DE1076741B - Zimmerlautsprecher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zimmerlautsprecher mit Exponentialhorn und liegend angeordnetem Lautsprecher.

Es sind bereits Zimmerlautsprecher bekannt, die in eine Ecke des Zimmers gestellt werden und eine Rückabstrahlung entweder durch die Ecken, das Möbel selbst oder durch die die Ecken bildende Raumwände erzielen. Zur Umlenkung der Schallwellen sind im Horn dieser Lautsprecher besondere Reflektoren vorgesehen, die den Schall auf einen besonderen Schallverteiler lenken, der dann die Abstrahlung in den Raum bewirkt. Diese Lautsprecherausführungen weisen jedoch den entscheidenden Nachteil auf, daß sie nur in Zimmerecken verwendet werden können und eine beliebige Aufstellung im Raum nicht zulassen.

Bei einem weiteren bekannten Lautsprecher, der mit einem Exponentialhorn ausgerüstet ist, besitzt das Horn einen Krümmungswinkel kleiner als 90° in einer Ebene parallel zur Vorder- oder Rückwand des Gehäuses. Der Schall verläßt dabei das Gehäuse durch eine im unteren Teil der Vorderseite befindliche Öffnung. Folglich müssen die Schallwellen des liegend angeordneten Lautsprechers, welche also im wesentlichen vertikal abgestrahlt werden, zusätzlich zu dem durch das Horn bedingten Weg noch einem Richtungswechsel von 90° unterworfen werden, um aus der vorderen Öffnung austreten zu können. Zu diesem Zweck ist an der vorderen öffnung eine unter 45° geneigte Reflektorwand vorgesehen.

Aus der Akustik ist bekannt, daß die Gefahr der Entstehung störender stehender Wellen durch Reflektion wesentlich erhöht wird, wenn die Schallwellen Richtungsänderungen in bezug auf ihre Abstrahlrichtung vornehmen müssen. Dies ist aber bei den bekannten Lautsprechern der Fall. Ferner ist die Länge der oberen Fläche des Exponentialhorns bei diesen beinahe gleich der Länge des anderen Teils des Horns, wodurch die Klanggüte gemindert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zimmerlautsprecher so auszubilden, daß die erwähnten Mängel beseitigt und gleichzeitig eine tongetreue Wiedergabe durch die gleichmäßige und effektvolle Verteilung der rückwärtigen Abstrahlung im Bereich der niedrigen Tonfrequenzen ohne Zuhilfenahme von Zimmerecken erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, das Lautsprecherhorn so auszubilden, daß die Achse desselben in einer senkrecht zur Rückwand stehenden Vertikalebene eine Kurve von ungefähr 90° durchläuft, so daß die Schallwellen vom Lautsprecher nach Durchlaufen einer einzigen Kurve von ungefähr 90° direkt ins Zimmer gelangen. Zweckmäßig ist es, den Kanal, in welchen die rückwärtig erzeugten Schallwellen geleitet werden, im Zimmerlautspreclier

Anmelder:

Rene Delort, Bethesda, Md. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. M. Schneider und Dr. A. Eitel,
ίο Patentanwälte, Nürnberg, Hauptmarkt 29

Rene Delort, Bethesda, Md. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

wesentlichen einen dreieckförmigen Querschnitt zu geben und die zugehörigen Austrittsöffnungen in den Seitenwänden des Lautsprechergehäuses anzuordnen.

Bei dem erfindungsgemäßen Lautsprecher ist also

ein durch echte Exponentialkurven gebildetes Horn beträchtlicher Länge für die Frontabstrahlung vorhanden, während die Räume, welche von den Seitenteilen des Hornes und den Seitenwänden des Möbels gebildet werden, für die rückseitige Abstrahlung des Lautsprechers Verwendung finden, bei welchen die Schallwellen mittels Öffnungen in den Seitenwänden ins Freie geleitet werden.

Durch die Erfindung werden die Vorteile erzielt, daß die Herstellungskosten des Lautsprechers niedrig gehalten werden können und daß eine wahrheits- und klanggetreue Wiedergabe der Töne gesichert ist. Da im Exponentialhorn gemäß der Erfindung keine Verengungen des Tonweges vorhanden sind und dieser Weg möglichst lang gehalten ist, wird ein so gleichmäßig wie mögliches Anliegen der Luftsäule an die Lautsprechermembran gewährleistet.

In Weiterbildung der Erfindung soll der im wesentlichen dreieckförmige Kanal für rückwärtige Schallwellen durch die Seitenteile des Hornes und den Rück- und Seitenwänden des Gehäuses gebildet werden. Die Hornwände können verschiedene Länge für die Schallwellenführung von Lautsprecher zur Austrittsöffnung aufweisen, wobei die Teile, welche das Horn bilden, im wesentlichen längs einer Exponentialkurve verlaufen, welche parallel zu den Seitenwänden liegt. Das Horn kann genau oder annähernd nach Exponentialkurven ausgebildet sein, wobei diese Kurven in Ebenen parallel zu den Seitenwänden zu der Rückwand und auch in einer horizontalen Ebene verlaufen. Schließlich können die Bauteile, welche das Horn bilden, in

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allen Ebenen annähernd exponentiell verlaufen, während das Horn eine Rückwand aufweist, welche ebenfalls annähernd einer Exponentialkurve verläuft und einen Ablenkkörper besitzt, welcher ebenfalls annähernd nach einer Exponentialkurve verläuft.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Frontansicht eines Zimmerlautsprechers gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Ebene 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt in der Ebene 3-3 der Fig. 1,

Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung,

Fig. 5 einen Längsschnitt in derEbene5-5 der Fig. 5, Fig. 6 einen Querschnitt in der Ebene 6-6 der Fig. 4,

Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel in ähnlicher Form dem der Fig. 5,

Fig. 8 einen Querschnitt längs der Ebene 8-8 der Fig. 1, ao

Fig. 9 einen Querschnitt in der Ebene 9-9 der Fig. 4,

Fig. 10 einen Querschnitt längs der Ebene 10-10 der Fig. 7.

Bezüglich der dargestellten Ausführungsbeispiele, in denen die gleichen Bezeichnungen in den verschiedenen Ausführungsbeispielen für die funktionsgemäß gleichen Teile verwendet werden, werden in Fig. 1 die Seitenwände des Lautsprecherkabinetts mit 11 und 12 bezeichnet. In ihrem unteren Bereich weisen sie die öffnungen 13 und 14 auf. Diese Öffnungen 13 und 14 können eine beliebige Form und Größe besitzen und, falls wünschenswert, verstellbar sein. Im Hinblick auf die einfache Herstellung sind sie als Rechtecke dargestellt, was aber einer anderen Ausführungsform nicht hindernd entgegensteht.

Die obere Abdeckung des Tonmöbels bildet die Deckplatte 15, der Boden ist durch die Platte 16 verschlossen. Das Möbel kann mit Füßen oder Standleisten 17 versehen sein, um zwischen dem Fußboden und der Unterseite 16 einen Abstand zu bilden. Falls Füße genügender Höhe an Stelle von Standleisten verwendet werden, können die öffnungen 13 und 14 der Seitenwände 11 und 12 weggelassen werden und durch zwei dreieckige Öffnungen in der Bodenplatte des Möbels ersetzt werden.

Eine im wesentlichen trapezförmige Platte 18 bildet den Lautsprecherträger und ist im oberen Teil des Tonmöbels angebracht und mit einer entsprechenden Öffnung 19 versehen. Oberhalb dieser Platte ist der Lautsprecher 20 in beliebiger Weise an ihr befestigt. Die Platte 18 ist an den Trennwänden 26' und 27' und an der Rückwand 21 befestigt, z. B. durch Verschraubung, Verleimung, Nut und Feder oder ähnliches. Der Lautsprecher 20 ist von der Gattung, welche die Töne im unteren Bereich der hörbaren Tonfrequenzen wiedergibt. Die Töne, welche oberhalb dieses Frequenzbereiches liegen, werden durch geeignete Lautsprecher, die sich gleichzeitig in dem Tonmöbel befinden, wiedergegeben.

Die Verteilung der frontseitigen Abstrahlung des Lautsprechers wird durch ein im wesentlichen aus Exponentialkurven gebildetes Horn erzielt, wobei dieses aus der rückwärtigen Platte 25, die sich in einem Winkel oder Bogen von ungefähr 90° erstreckt und längs einer Exponentialkurve verläuft, gebildet wird. Außerdem wird das Horn noch von den Seitenwänden 26 und 27, welche die Rückwand längs der Exponentialkurven 28 und 29 unterteilen, begrenzt.

Es ist zu bemerken, daß die Seiten wände 26 und 27 in horizontaler Sicht ebenfalls im wesentlichen in einer Exponentialkurve verlaufen, was deutlich in Fig. 3 gezeigt ist, in welcher diese Wände teils in vollen, teils in unterbrochenen Linien dargestellt sind.

Im Hinblick auf eine weitergehende Ausbildung der exponentiellen Charakteristik des Hornes ist direkt unter der Platte 18 ein Ablenkungskörper 30 vorgesehen, welcher durch die beiden Exponentialkurven 31 bis 32 seine Form erhält.

Die Erfindung weist also ein Horn auf, das vollständig aus Exponentialkurven gebildet ist, in welchem die Schallwellen verschieden lange und um 90° gekrümmte Wege von der Membran 33 zu der Tonmöbelöffnung 33' innerhalb des Hornes durchlaufen, wodurch eine gleichmäßige Verteilung der Schallwellen vor allem in den unteren Frequenzbereichen erreicht wird.

Ein Raum 34, der durch die Platte 18 und die Deckplatte 19 gebildet wird, ergibt eine Druckkammer in dem Lautsprecherkabinett. Die Druckkammer 34 steht durch die Abstrahlungskanäle 35 und 36, welche zu den Öffnungen 13 und 14 führen, nach außen in Verbindung. Die Kanäle für die rückwärtige Abstrahlung des Lautsprechers werden also durch die Trennwände 26' und 27', durch die Seitenwände 12 und 11 und durch einen Teil der Rückwand 21 gebildet. Die Öffnungen 13 und 14 bilden den Abschluß nach außen. Mit 37 ist ein Dämpfungskörper bezeichnet, welcher die scharfen Ecken innerhalb der Druckkammer beseitigt und der dabei die Stauung der rückwärtigen Abstrahlung erhöht und die Nicht-Resonanz der Kanäle verbessert.

Die Strömungsrichtung der Schallwellen für die vorderseitige Abstrahlung ist durch die Pfeile a, die rückwärtige Abstrahlung durch die Pfeile b dargestellt.

Die Druckkammer 34 ist so groß ausgeführt, um die Hochton-Lautsprecher 39 und 40 aufzunehmen. Fig. 3 zeigt Hochton-Lautsprecher der Kompressionsgattung. Es können aber auch Lautsprecher anderer Gattung verwendet werden, was näher in der Beschreibung der Fig. 4 und 6 erläutert wird.

Die Hochton-Lautsprecher 39 und 40 können in geeigneter Weise an der Frontplatte 41 befestigt sein.

Der durchlaufene Weg der Schallwellen, die von den Hochton-Lautsprechern erzeugt werden, ist durch die Pfeile c in Fig. 3 und durch Pfeile c' in Fig. 6 dargestellt.

In Fig. 4 bis 6 wird ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Lautsprechermöbels der Fig. 1 bis 3 gezeigt, bei welchem im wesentlichen ebene Flächen zur Bildung eines Hornes ähnlich dem Exponentialhorn der Fig. 1 bis 3 zur Anwendung gelangen. Gleichzeitig sind in diesem Ausführungsbeispiel Hochton-Lautsprecher mit Kegelmembranen verwendet.

Die Seitenwände sind wiederum mit 11 und 12 bezeichnet, die Seitenöffnungen mit 13 und 14. Die Deckplatte 15 und die Bodenplatte 16 sowie Füße oder Standleisten 17 sind ähnlich dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ausgebildet. Die Platte 18 trägt den Tiefton-Lautsprecher 20 und ist mit einer entsprechenden Öffnung 19 versehen. Der Ausstrahlungskanal für die frontseitig erzeugten Schallwellen wird durch eine rückwärtig angebrachte Platte 25' und durch die zwei Seitenwände 26' und 27' gebildet. Im wesentlichen bilden also diese Linien eine Annäherung an eine Exponentialkurve. Der Körper 30' wird aus zwei geradlinigen Flächen 31' und 32' gebildet, wobei wieder eine Annäherung an eine Exponentialkurve erreicht wird.

Die Druckkammer 34 befindet sich wiederum zwischen der Platte 18 und der Deckplatte 15, während die Kanäle 35 und 36 für die Ausstrahlung der rückseitig abgehenden Schallwellen zwischen den Trennwänden 26' und 27' und den Seitenwänden 12 und 11 und einem

Teil der Rückwand 21 sich befinden und an den Öffnungen 13 und 14 enden.

Eine entsprechende Dämpfungsplatte 37 ist in der Druckkammer eingebaut.

Die Lautsprecher 45. 46 und 47 sind in geeigneter Weise an der Frontplatte 41 befestigt, wobei der Lautsprecher 45 für die mittleren Tonbereiche verwendet wird und zwischen den Lautsprechern 46 und 47 angebracht ist, die der Wiedergabe von hohen Tönen dienen. Bei Verwendung von Hochton-Lautsprechern mit kegeligen Membranen ist es wünschenswert, diese von der Druckkammer 34 durch eine Trennwand 51 zu trennen.

Die öffnungen 52 und 53 in der Frontplatte 41 sind zur Ausstrahlung der Reflexwellen der Lautsprecher 47 und 48 vorgesehen.

Falls Hochton-Lautsprecher der Kompressionsgattung verwendet werden, können die Trennwand 51 und die Öffnungen 52 und 53 entfallen.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 wird die Annäherung an eine Exponentialkurve durch eine Häufung von geradflächigen Oberflächen erzielt.

In Fig. 7 wird die Rückwand des Hornes durch die rückseitigen Teile 25 a, 25 b und 25 c gebildet und die Wände 26", von welchen nur eine dargestellt ist, begrenzt. Die Flächen 25 b und 25 c unterteilen längs der Linien 28", 28"', und der Linien 29" und 29'" die Wände 26".

Der Ablenkungskörper 30" setzt sich aus den Oberflächen 55, 56, 57, 58 und 59, welche sämtliche ebenflächig sind, zusammen, wodurch sich eine ziemlich einer Exponentialkurve angeglichene Oberfläche ergibt.

Die verschiedenen Teile des Tonmöbels können aus geeignetem Material hergestellt sein, z. B. Holz, CeIotex, gegossenem Kunststoff oder ähnlichem.

Die vorliegende Erfindung betrifft also ein Lautsprecherkabinett, welches nach Fig. 1 bis 3 ein echt exponentiell geformtes Horn in allen Ebenen, d. h. sowohl in den waagerechten als auch senkrechten Ebenen, aufweist, während die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 4 bis 7 ein Horn zeigen, das sich in der Ausführung einer Exponentialkurve weitgehend annähert.

Weiterhin soll nach der Erfindung das Tonmöbel mit einer wirkungsvollen Vorrichtung versehen werden, durch welche die Verteilung der Frontabstrahlung durch die Verwendung eines langen und im wesentlichen exponentiell geformten Hornes eine getreue Tonwiedergabe ergibt und wobei es ermöglicht ist, den Lautsprecher unmittelbar am Hornmund anzusetzen, so daß das Horn in einem Bogen von 90° ausschwingen kann und durch Wände verschiedener Länge begrenzt wird, wodurch eine Tonwiedergabe über einen weiteren Frequenzbereich wahrheitsgetreu erzielt wird.

Weiterhin ist durch die Verwendung eines um 90° gekrümmten Hornes zusammen mit der speziellen Anordnung des Lautsprechers in vertikaler Achsrichtung eine verschiedene Länge der Tonwege innerhalb des Exponentialhornes zum Zweck der Verteilung der Frontabstrahlung möglich.

Darüber hinaus wird durch die Erfindung eine sehr wirkungsvolle Verteilung der rückwärtigen Abstrahlung durch Verwendung des Raumes zwischen den Möbelwänden und dem Horn erreicht, wodurch gleichzeitig eine wirkungsvolle Ausschaltung von Todräumen in den Ecken verhindert wird.

Zusammengefaßt ergeben sich also folgende wesentliche Fortschritte durch die vorliegende Erfindung:

Durch die exponentielle Krümmung wird der Einbau eines längeren Hornes gegenüber einem Laut-Sprecher mit einem geradlinig verlaufenden Horn erreicht, und gleichzeitig werden die Außenmaße des Tonmöbels innerhalb der entsprechenden Grenze gehalten.

Ein Exponentialhorn oder eines mit Begrenzungsflächen, die sich einer Exponentialkurve nähern, ergibt verschieden lange Wege vom Schalltrichter bis zur Möbelöffnung durch die 90°-Krümmung, wodurch ermöglicht wird, daß die Schallwellen vor allem im unteren Bereich des Tonspektrums gleichmäßig gemischt werden.

Ein dreieckförmiges Horn für die rückwärtige Abstrahlung verhindert stehende Wellen in den transversalen Ebenen.

Eine sehr wirkungsvolle Verteilung der Abstrahlung der an der Rückseite der Membran erzeugten Schallwellen in den unteren Tonbereichen wird ohne Verwendung von Ecken erreicht. Außerdem ist eine einfache Anbringung des Hornes möglich.

Es wird eine ideale Bewegung der Lautsprecherspule und der Membran längs der Achse der Schwerkraftrichtung erzielt. Im oberen Teil des Möbels verbleibt genügend Raum zur Anordnung von Mittel- und/oder Hochton-Lautsprechern, die sowohl der Kompressionsgattung als auch der Kegelmembrantype angehören können.

Die Frontseite des Lautsprecherkabinetts kann in beliebiger Weise verkleidet sein, z. B. durch Stoff, welcher an dem Tonmöbel in geeigneter Weise befestigt ist.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Zimmerlautsprecher mit Exponentialhorn und liegend angeordnetem Lautsprecher, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Exponentialhorns in einer senkrecht zur Rückwand stehenden Vertikalebene eine Kurve von ungefähr 90° durchläuft, so daß die Schallwellen vom Lautsprecher nach Durchlaufen einer einzigen Kurve von ungefähr 90° direkt ins Zimmer gelangen.

2. Zimmerlautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal, in welchen die rückwärtig erzeugten Schallwellen geleitet werden, im wesentlichen einen dreieckförmigen Querschnitt besitzt und die zugehörigen Austrittsöffnungen in den Seitenwänden des Lautsprechergehäuses angeordnet sind.

3. Zimmerlautsprecher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen dreieckförmige Kanal durch die Seitenteile des Hornes und die Rück- und Seitenwände des Gehäuses gebildet wird.

4. Zimmerlautsprecher nach Ansprüchen. 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hornwände verschiedene Länge für die Schallwellenführung vom Lautsprecher zur Austrittsöffnung aufweisen, wobei die Teile, welche das Horn bilden, im wesentlichen längs einer Exponentialkurve verlaufen, welche parallel zu den Seiten wänden liegt.

5. Zimmerlautsprecher nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Horn genau oder annähernd nach Exponentialkurven ausgebildet ist, wobei diese Kurven in Ebenen parallel zu den Seitenwänden zu der Rückwand und auch in einer horizontalen Ebene verlaufen.

6. Zimmerlautsprecher nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile, welche das Horn bilden, in allen Ebenen annähernd

exponentiell verlaufen und daß das Horn eine Rückwand aufweist, welche ebenfalls annähernd einer Exponentialkurve verläuft, und einen Ablenkkörper, welcher ebenfalls annähernd nach einer Exponentialkurve verläuft, gebildet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Funk, 1942, Heft 5, S. 59;

Audio Engineering, September 1953, S. 22, 23, 63 und 64.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen