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EP1236375B1 - Flachlautsprecheranordnung für tieftonwiedergabe - Google Patents

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Publication number
EP1236375B1
EP1236375B1 EP00979559A EP00979559A EP1236375B1 EP 1236375 B1 EP1236375 B1 EP 1236375B1 EP 00979559 A EP00979559 A EP 00979559A EP 00979559 A EP00979559 A EP 00979559A EP 1236375 B1 EP1236375 B1 EP 1236375B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
loudspeaker arrangement
flat
diaphragm
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP00979559A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1236375A2 (de
Inventor
Wolfgang Bachmann
Gerhard Krump
Hans-Jürgen Regl
Andreas Ziganki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harman Audio Electronic Systems GmbH
Original Assignee
Harman Audio Electronic Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harman Audio Electronic Systems GmbH filed Critical Harman Audio Electronic Systems GmbH
Publication of EP1236375A2 publication Critical patent/EP1236375A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1236375B1 publication Critical patent/EP1236375B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H04R2440/00—Bending wave transducers covered by H04R, not provided for in its groups
    • H04R2440/07—Loudspeakers using bending wave resonance and pistonic motion to generate sound

Definitions

  • the invention relates to a flat speaker arrangement for bass reproduction with a front opening having flat, non-radiating, one housing volume enclosing housing, one inside the front opening of the Housing arranged plate membrane and a between housing and plate membrane arranged clamping membrane for holding and sealing the plate membrane with respect to the housing, wherein the plate membrane is cantilevered and muted and at least one sound transducer for low notes on the plate membrane attached is such that the Schallwandlermembran forms a part of a wall of the housing.
  • Such flat speaker arrangements are, for example from WO 99/35883 A or WO 97/09842 A known. About that In addition, there are further developments and alternatives to these Flat speaker arrangements in US 2 713 396 A, the WO 99/52324 A, EP 0 334 217 A, US Pat. No. 4,514,599 A and US Pat WO 99/02012 A described.
  • the most up-to-date panel loudspeaker principle the multi-resonant panel loudspeaker (English: Distributed Mode Loudspeaker, DML), provides high quality playback very small depth ("Tönendes picture on the wall”) and relative low production cost. It is about light, self-supporting, framed, slightly damped homogeneous Foam boards or lightweight sandwich panels whose Cover layers have large expansion shaft speeds.
  • DML Distributed Mode Loudspeaker
  • the object of the invention is therefore, a flat speaker arrangement to be provided without being placed separately electro-acoustic units provide improved low-frequency reproduction offers in spatial compactness.
  • the flat speaker assembly is the flat housings also used in the generation of sound as well as used to shield the plate membrane. So serves For example, the case is not just a back cover the plate membrane (prevention of the "dipole effect"), but when using a woofer assembly for example, as a pressure chamber for the woofer assembly. In contrast, when using an inertial vibrator additionally serve as a resonator.
  • the plate membrane has a breakthrough, in the hermetically sealed and vibration isolated a woofer speaker assembly is introduced such that its Membrane (s) on one side, each with the housing volume and on the other side with the outside air in connection is / are.
  • the Plate membrane closes backwards and on the plate membrane is tuned so that the so-called "wall effect” is virtually eliminated.
  • the inventive Arrangement can also be used such that additional inventive transducer for support and improvement of an existing panel loudspeaker serves.
  • a wall of the housing is completely formed by the plate membrane.
  • the plate membrane a plate-shaped lightweight shear-resistant core, the to both flat pages, each with a very hard, thin cover sheet is fully connected.
  • the sandwich core consists, for example, of fiber-reinforced, resin-impregnated Paper (such as Nomex paper) with honeycomb structure or a rigid foam structure (such as polymide) and is on the front and back each with a hard as possible, thin sandwich cover sheet (preferably one with carbon or Glass fiber reinforced epoxy resin film, one of light metal Alloy-made foil, thin glass or special paper) glued or welded.
  • the plate membrane can just or be slightly curved.
  • the plate membrane can only be provided for low-frequency reproduction or for playback medium and high notes are used. Can do this for example, medium and / or high-tone bending waves Drivers in the frequency domain mainly above the fundamental frequency the plate diaphragm mechanically coupled with this be.
  • the plate membrane for example, by a suitable Storage (eg a circumferential, tight tension membrane, all or part of the plate membrane on one side or can move on both sides) on the housing with or without assistance a rigid frame.
  • the plate membrane is in this case by means of the tensioning membrane on a bending resistant Fixed frame, which in turn attached to the housing is.
  • the housing is through a hermetically sealed partition located in its interior in two each a partial volume enclosing chambers divided and the partition wall has a breakthrough on, in the hermetically sealed a woofer speaker assembly with one or more woofer cone speakers is introduced such that its membrane (s) to both Pages with one of the sub-volume in connection is / are.
  • the housing a breakthrough, in the hermetically sealed one Low-pitched loudspeaker arrangement is introduced such that its membrane (s) on one side, each with the housing volume and on the other side with the outside air in connection is / are.
  • one of the housing volume to the outside air leading duct for example Transmission Line
  • a diaphragm of the woofer speaker assembly one Funnels for the bass cone speaker (s), a horn loudspeaker is coupled, wherein length and cross-sectional shape of the duct adapted to the respective conditions are.
  • one or more low-frequency inertial oscillators are provided be attached to the plate membrane and with this is acoustically coupled / are.
  • Both with cone speakers as well as with Inertialschwingern can assist in ventilating the housing one from the housing volume leading to the outside air Bassreflextubus and / or a duct leading from the housing volume to the outside air (eg Transmission Line) is provided.
  • the bass reflex tube is used in particular, by (Helmholtz) resonance the efficiency the flat speaker arrangement to improve in low tones.
  • For enclosures with two chambers can accordingly one or both chambers are ventilated.
  • the housing has a the plate membrane opposite breakthrough, which is preferred has the size of a wall.
  • the case becomes for example, by hermetically sealed, deep Surround the frame, then a rear open flat housing forms.
  • the membrane (s) of the woofer speaker assembly Preferably has / have the membrane (s) of the woofer speaker assembly non-radiating over a surface Contact to the housing volume and the plate membrane has at least a window through which outwards (preferably to the listener side out) is ventilated.
  • the membrane (s) have / have the woofer speaker assembly having a surface non-radiative contact with the housing volume and the plate membrane has at least one window, through which sound in another housing (or other chamber of a housing with two chambers) is ventilated.
  • This can be the woofer speaker system back at least partially the / the windows protrude and it can be a collar for fürbruchrandversteifung and non-radiative sealing at the Be attached plate diaphragm.
  • the Spring element tensile, bending moment transmitting, low friction and under tension standing connected with plate diaphragm and housing.
  • the Spring element can be made of spring steel, brass, aluminum or plastic.
  • plate membrane and housing by means of a circumferential foam bead be connected with low friction.
  • the soft foam bead then acts as a low-friction articulated bearing, the Can absorb tensile stress.
  • the woofer speaker assembly or the Inertialschwingers can in case of sufficiently large housing volume used a conventional speaker power amplifier and in the case of a small housing volume a negative one Impedance or a negative impedance converter, the electrical impedance of the speaker assembly or the inertial transducer fully or partially compensated.
  • a plate membrane 1 a longer and has a shorter diameter in the disk plane ("Long direction", “transverse direction") that they are in a frame 2 is held by a hermetically sealed clamping membrane 3 and that the frame 2, the side wall of a (flat) box (housing) forms.
  • the (flat) box can, depending on the embodiment divided by an internal partition 4 into two chambers be, with only one chamber (main chamber) on one side of the Plate membrane 1 is limited.
  • a separate low-frequency drive provided in the low frequency range the plate membrane activated by "pumping motion”. This can electropneumatically act as a "pump speaker” or directly as a "pump driver”.
  • the embodiments thus relate to a broadband Multi-resonant plate speaker, which has a multi-resonant sound plate with optional resonance chambers and at least one deep-toned electromechanical transducer (for example "Pumplaut Maschinener", “Shaker” etc.) and a resonance chamber, whose wall is formed by the sound plate, having.
  • This chamber should be independent of the total number hereinafter referred to as "main chamber”.
