DE691238C - Lautsprechergeraet mit einem der Ecke eines Zimmers angepassten Gehaeuse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tonwiedergabegerät mit einem der Ecke eines Zimmers angepaßten Gehäuse.

Ein Problem, das bisher nur teilweise ge-S löst werden konnte, ist das Problem der Beseitigung des sog. akustischen Kurzschlusses, einer Erscheinung, die dann auftritt, wenn gleichzeitig zwei Schallausstrahlungen von entgegengesetzter Phasenbeziehung erfolgen,

ίο die sich im Wiedergaberaum miteinander ver-, einigen können und die Auslöschung besonders der tiefen Töne zur Folge, haben. Jede strahlende Membran erzeugt auf der Rückseite einen Unterdruck, wenn auf der Vor-

■|5 derseite ein Überdruck entstanden ist, das heißt die von der Vorderseite ausgehende Schallstrahlung ist in ihrer· Phase in jedem Augenblick um i8o° gegenüber der von der Rückseite ausgehenden Strahlung verscho-

ao ben. Die so entstandenen Druckunterschiede zwischen Vorder- und Rückseite gleichen sich besonders bei langsamen Schwingungen teilweise aus, so daß die wirksame Schallausstrahlung der tieferen Töne wesentlich beeinträchtigt wird.

Es ist bereits bekannt, daß man diesen akustischen Kurzschluß durch eine Schallwand verhindern kann, die sich an beiden Seiten der Membran anschließt. Es zeigte sich aber, daß eine solche Trennwand für die Wiedergabe der tiefsten für das menschliche Gehör in Frage kommenden Töne sehr große Dimensionen annehmen müßte. Der Durchmesser einer solchen Trennwand müßte nämlich ungefähr der Wellenlänge des tiefsten wiederzugebenden Tones entsprechen. Es ist natürlich nicht möglich, in einem Zimmer von normaler Größe eine derartige Trennwand unterzubringen. Eine₀ andere Möglichkeit zur Beseitigung des akustischen Kurz-Schlusses ergibt sich daraus, daß man idie Rückseite der Membran vollständig abschließen bzw. in eine Tonhöhle einmünden lassen kann und daß man nur die Vorderseite zur Ausstrahlung benutzt, wobei die Vorderseite an allen ihren Punkten gleichphasig schwingt. Auch die Unterbringung einer Tonhöhle in einem normalen Wiedergaberaum stößt auf Schwierigkeiten.

Der Erfindung liegt daher der Gedanke zugründe, durch eine neuartige Anordnung der Teile- eines Tonwiedergabegerätes mit einer Tonhöhle und durch eine ebenso neuartige Ausnutzung des Aufstellungsortes für diesen Zweck die bestehenden Schwierigkeiten zu überwinden. Bei einem in der Ecke eines

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Zimmers aufgestellten Tonwiedergabegerät wird erfindungsgemäß die strahlende Membran mit im wesentlichen vertikaler Abstrahlungsrichtung innerhalb eines Gehäuses von vorzugsweise prismatischer Gestalt '^angeordnet, welches durch eine die Membran· aufnehmende Schallwand derartig unterteilt ist, daß auf der Rückseite der Membran eine akustisch abgeschlossene und unter Ausnutzung des verfügbaren Raumes in der Zimmerecke geräumige Tonhöhle ausgebildet wird, deren Höhe mindestens gleich dem fünffachen Membrandurchmesser ist, während gegenüber der Membranvorderseite zur Ablenkung der vertikalen Schallabstrahlung eine schräg gestellte Ablenkfläche, vorzugsweise eine Kegelfläche, angeordnet ist.

Auf diese Weise ist es möglich, eine geräumige Tonhöhle von ausreichender Länge

ao hinter der Membran anzubringen. Es ist wünschenswert, aber nicht notwendig, die Tonhöhle so groß zu machen, daß ihre Länge noch mehr als das Fünffache des Membrandurchmessers beträgt und daß ihre Eigen,-frequenz erheblich unter der Frequenz der hörbaren tiefsten Töne liegt. Um aber eine unnötig große Konstruktion" des Gerätes zu vermeiden, werden zur Unterdrückung störender Schwingungen die Innenflächen der Tonhöhle mit einem schallabsorbierenden -Plattenmaterial verkleidet. Außerdem ist an der oberen Endfläche der Tonhöhle gegenüber der Membran schallabsorbierendes Material in solcher Lage angebracht, daß dadurch ebenfalls Schwingungen in einer ausgeprägten Resonanzfrequenz verhindert werden. Um die vertikal gerichtete Schallstrahlung von der Membranvorderseite in den Wiedergaberaum hineinzulenken und gleichmäßig zu verteilen, werden verschiedene an sich bekannte Mittel sinngemäß angewendet.

Die Erfindung wird an Hand der Abbildungen erläutert. In den Abbildungen ist 10 ein Gehäuse, dessen Querschnitt einem Quadrat mit einer abgeschnittenen Ecke entspricht (vgl. Abb. 3), Die abgeschnittene Ecke ist nach dem Zimmer hin gerichtet. Das Gehäuse besitzt in seinem unteren Teil eine Schallöffnung 11, die aber von dem Hauptraum durch eine Scheidewand 12 getrennt ist. In einer Öffnung 12_ß dieser Scheidewand befindet sich die Tonwiedergabeeinrichtung 13 mit einer Großflächenmembran, die ohne besonderen Schalltrichter verwendbar ist. Die Anordnung ist so ausgebildet, daß sie sich der Ecke eines Zimmers anpaßt, deren Kanten 14 in der Abb. 1 angedeutet sind. Da sich die Schallöffnung 11 in nächster Nähe der Zimmerecke befindet, wirken die Zimmerwände als eine natürliche Fortsetzimg der Schallöffnung, die sich vorzugsweise beiderseits bis an die betreffenden Wände erstreckt. In der Abb. ι ist die Schallöffnung unten und die akustisch hinter der Tonwiedergabeeinrichtung 13 liegende Tonhöhle 20 darüber ange- »ordnet. Wenn die örtlichen Verhältnisse es ratsam erscheinen lassen, kann man natürlich , auch umgekehrt vorgehen, d. h. die Schallöffnung in der oberen Zimmerecke anordnen, und die Tonhöhle 20 sich nach unten erstrecken lassen.

Besondere- Mittel sind vorgesehen, um den Schall möglichst dahin zu lenken, wo sich die Zuhörerschaft befinden wird. Bei der Anordnung der Schallöffnung auf dem Boden eines Zimmers werden zweckmäßig die Verhältnisse so gewählt, daß die stärksten Tonwellen etwa auf den Kopf des Hörers gerichtet sind, der sich in der Mitte des Raumes befindet, in welchem die Anordnung benutzt »<> wird. Solche Richtungsmittel sind die Ablenkflächen 15, 16, welche als Teile von Kegelflächen ausgebildet sind. Der Scheitelwinkel des zugehörigen Kegels ist nicht sehr kritisch, er ist außer durch die erwähnten Rücksichten auf die Hauptstrahlrichtung auch noch durch die Höhe der Scheidewand 12 über der Grundfläche bestimmt. Als geeignet hat sich ein Winkel von 130⁰ erwiesen, doch sind auch noch Werte, die um 20° größer 9« oder kleiner sind, gut brauchbar. Die Ablenkfläche 16, die sich zwischen der etwa */₄ Kegel ausmachenden Fläche 15 und der Scheidewand 12 befindet, ist lediglich als ein Kegelmantelring ausgeführt, der sich vom äußeren Rand der Schallöffnung bis zur Mittelachse der Tonwiedergabeeinrichtung 13 erstreckt, wie dies aus Abb. 2 und 4 ersichtlich ist. Um die waagerechte Verteilung der Tonwellen zu verbessern, sind außerdem zwei senkrechte flossenartige Wände 17 und 18 vorgesehen, die sich zwischen der Äblenkfläche 15 und der Scheidewand 12 erstrecken. Die beiden Wände 17, 18 vereinigen sich nach der Ecke zu in einer Wand 19. Die Flächen 15, 16, 17, 18, 19 sollen genügend steif sein, um störende mechanische Schwingungen im Hörfrequenzbereich zu verhindern.

Das oberhalb der Scheidewand 12 befindliche Gehäuse 10 bildet eine geschlossene schallverzehrende bzw. -dämpfende Kammer und hat die Aufgabe, Interferenzen der an der Membranrückseite erzeugten Schallwellen mit den auf der Vorderseite erzeugten Wellen'zu verhindern. Die Wände dieser Kammer sind ebenfalls verhältnismäßig stark, steif und mit schallvernichtenden plattenförmigen Stoffen 20, z. B. Fibreplatten, ausgekleidet, um Resonanzerscheinungen zu verhindern. Außerdem trennt ein von der Vor- derkante des Deckels schräg nach unten und hinten verlaufender Schirm 2 χ oder eine ton-

durchlässige Platte oder ein schmaler Streifen von dem oberen Teil des Gehäuses einen pyramidenförmigen Raum 22 · ab, der mit einem schallverzehrenden Stoff, z. B. Wolle, gefüllt ist.

Die schräg gestellten, vorzugsweise kegelförmig ausgebildeten Ablenkflächen 15, 16 bewirken in Verbindung mit den senkrechten Scheidewänden 17, 18, 19 eine fast gleichmäßige Verteilung des abgestrahlten Schalles in waagerechter Richtung. Störende Interferenzen treten praktisch nicht auf. Gleichzeitig entsteht ih der senkrechten Richtung eine sehr günstige Verteilung der Schallwellen im Raum. Die Scheidewände 17, 18 und die Ablenkfläche 16 wirken sich besonders für den Frequenzbereich von 600 bis 1200 Hz vorteilhaft aus.
Die durch das Gehäuse 10 gebildete geschlossene Tonhöhle verzehrt im wesentlichen die Schallwellen, die von der Membranrückseite ausgehen. Damit die Wirkung möglichst vollkommen ist, sollen mechanische Resonanzspitzen, die, wie erwähnt, vor allem durch Mitschwingen der Kammerwände auftreten können, vermieden werden. Resonanzspitzen würden an sich eine Verstärkung des betreffenden Tones bedeuten und könnten von diesem Gesichtspunkt aus zunächst als erwünscht angesehen werden. Da aber zwischen je zwei Resonanzspitzen wegen der Phasenumkehr eine entsprechende Übertragungssenke auftritt, würde sich eine sehr ungleichförmige übertragungscharakteristik ergeben. Durch die Abdämpfung der Resonanz erscheinungen der Kammerwände jedoch wird die Charakteristik vergleicbmäßigt. Die Resonanzeigenschaften des Gehäuses' werden weiterhin dadurch heruntergesetzt, daß nach Möglichkeit parallel einander gegenüberliegende Flächen vermieden oder wenigstens so geschaltet werden, daß die gegenüberliegenden Flächen nicht gleiche Abmessungen haben, so daß sie zumindest also verschiedene Resonanzfreqüenzen besitzen. In diesem Sinne wirkt z. B. auch die Fläche io_a, die an die Stelle einer als weggeschnitten zu denkenden senkrechten Kante getreten ist. Hierdurch erhält übrigens die ganze Anordnung gleichzeitig auch ein gefälligeres Äußeres. Der Vermeidung paralleler Flächen dient vor allem auch die schräg gestellte Wand 21, die ja als der Membran selber gegenüberliegende Fläche besondere Aufmerksamkeit erfordert. Von den Resonanzeigenschaften des Gehäuses zu unterscheiden und unterschiedlich zu behandeln ist die Resonanizeigenschaft der in der Tonhöhle eingeschlossenen Luftsäule. Diese stellt bekanntlich ebenfalls einen akustischen Schwinger von bestimmter Eigenfrequenz dar. Diese Resonanz, die ja durch die schallverzehrenden Mittel ebenfalls abgedämpft ist, ist nicht nur nicht störend, sondern sogar erwünscht, wenn sie am Gebiet der tieferen Töne liegt, die ja begünstigt werden sollen. Um diese 6g Resonanzlage zu erzielen, sollte das Volumen der Luftmasse hinreichend groß sein.

Die Membran liegt vorzugsweise parallel zur Bodenfläche, sie kann jedoch auch leicht geneigt sein. Die Neigungen der Ablenkflächen 15 und 16 müssen dann entsprechend verändert werden.

Das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel ging aus von einer rechtwinkligen Zimmerecke. Das Gerät kann natürlich aber auch, wenn die Anpassung an den Aufstellungsort dies erforderlich macht, irgendeine andere Querschnittsform bzw. auch etwa kegelartige Form erhalten.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   ι . Lautsprechergerät mit einem der Ecke eines Zimmers angepaßten Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran mit im wesentlichen vertikaler Abstrahlungsrichtung innerhalb eines Gehäuses von vorzugsweise prismatischer Gestalt angeordnet ist, welches durch eine die Membran aufnehmende Schallwand derartig unterteilt ist, daß auf der Rückseite der Membran eine akustisch abgeschlossene und unter Ausnutzung des verfügbaren Raumes in der Zimmerecke geräumige Tonhöhle gebildet wird, deren Höhe mindestens gleich dem fünffachen Membrandurchmesser ist, während gegenüber der Membranvorderseite zur Umlenkung der vertikalen Schallabstrahlung eine schräg gestellte Ablenkfläche, vorzugsweise eine Kegelfläche, angeordnet ist.
2. 2. Lautsprecbergerät nach Anspruch« 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der abgeschlossenen Höhle mit schallabsorbierendem Material ausgekleidet sind.
3. 3.' Lautsprechergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem - der Rückseite der Membran gegenüberliegenden Ende der Höhle eine Masse von schallabsorbierendem Material ange- no bracht ist, deren Oberfläche vorzugsweise gegen 'die Strahlungsachse geneigt ist.
4. 4. Lautsprechergerät nach irgendeinem der Ansprüche -i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des kegelförmigen Ablenkkörpers innerhalb einer senkrechten Schnittebene durch den Scheitel des von dem prismatischen Gehäuse* gebildeten Raumwinkels liegt.
5. 5. Lautsprechergerät nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ' Ablenkkörper im wesentlichen den Boden

   des Gehäuses bedeckt und sein Anstellwinkel gegen die Vertikale ungefähr 130⁰. beträgt.
6. 6, Lautsprechergerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichmäßigen Winkelverteilung der abgelenkten Schallwellen zusätzliche Mittel in Form von senkrechten Leitflossen innerhalb der Schallführung angeordnet sind.
7. 7. Lautsp rechengerät nach Anspruch r bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Ablenkkörper in Form eines Kegel mantel ringes zwischen der Membran und dem ersten kegelförmigen Ablenkfcörper ungefähr parallel zu diesem angeordnet ist.
8. 8. Lautsprechergerät nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des Gehäuses bzw. die zur Schallführung dienenden Teile starkwandig ausgeführt sind und gegebenenfalls zur Erhöhung ihrer Masse Metalleinlagen enthalten, um störendes Mitschwingen zu vermeiden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnunger.