bereiche des Magnetsystems, die bedingt durch den Außendurchmesser des Magnetsystems die Membran mit Abstand überdecken, zumindest teilweise dem Konturverlauf der Membran angepaßt sind.

Mittels dieser Bereiche ist es möglich, die Schallabstrahlung von Mittel/Tiefton-Lautsprechern so zu beeinflussen, daß die sonst im Frequenzbereich ab etwa 2000 Hz auftretende Mittenschwäche bei engem und parallel zur Schallabstrahlachse versetztenden Hörort kompensiert wird. Dadurch eignen sich die erfindungsgemäß ausgebildeten Lautsprecher besonders gut zum Einbau in bodennahen Bereichen von Kraftfahrzeugen, wie etwa im unteren Bereich von Kraftfahrzeugtüren. Im letzten Fall kann sogar auf den Einsatz eines separaten Mittelton-Lautsprechers zur Tonwiedergabe verzichtet werden, ohne daß Klangeinbußen zu verzeichnen sind.

Eine besonders gute Hornschallführung im kritischen Mittenbereich von etwa 2000 Hz ist dann erreicht, wenn gemäß Anspruch 2 die Bereiche des Magnetsystems, welche der Membran mit Abstand gegenüberstehen im wesentlichen parallel oder auch spiegelbildlich zur Membrankontur in diesem Bereich verlaufen.

Sind die Bereiche des Magnetsystems, welche der Membrankontur angepaßt sind, nicht direkt am Magnettopf ausgebildet, sondern werden diese Bereiche gemäß Anspruch 3 von einem separaten und mit dem Magnettopf verbundenen Formteil gebildet, hatte dies den Vorteil, daß derartige Lautsprecher weitgehend vorgefertigt werden können und durch bloße Veränderung des Formteils in sehr einfacher Weise den jeweiligen Einbauorten angepaßt werden können.

Kurze Darstellung der Figuren

Es zeigen:

Fig. 1 einen Mittel/Tiefton-Lautsprecher im Seitenschnitt;

Fig. 2 einen Frequenzgang eines Mittel/Tiefton-Lautsprechers;

Fig. 3 einen Frequenzgang eines Mittel/Tiefton-Lautsprechers; und

Fig. 4 einen Mittel/Tiefton-Lautsprecher im Seitenschnitt.

Wege zum Ausführen der Erfindung

Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher erläutert werden.

Der in Fig. 1 im Seitenschnitt dargestellte Mittel/Tiefton-Lautsprecher 10 wird im wesentlichen von dem Magnetsystem 11, dem Lautsprecherkorb 12 und der Membran 13 gebildet. Die konusförmige Membran 13 ist in den gleichfalls konisch geformten Korb 12 eingesetzt, wobei der obere Rand der Membran 13 mit dem oberen Rand des Korbes 12 über eine aus elastischem Material gebildete Sicke 14 verbunden ist. Das Magnetsystem 11 ist zentrisch zur Lautsprechermittelachse in den Schalltrichter 15 der Membran 13 eingesetzt und über einen am Boden des Lautsprecherkorbes 12 angeformten Aufnahmedorn verbunden. Das Magnetsystem 11 wird von dem Magnettopf 16, dem mit dem Boden des Magnettopfes 16 verbundenen Polkern 17 und der Polplatte 18 gebildet. In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Polkern 17 nicht einheitlich gebildet, sondern besteht aus einer aus Neodym gebildeten Scheibe 19 und einer Distanzscheibe 20, welche zwischen der Neodymscheibe 19 und dem Boden des Magnettopfes 16 angeordnet ist. Da der Außendurchmesser der Polplatte 18, der Neodymscheibe 19 und der Distanzscheibe 20 kleiner ist als der Innendurchmesser des Magnettopfes 16, wird zwischen diesen Bauteilen ein Luftspalt 21 gebildet. In diesen Luftspalt 21, welcher an der Seite des Magnetsystems 11 ausgebildet ist, die dem Boden des Korbes zugewandt ist, taucht der mit der Spulenwicklung 22 versehene Schwingspulenträger 23 ein. Das andere Ende des rohrförmigen Schwingspulenträgers 23 ist mit dem dem Boden des Lautsprecherkorbes 12 nahen Rand der Membran 13 verbunden.

Wie deutlich aus Fig. 1 entnehmbar ist, ist der Außendurchmesser (D) des Magnetsystems 12 trotz der Neodymausbildung immer noch so groß, daß er im Bereich (B) die Membranfläche mit Abstand überdeckt. Damit dieser Lautsprecher 10 die für die oben angeführte fahrzeugspezifische Anwendung erforderliche Mittenabstrahlung zeigt, ist der äußere Teil des Bereichs (B) des Magnetsystems 11 so ausgeformt, daß er im wesentlichen der Kontur der Membran 13 im Überdeckungsbereich entspricht. Darunter ist in erster Näherung ein vollständig paralleler und den gleichen Abstand zueinander aufweisender Verlauf beider im Überdeckungsbereich einander gegenüberliegender Flächen zu verstehen. Eine vollständige Parallelität beider Flächen ist dabei aber nicht notwendig. Vielmehr reicht es aus, wenn der abgeschrägte Bereich 24 bei der in Fig. 1 gezeigten gewölbten Membran parallel und mit gleichem Abstand zur Sekante der Membran 13 im Überlappungsbereich verläuft. Auch ist es nicht erforderlich, daß die abgeschrägten Bereiche 24 im gesamten Überlappungsbereich ausgebildet sind. Ausreichend ist vielmehr, daß, wie Fig. 1 weiter zeigt, die abgeschrägten Bereiche 24 an dem Rand des Magnetsystems 11 ausgebildet sind, welcher der Sicke 14 zugewandt ist.

In Fig. 2 ist ein Frequenzverlauf eines herkömmlich ausgebildeten Mittel/Tiefton-Lautsprechers mit einem am Korb 12 angeordneten Magnetsystem 11 veranschaulicht. Deutlich erkennbar ist, daß bei diesem Lautsprecher auch bei optimierter Auslegung im Bereich ab etwa 2000 Hz eine hörwinkelabhängige Mittenschwäche auftritt. Beträgt der Hörwinkel bezogen auf die zentrische Lautsprecherachse 0°, so ergibt sich daraus die Kurve 25.1, während bei einem Hörwinkel von etwa 15° sich die Kurve 25.2 einstellt, welche im Bereich von 2000 Hz unterhalb der Kurve 25.1 verläuft.

Fig. 3 zeigt einen Frequenzverlauf eines Lautsprechers 10 gemäß Fig. 1. Auffällig ist, daß wegen der Hornschallführung zwischen den einander gegenüberliegenden Bereichen von Membran 13 und Magnetsystem 11 im Bereich 2000 Hz und einem Hörwinkel von 0° sich die Kurve 26.1 ausbildet, die gegenüber der Kurve 25.1 im Bereich von 2000 Hz angehoben ist. Auch ist mit der erfindungsgemäßen Ausbildung des Lautsprechers 10 die Hörwinkelabhängigkeit reduziert, wie die Kurve 26.2, welche mit einem Hörwinkel von 15° aufgenommen wurde und die Kurve 26.3, welche mit einem Hörwinkel von 30° aufgenommen wurde, zeigen.

Bedingt durch diese Hörwinkelunabhängigkeit des erfindungsgemäßen Lautsprechers 10 sind diese Lautsprecher besonders gut dort einsetzbar, wo ein enger Hörabstand zwischen Lautsprecher und Hörort besteht und die zentrische Schallabstrahlachse des Lautsprechers 10 zur Hörachse parallel versetzt ist. Auf die schon oben angeführte Kraftfahrzeuganwendung derartiger Lautsprecher 10 sei hier nochmals hingewiesen.

Fig. 4 zeigt einen weiteren Lautsprecher 10 gemäß der Erfindung, welcher gegenüber dem Lautsprecher 10 gemäß Fig. 1 leicht modifiziert ist. Die am Magnetsystem 11 ausgebildeten Bereiche werden in dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel durch ein Formteil 27 realisiert, welches mit dem Magnettopf 16 verbunden ist. Die der Membran 13 direkt gegenüber beabstandeten Bereiche des Formteils 27 sind spiegelbildlich zur Kontur der Membran ausgebildet. Auch ist der Außendurchmesser des Formteils 27 größer gewählt als der Außendurchmesser des Magnettopfes 16, womit nur das Formteil 27 im Gegensatz zu dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel einen größeren Bereich der Membran 13 überdeckt. Durch den Einsatz des in Fig. 2 gezeigten Formteils 27 ist es möglich, bei Verwendung nur eines Grundlautsprechers 10 die Hornschallführung für eine Vielzahl von Einbausituationen durch bloße Veränderung der Formgebung des Formteils 27 anzupassen.

Bezeichnung

10 Mittel/Tieftonlautsprecher
11 Magnetsystem
12 Lautsprecherkorb
13 Membran
14 Sicke
15 Schalltrichter
16 Magnettopf
17 Polkern
18 Polplatte
19 Neodymscheibe
20 Distanzscheibe
21 Luftspalt
22 Spulenwicklung
23 Spulenträger
24 Bereich, abgeschrägtere
25 Frequenzverlauf (alt)
26 Frequenzverlauf (neu)
27 Formstück

Claims

1. Mittel/Tiefton-Lautsprecher in Konusausbildung,

- mit einem Magnetsystem, dessen Polkern aus Neodym gebildet ist,
- mit einer konischen Membran, und
- mit einem Lautsprecherkorb,

dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetsystem (11) im Schalltrichter (15) der Membran (13) angeordnet ist, und
daß die Bereiche (B) des Magnetsystems (11), die bedingt durch den Außendurchmesser (D) des Magnetsystems (11) die Membran (13) mit Abstand überdecken, zumindest teilweise dem Konturverlauf der Membran (13) angepaßt sind.

2. Mittel/Tiefton-Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (B) des Magnetsystems (11), welche der Membran (13) mit Abstand gegenüberstehen, im wesentlichen parallel oder auch spiegelbildlich zur Membrankontur in diesem Bereich verlaufen.

3. Mittel/Tiefton-Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (B) des Magnetsystems (11), welche der Membrankontur angepaßt sind, von einem mit dem Magnetsystem (11) verbundenen Formstück (27) gebildet werden.