DE8814991U1 - Lautsprecherbox - Google Patents

Description

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Andrefewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Esten

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Lautsprecherbox zum Einbau in PKW's und insbesondere eine Lautsprecherbox mit mehreren koaxial angeordneten Lautsprechern für den Einbau in PKW's.

Die Verbesserung des High Fidelity-Sounds von Lautsprecherboxen war stets Gegenstand vieler Untersuchungen. Lautsprecherboxen mit mehreren koaxial angeordneten Lautsprechern haben daher wesentlich breitere Akzeptanz für den Einbau in PKW's gefunden, doch trotz der fortgeschrittenen Eigenschaften derartiger Lautsprecherboxen waren die Resultate weniger als zufriedenstellend, wenn sie in einen PKW eingebaut wurden. In der Vergangenheit wurden zahlreiche Abwandlungen vorgeschlagen, um die Realistik Stereotonwiedergaben innerhalb eines PKW's zu steigern. Dazu gehörten die unterschiedliche Anordnung der Hochton- und Mitteltonlautsprecher zum Tieftonlautsprecher, (US-Patent 45 02 149) oder die Anordnung des Hochton- und des Hitteltonlautsprechers über dem Tieftonlautspfeeher, wobei die Mittelachsen in einem Unterschied von annähernd 30° fixiert waren (US-Patent 44 51 928). Auch die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit der Erzielung verbesserter Stereotonwiedergaben innerhalb eines PKW's und insbesondere zieht sie zwei Probleme in Betracht, welche den Stereotonwiedergaben in dem speziellen Innenraum eines PKW's und ebenfalls den vorgenannten Patentschriften gemeinsam sind.

Insbesondere ist eine Art der Verzerrung, welche den Lautsprecherboxen mit mehreren Lautsprechern gemeinsam ist, die

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Andrajewtki, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Querfeld-Phasenverzerrung. Eine derartige Verzerrung tritt an der Frequenzstelle auf, an welcher zwei Lautsprecher unterschiedlicher Abmessung zusammenwirken, wenn ein Einzelkanal betroffen ist, und sie resultiert aus der Zeit- oder Phasendifferenz zwischen Schallwellen der beiden Lautsprecher. Es entsteht eine Interferenz und die eindeutige Wirkung sind Spitzenwerte, Abfall oder Aufhebung der Phase, was gewöhnlich die Mittelbereich-Bestimmung sehr schwerwiegend beeinträchtigt, Um diese Wirkungen zu berichtigen, wurde bereits der Hochtöner an einer Stelle angeordnet, an welcher die Innenkante der kegelförmigen Membranen des Hochtöners und des Tieftöners in der gleichen Ebene liegen, oder es wurde über der Membran des Hochtöners eine Zeitverzögerungsplatte befestigt.

Die Querfeld-Phasenverzerrung der Lautsprecherboxen mit mehreren koaxial angeordneten Lautsprechern, wie sie allgemein in PKW's verwendet werden, tritt eindeutig besonders klar hervor, wenn die Schallwellen des Hochtöners stets im Raum vor denen des Tieftöners liegen. Der enge Raum des PKW's eignet sich nicht zur Anwendung der Zeitverzögerungsplatte, so daß sich in dem speziellen Raum eines PKW's eine Verzerrung ergibt.

Außerdem ist die Wahrnehmung von Raumton grundlegend von zwei Bedingungen abhängig, welche erfüllt werden müssen. Der Hörer muß an einer derartigen Stelle sitzen, daß er Signale von den zwei Einzelkanälen empfangen kamt, und die derart empfangenen Signale müssen das genaue Verhältnis zueinander haben, wie dies durch den ursprünglich aufgenommenen Ton vorgeschrieben ist.

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In dem speziellen Innenraum des PKWs können diese beiden Bedingungen nur an einer Stelle erfüllt werden, welche in der Mitte des Rücksitzes liegt. Mitfahrer, welche, wie dies gewöhnlich der Fall ist, neben dieser Stelle sitzen, empfangen aus dem auf ihre betreffende Seite fixierten Kanal die Signale sehr stark und aus dem auf die andere Seite fixierten Kanal die Signale schwach.

Zur Lösung der vorgenannten Probleme schlägt die Erfindung daher eine Lautsprecherbox mit mehreren koaxial angeordneten Lautsprechern für den Einbau in einen PKW vor, welche einen TieftonlautSprecher, einen Hochtonlautsprecher und eine speziell ausgebildete Abdeckung mit langgestreckter, im wesentlichen halbzylindrischer Außenwand, welche an beiden gegenüberliegenden Enden offen ist, besitzt, wobei innerhalb der Abdeckung zwei schallreflektierende Platten mit V-förmigem Querschnitt übereinander und zwar jeweils eine über der Mitte I einer jeden Lautsprechermembrane, angeordnet sind.

Eine derartige Lautsprecherbox kann die Schallausgänge des Hochtöners und des Tieftöners in zwei getrennte gleiche Hälften aufteilen, welche dann aus den beiden offenen Enden der Abdeckung symmetrisch abgestrahlt werden. Wenn die schallreflekti renden Platten ebenfalls in den richtigen Abständen zu ihren betreffenden Lautsprechern angeordnet sind, so daß die sich relativ schneller bewegenden Schallwellen des Hochtöners verbessert sind, so kann eine Gesamtleistung erzielt werden, welche relativ frei ist von einer Querfeld-Phasenverzerrung. Wenn eine derartige Lautsprecherbox auf oder unter der hinter

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Andrajewslci, Honke & Portner, Patentanwälte in Esten

der Rückbank eingebauten Ablageplatte eines PKW's, wie dies die Anmeldung vorschlägt, montiert ist, nutzt dieses System das Rückfenster und die Seitenwände des PKW's als schallreflektierende Barrieren aus und die auf der Rückbank sitzenden Mitfahrer können die Sahallsignale aus den beiden einzelnen Stereokanälen relativ frei von Querfeld-Phasenverzerrung empfangen, welche den durch die ursprünglich aufgenommenen Töne vorgeschriebenen beabsichtigten Tonsignal-Verhältnissen sehr nahe kommen.

Bisher bekannte Lautsprecher haben oftmals einen kegelförmigen Reflektor benutzt, welcher gewöhnlich mit einem einzigen Tieftöner verwendet wird, wobei der Reflektor derart montiert wird, daß der Scheitelpunkt des Reflektors zur Mitte der Lautsprechermembrane hinweist. Der Zweck eines derartigen Reflektors ist die Erzeugung eines Ausganges nach allen Richtungen und ein derartiger Lautsprecher wird allgemein als Rundum-Lautsprecher bezeichnet. Die vorliegende Erfindung betrifft die Erzeugung eines in zwei entgegengesetzten Richtungen gebündelten Ausganges und darf daher mit einem derartigen Rundum-Lautsprecher nicht verwechselt werden.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine !lautsprecherbox mit mehreren koaxial angeordneten Lautsprechern zu schaf- , fen, welche in einen PKW einbaubar ist und eine speziell aus- ' gebildete Abdeckung besitzt, welche mit seinen Lautsprechern i verbunden ist. Dabei soll eine derartige für den Einbau in PKW's vorgesehene Lautsprecherbox eine verbesserte Tonqualität und eine verbesserte Raumton-Wiedergabe für die PKW-Insassen schaffen.

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Weitere Besonderheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnungen; es zeigt

Fig. 1 eine Explosivzeichnung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lautsprecherbox;

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch ein bevorzugtes AusfUhrungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 eine Ansicht der Lautsprecherbox aus Fig. 2 von links gesehen;

Fig. 4 ein Schaubild der Tonverteilung, welche durch die erfindungsgemaBe Lautsprecherbox entwickelt wird, welche auf der hinteren Ablageplatte eines PKW's montiert ist;

Fig. S einen schematisehen Querschnitt durch ein anderes Aueführungsbeispiel der erfindungegemaäen Lautsprecherbox;

Fig. 6 einen schAinati sehen Querschnitt durch ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäBen Lautsprecherbox; ur.j

Fig. 7 eine Draufsicht auf verschiedene mögliche AusfUhrungs· beispiele der erfindungsgemaOen Lautsprecherbox.

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Andreiewski, Horace & PUiliier, FUleiiluiiwullu in Emmi

Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine Lautsprecherbox 8 mit einer Abdeckung mit langgestreckter, im wesentlichen halbzylindrischer Außenfläche, welche verschieden dimensional ausgebildet sein kann. Die bevorzugte Länge, Breite und der Durchmesser der Abdeckung sollte dem Durchmesser der Membrane des Tieftonlautsprechers entsprechen, so daß nicht mehr Platz benötigt wird als unbedingt erforderlich ist.