  • the diaphragm of the sound transducer for low tones thus provides a Part of the wall of the main chamber.
  • the one of the main chamber outwardly facing, the other side of the Schallwandlermembran may be part of another chamber ("Nebenbib").
  • the shaker one or more is positioned differently than the mid-high driver: Either near the center to emphasize the Bar mode or in bar node areas for non-resonant Promotion of piston movement.
  • the cone pump generates low-pitched air pressure fluctuations in the main chamber. there finds a force transformation in the ratio of the areas of Plate diaphragm and pump diaphragm instead. As a side effect is while the possibility of sound radiation of the back (Main chamber outer shell) of the pump diaphragm ( "Pump radiation”).
  • the embodiment illustrating the basic concept of the invention of Figure 1 includes, inter alia, a sound plate 6, which consists of a plate membrane 1 (sandwich panel) and mid-high drivers 5 exists and with a closed, flat box 1, 2, 4, 9 is combined so that they Front level wall of this box represents 1, 2, 4, 9.
  • the on the sound plate 6 adjacent main chamber 7 of the box 1, 2, 4, 9 acts as a low-frequency power transformer by using the Small membrane area of a woofer speaker assembly 8 generated pressure fluctuations with the elastic plate membrane 1 react.
  • the woofer speaker assembly 8 is made for example, from three woof cone speakers, of which one on the plate membrane 1, one on the frame 2 and a is attached to the intermediate wall 4 of the box 1, 2, 4, 9 such that the membranes of the woofer loudspeaker arrangement 8 Parts of the walls form.
  • the plate membrane 1 is through a Clamping membrane 3 attached to the frame 2 and is through this kept elastic.
  • To attach the box 1, 2, 4, 9 to a room wall can - As in the embodiment - a side wall 9 between Room wall and back of the box 1, 2, 4, 9 provided be, by side wall 9, partition 4 of the box 1, 2, 4, 9 and room wall comprising a certain volume of air Secondary chamber 10 of the box 1, 2, 4, 9 is defined.
  • the low-frequency acoustic short circuit (“dipole effect") is by the shielding effect of the box 1, 2, 4, 9 largely lowered and the bass effect of the flat speaker is increased by the pumping action.
  • the so realized Multiresonanzklangplatte as the main reflector offers an extensive broadband from the bass to the treble range.
  • FIG 2 The embodiment of Figure 2 is compared to that in FIG 1 modified to the effect that instead of the Woofer speaker assembly 8 a woofer speaker assembly 11 is provided, which five woofer cone speakers includes.
  • Two of the bass cone speakers are included in breakthroughs of the plate membrane 1, two in breakthroughs the intermediate wall 4 and one in a breakthrough of the frame 2 introduced and secured accordingly.
  • woofer cone speakers is one inside and one outside directed.
  • the in the frame 2 accommodated woofer cone speaker is directed to the outside.
  • frame 2 and side wall 9 have ventilation device 12 on.
  • FIGS. 3 to 6 show preferred embodiments of airtight, elastic supports of the plate membrane 1 as Front wall of the box 1, 2, 4, 9.
  • the airtight resilient Sealing by a circumferential soft foam seal 13 inserted in a frame groove 14 is.
  • a thin pinhole 15 acoustically transparent, perforated hard foil of metal or plastic
  • the Airtight spring-tight seal due to a circumferential tensioning foil 16 obtained at a circumferential flange 17 of the box 1, 2, 4, 9 is attached (e.g., glued).
  • the pinhole 15 are provided.
  • a special feature is the frictionless vibration gap 18, by the one hand the edge of the plate membrane 1 only by a barely visible, narrow gap 19 is separated from the flange 17 and on the other hand, but a sufficient width 20 of the resilient Stretching film 16 granted, so that the edge vibration not hindered.
  • Another special feature is that at this embodiment, the front surfaces of plate membrane. 1 and flange 17 can be adjusted in a plane, so that here the pinhole 15 with associated distance profile 21 also could be omitted.
  • FIG. 5 shows a greatly simplified, cost-effective embodiment.
  • the airtight resilient seal is replaced by a circumferential tensioning film 22 is achieved, which at a circumferential Flange 23 of the box 1, 2, 4, 9 attached (e.g., glued).
  • the stretch film 22 is simplified lying flat on the profiled flange 23 glued.
  • FIG. 6 shows a strongly embossed, circumferential one Clamping membrane 24 made of a material with elastic dimensional stability such as films of aluminum, polyimide or Fiber composite, on a flange 25 of the frame 2 on the one hand and the plate membrane 1 on the other hand, for example is attached by gluing or welding.
  • a strongly embossed, circumferential one Clamping membrane 24 made of a material with elastic dimensional stability such as films of aluminum, polyimide or Fiber composite
  • the plate membrane 1 in turn held by a circumferential, dense Tensioning membrane 3 as the outer wall of a flat, hermetic dense box 1, 2, 29.
  • the passive speaker cabinet is an active woofer speaker layout with only one woofer cone speaker 26 used, whose membrane on one side with the outside air communicates and on the other side with the Chamber volume 27, wherein in various embodiments the cone speaker 26 either in the large-scale rear wall 29 ( Figure 7) or in the side wall forming frame 2 ( Figure 8) may be used.
  • FIG. 9 The embodiment shown in FIG. 9 is opposite to FIG Embodiment of Figure 7 further developed such that in a hermetically sealed breakthrough of the passive box housing an active woofer speaker assembly with woofer cone speakers 26 is inserted, the membrane on the one side with the chamber volume 27 and on the other side communicating via a duct with the outside air, wherein Konuslaut Kirer 26 and Duct 28 together a horn speaker form.
  • the duct is done by plane-parallel Walls (intermediate wall 4 and rear wall 29) and Duktrich kitn 30 realized.
  • the connection of duct 28 and membrane of the Tie tone cone speaker 26 is thereby through openings 32nd manufactured in the speaker chassis.
  • With small chamber volume can - as shown in the embodiment - the partition 4 in the mid-high frequency driver 5 a taper 33 have.
  • the intermediate wall 34 is the active woofer speaker assembly used with woofer cone speaker 26 whose Membrane on both sides, each with one of the two chamber volumes communicates.
  • the main chamber 35 is over a bass reflex tube 37 ventilated to the outside.
  • FIGS 11 and 12 show a hermetically sealed, vibration-isolated breakthrough in the disk membrane 1, in which an active woofer speaker assembly with a woofer cone speaker 26 ( Figure 11) or more woofer cone speakers 39, 40 ( Figure 12), whose membrane or their membranes on one side with the outside air and on the other communicates with the chamber volume the chamber ventilates outward via a bass reflex tube 37 becomes.
  • an active woofer speaker assembly with a woofer cone speaker 26 ( Figure 11) or more woofer cone speakers 39, 40 ( Figure 12) whose membrane or their membranes on one side with the outside air and on the other communicates with the chamber volume the chamber ventilates outward via a bass reflex tube 37 becomes.
  • Figure 12 is about
  • another Buggreflextubus 38 provided and the Mid-high drivers 5 of FIG. 11 are single Mid and high drivers 41, 42, 43 have been replaced, the also in hermetically sealed breakthroughs of the plate membrane 1 are housed.
  • FIGS. 13 and 14 are opposite the modified in Figures 8 and 7 to the effect that in each case a bass reflex tube 37 of a certain length 46 a breakthrough of the frame 2 protrudes into the chamber volume.
  • the Embodiment according to FIG. 15 is shown in FIG. 5, wherein in Figure 15, the duct 28 is a transmission line forms and the chamber 27 ventilated by a Büreflextubus 37 becomes.
  • the bass reflex tube 37 instead of the Main chamber 35 alternatively ventilate the auxiliary chamber 36.
  • a hermetic dense, vibration-isolated breakthrough of the plate membrane 1 is a low frequency cone speaker active bass speaker system 26 used, the membrane on the one Side with the outside air and on the other with the chamber volume is in communication with the box 1, 2, 4, 50 in turn via a duct 47 forming a transmission line the outside air is in communication.
  • the coupling of the duct 47 to the chamber volume takes place via an opening 48, wherein the duct 47 via a further opening 49 to the outside air Contact has and through frame 2 and partition 4 of box 1, 2, 4, 50 and a rear wall 50 is formed.
  • FIG. 18 shows an arrangement in which starting from the arrangement of Figure 8, a duct 47 is coupled.
  • the coupling of the duct 47 to the chamber volume takes place again via an opening 48, wherein the duct 47 via a another opening 49 to the outside air has contact and through Frame 2 and partition 4 of the box 1, 2, 4, 50 and a another rear wall 50 is formed.
  • the embodiment of Figure 19 is based on a closed passive box 1, 2, 4, 50 in a hermetic dense breakthrough of the intermediate wall 4 of the box 1, 2, 4, 50 a active woofer speaker assembly with woofer cone speaker 26 used, the membrane on one side with the chamber volume and on the other over a duct 51 communicates with the outside air, with woofer cone speakers 26 and Duct 51 together a horn speaker form and the box 1, 2, 4, 50 in addition over a a transmission line forming another duct 53 with the outside air communicates.
  • the ducts 51 and 53 will be there through frame 2 and intermediate wall 4 of the box 1, 2, 4, 50, a further rear wall 50 and a duct wall 52 formed.
  • Figs. 21 and 22 two basic forms are more closed Boxes 1, 2, 34, 29, wherein the one ( Figure 22) only one chamber 27 and the other ( Figure 21) two through an intermediate wall 34 hermetically sealed, from each other having separate chambers 35, 36.
  • the woofer cone speaker 26 is in a Breakthrough of the intermediate wall 34 housed and stands over one side of its membrane with both chamber volumes in Contact.
  • the woofer cone speaker 26 in a breakthrough of the plate membrane 1 used.
  • FIG. 23 A basic form of a hermetically sealed, closed Box 1, 2, 29 with a low-frequency shaker 58 (low-frequency inertial vibrator) as a sound transducer for low tones is in Figure 23 shown.
  • the bass shaker 58 is on the plate membrane 1 fixed from the inside and in such a way that he as may affect a deep-toned auxiliary drive of the plate membrane 1, i.e. in the central area to support the beam modal resonance or positioned in a node zone of the first bar mode is.
  • FIG. 23 A further development of the arrangement according to FIG. 23 is shown in FIG 24 in that in the frame 2 a bass reflex tube 37th for ventilation of the box 1, 2, 29 is introduced.
  • Figure 25 at the intermediate wall 4 of the box 1, 2, 29 a Transmission line forming duct 59 via an opening 60 at the chamber volume coupled, the duct 59 through the Frame 2 and a rear wall 61 in connection with the intermediate wall 4 is realized.

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Abstract

Flachlautsprecheranordnung mit einem flachen, nichtabstrahlenden, ein Gehäusevolumen umschließenden Gehäuse (2, 4), einer innerhalb einer Frontöffnung des Gehäuses (2, 4) angeordneten Plattenmembran (1) und einer zwischen Gehäuse (2, 4) und Plattenmembran (1) angeordneten Lagerung (3) zum Halten und Abdichten der Plattenmembran (1) gegenüber dem Gehäuse (2, 4), bei der mindestens ein Schallwandler (8, 26, 11, 39, 40) für tiefe Töne an dem Gehäuse (2, 4) und/oder der Plattenmembran (1) angebracht ist derart, daß die Schallwandlermembran einen Teil der Außenwand des Gehäuses (2, 4) bildet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flachlautsprecheranordnung für Tieftonwiedergabe mit einem eine Frontöffnung aufweisenden, flachen, nichtabstrahlenden, ein Gehäusevolumen umschließenden Gehäuse, einer innerhalb der Frontöffnung des Gehäuses angeordneten Plattenmembran sowie einer zwischen Gehäuse und Plattenmembran angeordneten Spannmembran zum Halten und Abdichten der Plattenmembran gegenüber dem Gehäuse, wobei die Plattenmembran freitragend aufgebaut und gedämpft ist und mindestens ein Schallwandler für tiefe Töne an der Plattenmembran angebracht ist derart, dass die Schallwandlermembran einen Teil einer Wand des Gehäuses bildet.
Derartige Flachlautsprecheranordnungen sind beispielsweise aus der WO 99/35883 A oder der WO 97/09842 A bekannt. Darüber hinaus sind noch Weiterbildungen und Alternativen zu diesen Flachlautsprecheranordnungen in der US 2 713 396 A, der WO 99/52324 A, der EP 0 334 217 A, der US 4 514 599 A sowie der WO 99/02012 A beschrieben.
Das derzeit modernste Plattenlautsprecher-Prinzip, der Multiresonanz-Plattenlautsprecher (engl.: Distributed Mode Loudspeaker, DML), bietet eine hohe Wiedergabequalität bei sehr geringer Bautiefe("Tönendes Bild an der Wand") und relativ geringem Herstellungsaufwand. Es handelt sich dabei um leichte, freitragende, gerahmte, schwach gedämpfte homogene Hartschaumplatten oder um leichte Sandwichplatten, deren Deckschichten große Dehnwellengeschwindigkeiten haben.
Derartige Plattenlautsprecher haben jedoch eine prinzipbedingte Schwachstelle: die geringe Lautstärke bei tiefen Tönen. Verantwortlich dafür sind der "Dipoleffekt", der "Wandeffekt" und/oder der "Anschlageffekt".
Bei der offenen, gehäuselosen Bauart wird Schall sowohl nach "vorne", d. h. im wesentlichen senkrecht von der dem Zuhörer zugewandten Fläche weg, als auch dem entgegengesetzt nach "hinten" abgestrahlt. Bei großen Wellenlängen im Meter Bereich versagt die Abschirmung durch die Platte: Vorderseitig und rückseitig abgestrahlter Schall löschen sich weitgehend aus und der Plattenlautsprecher strahlt als Dipol. Dieser "Dipoleffekt" des offenen Plattenlautsprechers kann nur durch eine unverhältnismäßig große Plattenfläche bekämpft werden.
Bei Aufstellung des Plattenlautsprechers in der Nähe einer massiven Wand wirkt darüber hinaus das Luftpolster zwischen der Wand und dem Plattenlautsprecher mit geringer werdendem Abstand als immer härter werdende Feder, die in Kombination mit dem Wandreflex und auch mit zunehmenden Reibungsverlusten die Tiefton-Auslenkung des Plattenlautsprechers wesentlich behindert der "Wandeffekt".
Schließlich führt bei der großen, akustisch erforderlichen Treiberauslenkung die konstruktiv gegebene Begrenzung des Federweges und die Begrenzung der Wickelhöhe bei einem Plattenlautsprecher mit steigendem Treiberstrom zu erheblichen Verzerrungen, wobei letztlich die Auslenkung durch diesen "Anschlageffekt" begrenzt ist.
Aus der WO 97/09849 ist eine Anordnung bekannt, bei der zur Verbesserung der Tieftonwiedergabe die Rückseite einer Multi Resonanzplatte durch ein Gehäuse (Box) abgeschirmt wird.
Durch eine elektropneumatische Kopplung einer Anordnung zur Luftdruckvariation (Pumpe) mit einer Multi-Resonanzplatte wird eine tieffrequente, monophasige Plattenbewegung hervorgerufen. Das Tieftonlautsprechersystem ist jedoch aufgrund seiner Größe in einem zusätzlichen Gehäuse untergebracht, das seinerseits aufgrund seiner Größe von der Multi-Resonanzplatte und dessen Gehäuse abgesetzt platziert werden muss. Da mit wird zwar die Tieftonwiedergabe verbessert, jedoch wird im Gegenzug die räumliche Kompaktheit eingebüßt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Flachlautsprecheranordnung bereitzustellen, die ohne gesondert zu platzierende elektroakustische Einheiten eine verbesserte Tieftonwiedergabe bei räumlicher Kompaktheit bietet.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Flachlautsprecheranordnung gemäß Patentanspruch 1. Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Bei der erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung wird das flache Gehäuse sowohl bei der Schallerzeugung miteingesetzt als auch zur Abschirmung der Plattenmembran genutzt. So dient das Gehäuse beispielsweise nicht nur als rückseitiger Abschluss der Plattenmembran (Verhinderung des "Dipoleffekts"), sondern bei Verwendung einer Tieftonlautsprecheranordnung beispielsweise auch als Druckkammer für die Tieftonlautsprecheranordnung. Demgegenüber kann es bei Verwendung eines Inertialschwingers zusätzlich als Resonanzkörper dienen.
Durch diese zumindest doppelte Nutzung wird vorteilhafterweise der Raumbedarf derart verringert, dass eine Integration in ein einziges, flaches Gehäusemöglich wird.
Erfindungsgemäß hat die Plattenmembran einen Durchbruch, in den hermetisch dicht und schwingungsisoliert eine Tiefton-Lautsprecheranordnung eingebracht ist derart, dass dessen Membran(en) auf einer Seite mit jeweils dem Gehäusevolumen und auf der anderen Seite mit der Außenluft in Verbindung steht/stehen. Darüber hinaus wird durch die Verwendung eines Gehäuses ein definiertes Luftvolumen vorgegeben, das die Plattenmembran rückwärtig abschließt und auf das die Plattenmembran abgestimmt wird, so dass der sogenannte "Wandeffekt" praktisch eliminiert wird. Schließlich wird durch die Verwendung eines gesonderten Schallwandlers und einer Plattenmembran der "Anschlageffekt" weitgehend vermieden, da der gesonderte Schallwandler für eine wesentlich größeren Hub ausgelegt werden kann als ein Plattenlautsprecher. Die erfindungsgemäße Anordnung kann auch derart verwendet werden, dass einzusätzlicher erfindungsgemäßer Schallwandler zur Unterstutzung und Verbesserung eines bereits bestehenden Plattenlautsprechers dient. Bevorzugt wird eine Wand des Gehäuses gänzlich durch die Plattenmembran gebildet.
Bei einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung ist vorgesehen, dass die Plattenmembran einen plattenförmigen leichten schubsteifen Kern aufweist, der zu beiden flächigen Seiten mit jeweils einem sehr harten, dünnen Deckblatt vollflächig verbunden ist. Auf diese Weise kann mit geringem Aufwand eine freitragende und dampfungsarme Leichtbausandwichmembran realisiert werden. Der Sandwich-Kern besteht dabei beispielsweise aus faserverstärktem, harzgetränktem Papier (wie z. B. Nomex-Papier) mit Wabenstruktur oder aus einer Hartschaumstruktur (wie z. B. Polymid) und ist auf Vorder- und Rückseite jeweils mit einem möglichst harten, dünnen Sandwich-Deckblatt (vorzugsweise eine mit Carbon oder Glasfaser verstärkte Epoxidharzfolie, eine aus Leichtmetall Legierung hergestellte Folie, Dünnglas oder Spezialpapier) verklebt oder verschweißt. Die Plattenmembran kann dabei eben oder auch leichtgekrümmt sein. Die Plattenmembran kann nur zur Tieftonwiedergabe vorgesehen sein oder aber auch zur Wiedergabe mittlerer und hoher Töne verwendet werden. Dazu können beispielsweise auch Mittel- und/oder Hochton-Biegewellen Treiber im Frequenzbereichhauptsächlich oberhalb der Grundfrequenz der Plattenmembran mit dieser mechanisch gekoppelt sein. Die Plattenmembran kann beispielsweise durch eine geeignete Lagerung (z. B. eine umlaufende, dichte Spannmembran, die ganz oder teilweise die Plattenmembran einseitig oder beidseitig umziehen kann) am Gehäuse unter oder ohne Zuhilfenahme eines starren Rahmens gehalten werden. Die Plattenmembran wird in dem Fall mittels der Spannmembran an einem biegesteifen Rahmen befestigt, der seinerseits an dem Gehäuse befestigt ist.
Die Kopplung von Schallwandler (wie beispielsweise Konuslautsprecher oder Inertialschwinger) und Plattenmembran kann dabei auf unterschiedliche Weisen erfolgen, wobei sowohl die Art der Kopplung selbst als auch Hilfsmittel wie Resonanzkörper, Hornanordnungen, Trichteranordnungen etc. dem jeweiligen Anwendungszweck und den jeweiligen akustischen Erfordernissen entsprechend angepasst werden können. Die nachfolgend erläuterten bevorzugten Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung betreffen unter anderem einige besonders geeignete Kopplungen und Hilfsmittel.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse durch eine in seinem Inneren befindliche hermetisch dichte Zwischenwand in zwei jeweils ein Teilvolumen umschließende Kammern unterteilt und die Zwischenwand weist einen Durchbruch auf, in den hermetisch dicht eine Tiefton-Lautsprecheranordnung mit einem oder mehreren Tiefton-Konuslautsprechern eingebracht ist derart, dass dessen Membran(en) zu beiden Seiten mit jeweils einem der Teilvolumen in Verbindung steht/stehen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Gehäuse einen Durchbruch auf, in den hermetisch dicht eine Tiefton-Lautsprecheranordnung eingebracht ist derart, dass dessen Membran(en) auf einer Seiten mit jeweils dem Gehäusevolumen und auf der anderen Seite mit der Außenluft in Verbindung steht/stehen.
Es kann auch vorgesehen werden, dass ein vom Gehäusevolumen zur Außenluft führender Dukt (beispielsweise Transmission Line) mit einer Membran der Tiefton-Lautsprecheranordnung einen Trichter für den/die Tiefton-Konuslautsprecher, einen Hornlautsprecher bildend gekoppelt ist, wobei Länge und Querschnittsverlauf des Dukts den jeweiligen Bedingungen angepasst sind.
Anstelle der Verwendung von Konuslautsprechern können auch ein oder mehrere Tiefton-Inertialschwinger (Shaker) vorgesehen werden, der/die an der Plattenmembran befestigt und mit dieser akustisch gekoppelt ist/sind.
Sowohl bei Konuslautsprechern als auch bei Inertialschwingern kann unterstützend zur Ventilation des Gehäuses ein vom Gehäusevolumen zur Außenluft führender Bassreflextubus und/oder ein vom Gehäusevolumen zur Außenluft führender Dukt (z. B. Transmission-Line) vorgesehen ist. Der Bassreflextubus dient insbesondere dazu, durch (Helmholtz-) Resonanz den Wirkungsgrad der Flachlautsprecheranordnung bei tiefen Tönen zu verbessern. Bei Gehäusen mit zwei Kammern können entsprechend eine oder beide Kammern ventiliert werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse einen der Plattenmembran gegenüberliegenden Durchbruch auf, der bevorzugt die Größe einer Wand hat. In diesen Fall wird das Gehäuse beispielsweise durch hermetisch dicht gefügten, tiefen Rahmen umgeben, der dann ein nach hinten offenes Flachgehäuse bildet.
Bei Verwendung einer Tiefton-Lautsprecheranordnung ist dieses mit der Plattenmembran derart abgestimmt, daß die Tieftonanregung der Plattenmembran unterhalb der Grundfrequenz der Plattenmembran erfolgt. Bei einer Flachlautsprecheranordnung für Breitbandbetrieb könnte dementsprechend eine Anregung für mittlere und hohe Töne oberhalb der Grundfrequenz erfolgen.
Bevorzugt hat/haben dabei die Membran(en) der Tiefton-Lautsprecheranordnung über eine Oberfläche nichtstrahlenden Kontakt zum Gehäusevolumen und die Plattenmembran hat mindestens ein Fenster, durch das nach außen (bevorzugt zur Hörerseite hin) ventiliert wird. Alternativ hat/haben die Membran(en) der Tiefton-Lautsprecheranordnung mit einer Oberfläche nichtstrahlenden Kontakt zum Gehäusevolumen und die Plattenmembran hat mindestens ein Fenster, durch das Schall in ein weiteres Gehäuse (oder einer anderen Kammer eines Gehäuses mit zwei Kammern) ventiliert wird. Dabei kann das Tiefton-Lautsprechersystem rückseitig zumindest teilweise durch das/die Fenster ragen und es kann eine Manschette zur Durchbruchrandversteifung und nichtstrahlenden Abdichtung an der Plattenmembran befestigt sein.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Federelement zugfest, biegemomentübertragend, reibungsarm und unter Zugspannung stehend mit Plattenmembran und Gehäuse verbunden. Das Federelement kann dabei aus Federstahl, Messing, Aluminium oder Kunststoff gefertigt sein. Alternativ können Plattenmembran und Gehäuse mittels einer umlaufenden Schaumstoffwulst reibungsarm miteinander verbunden sein. Die weiche Schaumstoffwulst wirkt dann als reibungsarmes gelenkiges Lager, das Zugspannung aufnehmen kann.
Zur Steuerung der Tiefton-Lautsprecheranordnung oder des Inertialschwingers kann im Falle ausreichend großen Gehäusevolumens ein üblicher Lautsprecher-Endverstärker eingesetzt werden und im Falle eines kleinen Gehäusevolumens eine negative Impedanz oder ein Negativimpedanzkonverter, der die elektrische Impedanz der Lautsprecheranordnung oder des Inertialschwingers ganz oder teilweise kompensiert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei gleiche Elemente mit den selben Bezugszeichen versehen sind. Es zeigt:
Figur 1
eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit drei Tiefton-Konuslautsprechern in einer geschlossenen Box;
Figur 2
eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit fünf Tiefton-Konuslautsprechern in einer geschlossenen Box;
Figur 3
eine erste Ausführungsform einer Lagerung für eine Plattenmembran;
Figur 4
eine zweite Ausführungsform einer Lagerung für eine Plattenmembran;
Figur 5
eine dritte Ausführungsform einer Lagerung für eine Plattenmembran;
Figur 6
eine vierte Ausführungsform einer Lagerung für eine Plattenmembran;
Figur 7
eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit einem rückwärtig angeordneten Tiefton-Konuslautsprecher in einer geschlossenen Box;
Figur 8
eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit einem seitlich angeordneten Tiefton-Konuslautsprecher in einer geschlossenen Box;
Figur 9
eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit einem rückwärtig angeordneten Tiefton-Konuslautsprecher in einer geschlossenen Box mit zusätzlichem Horn;
Figur 10
eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit einem Tiefton-Konuslautsprecher in einer zwei Kammern aufweisenden Box mit Baßreflextubus;
Figur 11
eine siebte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit einem Tiefton-Konuslautsprecher in einer Box mit Baßreflextubus;
Figur 12
eine achte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit mehreren Tiefton-Konuslautsprechern in einer Box mit doppeltem Baßreflextubus;
Figur 13
eine neunte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit einem seitlich angeordneten Tiefton-Konuslautsprecher in einer Box mit Baßreflextubus;
Figur 14
eine zehnte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit einem rückwärtig angeordneten Tiefton-Konuslautsprecher in einer Box mit Baßreflextubus;
Figur 15
eine elfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit einem rückwärtig angeordneten Tiefton-Konuslautsprecher in einer Box mit Baßreflextubus und Dukt;
Figur 16
eine zwölfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit einem Tiefton-Konuslautsprecher in einer zwei Kammern aufweisenden Box mit Baßreflextubus;
Figur 17
eine dreizehnte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit einem Tiefton-Konuslautsprecher in einer Box mit einem Dukt;
Figur 18
eine vierzehnte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit einem Tiefton-Konuslautsprecher in einer Box mit einem Dukt;
Figur 19
eine fünfzehnte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit einem Tiefton-Konuslautsprecher in einer Box mit Baßreflextubus und Dukt;
Figur 20
eine sechzehnte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit einem Tiefton-Konuslautsprecher in einer Box mit einem Dukt;
Figur 21
eine siebzehnte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit einem Tiefton-Konuslautsprecher in einer zwei Kammern aufweisenden Box;
Figur 22
eine achtzehnte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit einem Tiefton-Konuslautsprecher in einer zwei Kammern aufweisenden Box mit Baßreflextubus;
Figur 23
eine neunzehnte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit einem Tiefton-Inertialschwinger in einer geschlossenen Box;
Figur 24
eine zwanzigste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit einem Tiefton-Inertialschwinger in einer geschlossenen Box mit Baßreflextubus;
Figur 25
eine einundzwanzigste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit einem Tiefton-Inertialschwinger in einer geschlossenen Box mit Dukt;
Figur 26
eine zweiundzwanzigste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachlautsprecheranordnung mit einem Tiefton-Inertialschwinger in einer rückseitig offenen Box;
Bei den nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispielen wird davon ausgegangen, daß eine Plattenmembran 1 einen längeren und einen kürzeren Durchmesser in der Plattenebene aufweist ("Langsrichtung","Querrichtung"), daß sie in einem Rahmen 2 gehalten wird durch eine hermetisch dichte Spannmembran 3 und daß der Rahmen 2 die Seitenwand einer (Flach-) Box (Gehäuse) bildet . Die (Flach-) Box kann je nach Ausführungsbeispiel durch eine interne Zwischenwand 4 in zwei Kammern aufgeteilt sein, wobei nur eine Kammer (Hauptkammer) einseitig von der Plattenmembran 1 begrenzt wird. Zusätzlich zu auf der Plattenmembran 1 befindlichen Mittel-Hochton-Treibern 5 ist noch ein separater Tieftonantrieb vorgesehen, der im Tieftonbereich die Plattenmembran durch "Pumpbewegung" aktiviert. Dieser kann elektropneumatisch als "Pumplautsprecher" wirken oder direkt als "Pumpentreiber".
Die Ausführungsbeispiele betreffen somit einen breitbandigen Multiresonanzplattenlautsprecher, der eine Multiresonanzklangplatte mit optionalen Resonanzkammern und mindestens einem tieftönigen elektromechanischen Schallwandler (zum Beispiel "Pumplautsprecher", "Shaker" etc.) sowie eine Resonanzkammer, deren eine Wand durch die Klangplatte gebildet wird, aufweist. Diese Kammer soll unabhängig von der Gesamtanzahl von Kammern im weiteren als "Hauptkammer" bezeichnet werden. Die Membran des Schallwandlers für tiefe Töne stellt also einen Teil der Wand der Hauptkammer dar. Die von der Hauptkammer nach außen weisende, andere Seite der Schallwandlermembran kann Teil einer weiteren Kammer ("Nebenkammer") sein. Einige Ausführungsbeispiele kombinieren dabei unter anderem das Prinzip der Ventilation mit dem Pumpenprinzip.
Durch Ventilation wird die Härte der Luftfeder hinter einer Lautsprechermembran vermindert mit folgenden Maßnahmen: Entlüftung der Hauptkammer oder eventuell Entlüftung der Nebenkammer. Je nach Gestaltung des Entlüftungskanals im Vergleich zur Gestalt der entlüfteten Kammer wird man eine Resonanzfrequenz nach dem Baßreflexprinzip oder nach dem "Transmission-Line"-Prinzip erhalten. Durch Wahl des Querschnittsprofils kann dabei noch die Dämpfung eingestellt werden.
Bei den Ausführungsbeispielen kommen die folgenden Varianten einer Ventilation zur Anwendung:
  • a) "Geschlossenes Gehäuse": keinerlei Ventilation;
  • b) "Hauptkammer-Baßreflex": Baßreflextubus in Gehäusewand der Hauptkammer;
  • c) "Hauptkammer-Transmission-Line": Transmissionline-Dukt in Gehäusewand der Hauptkammer);
  • d) "Nebenkammer-Baßreflex": Baßreflex-Tubus in Gehäusewand der Nebenkammer;
  • e) "Nebenkammer- Transmission-Line": Transmission-Line-Dukt in Gehäusewand der Nebenkammer);
  • f) "Tamburin": Keine Nebenkammer; offener, tiefer Rahmen als Hauptkammer.
    • Die "Pumpe" besteht entweder aus einem konventionellen Konuslautsprecherchassis, das hermetisch dicht in eine (aktive oder passive) Wand der Hauptkammer eingefügt wird ("elektropneumatische Pumpe", "Konuspumpe") oder aber aus einem "Shaker" (=elektrodynamischer Langhub-Tiefton-Treiber ohne eigene Membran), der direkt auf die Platte wirkt und dessen Membran somit durch die Plattenmembran gebildet wird. Der Shaker (einer oder mehrere) wird anders positioniert als die Mittel-Hochtontreiber: Entweder in Zentrumsnähe zur Betonung des Balkenmodus oder aber in Balkenknotenbereichen zur nichtresonanten Förderung der Kolbenbewegung. Die Konus-Pumpe erzeugt tieftönige Luftdruckschwankungen in der Hauptkammer. Dabei findet eine Krafttransformation im Verhältnis der Flächen von Plattenmembran und Pumpenmembran statt. Als Nebeneffekt ist dabei die Möglichkeit der Schallabstrahlung der Rückseite (Hauptkammeraußenhülle) der Pumpenmembran zu beachten ("Pumpstrahlung").
    Bei den Ausführungsbeispielen kommen die folgenden Varianten von Pumpen zur Anwendung:
  • a) "Absorberkonus": die Strahlungsleistung der Konuspumpe wird im Lautsprechergehäuse absorbiert;
  • b) "Platten-Konus": Konuspumpe direkt in der "Hauptkammer-Platte"; das elektro-pneumatische Pumpenchassis sitzt elastisch gelagert in einem hermetisch dichten Rahmen, der in einem Durchbruch der Klangplatte angeordnet ist, und strahlt direkt nach vorne;
  • c) "Konuspumpe sitzt direkt in der Hauptkammer": Das elektro-pneumatische Pumpenchassis sitzt elastisch gelagert in einem hermetisch dichten Rahmen in einem Durchbruch der Hauptkammerwand - aber nicht der Klangplatte - und strahlt direkt nach außen;
  • d) "Hauptkammer-Horn" : (Die Außenseite der Konuspumpenmembran bildet den inneren Abschluß und Antrieb eines akustischen "Horntrichters";
  • e) Shaker als Pumpe.
    • Die das Grundkonzept der Erfindung veranschaulichende Ausführungsform nach Figur 1 umfaßt unter anderem eine Klangplatte 6, die aus einer Plattenmembran 1 (Sandwichpaneel) und Mittel-Hochton-Treibern 5 besteht und die mit einer geschlossenen, flachen Box 1, 2, 4, 9 so kombiniert wird, daß sie die vordere ebene Wand dieser Box 1, 2, 4, 9 darstellt. Die an die Klangplatte 6 angrenzende Hauptkammer 7 der Box 1, 2, 4, 9 wirkt als tieffrequenter Krafttransformator, indem die mit kleiner Membranfläche von einer Tiefton-Lautsprecheranordnung 8 erzeugten Druckschwankungen mit der elastischen Plattenmembran 1 reagieren. Die Tiefton-Lautsprecheranordnung 8 besteht beispielsweise aus drei Tiefton-Konuslautsprechern, von denen einer an der Plattenmembran 1, einer an dem Rahmen 2 und einer an der Zwischenwand 4 der Box 1, 2, 4, 9 befestigt ist derart, daß die Membranen der Tiefton-Lautsprecheranordnung 8 Teile der Wände bilden. Die Plattenmembran 1 ist durch eine Spannmembran 3 am Rahmen 2 befestigt und wird durch diese elastisch gehalten. Zur Befestigung der Box 1, 2, 4, 9 an einer in der Zeichnung nicht dargestellten Zimmerwand kann zudem - wie beim Ausführungsbeispiel - ein Seitenwand 9 zwischen Zimmerwand und Rückseite der Box 1, 2, 4, 9 vorgesehen werden, wobei durch Seitenwand 9, Zwischenwand 4 der Box 1, 2, 4, 9 und Zimmerwand eine ein bestimmtes Luftvolumen umfassende Nebenkammer 10 der Box 1, 2, 4, 9 definiert wird.
    Der tieffrequente akustische Kurzschluß ("Dipoleffekt") wird durch die abschirmende Wirkung der Box 1, 2, 4, 9 weitgehend herabgesetzt und die Tieftonwirkung des Flachlautsprechers wird durch die Pumpwirkung gesteigert. Die so realisierte Multiresonanzklangplatte als eigentlicher Hauptstrahler bietet eine ausgedehnte Breitbandigkeit vom Baß- bis zum Hochton-Bereich.
    Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist gegenüber dem in Figur 1 gezeigten dahingehend abgeändert, daß anstelle der Tiefton-Lautsprecheranordnung 8 eine Tiefton-Lautsprecheranordnung 11 vorgesehen ist, welche fünf Tiefton-Konuslautsprecher umfaßt. Zwei der Tiefton-Konuslautsprecher sind dabei in Durchbrüche der Plattenmembran 1, zwei in Durchbrüche der Zwischenwand 4 und einer in einen Durchbruch des Rahmens 2 eingebracht und entsprechend befestigt. Von den in Plattenmembran 1 und Zwischenwand 4 befindlichen Tiefton-Konuslautsprechern ist jeweils einer nach innen und einer nach außen gerichtet. Der im Rahmen 2 untergebrachte Tiefton-Konuslautsprecher ist nach außen gerichtet. Jedoch können in gleicher Weise auch andere Konfigurationen entsprechend angewandt werden. Schließlich weisen Rahmen 2 und Seitenwand 9 Entlüftungsvorrichtung 12 auf.
    Die Figuren 3 bis 6 zeigen bevorzugte Realisierungen luftdichter, elastischer Halterungen der Plattenmembran 1 als Vorderwand der Box 1, 2, 4, 9.
    Bei der Ausführungsform nach Figur 3 wird die luftdichte federnde Abdichtung durch eine umlaufende Weichschaumdichtung 13 erzielt, die in einer Rahmennut 14 eingefügt (z.B. geklebt) ist. Eine dünne Lochblende 15 (akustisch transparente, perforierte Hartfolie aus Metall oder Kunststoff) kann dabei die Vorderansicht der Flachlautsprecheranordnung optisch aufwerten.
    Demgegenüber wird bei der Ausführungsform nach Figur 4 die luftdichte federnde Abdichtung durch eine umlaufende Spannfolie 16 erzielt, die an einem umlaufenden Flansch 17 der Box 1, 2, 4, 9 befestigt (z.B. geklebt) ist. Auch kann optional wiederum die Lochblende 15 vorgesehen werden. Eine Besonderheit ist der reibungsfreie Schwingspalt 18, durch den einerseits der Rand der Plattenmembran 1 nur durch einen kaum sichtbaren, engen Zwischenraum 19 vom Flansch 17 getrennt ist und der andererseits doch eine ausreichende Breite 20 der federnden Spannfolie 16 gewährt, so daß die Randschwingung nicht behindert wird. Eine weitere Besonderheit ist, daß bei dieser Ausgestaltung die Vorderflächen von Plattenmembran 1 und Flansch 17 in einer Ebene justiert werden können, so daß hier die Lochblende 15 mit zugehörigem Abstandsprofil 21 auch entfallen könnte.
    Figur 5 zeigt eine stark vereinfachte, kostengünstige Ausführungsform. Die luftdichte federnde Abdichtung wird durch eine umlaufende Spannfolie 22 erzielt, die an einem umlaufenden Flansch 23 der Box 1, 2, 4, 9 befestigt (z.B. geklebt) ist. Die Spannfolie 22 wird plan aufliegend auf den vereinfacht profilierten Flansch 23 aufgeklebt.
    Figur 6 zeigt schließlich eine stark eingeprägte, umlaufende Spannmembran 24 aus einem Material mit elastischer Formstabilität wie zum Beispiel Folien aus Aluminium, Polyimid oder Faserverbundstoff, die an einem Flansch 25 des Rahmens 2 einerseits und der Plattenmembran 1 andererseits beispielsweise durch Kleben oder Schweißen befestigt ist.
    Bei den Ausführungsformen nach Figur 7 und 8 wird die Plattenmembran 1 wiederum gehalten von einer umlaufenden, dichten Spannmembran 3 als äußere Wand einer flachen, hermetisch dichten Box 1, 2, 29. In einem hermetisch dichten Durchbruch des passiven Boxengehäuses ist eine aktive Tiefton-Lautsprecheranordnung mit nur einem Tiefton-Konuslautsprecher 26 eingesetzt, dessen Membran auf der einen Seite mit der Außenluft in Verbindung steht und auf der anderen Seite mit dem Kammervolumen 27, wobei in verschiedenen Ausführungsformen der Konuslautsprecher 26 entweder in der großflächigen Rückwand 29 (Figur 7) oder in den die Seitenwand bildenden Rahmen 2 (Figur 8) eingesetzt sein kann.
    Die in Figur 9 gezeigte Ausführungsform ist gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Figur 7 derart weitergebildet, daß in einem hermetisch dichten Durchbruch des passiven Boxengehäuses eine aktive Tiefton-Lautsprecheranordnung mit Tiefton-Konuslautsprecher 26 eingesetzt ist, dessen Membran auf der einen Seite mit dem Kammervolumen 27 und auf der anderen Seite über einen Dukt mit der Außenluft in Verbindung steht, wobei Konuslautsprecher 26 und Dukt 28 zusammen einen Horn-Lautsprecher bilden. Der Dukt wird mittels planparallelen Wänden (Zwischenwand 4 und Rückwand 29) sowie Duktseitenwänden 30 realisiert. Die Verbindung von Dukt 28 und Membran des Tiefton-Konuslautsprechers 26 wird dabei durch Öffnungen 32 im Lautsprecherchassis hergestellt. Bei kleinem Kammervolumen kann - wie beim Ausführungsbeispiel gezeigt - die Zwischenwand 4 im Bereich der Mittel-Hochton-Treiber 5 eine Verjüngung 33 aufweisen.
    Bei der Ausführungsform nach Figur 10 ist eine Box 1, 2, 34, 29 durch eine interne hermetisch dichte Zwischenwand 34 in zwei Kammern 35, 36 eingeteilt dergestalt, daß eine an die Plattenmembran 1 angrenzende Hauptkammer 35 von einer nicht an die Plattenmembran 1 angrenzenden Nebenkammer 36 unterschieden werden kann. In einen hermetisch dichten Durchbruch der Zwischenwand 34 ist die aktive Tiefton-Lautsprecheranordnung mit Tiefton-Konuslautsprecher 26 eingesetzt, dessen Membran auf beiden Seiten mit je einem der beiden Kammervolumen in Verbindung steht. Die Hauptkammer 35 wird dabei über einen Baßreflextubus 37 nach außen ventiliert.
    Die in den Figuren 11 und 12 gezeigten Ausführungsbeispiele weisen einen hermetisch dichten, schwingungslsolierten Durchbruch in der Plattenmembran 1 auf, in den eine aktive Tiefton-Lautsprecheranordnung mit einem Tiefton-Konuslautsprecher 26 (Figur 11) beziehungsweise mehreren Tiefton-Konuslautsprechern 39, 40 (Figur 12) auf, dessen Membran beziehungsweise deren Membranen auf der einen Seite mit der Außenluft und auf der anderen mit dem Kammervolumen in Verbindung steht/stehen, wobei die Kammer über einen Baßreflextubus 37 nach außen ventiliert wird. Bei der Ausführungsform nach Figur 12 ist darüber hinaus ein weiterer Baßreflextubus 38 vorgesehen und die Mittel-Hochton-Treiber 5 aus Figur 11 sind durch einzelne Mittel- und Hochton-Treiber 41, 42, 43 ersetzt worden, die ebenfalls in hermetisch dichten Durchbrüchen der Plattenmembran 1 untergebracht sind. Die Aufhängung der Plattenmembran 1 und deren luftdichte federnde Abdichtung erfolgt schließlich bei der Ausführungsform nach Figur 12 durch eine umlaufende Spannfolie 44, die an einem umlaufenden Flansch 45 am Rahmen 2 der Box 1, 2, 29 befestigt (z.B. geklebt) ist.
    Die Ausführungsformen gemäß den Figuren 13 und 14 sind gegenüber den in den Figuren 8 und 7 dahingehend abgeändert, daß jeweils ein Baßreflextubus 37 von bestimmter Länge 46 durch einen Durchbruch des Rahmens 2 in das Kammervolumen ragt. Die Ausführungsform gemäß Figur 15 geht aus der von Figur 5 hervor, wobei in Figur 15 der Dukt 28 eine Transmission-Line bildet und die Kammer 27 durch einen Baßreflextubus 37 ventiliert wird. Schließlich kann gemäß Figur 16 bei der Ausführungsform nach Figur 10 der Baßreflextubus 37 anstelle der Hauptkammer 35 alternativ auch die Nebenkammer 36 ventilieren.
    Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 17 wird die Plattenmembran 1 von einer umlaufenden, dichten Spannmembran 3 gehalten und wird als äußere Wand einer flachen, hermetisch dichtgefügten Box 1, 2, 4, 50 eingesetzt. In einem hermetisch dichten, schwingungsisolierten Durchbruch der Plattenmembran 1 ist eine aktive Tiefton-Lautsprecheranordnung mit Tiefton-Konuslautsprecher 26 eingesetzt, dessen Membran auf der einen Seite mit der Außenluft und auf der anderen mit dem Kammervolumen in Verbindung steht, wobei die Box 1, 2, 4, 50 ihrerseits über einen eine Transmission-Line bildenden Dukt 47 mit der Außenluft in Verbindung steht. Die Ankopplung des Dukts 47 an das Kammervolumen erfolgt dabei über eine Öffnung 48, wobei der Dukt 47 über eine weitere Öffnung 49 zur Außenluft Kontakt hat und durch Rahmen 2 und Zwischenwand 4 der Box 1, 2, 4, 50 sowie eine Rückwand 50 gebildet wird.
    In Figur 18 ist eine Anordnung dargestellt, bei der ausgehend von der Anordnung nach Figur 8 ein Dukt 47 angekoppelt ist. Die Ankopplung des Dukts 47 an das Kammervolumen erfolgt dabei wiederum über eine Öffnung 48, wobei der Dukt 47 über eine weitere Öffnung 49 zur Außenluft Kontakt hat und durch Rahmen 2 und Zwischenwand 4 der Box 1, 2, 4, 50 sowie eine weitere Rückwand 50 gebildet wird.
    Die Ausführungsform nach Figur 19 ist ausgehend von einer geschlossenen passiven Box 1, 2, 4, 50 in einem hermetisch dichten Durchbruch der Zwischenwand 4 der Box 1, 2, 4, 50 eine aktive Tiefton-Lautsprecheranordnung mit Tiefton-Konuslautsprecher 26 eingesetzt, dessen Membran auf der einen Seite mit dem Kammervolumen und auf der anderen über einen Dukt 51 mit der Außenluft in Verbindung steht, wobei Tiefton-Konuslautsprecher 26 und Dukt 51 zusammen einen Horn-Lautsprecher bilden und die Box 1, 2, 4, 50 zusätzlich über einen eine Transmission-Line bildenden weiteren Dukt 53 mit der Außenluft in Verbindung steht. Die Dukte 51 und 53 werden dabei durch Rahmen 2 und Zwischenwand 4 der Box 1, 2, 4, 50, eine weitere Rückwand 50 sowie ein Duktwand 52 gebildet.
    Bei der Anordnung nach Figur 20 wird die von einer umlaufenden, dichten Spannmembran 3 gehaltene Plattenmembran 1 als äußere Wand einer flachen, hermetisch dichtgefügten Box 1, 2, 34, 50 eingesetzt, die durch eine interne hermetisch dichte Zwischenwand 54 in zwei Kammern 55, 56 unterteilt ist dergestalt, daß eine an die Plattenmembran 1 angrenzende Hauptkammer 55 von einer nicht an die Plattenmembran 1 angrenzenden Nebenkammer 56 unterschieden werden kann. In einem hermetisch dichten Durchbruch der Zwischenwand 54 ist ein Tiefton-Konuslautsprecher 26 eingesetzt, dessen Membran auf beiden Seiten jeweils an eines der beiden Kammervolumen grenzt, wobei die Nebenkammer 56 über einen Dukt 57 eine Tansmission-Line bildend mit der Außenluft in Verbindung steht.
    In den Figuren 21 und 22 sind zwei grundlegende Formen geschlossener Boxen 1, 2, 34, 29 dargestellt, wobei die eine (Figur 22) nur eine Kammer 27 und die andere (Figur 21) zwei durch eine Zwischenwand 34 hermetisch dichte, von einander getrennte Kammern 35, 36 aufweist. Bei der Ausführungsform nach Figur 21 ist der Tiefton-Konuslautsprecher 26 in einem Durchbruch der Zwischenwand 34 untergebracht und steht über jeweils eine Seite seiner Membran mit beiden Kammervolumen in Kontakt. Bei der Ausführungsform nach Figur 22 ist der Tiefton-Konuslautsprecher 26 in einem Durchbruch der Plattenmembran 1 eingesetzt.
    Eine grundlegende Form einer hermetisch dichten, geschlossenen Box 1, 2, 29 mit einem Tiefton-Shaker 58 (Tiefton-Inertialschwin-ger) als Schallwandler für tiefe Töne ist in Figur 23 dargestellt. Der Tiefton-Shaker 58 ist an der Plattenmembran 1 von innen befestigt und zwar derart, daß er als tieftöniger Hilfsantrieb der Plattenmembran 1 wirken kann, d.h. im Zentralgebiet zur Stützung der Balkenmodalresonanz oder in einer Knotenzone des ersten Balkenmodus positioniert ist. Eine Weiterbildung der Anordnung nach Figur 23 zeigt Figur 24 dahingehend, daß in den Rahmen 2 ein Baßreflextubus 37 zur Ventilation der Box 1, 2, 29 eingebracht ist. bei einer anderen Weiterbildung der Anordnung nach Figur 23 ist gemäß Figur 25 an der Zwischenwand 4 der Box 1, 2, 29 ein eine Transmission-Line bildender Dukt 59 über eine Öffnung 60 an das Kammervolumen angekoppelt, wobei der Dukt 59 durch den Rahmen 2 und eine Rückwand 61 in Verbindung mit der Zwischenwand 4 realisiert wird.
    Bei der Anordnung nach Figur 26 wird wiederum die Plattenmembran 1 von einer umlaufenden dichten Spannmembran 3 gehalten, die ihrerseits von einem hermetisch dicht gefügten, tiefen Rahmen 2 umgeben ist. Dadurch wird eine nach hinten offene Flachbox realisiert, bei der der Tiefton-Shaker 58 wiederum auf der Plattenmembran 1 so montiert wird, daß er als tieftöniger Hilfsantrieb für die Plattenmembran wirkt (Positionierung im Zentralgebiet zur Stützung der Balkenmodalresonanz oder in einer Knotenzone des ersten Balkenmodus). Die Rückwand der Box 1, 2, 29 wird dabei durch die Wand gebildet, an der die Box 1, 2, 29 angebracht ist.

    Claims (18)

    1. Flachlautsprecheranordnung für Tieftonwiedergabe mit einem eine Frontöffnung aufweisenden, flachen, nichtabstrahlenden, ein Gehäusevolumen umschließenden Gehäuse (2, 4, 29, 50, 61), einer innerhalb der Frontöffnung des Gehäuses (2, 4, 29, 50, 61) angeordneten Plattenmembran (1) und einer zwischen Gehäuse (2, 4, 29, 50, 61) und Plattenmembran (1) angeordneten Lagerung (3) zum Halten und Abdichten der Plattenmembran (1) gegenüber dem Gehäuse (2, 4, 29, 50, 61), wobei die Plattenmembran (1) freitragend aufgebaut und gedämpft ist und mindestens ein Schallwandler (8, 26, 11, 39, 40) für tiefe Töne an der Plattenmembran (1) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenmembran (1) einen Durchbruch aufweist, in den hermetisch dicht und schwingungsisoliert eine Tiefton-Lautsprecheranordnung (8, 11, 26, 39, 40) eingebracht ist derart, dass dessen Membran(en) auf einer Seite mit jeweils dem Gehäusevolumen und auf der anderen Seite mit der Außenluft in Verbindung steht/stehen.
    2. Flachlautsprecheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Schallwandler (8, 26, 11, 39, 40) für tiefe Töne auch an dem Gehäuse (2, 4, 29, 50, 61) angebracht ist.
    3. Flachlautsprecheranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenmembran (1) einen plattenförmigen leichten schubsteifen Kern aufweist, der zu beiden flächigen Seiten mit jeweils einem sehr harten, dünnen Deckblatt vollflächig verbunden ist.
    4. Flachlautsprecheranordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2, 4, 29, 50, 61) durch eine in seinem Inneren befindliche hermetisch dichte Zwischenwand (34, 54) in zwei jeweils ein Teilvolumen umschließende Kammern (35, 36, 55, 56) unterteilt ist und dass die Zwischenwand einen Durchbruch aufweist, in den hermetisch dicht eine Tiefton-Lautsprecheranordnung (26) eingebracht ist derart, dass dessen Membran(en) zu beiden Seiten mit jeweils einem der Teilvolumen in Verbindung steht/stehen.
    5. Flachlautsprecheranordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2, 4, 29, 50, 61) einen Durchbruch aufweist, in den hermetisch dicht eine Tiefton-Lautsprecheranordnung (8, 11, 26) eingebracht ist derart, dass dessen Membran(en) auf einer Seite mit jeweils dem Gehäusevolumen und auf der anderen Seite mit der Außenluft in Verbindung steht/stehen.
    6. Flachlautsprecheranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Gehäusevolumen zur Außenluft führender Dukt (28, 47, 51, 57) mit einer Membran der Tiefton-Lautsprecheranordnung (26) gekoppelt ist.
    7. Flachlautsprecheranordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tiefton-Inertialschwinger (58) an der Plattenmembran (1) befestigt.
    8. Flachlautsprecheranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Gehäusevolumen zur Außenluft führender Bassreflextubus (37, 38) vorgesehen ist.
    9. Flachlautsprecheranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Gehäusevolumen zur Außenluft führender Dukt (28, 47, 51, 53, 57, 59) vorgesehen ist.
    10. Flachlautsprecheranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2, 4, 29, 50, 61) einen der Plattenmembran (1) gegenüberliegenden Durchbruch aufweist.
    11. Flachlautsprecheranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Tiefton-Lautsprecheranordnung (8, 11, 26, 39, 40) und Plattenmembran (1) derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Tieftonanregung der Plattenmembran (1) unterhalb der Grundfrequenz der Plattenmembran (1) erfolgt.
    12. Flachlautsprecheranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (en) der Tiefton-Lautsprecheranordnung (8, 11, 26, 39, 40) mit einer Oberfläche nichtstrahlenden Kontakt zum Gehäusevolumen hat/haben und dass die Plattenmembran (1) mindestens ein Fenster aufweist, durch das nach außen ventiliert wird.
    13. Flachlautsprecheranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran(en) der Tiefton-Lautsprecheranordnung (8, 11, 26, 39, 40) mit einer Oberfläche nichtstrahlenden Kontakt zum Gehäusevolumen hat/haben und dass das Gehäuse (2, 4, 29, 50, 61) mindestens ein Fenster aufweist, durch das in ein weiteres Gehäuse ventiliert wird.
    14. Flachlautsprecheranordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefton-Lautsprecheranordnung rückseitig zumindest teilweise durch das/die Fenster ragt und dass eine Manschette zur Durchbruchrandversteifung und nichtstrahlenden Abdichtung an der Plattenmembran befestigt ist.
    15. Flachlautsprecheranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (24) zugfest und biegemomentübertragend mit Plattenmembran (1) und Gehäuse (2, 4, 29, 50, 61) reibungsarm und unter Zugspannung stehend verbunden ist.
    16. Flachlautsprecheranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Plattenmembran (1) und Gehäuse (2, 4, 29, 50, 61) mittels einer umlaufenden Schaumstoffwulst (13) reibungsarm verbunden sind.
    17. Flachlautsprecheranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenmembran (1) mittels der Spannmembran (3) an einem biegesteifen Rahmen (2) befestigt ist, der seinerseits an dem Gehäuse (4) befestigt ist.
    18. Flachlautsprecheranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine negative Impedanz oder ein Negativimpedanzkonverter zur Ansteuerung der Tiefton-Lautsprecheranordnung vorgesehen sind, die/der die elektrische Impedanz der Lautsprecheranordnung oder des Inertialschwingers ganz oder teilweise kompensiert.
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