DE20314657U1

DE20314657U1 - Ventiliertes Gehäuse für Tieftonlautsprecher

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Publication number: DE20314657U1
Application number: DE20314657U
Authority: DE
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Priority date: 2003-09-23
Filing date: 2003-09-23
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2013-09-24

Description

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European Patent Attorney — Zugelassener Vertreter beim HABM — Mandataire en Brevets Europeans

(Marken, Muster und Modelle)

D03/103g

Anmelder
Holger Dech
67304 Eisenberg

Gebrauchsmuster

Ventiliertes Gehäuse für Tieftonlautsprecher
Beschreibung

Lautsprecher für hochwertige Tonübertragungen werden bekanntlich in Boxen eingebaut, damit das Signal, das von der Rückseite der Lautsprechermembran abgestrahlt und gegenüber dem von der Vorderseite abgestrahlten Nutzsignal phasenverschoben ist, Wirkungsgrad und Klangbild der Box nicht negativ beeinflussen kann (d.h. kein "akustischer Kurzschluss" entsteht). Der hinter dem Lautsprecher liegende Luftraum wird auch als "Kammer" oder Gehäuse bezeichnet. Damit die Lautsprechermembran von Basslautsprechern, die eine große Amplitude erreicht und damit eine große Luftmasse bewegt, sich möglichst ungehindert bewegen kann, wird bei sog. Bandpass- und Bassreflex-Boxen zum Druckausgleich über eine Ventilationsöffnung eine Verbindung zwischen der Kammer und der Außenluft hergestellt. Um den erwähnten Kurzschluss zu vermeiden, darf diese Verbindung allerdings nicht direkt, sondern nur über eine Art Umwegleitung hergestellt werden, die als "Bassreflexrohr", "Reflexkanal" oder "ventilierender Öffnungskanal" bezeichnet wird und eine Luftsäule bestimmter Abmessungen umschließt, in der sich andere Schwingungsverhältnisse einstellen als im Hauptraum der Kammer. Das Verhältnis der freien Luftmenge in der Kammer zu der Luftmenge, die vom Reflexkanal umschlossen wird, spielt für die Wirkung dieses Reflexkanals eine wesentliche Rolle. Das gleiche Prinzip wird auch in sog. Bandpässen eingesetzt, akustischen Filtern mit Lautsprecherwirkung, die nur einen bestimmten Bereich des Hörspektrums ("Band") durchlassen. Die Lautsprecher von Bandpässen befinden sich vollständig im Innern einer Box. Dazu befindet sich im Innern der Box eine Querwand, auf die der Lautsprecher montiert ist. Je nachdem, ob nur eine oder beide sich ergebende Gehäusehälften ventiliert sind

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(einfach bzw. doppelt ventilierter Bandpass), spricht man von Bandpassgehäusen erster und dritter Ordnung.

Bei handelsüblichen Bassreflexgehäusen (engl. bass reflector speaker cabinet) wird vom Hersteller in die ventilierte Kammer ein im Allgemeinen zylindrisches Bassreflexrohr nach seinen Vorstellungen, d.h. mit bestimmter Länge und Durchmesser eingesetzt. Andere Gestaltungen dieses Rohres wurden vorgeschlagen, z.B. in Spiralform, um ein längeres Rohr platzsparend unterbringen zu können. Eine individuelle Abstimmung an die beim Verwender vorhandenen Verhältnisse seines Hörraums, d.h. an den Raum, in den der erzeugte Schall abgestrahlt werden soll oder an persönliche Hörgewohnheiten ist mit diesen Bassreflexrohren nur sehr eingeschränkt möglich, zumal hierzu die Box geöffnet werden müsste. Einer nachträglichen Verlängerung des Bassreflexrohres steht meist die Gehäusegröße im Wege. Wird hingegen das Rohr gekürzt, ist diese Kürzung irreversibel, d.h.

man muss mit der einmal gewählten neuen Abstimmung vorlieb nehmen; Ausprobieren ist also im Allgemeinen nicht mehr möglich - man müsste für jeden Versuch ein anderes Bassreflexrohr zur Verfügung haben. Hinzu kommt, dass sich die Garantie des Herstellers von ventilierten Bassgehäusen auf die von ihm gewählte Auslegung beschränkt und daher eine Manipulation (selbst das Öffnen des Gehäuses) ohne Rücksprache mit dem Hersteller den Verlust der Garantie zur Folge hat. Eine ökonomischere Lösung ist der Einsatz sog. Passivmembranen. Eine Passivmembran hat ähnliche Schwingungseigenschaften wie eine Lautsprechermembran (ohne Schwingspule und Magnetsystem) und wird in geeigneter Weise vor die Ventilationsöffnung gesetzt. Sie hat auf die Verbindung zwischen der Kammer und der Außenluft den gleichen Einfluss wie ein Rohr, jedoch kann man mit Gewichten, die auf die Passivmembran montiert werden, unterschiedliche Dämpfungsgrade einstellen, weil deren Massenträgheit die Auslenkung der Membran verringert. Die Gewichte können von Herstellern derart ventilierter Bassgehäuse bezogen werden.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Anordnung anzugeben, mit der eine gegenüber einem Bassreflexrohr fixer Abmessungen oder einer Passivmembran ökonomischere Veränderung des Klangbildes einer Bassreflexbox oder eines Bandpasses möglich ist und die vor allem den Vorteil hat, dass für eine Ver-

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änderung des Klangbilds das Gehäuse nicht geöffnet und auch keine aufwendigeren Manipulationen vorgenommen werden müssen.

Erfindungsgegenstand ist ein ventiliertes Gehäuse insbesondere für Tieftonlaut-Sprecher, das als Bassreflex-Box oder Bandpass aufgebaut ist, mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Bevorzugter Erfindungsgegenstand ist ein Gehäuse gemäß Anspruch 2 und 3.

Erfindungsgemäß wird eine veränderbare Abstimmung einer mit einem Reflexkanal mit Außenöffnung ausgestatteten Bassreflexbox bzw. eines Bandpasses zunächst dadurch erreicht, dass man den Reflexkanal so gestaltet, dass er sich für die Aufteilung in mehrere parallele und bevorzugt unterschiedlich weite Teilkanäle eignet damit deren Ventilationsöffnungen wahlweise offengelassen oder mittels Blenden abgedeckt, d.h. unterschiedliche Kanalweiten eingestellt werden können.

Wenn die Öffnung eines Teilkanals abgedeckt wird, steht dessen Luftsäule nicht mehr mit dem Außenraum in Verbindung und ihr Luftvolumen kann dem freien Kammerraum zugerechnet werden, während das Volumen der gesamten Luftsäule innerhalb des Reflexkanals entsprechend abnimmt. Auf diese Weise lässt sich das Verhältnis des von freiem zu isoliertem Luftvolumen und damit das Klangbild variieren. Mit anderen Worten: Das Volumen jedes durch die Reflexkanalblende geschlossenen Reflexkanals steht wieder für das freie Gehäusevolumen zur Verfügung, d.h. im gleichen Maße, wie sich das Gehäusevolumen erhöht, nimmt das Volumen des Reflexkanals ab. Da die Länge des Reflexkanals immer gleich bleibt und nur der Querschnitt verändert wird, wird auch jedes Mal die Resonanzfrequenz bzw. die Abstimmfrequenz des ventilierten Gehäuses verändert.

Die zweckmäßige Anzahl und Länge der Reflexkanalkammern und die Gestaltung der Blenden hängt von der Wahl des Lautsprechers und des Gehäusetyps ab und muss durch geeignete Versuche bestimmt werden.

Mit den bekannten Mitteln, d.h. zylindrischen Bassreflexrohren, lässt sich die Erfindung verwirklichen, indem man mehrere parallele, vorzugsweise unterschiedlich weite Rohre zu jeweils getrennten Ventilationsöffnungen führt, für die Deckel zur Verfügung stehen.

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Erfindungsgemäß bevorzugt ist es allerdings, das Bassreflexrohr durch einen Kanal von im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt darzustellen, wie er sich ergibt, wenn man einen Teil des Boxengehäuses durch mehrere Innenwände jeweils parallel zu einer Seitenwand der Box unterteilt, die kürzer als diese Seitenwand sind und abwechselnd an die Vorder- und Rückwand des Gehäuses anschließen, sodass sich ein im Wesentlichen S-förmiger Kanal ergibt. In der beigegebenen Abbildung (Fig. la, Ib) wird diese Anordnung eines Bassreflexkanals im Querschnitt parallel zur Vorderwand bzw. zu Boden/Decke schematisch dargestellt (Zeichenerklärung nachstehend). Die Gestaltung des Bassreflexkanals als Kanal von im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt mit S-förmigem Verlauf wird als selbständig erfinderisches Merkmal angesehen.

Der rechteckige Kanal mündet in eine zugeordnete Gehäuseöffnung nach außen von gleichem Querschnitt und kann in einfacher Weise in Parallelkanäle unterteilt werden, die in zugeordneten Teilöffnungen münden. Es versteht sich, dass die Begriffe "Seitenwand", "Vorderwand", "Rückwand", ebenso wie die später verwendeten Begriffe "Boden" und "Decke" sich nur auf eine zufällige Art der Aufstellung beziehen, bei der die Gehäuseöffnung(en) dem Betrachter zugewendet ist bzw. sind und sich daraus eine relative Zuordnung der übrigen Außenflächen der Box ergibt. Sinngemäßes Vertauschen der Außenflächen oder eine andere Anordnung der Mündungen der Reflexkanäle als in der Figur gezeigt (z.B. seitlich, hinten oder oben bzw. unten) ist als Äquivalent zu dem als Beispiel angeführten Aufbau zu betrachten.

Erfindungsgemäß bevorzugt wird demnach (vgl. Figuren la, Ib) eine Unterteilung des Luftraums der Box (B) dadurch vorzunehmen, dass im Wesentlichen parallel zu einer Außenwand (BA) der Box eine (gegenüber der Außenwand verkürzte) erste Innenwand (Wl) und mindestens eine, gegenüber der ersten Innenwand versetzte weitere Innenwand (W2, W3 usw.) eingesetzt werden, derart, dass sich ein zu der betrachteten Außenwand parallel verlaufender, in eine Ventilationsöffnung mündender S-förmiger Kanal mit mindestens drei Streckenabschnitten (Kl, K2, K3...) ergibt. Die Anzahl der Streckenabschnitte kann natürlich kleiner oder größer sein und z.B. von zwei bis fünf reichen, je nach der benötigten Länge des Reflexkanals, was auch von den Abmessungen der Box und dem verwendeten Lautsprechers abhängt.

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Der so gebildete Reflexkanal kann nunmehr mit Hilfe von Trennwänden (Tl, T2, T3 usw.), die auf den Innenwänden Wl, W2, W3... im Wesentlichen senkrecht stehen (man könnte sie auch als "Stellbretter" bezeichnen), entlang seiner Längsachse unterteilt werden. Der Reflexkanal wird also mittels der Trennwände in mehrere parallele und bevorzugt unterschiedlich weite Teilkanäle aufgeteilt. Die Unterteilung setzt sich bis zur Ventilationsöffnung nach außen fort und unterteilt daher auch diese Öffnung; die Stellbretter schließen bündig mit den Rändern der Ventilationsöffnung ab. Es ist bevorzugt, die Unterteilung des Reflexkanals so zu gestalten, dass sich beispielsweise drei Teilkanäle ergeben, deren Querschnitte sich wie 1:1:2 verhalten, d.h. zwei Kanäle mit jeweils 25 % und ein Kanal mit 50 % des Gesamtquerschnitts. Eine andere, ebenfalls nur beispielhafte Aufteilung des Kanalquerschnitts kann im Verhältnis 1:1 oder auch 1:1:1 vorgenommen werden, d.h. die Aufteilung kann im fast Prinzip beliebig sein. Die Anzahl derTeilkanäle kann z.B. 2 bis 5 betragen.

Eine Beeinflussung des akustischen Verhaltens der erfindungsgemäßen Box wird nun dadurch ermöglicht, dass einzelne Teilöffnungen wahlweise abgedeckt (d.h. verschlossen) werden können. Dies wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch ermöglicht, dass ein Satz von Blenden (in der Fig. la, die das erwähnte Öffnungsverhältnis von 1:1:2 wiedergibt, mit 100, 75, 50 bzw. 25 bezeichnet) zur Verfügung gestellt wird, von denen jede über die gesamte Ventilationsöffnung hinwegreicht und den Teil-Ventilationsöffnungen entsprechende Ausschnitte (Fenster) aufweist, wobei in dem oben gewählten Beispiel mit drei Parallelkanälen im Querschnittsverhältnis 1:1:2 drei Blenden erforderlich und vier zweckmäßig sind, die wahlweise entweder eine der 25-%-Öffnungen, die 50-%-Öffnung, die 50%-Öffnung zusammen mit einer der 25-%-Öffnungen oder die gesamte Ventilationsöffnung freilassen, d.h. jeweils entsprechende Fenster aufweisen. Auf diese Weise ergibt sich eine Wahlmöglichkeit für vier unterschiedliche Kanalweiten, nämlich 25, 50, 75 und 100% der gesamten Kanalweite. Zwar ist für das Offenlassen der gesamten Ventilationsöffnung ("100 %") im Prinzip keine Blende erforderlich, es empfiehlt sich jedoch, auch eine solche "offene" Blende bereitzuhalten, damit in jedem Falle ein einheitliches Aussehen der Box erzielt wird, wenn die Ventilationsöffnung auf der Schauseite der Box angeordnet wird.

Es muss überhaupt betont werden, dass die Ausbildung der Abdeckungen als

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Blenden (vor allem, wenn diese auf die Gestaltung der Gehäusefront abgestimmt sind) in erster Linie aus optisch-ästhetischen Gründen geschieht: Um den erfindungsgemäßen akustischen Effekt zu erzielen, würde es auch ausreichen, die Öffnungen mit entsprechenden Deckeln verschließbar zu machen, die in jeweils eine bestimmte Öffnung passend eingesetzt werden können. Für das Anbringen der Blenden ist es zweckmäßig, um die Ventilationsöffnung herum einen Sitz für die Blenden auszusparen und z.B. mit Einschlagmuttern zu versehen, die mit entsprechenden Bohrungen in den Blenden fluchten, damit jeweils eine der Blenden mit dem Gehäuse verschraubt werden kann.

Es versteht sich, dass zur Erzielung des erfindungsgemäßen akustischen Effekts bzw. dessen Beeinflussung anstelle eines rechteckigen Kanals, der in Teilkanäle unterteilt ist, auch mehrere parallele rohrförmige Kanäle entsprechender Länge verwendet werden können, deren teilweiser Verschluss mittels geeigneter Deckel allerdings weniger elegant ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung eines ventilierenden Kanals von im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt kann gleichermaßen auf den Bau von Bassreflexboxen wie auch von Bandpässen angewendet werden. Der Einbau der Kanäle in einen Bandpass erster und zweiter Ordnung ist im boden/deckenparallelen Querschnitt entsprechend der Figur Ib den Figuren 2a und 2b wiedergegeben, wobei die in Figur Ib verwendeten Bezugszeichen sinngemäß gelten. Die zugeordnet zu Fig. 1 dargestellten Blenden sind natürlich auch als Zubehör zu den Bandpässen erster und zweiter Ordnung zu denken (im letzteren Falle in zwei Sätzen, zur Beeinflussung beider Kanalöffnungen).

Das Anordnen von Wänden im Innern einer Box geschieht praktisch beispielsweise dadurch, dass man entsprechend geschnittene Stücke aus dem gleichen Material wie die Wände der Box mit dem Boden und der Decke der Box sowie abwechselnd mit der Vorder- und Rückwand verleimt, sodass ein S-förmiger Kanal entsteht. Entsprechend werden die Stellbretter ("Trennwände") mit den Innenwänden einerseits und Vorderwand und Hinterwand andererseits verleimt, wobei jeder gebildete Teilkanal wiederum die erwähnte S-Form hat. Die Bezeichnungen "Vorderwand" und " Hinterwand" beziehen sich, wie bereits erwähnt, auf die in den Figuren gewählte Orientierung. Die handwerkliche Technik der Herstellung

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von Lautsprecherboxen, die verwendbaren Materialien usw. sind so allgemein bekannt, dass sich an dieser Stelle eine ausführlichere Darstellung erübrigt.

Die erfindungsgemäßen Bassreflexgehäuse bzw. Bandpässe können für alle Zwekke eingesetzt werden, für die die herkömmlichen Geräte vorgesehen sind, z.B. sowohl für den mobilen (Auto-HiFi) wie für den stationären Betrieb (Home-HiFi und Multikanal-Home Cinema). Sie eignen sich gleichermaßen für professionelle Einsätze (z.B. von Musik-Bands) im Innen- und Außenbereich.

Claims

1. Als Bassreflex-Box oder Bandpass aufgebautes ventiliertes Gehäuse, insbesondere für Tieftonlautsprecher, mit einer Ventilationsöffnung, an die sich nach innen ein als gestreckter Hohlraum ausgebildeter Reflexkanal anschließt, mit dem ein von der Lautsprecher-Rückseite in das Gehäuseinnere abgestrahltes akustisches Signal in veränderter Form nach außen geleitet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass als Reflexkanal ein durch parallel zu einer Außenwand angeordnete, gegenüber dieser Außenwand verkürzte Innenwände abgeteilter, im Wesentlichen S-förmiger Kanal von rechteckigem Querschnitt vorgesehen ist.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflexkanal durch entlang seiner Längsachse angeordnete Trennwände in mehrere parallele und bevorzugt unterschiedlich weite Teilkanäle unterteilt ist, deren Ventilationsöffnungen von außen einzeln verschlossen werden können.

3. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Zubehör zum wahlweisen Verschluss der Ventilationsöffnungen ein Satz von Blenden mit unterschiedlichen Fenstern beigegeben ist, die jeweils eine oder mehrere Ventilationsöffnungen offen lassen.

4. Abänderung des Gehäuses nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle eines unterteilten Reflexkanals mit rechteckigem Querschnitt mehrere parallele, rohrförmige Reflexkanäle vorgesehen sind, deren Ventilationsöffnungen von außen einzeln verschlossen werden können.

5. Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Zubehör zum wahlweisen Verschluss der Ventilationsöffnungen ein Satz von auf die Ventilationsöffnungen passenden Deckeln beigegeben ist.

6. Gehäuse nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflexkanal in drei Teilkanäle unterteilt ist, deren Querschnitte sich wie 1 : 1 : 2 verhalten.