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Lautsprecherkombination mit verschieden abgestimmten Einzellautsprechern, z. B. Hochton- und Tieftonlautsprechern
DE868921C
Germany
- Other languages
English - Inventor
Hans Emil Dipl-Ing Daerr Friedrich Dr-Ing Spandoeck - Current Assignee
- Siemens Corp
Worldwide applications
1949
DE
Application DEP44941A events
1949-06-05
1949-06-05
1953-03-02
Application granted
1953-03-02
Status
Expired
Description
translated from
-
[0001] Lautsprecherkombination mit verschieden abgestimmten Einzellautsprechern, z. B. Hochton- und Tieftonlautsprechern Bei Lautsprecherkombinationen wurden bisher im allgemeinen mehrere verschieden abgestimmte Einzellautsprecher, z. B. Hochton- und Tieftonlautsprecher, in bestimmter Anordnung auf einem Träger, z. B. einer Schallwand, befestigt. Jeder Lautsprecher dient dabei zur Übertragung eines Teilbereiches des Hörfrequenzbandes. Die Anordnung weist jedoch Nachteile bezüglich der Schallverteilung auf, die tiefen Töne breiten sich nämlich allseitig im Raume aus, während die hohen Töne durch die Membranen verhältnismäßig scharf gerichtet werden. Die Übertragung ist demzufolge nur in Achsrichtung der Lautsprecher mit über die gesamte Bandbreite gleichmäßiger Stärke hörbar. Seitlich davon werden dagegen im wesentlichen nur die tiefen Töne aufgenommen. Bei der Verwendung solcher Lautsprecherkombinationen für die Schallübertragung in großen Räumen tritt der weitere Nachteil hinzu, daß die tiefen Töne an den Raumwänden bzw. an der Decke reflektiert werden, insbesondere dann, wenn die akustische Raumdämpfung, die mit großen Kosten verbunden ist, nicht ausreicht. -
[0002] Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß bei der Lautsprecherkombination auf einem gemeinsamen Träger, z. B. Schallwand, für wenigstens zwei Teilbereiche des Frequenzbandes jeweils mehrere, unter sich gleich abgestimmte Einzellautsprecher vorgesehen sind, die, vorzugsweise in vertikalen Reihen, für ihre Teilbereiche nach Art der geraden Strahlergruppe wirken. Die Einzellautsprecher der Teilbereiche «-erden --weekmäßg -in #solcher_ Lage zueinander angeordnet, daß die Richtcharakteristiken der Strahlergruppen der Teilbereiche annähernd einander gleich sind. Hierdurch.ergibtsich der Vorteil, daß die tiefen Töne sich im wesentlichen in gleicher Weise im Raum ausbreiten wie die hohen Töne; das gesamte Frequenzband ist infolgedessen an allen Plätzen der' Hörfläche gleichmäßig hörbar. Durch die Richtwirkung werden ferner Reflexionen an Decken und Wänden vermieden, und die Hörer. sind in erster Linie dem direkten Schall ausgesetzt. Die Anordnung ist also in halligen Räumen besonders vorteilhaft. -
[0003] Zur Bildung annähernd gleicher Richtcharakteristiken in den Teilbereichen werden erfindungsgemäß die Abstände der äußeren Einzellautsprecher der Strahlergruppen für die Teilbereiche so bemessen, daß sie sich wie die Wellenlängen der tiefsten zu übertragenden Töne der zugehörigen Teilbereiche verhalten. Die Tieftönlautsprecher bilden also längere Reihen als die Hochtonlautsprecher. Die Strahlergruppen der Teilbereiche können in mehreren, vorzugsweise parallelen Reihen angeordnet werden. Es können jedoch auch sämtliche verschieden abgestimmte Einzellautsprecher in-einer gemeinsamen Reihe liegen, dabei sind vorzugsweise die Hochtonlautsprecher innen und die Tieftonlautsprecher außen in der Reihe angeordnet. Die Lautsprecher, insbesondere die Hochtönlautsprecher, werden zweckmäßig mit geneigter und oder nach der Seite gerichteter Achse eingebaut; sie sind gegebenenfalls schwenkbar. -
[0004] Die Erfindung und dazugehörige Einzelheiten sind an Hand der Abb. i »bis. 14 beispielsweise erläutert. -
[0005] In Abb.i ist eine Ausführungsform der Erfindung in Vorderansicht dargestellt. Auf einer vorzugsweise vertikal gestellten; schmalen und langen Schallwand S sind in der Mitte mehrere; z. B. drei Hochtonlautsprecher Hl, 1-12, H3 in einer Reihe angeordnet. Darüber und darunter befinden sich mehrere, z. B. je drei Tieftonlautsprecher T1, T2, T3 bzw. T4; T5, T6. Die HochtonlautsprecherHl, H2, H3 sind nach Art der geraden Strahlergruppe gleichphasig zusammengeschaltet und werden über das Hochpäßfilter F2 vom Verstärker Y gespeist. Die Tieftonlautsprecher T, ... T6 liegen in änalo@er Schaltung- über das -TiefpaßfilterFl am gleichen Verstärkerausgang. Der Abstand der äußeren Höchtonlautsprecher H1 und H3 verhält sich zum Abstand der äußeren iTieftonlautsprecher Ti und T6 wie die Wellenlänge des tiefsten Tones des Hochtonbereiches: zur Wellenlänge des tiefsten Tones des Tieftonbereiches. Auf Grund dieser Dimensioriierung sind die Richtcharakteristiken in beiden Teilbereichen annähernd einander gleich. Der Schall wird dabei im ganzen Frequenzbereich senkrecht zur Schallwandebene stark gebündelt, d: h. die Richtcharäli:teristik besitzt in der Vertikalebene die Form einer- senkrecht auf der- Schallwand S stehenden Ketile.. -In der Breite ist die Abstrahlung verhältnismäßig- gleichmäßig-, -die horizontale Richtcharäkteristik besitzt bespielsweise'die Form einer Acht. Besonders zweckmäßig ist die Verwendung @-on einseitig gerichteten Lautsprechern mit auf den Schall von der -einen Membranseite einwirkenden Laufzeitgliedern. Dabei besitzt die horizontale Richtcharakteristik z. B: die Form einer Niere. -
[0006] In Abb. :2 ist die Lautsprecherkombination von der' Seite gesehen dargestellt. Die Tieftonlautsprecher T1 . : . T6 sind zweckmäßig unmittelbar auf der Schallwand S befestigt; die Hochtonlautsprecher Hl, H2, H, sind gegebenenfalls mit schräger, z. B. nach abwärts geneigter Achse eingebaut Hierdurch können die hohen Töne, die bereits durch die Membran in gewissem Maße gerichtet sind, unabhängig von der Gruppenrichtwirkung in den Räum gestrahlt werden: In Abb.3 ist ein Querschnitt durch die Lautsprecherkombination dargestellt. Die Achsen der Hochtonlautsprecher sind hier auch nach beiden Seiten gerichtet, um die hohen Töne in der Breite gleichmäßig abzustrahlen. Bei der Anordnung nach Abb. 4 ist die gesamte Hochtongruppe an einem schräg gestellten Zwischenträger Z der Schallwand S angeordnet. In Abb. 5, die die Kombination von vorn und im Vertikalschnitt zeigt, ist der Zwischenträger Z mit den Hochtonlautsprechern um die horizontale Achse A schwenkbar. Nach Abb. 6 ist der Zwischenträger 7 - mit den Hochtonlaütsprechern sowohl nach oben und unten als auch nach der Seite schwenkbar, z. B. mit Hilfe eines Kardangelenkes. Bei der Anordnung nach Abb.7 liegen vier Höchtonlautsprecher Hl . . . H4 jeweils zwischen zwei benachbarten Tieftonlautsprechern, von denen insgesamt z. B. sieben (T1 : .. T7) vorgesehen sind. Die Abb. 8 zeigt von vorn und. im Querschnitt eine Lautsprecherkombination, bei der die Tieftonlautsprecher T1 ... T. in der Mitte der Schallwand eine eigene Reihe bilden; links und rechts davon liegt je eine Reihe mit Hochtonlautsprechern Hl . . . H4 bzw. Hl' . : . H,1'. Die Reihen mit den Hochtonlautsprechern sind zweckmäßig mit nach beiden Seiten gerichteten Achsen eingebaut. Nach Abb.9 sind die Hochtonlautsprecher in den seitlichen Reihen um die Vertikalachsen B schwenkbar. Um die Schallverteilung auch in der Breite für die Teilbereiche möglichst gleich zu machen, wird nach der weiteren Durchbildung der Erfindung die Schallwand im Bereich der Tieftonlautsprecher breiter ausgebildet als im Bereich der Hochtonlautsprecher. Ausführungsbeispiele dieser Art sind in Abb. io und ii dargestellt. Die Schallwand.S ist im Bereich der Tieftonlautsprecher T1 ... -T6 so breit ausgebildet; daß auch die tiefsten Töne einwandfrei - abgestrahlt werden unter Vermeidung des akustischen Kurzschlusses. Im Bereich der Hochtonlautsprecher HI, H2, H3 ist die Schallwand schmaler. In Abb. ii liegen auf einer Schallwand S außen die Tieftonlautsprecher T1 und T2, weiter innen die Mittelf requenzlautsprecher M, ... M4 und in der Mitte dazwischen die Höchtonlautsprecher Hl; H2, H3. Die Schallwand S ist in der Breite entsprechend den - zugehörigen Teilbereichen abgestuft. -
[0007] Als Lautsprecher für die verschiedenen Teilbereiche werden gegebenenfalls verschiedenartige Systeme verwendet, z. B. als Tieftonlautsprecher elel;trodvnamische mit Bonusmembranen und als Hochtonlautsprecher Druckkammersysteme mit Schalltrichtern oder elektrostatische oder piezoelektrische. Es können auf der Schallwand außer den für die Teilbereiche vorgesehenen Strahlergruppen unter Umständen noch Einzellautsprecher eines oder mehrerer Teilbereiche vorgesehen werden, um den Schall an bestimmte Stellen des Raumes bevorzugt zu strahlen. Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in .ebb. 12 dargestellt;@hier befindet sich auf der Schallwand außer der Hochton- und der Tieftongruppe noch ein unabhängiger Hochtontrichter HT, der gegebenenfalls nach der Seite und/oder nach der Höhe verstellbar ist; dieser kann auch für den gesamten Frequenzbereich eingerichtet sein. -
[0008] In Abb. 13 ist die Anordnung der Lautsprecherkombination in einem Wiedergaberaum dargestellt. Die SchallwandS ist mit in der Reihe übereinänderliegenden Lautsprechern, d. h. vertikal, um den Winkel lYi gegenüber der Vertikalen auf die Hörfläche zu geneigt befestigt. Zweckmäßig ist der Winkel L,', so gewählt, daß die tiefen Töne entsprechend der keulenförmigen Richtcharakteristik R1 im wesentlichen in den hinteren Teil des Raumes gerichtet sind. Die Hochtongruppe ist dagegen um den größeren Winkel W, gegenüber der Vertikalen geneigt, ihre Richtcharakteristik R, zeigt demzufolge mehr auf den mittleren und vorderen Raumteil. Man erzielt hierdurch auf den entfernteren Hörplätzen, wo die Lautstärke geringer ist als vorn, eine Bevorzugung der tiefen Töne gegenüber den mittleren und hohen Tönen. Der physiologische Höreindruck ist infolgedessen an allen Plätzen des Raumes, d. h. bei großer und kleiner Lautstärke, unter Berücksichtigung der Ohrempfindlichkeit ein natürlicher. In einem Wiedergaberaum können auch mehrere Lautsprecherkombinationen der Erfindung vorgesehen werden; in einem Theater z. B. je eine auf jeder Seite der Bühne bzw. in einem Kinotheäter auf jeder Seite der Bildfläche. Dabei ist eine stereophonische Mehrkanalübertragung möglich. -
[0009] In weiterer Durchbildung der Erfindung wird für die Hochtonlautsprecher und die Tieftonlautsprecher ein gemeinsames Antriebssystem vorgesehen, das über angeordnete Trichter abstrahlt, deren Öffnungen, vorzugsweise in vertikalen Reihen gruppiert, für ihre Teilbereiche nach Art der geraden Strahlergruppe zusammenwirken. Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist- in Abb. 1q. von vorn und im Schnitt dargestellt. ls Antriebssystem dient z. B. ein Konuslautsprecher K, an dessen Membranvorderseite, gegebenenfalls über eine Druckkammer, ein Schalltrichter C angeschlossen ist. Dieser besitzt einen schmalen und hohen OOuerschnitt und ist gegebenenfalls durch Trennwände D in Teiltrichter unterteilt. Von der Membranrückseite gehen zwei Tieftontrichter Ei und E" aus, die gekrümmt sind und ebenfalls schmale hohe Öffnungen besitzen; letztere münden oberhalb und unterhalb des Hochtontrichters C in gleicher Ebene wie dieser, deren Öffnungen zusammen eine Strahlergruppe für die tiefen Töne bilden. Der Hochtontrichter C besitzt auf Grund seiner Form bzw. Unterteilung ebenfalls die Richtcharakteristik einer Strahlergruppe, die sich mit derjenigen der Tieftontrichter annähernd deckt. Die Tieftontrichter können auch mehrfach gekrümmt sein oder in an sich bekannter Weise aus ineinandergeschachtelten Teiltrichtern bestehen.
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- PATENTANSPRÜCHE: i. Lautsprecherkombination mit verschieden abgestimmten Einzellautsprechern, z. B. Hochton- und Tieftonlautsprechern, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem gemeinsamen Träger, z. B.. Schallwand (S), für wenigstens zwei Teilbereiche des Frequenzbandes, jeweils mehrere unter sich gleich abgestimmte Einzellautsprechei vorgesehen sind, die, vorzugsweise in vertikalen Reihen, für ihre Teilbereiche nach Art der geraden Strahlergruppe wirken. :2. Kombination nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzellautsprecher der Teilbereiche in solcher Lage zueinander angeordnet sind, daß die Richtcharakteristiken der Strahlergruppen der Teilbereiche annähernd einander gleich sind. 3. Kombination nach Anspruch a, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung annähernd gleicher Richtcharakteristiken die Abstände der äußeren Einzellautsprecher der Strahlergruppen für die Teilbereiche, z. B. der Tieftonlautsprecher (T1 . . . T7) bzw. der Hochtonlautsprecher (1i ... H4), °sich wie die Wellenlängen der tiefsten zu übertragenden Töne der zugehörigen Teilbereiche verhalten. q.. Kombination nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verschieden abgestimmten Einzellautsprecher der Strahlergruppen verschiedener Teilbereiche in einer Reihe liegen, vorzugsweise die Hochtonlautsprecher (Hl. . . H4) innen und die Tieftonlautsprecher (T1 . . . T7) außen. 5. Kombination nach einem der Ansprüche i bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß die Einzellautsprecher der Teilbereiche, vorzugsweise die-Hochtonlautsprecher (H1 ... H4), mit geneigter und/oder nach der Seite gerichteter Achse eingebaut sind. 6. Kombination nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzellautsprecher der Teilbereiche, vorzugsweise die Hochtonlautsprecher (H1 ... H4), in vertikaler und/oder horizontaler Richtung schwenkbar eingebaut sind. 7. Kombination nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzellautsprecher eines Teilbereiches, z. B. die Hochtonlautsprecher (H1 ... H4), auf einem gemeinsamen Zwischenträger (Z), z. B. Schallwand, angeordnet sind, der in vertikaler und/oder horizontaler Richtung schwenkbar eingebaut ist, z. B. nach Art eines Kardangelenkes. 8. Kombination nach einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallwand (S) im Bereich der Tieftonlautsprecher (T, . . . T7) breiter ausgebildet ist als im Bereich der Hochtonlautsprecher (Hl . . . H4). g. Kombination nach einem der Ansprüche i bis 3, 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lautsprecher der Teilbereiche in zueinander parallelen Reihen eingebaut sind; vorzugsweise eine Reihe mit Tieftonlautsprechern (T1. . .T7) in der Mitte der Schallwand (S) und je eine Reihe mit Hochtonlautsprechern (HI . .. H4 bzw. H.' . . . H41), auf beiden Seiten daneben, letztere vorzugsweise mit nach den Seiten gerichteten Achsen eingebaut. ro. Kombination nach einem der Ansprüche r bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Tieftonlautsprecher (Ti . . . T7) und als Hochtonlautsprecher (H,. .. H4) verschiedenartige Systeme verwendet sind, z: B. als Tieftonlautsprecher elektrodynamische mit Konusmembran und als IIochtonlautsprecher Druckkammersysteme mit Schalltrichtern öder elektrostatische oder piezoelektr ische. i i. Kombination nach einem der Ansprüche i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß für die Hochtonlaütsprecher und die Tieftonlautsprecher ein gemeinsames Antriebsystern vorgesehen ist, das über Trichter abstrahlt, deren Öffnungen; vorzugsweise in vertikalen Reihen gruppiert, für ihre Teilbereiche nach Art der geraden Strahlergruppe zusammenwirken, z. B. derart; daß in einer Reihe in der Mitte ein oder mehrere Öffnungen eines von der einen Membranseite des Antriebsystems ausgehenden Hochtontrichters (C) liegen und darunter und darüber je eine oder mehrere Öffnungen von der anderen Membranseite ausgehender Tieftontrichter. 12. Kombination nach einem der Ansprüche i bis i i, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung der Lautsprecher, daß die tiefen Töne bevorzugt auf die entfernteren Plätze der Hörfläche und die mittleren bzw. hohen Töne bevorzugt auf die näher am Lautsprecher liegenden Plätze gerichtet sind. .Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. q.51 662, 524 198, 682 647; K l e i n, Lautsprecher, 1936, S. 18, 51; U m b e h r und Wolkenberg, Der Tonfilm, i936;. S. 408; Elektrische Nachrichten-Technik (ENT), 1927, S. 243, 244 und ig29, S. 169; 170.