DE10035627A1

DE10035627A1 - Loudspeaker with circumferential sound radiation comprises at least one sound converter with vertically oriented membrane, and a conical diffuser with a concave side surface

Info

Publication number: DE10035627A1
Application number: DE2000135627
Authority: DE
Inventors: Rainer Wurst
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2002-01-31

Abstract

The loudspeaker with circumferential sound radiation comprises at least one sound generator (1, 2) whose membrane (3, 13) is oriented vertically upwards, and a conical diffuser (15) whose longitudinal axis (17) coincides with the area normal (18) of the membrane. The diffuser with a concave side surface (23) has a tip (16) which points to the center of the membrane.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lautsprecher zur Rundumabstrahlung von Schall unter Nutzung eines Diffusors.The invention relates to a loudspeaker for all-round emission of sound Use of a diffuser.

Schallreflektoren, die von einem Schallwandler abgestrahlten Schall in eine bestimmte Richtung lenken bzw. diffus verteilen, gehören zum Stand der Technik. Beispielsweise ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 85 29 497.7 bekannt, den Diffusor kugelförmige bzw. doppelkegelförmig zu bilden. Ein kugelförmiger Diffusor ist jedoch nicht geeignet, zugunsten einer Rundumbeschallung in einer Richtung abgestrahlten Schall in eine Horizontalebene umzulenken. Ein aus dieser Druckschrift bekannter doppelkegelförmiger Schallreflektor eignet sich zumindest aufgrund der gewählten Geometrie ebenfalls nur beschränkt für den genannten Zweck.Sound reflectors that emit sound emitted by a sound transducer into a specific one Steering or distributing diffusely belong to the state of the art. For example known from German utility model 85 29 497.7, the diffuser spherical or to form double cone. However, a spherical diffuser is not suitable in favor of all-round sound in one direction Redirect the horizontal plane. A double cone-shaped known from this publication Sound reflector is also only suitable, at least due to the selected geometry limited for the stated purpose.

Ein spezieller Einsatz eines doppelkegelförmigen Diffusors ist aus der DE 43 31 959 C2 bekannt. Dieser Diffusor kommt für ein Lautsprechersystem zum Einsatz, bei welchem ein Hoch/Mittelton-Schallwandler in Gegenüberlage zu einem Hochton-Schallwandler angeordnet ist, wobei diese beiden Schallwandler koaxial zueinander zu liegen kommen, und wobei der Tief/Mittelton-Schallwandler nach oben und der Hochton-Schallwandler nach unten abstrahlt. Zwischen diesen beiden Schallwandlern ist unter Abstand von der Membran der Doppelkegel-Diffusor angeordnet, um den von den beiden Schallwandlern vertikal aufeinander zu abgestrahlten Schall in horizontal abgestrahlten Schall zu wandeln. Der Doppelkegel-Diffusor besitzt konvex gekrümmte Mantelflächen mit parabolischem Verlauf und unterschiedlichem Krümmungsradius. Nachteilig an diesem Lautsprechersystem ist, daß der Doppelkegel-Diffusor ein relativ komplexer und entsprechend aufwendig herzustellender Gegenstand ist. Von großem Nachteil bei diesem Lautsprechersystem ist, daß der hochfrequente Schallanteil einerseits und der mittel- und niederfrequente Schallanteil andererseits an unterschiedlich gekrümmten Mantelflächen getrennt und räumlich unterschiedlich umgelenkt werden, was zwar zu einer im wesentlichen horizontalen Schallverteilung führt, die jedoch unter anderem aufgrund von Laufzeitunterschieden und mangels gleichmäßiger Schallfelderzeugung einen homogenen Klangeindruck und eine der wiedergegebenen Aufnahme entsprechende räumliche Darstellung des Klangereignisses weitgehend verhindert.A special use of a double-cone-shaped diffuser is from DE 43 31 959 C2 known. This diffuser is used for a loudspeaker system in which a High / mid-range transducers opposite a high-range transducer is arranged, these two sound transducers coming to lie coaxially to one another, and with the low / mid-range transducer up and the high-range transducer emits downwards. Between these two transducers is at a distance from the Diaphragm of the double-cone diffuser arranged around that of the two transducers convert vertically to radiated sound into horizontally radiated sound. The double-cone diffuser has convexly curved surfaces with a parabolic surface Course and different radius of curvature. Disadvantage of this Speaker system is that the double-cone diffuser is a relatively complex and is a correspondingly complex object to manufacture. A big disadvantage of this Speaker system is that the high-frequency sound component on the one hand and the middle and low-frequency sound on the other hand on differently curved outer surfaces be diverted and spatially differently, which leads to an im significant horizontal sound distribution, which, however, due to, among other things Differences in transit time and a lack of uniform sound field generation a homogeneous Sound impression and a spatial corresponding to the reproduced recording Presentation of the sound event largely prevented.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Lautsprecher zur Rundumabstrahlung von Schall zu schaffen, der die Erzeugung eines homogenen Schallfelds mit einfachen Mitteln gewährleistet.An object of the present invention is to provide a loudspeaker All-round emission of sound to create a homogeneous Sound field guaranteed with simple means.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This problem is solved by the features of claim 1. Advantageous Developments of the invention are specified in the subclaims.

Demnach nutzt der erfindungsgemäße Lautsprecher einen einzigen kegelförmigen Diffusor mit einer konkav gekrümmten Mantelfläche, an welcher der gesamte Frequenzbereich des vom Schallwandler abgestrahlten Schalls gemeinsam zugunsten einer homogenen Rundumschallabstrahlung umgelenkt wird, woraus ein homogenes Schallfeld unabhängig von der Frequenz resultiert.Accordingly, the loudspeaker according to the invention uses a single conical diffuser with a concavely curved outer surface on which the entire frequency range of the Sound emitted by the transducer together in favor of a homogeneous one All-round sound radiation is deflected, resulting in a homogeneous sound field independently results from the frequency.

Diesbezüglich besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die Mantelfläche des kegelförmigen Diffusors sphärisch gekrümmt verläuft. Diese sphärisch gekrümmte Ausbildung der Diffusor-Mantelfläche im Gegensatz zu der bislang genutzten parabolisch konkaven Krümmung trägt entscheidend zu der Homogenität des Schallfelds bei.In this regard, particularly good results are achieved if the outer surface of the conical diffuser is spherically curved. This spherically curved Formation of the diffuser surface in contrast to the previously used parabolic concave curvature contributes significantly to the homogeneity of the sound field.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht einen dynamischen Koaxial-Schallwandler als kombinierten Schallwandler zum Abstrahlen des gesamten Frequenzbereichs des Schalls vor, insbesondere einen Koaxial-Schallwandler, der in der DE 197 28 392 C2 offenbarten Art.A particularly preferred embodiment of the invention sees a dynamic Coaxial sound transducer as a combined sound transducer for radiating the entire Frequency range of the sound in front, in particular a coaxial sound transducer, which in the DE 197 28 392 C2 disclosed Art.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Schnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen, mit einem mit Diffusor versehenen Schallwandlersystem eines im übrigen nicht näher gezeigten Lautsprechers zur Rundumabstrahlung von Schall. The invention is explained in more detail below with reference to the drawing; the only figure of the drawing shows a section through an embodiment of the invention, with a provided with a diffuser transducer system in an other speakers not shown for all-round radiation of sound.

Gezeigt ist in der Figur ein Koaxial-Schallwandler-System, das aus einem Tief/Mittelton- Schallwandler 1 und einem Hochton-Schallwandler 2 besteht. Diese Schallwandler 1, 2 sind jeweils von an sich bekannter Bauart. Demnach weist der Tief/Mittelton- Schallwandler 1 eine Konusmembran 3 auf, die bei 4 am Rand eines Schallwandlerkorbs 5 eingespannt ist. Die Konusmembran 3 wird von einer Schwingspule 6 angetrieben, die in einem Ringspalt 7 beweglich angeordnet ist. Der Ringspalt 7 ist von Polschuhen 8, 9 gebildet, die einen Ringspaltmagneten 10 umfassen.A coaxial sound transducer system is shown in the figure, which system consists of a low / mid-range sound transducer 1 and a high-frequency sound transducer 2 . These sound transducers 1 , 2 are each of a type known per se. Accordingly, the low / mid-range transducer 1 has a cone diaphragm 3 , which is clamped at 4 on the edge of a transducer basket 5 . The cone membrane 3 is driven by a voice coil 6 , which is movably arranged in an annular gap 7 . The annular gap 7 is formed by pole pieces 8 , 9 , which comprise an annular gap magnet 10 .

Von dem Hochton-Schallwandler 2 ist lediglich ein Gehäuse 11, eine Halterung 12, welche den Schallwandler 2 mit dem Tief/Mittelton-Wandler 1 verbindet, und eine Karlottenmembran 13 darstellt, gebildet.Only a housing 11 , a holder 12 , which connects the sound transducer 2 to the low / mid-range transducer 1 and represents a carotid membrane 13 , is formed from the high-frequency sound transducer 2 .

Um Interferenzen und Modulationen mit möglichst geringem technischen Aufwand über einen großen Abstrahlwinkel weitgehend zu vermindern, ist ein als flache Kreisscheibe gebildeter Absorber 14 am Gehäuse 11 des Hochton-Wandlers 2 befestigt. Dieser scheibenförmige Absorber 14 deckt den größten Teil der Membran 3 ab und verhindert, daß von der Karlottenmembran 13 abgestrahlte Schallwellen auf die Membran 3 auftreffen, dort reflektiert werden und mit den nach vorne abgestrahlten Schallwellen Interferenzen bilden. Eine nähere Erläuterung bezüglich des Absorbers 14 findet sich in der DE 197 28 392 C2.In order to largely reduce interference and modulations with the least possible technical outlay over a large radiation angle, an absorber 14 formed as a flat circular disk is attached to the housing 11 of the high-frequency transducer 2 . This disk-shaped absorber 14 covers most of the membrane 3 and prevents sound waves radiated from the carrot membrane 13 from striking the membrane 3 , being reflected there and causing interference with the sound waves emitted to the front. A more detailed explanation regarding the absorber 14 can be found in DE 197 28 392 C2.

Der vorstehend genannte Koaxial-Lautsprecher-Schallwandler ist in ein nicht gezeigtes Lautsprechergehäuse eingesetzt. Dieses Lautsprechergehäuse hat beispielsweise die Gestalt eines Rohrs mit kreisförmigem Querschnitt oder einer quaderförmigen Säule und der vorstehend erläuterte Koaxial-Schallwandler ist in die obere Stirnwand dieser Säule bzw. in einer das Rohr abschließende obere Stirnwand eingesetzt und strahlt damit Schall nach oben ab. Um einen Lautsprecher mit Rundumabstrahlung bereitzustellen, ist in diesen Schallabstrahlweg des Koaxial-Lautsprecher-Schallwandlers ein Diffusor eingesetzt, der dazu dient, den Schall, der vertikal abgestrahlt wird, abzulenken in eine horizontale 360°-Schall abstrahlung. Für diesen Zweck umfaßt der erfindungsgemäße Lautsprecher einen Diffusor 15, der einen für die genannte Schallumlenkung spezielle Gestalt seines Mantels besitzt. Insbesondere weist dieser Diffusor Kegelform auf, weist mit seiner Spitze 16 zum Koaxial-Schallwandler 1, 2 und seine Mittenlängsachse 17 fluchtet mit der Mittenlängsachse 18 des Koaxial-Schallwandlers 1, 2, bei welcher es sich insbesondere um die Flächennormale auf die Karlottenmembran 13 handelt. Die Spitze 16 hat einen vorgegebenen Abstand vom Zenit der Karlottenmembran 13.The above-mentioned coaxial loudspeaker sound transducer is inserted in a loudspeaker housing, not shown. This loudspeaker housing has, for example, the shape of a tube with a circular cross section or a cuboid column and the coaxial sound transducer explained above is inserted into the upper end wall of this column or in an upper end wall that closes the tube and thus radiates sound upwards. In order to provide a speaker with all-round radiation, a diffuser is used in this sound radiation path of the coaxial loudspeaker transducer, which serves to deflect the sound that is radiated vertically into a horizontal 360 ° sound radiation. For this purpose, the loudspeaker according to the invention comprises a diffuser 15 which has a shape of its jacket which is special for the aforementioned sound deflection. In particular, this diffuser has a conical shape, points with its tip 16 to the coaxial sound transducer 1 , 2, and its central longitudinal axis 17 is aligned with the central longitudinal axis 18 of the coaxial sound transducer 1 , 2 , which is, in particular, the surface normal to the carrot membrane 13 . The tip 16 has a predetermined distance from the zenith of the carrot membrane 13 .

Eine dauerhafte präzise koaxiale Ausrichtung des kegelförmigen Diffusors 15 in Bezug auf den Koaxial-Schallwandler 1, 2 wird dadurch erzielt, daß die Basis 19 des kegelförmigen Diffusors fest mit einem äußeren Flanschrand 20 des Schallwandlerkorbs 5 verbunden ist. Als Befestigungsmittel und Abstandhalter dienen Stege 21, 22, die einerseits mit der Basis 19 des kegelförmigen Diffusors und andererseits mit dem Flanschrand 20 verbunden beispielsweise verschraubt sind. Bevorzugt kommen zumindest drei winkelgleich um den Außenumfang der Basis 19 beabstandete Stege 21, 22 in Betracht, um eine stabile Halterung des Diffusors 15 zu erzielen, und um eine ungestörte horizontale Schallabstrahlung nach Schallumleitung durch den Diffusor 15 bereitzustellen.A permanent precise coaxial alignment of the conical diffuser 15 with respect to the coaxial sound transducer 1 , 2 is achieved in that the base 19 of the conical diffuser is firmly connected to an outer flange edge 20 of the transducer basket 5 . Webs 21 , 22 serve as fastening means and spacers, which are, for example, screwed together on the one hand with the base 19 of the conical diffuser and on the other hand with the flange edge 20 . Preferably, at least three webs 21 , 22 spaced at the same angle around the outer circumference of the base 19 come into consideration in order to achieve a stable mounting of the diffuser 15 and to provide undisturbed horizontal sound radiation after the sound has been diverted by the diffuser 15 .

Eine Besonderheit des kegelförmigen Diffusors 15 besteht darin, daß seine Mantelfläche 23 sphärisch konkav gekrümmt verläuft. Das heißt, in der Schnittdarstellung der Zeichnung sind die Schnittlinien durch diese Mantelfläche festgelegt durch Kreissektoren mit einem vorgegebenen Radius, der dem Krümmungsradius der Mantelfläche des kegelförmigen Diffusors 15 entspricht.A special feature of the conical diffuser 15 is that its outer surface 23 is spherically concave. That is to say, in the sectional illustration of the drawing, the cut lines through this lateral surface are defined by circular sectors with a predetermined radius which corresponds to the radius of curvature of the lateral surface of the conical diffuser 15 .

Die Grundfläche bzw. die Basis 19 des Diffusors 15 ist in Bezug auf die Konusmembran 3 des Tief/Mittelton-Schallwandlers so gewählt, daß ihr Durchmesser kleiner bzw. gleich der Fläche der Horizontalprojektion dieser Konusmembran 3 ist.The base or base 19 of the diffuser 15 is selected with respect to the cone membrane 3 of the low / mid-range transducer so that its diameter is less than or equal to the area of the horizontal projection of this cone membrane 3 .

Der Krümmungsradius der sphärisch konvex gekrümmten Mantelfläche 23 des Diffusors 15 entspricht in etwa dem Radius seiner kreisförmigen Grundfläche bzw. Basis 19.The radius of curvature of the spherically convexly curved outer surface 23 of the diffuser 15 corresponds approximately to the radius of its circular base or base 19 .

Der Abstand der Spitze 16 des kegelförmigen Diffusors 15 vom Zenit der Hochton-Karlottenmembran 13 entspricht etwa einem Viertel des Radius der kreisförmigen Grundfläche des kegelförmigen Diffusors 15. The distance of the tip 16 of the conical diffuser 15 from the zenith of the tweeter-carrot membrane 13 corresponds to approximately a quarter of the radius of the circular base of the conical diffuser 15 .

Der Diffusor 15 besteht bevorzugt aus resonanzarmem Material, um die von dem Koaxial-Schallwandler 1, 2 abgestrahlte Schallenergie umlenken zu können, ohne hierdurch in eine Resonanz versetzt zu werden und damit einen unerwünschten Eigenbeitrag an der Schallabstrahlung zu leisten. Ein geeignetes Diffusormaterial ist Hartholz, vor allem schichtverleimtes Hatz, Kunststoff, vor allem Acrylglas, Keramik oder Metall, vor allem Messing oder Aluminium oder eine Legierung hieraus. Die Mantelfläche 23 des Diffusors 15 ist zugunsten einer guten Schallreflexion so glatt gebildet, wie das verwendete Material dies erlaubt.The diffuser 15 is preferably made of low-resonance material in order to be able to deflect the sound energy emitted by the coaxial sound transducer 1 , 2 without being caused to resonate and thus to make an undesirable contribution to the sound radiation. A suitable diffuser material is hardwood, especially layer-glued chaff, plastic, especially acrylic glass, ceramic or metal, especially brass or aluminum, or an alloy thereof. The outer surface 23 of the diffuser 15 is formed as smooth in favor of good sound reflection as the material used allows.

Claims

1. Loudspeaker for all-round radiation of sound, with at least one sound transducer ( 1 , 2 ), the membrane ( 3 , 13 ) of which is directed vertically upwards, and with a conical diffuser ( 15 ) arranged above the membrane ( 3 , 13 ), the central longitudinal axis of which ( 17 ) with the surface normal ( 18 ) of the membrane ( 3 , 13 ), which points with its tip ( 16 ) to the center of the membrane ( 3 , 13 ), and which has a concavely curved outer surface ( 23 ).

2. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that the lateral surface ( 23 ) of the conical diffuser ( 15 ) is spherically concavely curved.

3. Loudspeaker according to claim 1 or 2, characterized in that the away from the membrane ( 3 , 13 ) base ( 19 ) of the conical diffuser ( 15 ) has a diameter which is less than / equal to the area of the horizontal projection of the membrane ( 3rd , 13 ).

4. Loudspeaker according to claim 1 or 2, characterized in that the sound transducer ( 1 , 2 ) is a dynamic coaxial sound transducer with a low / medium sound transducer ( 1 ) and a coaxial tweeter to this ( 2 ).

5. Loudspeaker according to claim 4, characterized in that the diaphragm ( 3 , 13 ) of the low / mid-range transducer ( 1 ) and the high-frequency transducer ( 2 ) away base ( 19 ) of the conical diffuser ( 15 ) has a diameter, which is less than or equal to the area of the horizontal projection of the diaphragm ( 3 ) of the low / mid-range transducer ( 2 ).

6. Loudspeaker according to one of claims 1 to 5, characterized in that the conical diffuser ( 15 ) on the periphery of its base ( 19 ) arranged spacers ( 21 , 22 ) with the housing of the speaker or the basket ( 5 ) of the Bass / mid-range transducer ( 1 ) is firmly connected.

7. Loudspeaker according to one of claims 2 to 5, characterized in that the radius of curvature of the spherically convexly curved outer surface ( 23 ) of the conical diffuser ( 15 ) corresponds approximately to the radius of its circular base ( 19 ).

8. Loudspeaker according to one of claims 4 to 7, with a tweeter ( 2 ) with tweeter ( 13 ), characterized in that the distance of the tip ( 16 ) of the conical diffuser ( 15 ) from the zenith of the tweeter ( 13 ) is about a quarter corresponds to the radius of the circular base ( 19 ) of the conical diffuser ( 15 ).

9. Loudspeaker according to one of claims 1 to 8, characterized in that the diffuser ( 15 ) consists of low-resonance material and has a smooth or polished outer surface ( 23 ).

10. Loudspeaker according to claim 9, characterized in that the material of the diffuser ( 15 ) made of hardwood, especially layer-glued wood, plastic, especially acrylic, ceramic or metal, especially brass or aluminum or an alloy thereof.