-
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung einer
Unhüllungsstruktur für eine Lautsprechereinheit oder in bezug auf
sie. Insbesondere betrifft die Erfindung eine
Lautsprechereinheit und eine Abdeckstruktur dafür, die eine
Resonanzschallabstrahlung von einer Lautsprechereinheit, einer
Lautsprechereinheit-Halterung vom rückseitig offenen Typ, z. B.
einer Schallwand oder einem Rahmen, oder einer
Lautsprechereinheit-Halterung vom gekapselten Typ, verhindert, um dadurch
Schallsignale mit hoher wiedergabetreue zu reproduzieren.
-
Ungeachtet des Typs oder der Form der
Lautsprechereinheit-Halterung, d. h., vom rückseitig offen oder gekapselten
Typ, muß die Lautsprechereinheit-Halterung ausreichend steif
sein, um die stabile Befestigung der Lautsprechereinheit zu
gewährleisten, und gleichzeitig muß sie eine ausreichend
große Innenschalldämpfung haben, um ihre Resonanz möglichst
weitgehend zu verringern.
-
Es gibt jedoch kein Material, das diese Forderungen
erfüllt. Betrachtet man nur die Steifigkeit, kann die
Lautsprechereinheit-Halterung vorzugsweise aus Metall, Keramik oder
Glas bestehen. Zur Senkung des Gewichts der
Lautsprechereinheit-Halterung und damit einer möglichst weitgehenden
Verkürzung ihrer Resonanzzeit werden metallische
Lautsprechereinheit-Halterungen mit einer Wabenstruktur verwendet. Diese
Wabenstruktur kann jedoch nicht die hohe Resonanzschärfe bzw.
den scharfen "Q"-Faktor der Lautsprechereinheit-Halterung
eliminieren. Die Gewichtsverringerung von Glas- oder
Metallhalterungen ist unmöglich, weshalb sich ihre Resonanzzeit
nicht durch geringeres Gewicht verkürzen läßt. Hier wird ein
Gummistück an einer Stelle verwendet, an der eine
Lautsprechereinheit an der Lautsprechereinheit-Halterung befestigt
ist, wodurch eine Schwingungsübertragung vom Lautsprecher zur
Lautsprechereinheit-Halterung unterdrückt wird. Als Nachteil
verhindert die Verwendung eines solchen Gummistücks zwischen
der Lautsprechereinheit und der Lautsprechereinheit-Halterung
die stabile Befestigung der Lautsprechereinheit an der
Lautsprechereinheit-Halterung. Nachteilig ist ferner, daß sich
kaum ein klar schwingender Klang des aufgezeichneten Schalls
wiedergeben läßt.
-
Betrachtet man nur die Innenschalldämpfung, kann die
Lautsprechereinheit-Halterung vorzugsweise aus Holz oder
Kunststoffen bestehen. Im Vergleich zu den vorgenannten
hochsteifen Materialien haben diese Materialien einen
abgeflachten "Q"-Faktor. Bei diesen Materialien kann sich der Schall
jedoch mit einer solch geringen Geschwindigkeit ausbreiten,
daß ein schwerer, dicker Resonanzschall verursacht werden
kann. Somit dürfte deutlich sein, daß sich die Probleme nicht
restlos durch Materialauswahl lösen lassen.
-
Alle Materialien mit einer gewissen Steifigkeit, von
Kunststoffen bis hin zu Feinkeramik, verursachen Resonanz.
Zur Verringerung unerwünschter Resonanz wird ein
schalldämmendes Material, z. B. Blei oder Gummi, auf steife
Materialien aufgebracht, doch diese Abhilfe verschlechtert die
Klangwiedergabe, indem sie einen schweren, dicken Klang als
Begleitung des reproduzierten Klangs verursacht. Ohne Abhilfe
zur Resonanzverringerung in der Lautsprechereinheit-Halterung
tritt eine merkliche Verzerrung der Klangwiedergabe auf.
-
Zur Milderung der vorstehend beschriebenen Probleme
wurde vorgeschlagen, eine gekapselte
Lautsprechereinheit-Halterung mit einem schallabsorbierenden Material auszustopfen,
was in den US-A-2315896, 3275100 und in der japanischen
Gebrauchsmusteranmeldung 2-126493(A) gelehrt ist.
-
Für die rückseitig offene Lautsprechereinheit-Halterung
gab es kaum andere Vorschläge als die, ein Gummistück
zwischen einen Lautsprecher und eine zugehörige
Lautsprechereinheit-Halterung einzusetzen.
-
Andere Teile als der Konus oder die Membran einer
Lautsprechereinheit, z. B. der Dauermagnet, das Konusgehäuse oder
die Membranhalterung und die Elektrodenhalterung, sind aus
hochsteifen Materialien hergestellt, und diese hochsteifen
Teile des Lautsprechers liegen bei Anbringung an eine
rückseitig offene Lautsprechereinheit-Halterung außen frei,
wodurch der Resonanzschall von solchen hochsteifen Teilen
zusätzlich zu dem von der Lautsprechereinheit-Halterung
abgestrahlt werden kann.
-
Für die geschlossene Lautsprechereinheit-Halterung gilt,
daß bei Herstellung der Lautsprechereinheit-Halterung gemäß
dem Vorschlag in den US-A-2315896 und 3275100 aus
Sperrholzplatten, Holz oder anderen Materialien, für die eine große
Innenschalldämpfung charakteristisch ist, leicht ein
schwerer, dicker Klang aufgrund einer relativ geringen
Schallübertragungsgeschwindigkeit in diesen Materialien verursacht
wird. Nachteilig ist auch, daß sich das stabile Halten von
Lautsprechereinheiten kaum erreichen läßt. Das Gesamtgewicht
des kastenartigen Lautsprechersystems wird durch die gesamte
Bodenfläche des kastenartigen Gehäuses getragen, und es ist
höchst wahrscheinlich, daß die in sehr kleinen unregelmäßigen
Räumen an der Grenzfläche zwischen der Bodenfläche des
Gehäuses und dem Raumfußboden eingeschlossene Luft Resonanz
verursacht und damit Resonanzschall erzeugt.
-
Hat gemäß der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 2-
126493(A) ein Lautsprechersystem Füße, die auf dem Fußboden
stehen, wird der Resonanzschall der
Lautsprechereinheit-Halterung über solche Beine leicht zum Fußboden übertragen.
-
Die US-A-3867996 betrifft eine Umhüllungsstruktur für
eine Lautsprechereinheit, bei der die Lautsprechereinheit-
Halterung eine kastenartige Kapselung ist, deren gesamte
Innen- und Außenfläche mit einem Schallschutz- bzw.
Sperrmaterial bedeckt ist, das eine erhöhte Schalldämpfung hat.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine
Abdeckstruktur mit einer Lautsprechereinheit bereitzustellen, bei
der der Resonanzschall nahezu vollständig beseitigt und die
Qualität der Klangwiedergabe wesentlich verbessert ist.
-
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der selbständigen
Ansprüche 1 bzw. 7 gelöst.
-
Wie aus der vorstehenden Darstellung verständlich sein
dürfte, können nicht nur die Lautsprechereinheit-Halterung,
sondern auch andere Teile der Lautsprechereinheit als der
Konus oder die Membran des Lautsprechers Resonanz nicht
eliminieren. Eine vollständige Resonanzbeseitigung der
Lautsprechereinheit-Halterung ist durch Resonanzschalldämmung
unmöglich, aber das Einschließen und Abschirmen der Schallenergie
infolge der Resonanz der Lautsprechereinheit-Halterung ist
praktisch möglich. Festgestellt wurde, daß das Kapseln der
Lautsprechereinheit-Halterung in einer schallabschirmenden
Sperre wirksam eine Abstrahlung des Resonanzschalls aus dem
Inneren der Kapselung in die Umgebungsluft verhindert und daß
der Resonanzschall unter akustischem Gesichtspunkt nahezu
vollständig beseitigt werden kann.
-
Somit schlägt der Erfinder vor, mindestens die
Lautsprechereinheit-Halterung aus hochsteifem Material durch eine
Schallsperre einzuschließen und einzukapseln. Außerdem
schlägt der Erfinder vor, die hochsteifen Teile eines
Lautsprechers bei Anbringung an eine
Lautsprechereinheit-Halterung mit flacher Schallwand (rückseitig offen) durch eine
Schallsperre einzuschließen und einzukapseln. Dies bewirkt
eine Resonanzschallbeseitigung und verbessert somit
wesentlich die Qualität der Klangwiedergabe. Die vollständige
Kapselung des Gehäuses bewirkt eine Beseitigung unerwünschter
Resonanzschallübertragung über dessen Füße zum Fußboden sowie
eine Resonanzeliminierung, die ansonsten in den kleinen
Räumen an der Grenzfläche zwischen der Gehäusebodenfläche und
dem Fußboden verursacht würde.
-
Eine Umhüllungsstruktur für eine Lautsprechereinheit mit
einer ruckseitig offenen Lautsprechereinheit-Halterung aus
einem hochsteifen Material ist erfindungsgemäß so aufgebaut,
daß die hochsteifen Materialteile der Lautsprechereinheit und
die gesamte Innen- und Außenfläche der Lautsprechereinheit-
Halterung mit einem schallabsorbierenden Material abgedeckt
sind und daß die Abdeckung aus dem schallabsorbierenden
Material mit einer Lage aus einem Schallsperrmaterial abgedeckt
ist, für das eine erhöhte Schalldämmung charakteristisch ist,
so daß eine Schallsperrkapselung gebildet ist.
-
Eine Lautsprechereinheit und Abdeckstruktur dafür mit
einer kastenartigen Lautsprechereinheit-Halterung aus einem
hochsteifen Material ist erfindungsgemäß so aufgebaut, daß
die gesamte Innen- und Außenfläche der kastenartigen
Kapselung mit einem schallabsorbierenden Material abgedeckt ist
und daß die Abdeckung aus dem schallabsorbierenden Material
mit einer Lage aus einem Schallsperrmaterial abgedeckt ist,
für das eine erhöhte Schalldämmung charakteristisch ist, so
daß eine Schallsperrkapselung gebildet ist.
-
Zu Beispielen für hochsteife Materialien gehören
Hartmetalle, z. B. Stahl, harte Kunststoffe, Glas, Keramik oder
Feinkeramik. Lautsprecher können vom dynamischen oder
Kondensatortyp sein.
-
Zu Beispielen für schallabsorbierende Materialien
gehören Glaswolle oder Steinwolle mit relativ hoher Dichte. Zu
Beispielen für Schallabschirm- oder Sperrmaterialien gehören
mit pulverisiertem Blei imprägnierter Gummi oder weiche
Kunststoffe, z. B. Polypropylen, wobei diese Materialien
durch eine erhöhte Innenschalldämmung gekennzeichnet sind.
-
Zur Beseitigung der unregelmäßigen Grenzfläche zwischen
dem Gehäuseboden und dem Fußboden ist bevorzugt, daß Füße am
Gehäuseboden befestigt und solche Füße in der
Schallsperrkapselung eingeschlossen sind.
-
Im Betrieb reagiert die Lautsprechereinheit auf
elektrische Signale, um reproduzierten Klang von der Vorderseite des
Lautsprechers abzustrahlen, und gleichzeitig erreicht die
Schallwelle in der entgegengesetzten Phase die
Lautsprechereinheit-Halterung, den Dauermagneten, die Konus- oder
Membranhalterung, die Elektrodenhalterung und andere hochsteife
Teile des Lautsprechers, so daß die
Lautsprechereinheit-Halterung und diese hochsteifen Teile in Resonanz kommen können,
wobei jedoch der Resonanzschall nicht aus der umgebenden
Schallsperre austreten kann. Die steife Lautsprechereinheit-
Halterung gewährleistet das stabile Halten des Lautsprechers.
-
Sind Füße am Gehäuseboden befestigt und sind diese Füße
in der Schallsperrkapselung eingeschlossen, kann kein
Resonanzschall
an der Grenzfläche zwischen dem Gehäuse des
Lautsprechersystems und dem Fußboden verursacht werden.
-
Während das stabile Halten der Lautsprechereinheit
infolge der Verwendung eines hochsteifen Materials bei
Herstellung einer Lautsprechereinheit-Halterung gewährleistet ist,
wird Resonanzschallabstrahlung praktisch verhindert, wodurch
sich die Qualität der Klangwiedergabe verbessert. Dies gilt
besonders bei einer rückseitig offenen Lautsprechereinheit-
Halterung, bei der bisher davon ausgegangen wurde, daß sie
keinen reinen Klang aufgrund der Resonanz ihrer Schallwand
erzeugen kann.
-
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung hervor, die in den beigefügten Zeichnungen
dargestellt sind. Es zeigen:
-
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine umgekehrte
"T"-förmige Lautsprechereinheit-Halterung vom flachen Schallwandtyp
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
-
Fig. 2 einen Schnitt durch die in Fig. 1 verwendete
Lautsprechereinheit, der zeigt, wie das Joch und das
Konusgehäuse der Lautsprechereinheit abgedeckt sind;
-
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Lautsprechereinheit-
Halterung vom flachen Schallwandtyp mit einer an ihr
angebrachten Kondensatorlautsprechereinheit gemäß einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung;
-
Fig. 4 einen Längsschnitt an der Linie X-X in Fig. 3 in
der Ansicht in die durch Pfeile bezeichnete Richtung;
-
Fig. 5 einen Querschnitt an der Linie Y-Y in Fig. 4 in
der Ansicht in die durch Pfeile bezeichnete Richtung; und
-
Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine kastenartige
Lautsprechereinheit-Halterung gemäß noch einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung.
-
In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen
Bezugszahlen bezeichnet. Fig. 1 zeigt ein Lautsprechersystem
unter Verwendung einer Umhüllung einer Lautsprechereinheit
gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
insbesondere unter Verwendung einer rückseitig offenen, umgekehrt
"T"-förmigen
Schallwand oder Lautsprechereinheit-Halterung.
Es weist einen dynamischen Lautsprecher 1, eine flache
Schallwand oder Lautsprechereinheit-Halterung 2 und eine
Schallsperre oder Abschirmkapselung 3 auf.
-
Die flache Schallwand 2 besteht aus Feinkeramik hat eine
umgekehrte "T"-Form, die aus einer senkrechten Platte 21 und
einer waagerechten Platte 22 besteht. Die dynamische
Lautsprechereinheit 1 ist am Umfang der Öffnung der senkrechten
Platte 21 über einen zugehörigen ringförmigen Rahmen 4 und
Schrauben 6 angebracht. An der Bodenfläche der waagerechten
Platte 22 sind vier Füße 5 befestigt. Die flache Schallwand 2
kann aus Glas, Keramik, harten Kunststoffen oder anderen
hochsteifen Materialien bestehen.
-
Die Lautsprechereinheit 1 weist einen mittigen
Dauermagneten 12, ein "U"-förmiges Joch 13 und einen Konus oder eine
Membran 11 auf, der (die) am Joch 13 angebracht ist. Ein
Konusgehäuse 14 ist am Umfang des Jochs 13 und gleichzeitig am
ringförmigen Rahmen 4 befestigt, der am Umfang der Öffnung
der senkrechten Platte 21 durch die Schrauben 6 befestigt
ist, was zuvor beschrieben wurde.
-
Die flache Schallwand 2 und die hochsteifen Teile der
Lautsprechereinheit, d. h., das Konusgehäuse 14 und das Joch
13 der Lautsprechereinheit, sind durch die Schallabschirmung
3 eingeschlossen und eingekapselt. Insbesondere ist die
Vorderseite mit Ausnahme des Konus 11 der Lautsprechereinheit
durch die Schallabschirmung abgeschirmt, und die Rückseite
der Lautsprechereinheit ist vollständig durch die
Schallabschirmung abgeschirmt. Darstellungsgemäß sind der Rahmen 4
der Einheit, die flache Schallwand 2, das Konusgehäuse 14 und
die Rückseite des Jochs 13 mit einem schallabsorbierenden
Material abgedeckt, z. B. Glaswolle 3a mit relativ hoher
Dichte, und diese schallabsorbierende Abdeckung ist mit einer
Lage aus Schallsperrmaterial 3b abgedeckt, für das eine erhöhte
Schalldämpfung charakteristisch ist, z. B. einer mit
pulvensiertem Blei impragnierten Gummilage. Alle Ecken der
Schallsperre 3b sind abgerundet, um einen Schallabschirmeffekt
infolge von Beugung zu bewirken.
-
Das Konusgehäuse 14 der Lautsprechereinheit kann eine
Kreuzform gemäß Fig. 2 haben. Eine solche Lautsprechereinheit
ist gekapselt, ohne daß ihre hochsteifen Teile freiliegend
bleiben, und die Kapselung hat vier Öffnungen H.
-
Bei Inbetriebnahme des dynamischen Lautsprechers 1 kann
durch die Lautsprechereinheit-Halterung 2, das Joch 13 und
das Konusgehäuse 14 der Lautsprechereinheit eine Abstrahlung
von Resonanzschall im Hochfrequenzbereich erfolgen, wonach
der hochfrequente Resonanzschall von solchen hochsteifen
Teilen in der umgebenden schallabsorbierenden Schicht 3a
absorbiert und durch die darüber liegende Schallsperre 3b, die
einen stark abgeflachten "Q"-Faktor hat, abgeschirmt wird. Das
verwendete schallabsorbierende Material hat eine solche hohe
Dichte, daß ein Verzögerungseffekt wie jener
Verzögerungseffekt bewirkt werden kann, der zur Absorption des
Resonanzschalls hervorgerufen wird, der durch mit erhöhter
Geschwindigkeit in Rohrleitungen fließendes Fluid erzeugt wird.
-
Die Schallsperre 3b verhindert Abstrahlung von
Resonanzschall, der ansonsten durch die in den Unregelmäßigkeiten an
der Grenzfläche zwischen den Füßen 5 der Lautsprechereinheit-
Halterung und dem Fußboden eingeschlossenen Luft bewirkt
würde.
-
Fig. 3 bis 5 zeigen eine Lautsprechereinheit-Halterung
vom Typ mit flacher Schallwand, die zu einer
Umhüllungsstruktur einer Lautsprechereinheit gemäß einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung gehört. Eine
Kondensatorlautsprechereinheit ist mit la bezeichnet, eine
Lautsprechereinheit-Halterung oder ein Rahmen ist mit 2a bezeichnet, und eine
Schallabschirmung zum abgedichteten Einkapseln der
Lautsprechereinheit-Halterung 2a ist mit 3 bezeichnet.
-
Die Kondensatorlautsprechereinheit la weist auf: eine
plattenartige Membran 11a, einen Rahmen 4a der Einheit zum
Festhalten der plattenartigen Membran ha, Elektrodennetze
100, die von der Vorder- und Rückseite der plattenartigen
Membran ha beabstandet und waagerecht über sie gespannt
sind, mehrere Elektrodenhalterungen 101, die senkrecht zum
Halten der Elektrodennetze 100 verlaufen, und Verstärkungen
102, die waagerecht zum Halten der Elektrodenhalterungen 101
an ihren Mitten verlaufen. Jedes Elektrodennetz 100 hat
mehrere entgegengesetzte "U"-förmige Enden, die an der
Vorderbzw. Rückfläche des Rahmens 4a befestigt sind, und die
Hauptebene des Elektrodennetzes 100 wird an dessen
entgegengesetzten Seiten durch die senkrechten Elektrodenhalterungsstreifen
101 festgehalten. Die waagerechten Verstärkungen 102 sind an
den Elektrodenhalterungen 101 an deren Mitten angebracht, wo
die plattenartige Membran ha mit erhöhter Amplitude
schwingt.
-
Gemäß Fig. 3 bis 5 sind die hochsteifen Teile der
Lautsprechereinheit 1a, d. h. der Rahmen 4a der Einheit, die
Elektrodenhalterungen 101, die Verstärkungen 102 und der
Rahmen 2a durch die Schallabschirmung 3 abgedichtet
eingekapselt. Die Schallabschirmung 3 besteht aus einem
schallabsorbierenden Material, z. B. Glaswolle mit relativ hoher Dichte,
das vollständig den Rahmen 4a der Einheit, die
Elektrodenhalterungen 101, die Verstärkungen 102 und den Rahmen 2a
abdeckt, und einer Schallsperrlage 3b, z. B. einer mit
pulvensiertem Blei imprägnierten Gummilage, zum Abdecken des
schallabsorbierenden Materials 3a. Die darüber liegende
Schallsperre 3b ist an jeder Ecke abgerundet, um wie in der
ersten Ausführungsform den Schallabschirmeffekt infolge von
Beugung vorzusehen.
-
Im Betrieb bewirken der Rahmen 2a, der Rahmen 4a der
Einheit und die Elektrodenhalterungen 101 eine
Resonanzschallabstrahlung im Hochfrequenzbereich, wonach der
hochfrequente Resonanzschall von solchen hochsteifen Teilen in der
umgebenden schallabsorbierenden Schicht 3a absorbiert und
durch die darüber liegende Schallsperre 3b abgeschirmt wird,
die einen stark abgeflachten "Q"-Faktor hat.
-
Fig. 6 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der
Erfindung unter Verwendung einer gekapselten
Lautsprechereinheit-Halterung. In der Zeichnung ist eine dynamische
Lautsprechereinheit mit 1a bezeichnet, eine gekapselte
Lautsprechereinheit-Halterung mit 2c und eine Schallabschirmung zum
Einkapseln der Lautsprechereinheit-Halterung 2c mit 3.
-
Die Lautsprechereinheit-Halterung 2c ist eine
kastenartige Struktur aus Feinkeramik mit einer Öffnung 21c an ihrer
Vorderseite und einem dynamischen Lautsprecher 1a, der am
Umfang der Öffnung durch einen zugehörigen Rahmen 4a der
Einheit und Schrauben 6a angebracht ist. An ihrem Boden hat die
Lautsprechereinheit-Halterung 2c drei Füße 5a.
-
Die Lautsprechereinheit-Halterung 2c und ihre Füße 5a
sind durch die Schallabschirmung 3 abgedichtet eingekapselt,
wobei nur der Konus ha der Lautsprechereinheit von außen
sichtbar bleibt. Die Schallabschirmung 3 besteht aus einem
schallabsorbierenden Material 3a, z. B. Glaswolle mit relativ
hoher Dichte, das vollständig die
Lautsprechereinheit-Halterung 2c abdeckt, und einer Schallsperrlage 3b, z. B. einer
mit pulverisiertem Blei imprägnierten Gummilage, zum Abdecken
des schallabsorbierenden Materials 3a.
-
Im Betrieb des dynamischen Lautsprechers la bewirkt die
Lautsprechereinheit-Halterung 2c eine
Resonanzschallabstrahlung, wonach der Resonanzschall in der umgebenden
schallabsorbierenden Schicht 3a absorbiert und durch die darüber
liegende Schallsperre 3b abgeschirmt wird, die einen stark
abgeflachten "Q"-Faktor hat. Das schallabsorbierende Material mit
relativ hoher Dichte bewirkt einen Verzögerungseffekt, der
beim Dämpfen des Resonanzschalls infolge eines mit hoher
Geschwindigkeit in Rohrleitungen fließenden Fluids zu
beobachten ist.
-
Die Schallsperre 3b verhindert eine
Resonanzschallabstrahlung, die ansonsten durch die in den Unregelmäßigkeiten
der Grenzfläche zwischen den Füßen 5a der
Lautsprechereinheit-Halterung 2c und dem Fußboden eingeschlossene Luft
verursacht würde.