Dementsprechend besitzt, wie dies in den Figuren 1 bis 3 deutlich zu sehen ist, ein Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Tieftonlautsprecher 1, einen Hochtonlautsprecher 2 und eine Abdeckung 3, welche aus einer glatten Bodenplatte 4 mit einer in ihrer Mitte liegenden Öffnung 41 und einer langgestreckten, im wesentlichen halbzylindrischen Außenfläche 6 besteht, ferner zwei schallreflektierende Platten mit V-förmigem Querschnitt 5A, 5B, wobei die Abdeckung an den beiden in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden offen ist und wobei diese Enden schräg nach unten und außen laufen und durch zwei akustische Schaumstoffplatten 7 abgedeckt sind. Der Tieftonlautsprecher 1 ist an der Unterseite der glatten Bodenplatte 4 befestigt, wobei seine Membrane der Öffnung 41 entspricht und derselben zugewandt ist. Der Hochtonlautsprecher 2 ist auf irgendwie geeignete Weise zwischen den im Winkel verlaufenden Seiten der schallreflektierenden Platte 5A <f*rart befestigt, da0 seine Membrane zur darüberliegenden schallreflektierenden Platte 5B hinweist, welche an der Unterseite der halbzylindrischen Außenfläche 6 befestigt ist. Die untere schallreflektierende Platte im V-förmigem Querschnitt 5A ist in irgendwie geeigneter Weise an den beiden einander gegen-

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überliegenden Längsseiten der halbzylindrischen Außenfläche 6 befestigt, wobei zwischen dem Ende eines jeden Winkelteiles und der halbzylindrischen Außenfläche 6 an der Unterseite ausreichend Platz frei sein muß, damit der Schallausgang des Hochtonlautsprechers 2 ungehindert hindurchgehen kann. Die beiden schallreflektierenden Platten mit V-förmigem Querschnitt 5A una SB sind derart bemessen und derart angeordnet, daß eine schallreflektierende Fläche über der gesamten Membranfläche eines jeden Lautsprechers vorhanden ist, und der entsprechende Schallausgang desselben in zwei gecrennte gleiche Hälften aufgeteilt wird. Wie die Figuren 1 und 2 besonders deutlich zeigen, ist die Abdeckung 3 derart ausgebildet, daß die Außenfläche 6 oben kürzer ist als unten.

Im Rahmen der Erfindung ist beabsichtigt, einen Tonverstärker in einer allgemein bekannten Art zu verwenden, welcher allerdings nicht dargestellt ist. |

Die Hauptfunktion der erfindungsgemäßen Lautsprecherbox ist die Aufteilung der Ausgangsleistung der beiden Lautsprecher ^; 1 und 2 in zwei getrennte gleiche Hälften, welche symmetrisch durch die beiden einander gegenüberliegenden Enden der Abdeckung abgestrahlt werden. Zusätzlich ist, wenn die genauen Abstände zwischen der Anordnung der beiden schallreflektierenden Platten 5A und 5B gegenüber den beiden Lautsprechern 1 ! und 2 gesichert ist, die Länge des Schallweges H (siehe Fig. 2) im wesentlichen gleich der Länge des Schallweges L und H* im wesentlichen gleich L*. Wenn die beiden Längen der Schallwege, welche von den Schallwellen der beiden Lautsprecher

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! durcheilt werden, nahezu gleich gemacht werden, werden die j Verschiedenheiten in Zeit und Phase zwischen den Schallwellen der beiden Lautsprecher verringert und es ergibt sich eine Ausgangsleistung, welche relativ frei von Querfeld-Phasenverzerrung ist.

Wie Fig. 4 zeigt, verwendet die erfindungsgemäße Luntsprecherbox, wenn sie auf oder unter der rückseitigen Ablageplatte eines PKW's montiert ist, das Rückfenster und die Seitenwände als reflektierende Barrieren. Die richtige Hinkellage der halbzylindrischen Außenfläche 6 mit den zugeordneten Seitenlöchern ist wichtig, um den Ton der beiden einzelnen Stereokanäle an die beiden Stellen zu dirigieren, welche meistens von den auf der Rückbank eines derartigen Fahrzeuges sitzenden Mitfahrer benutzt werden. Die Wirkung ist, wie Fig. 4 deutlich zeigt, eine Steigerung der Realistik des an diesen Stellen erzeugten Raumtones.

Fig. 5 zeigt ein anderes Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung, bei welchem ein einziger Vollbereich-LautSprecher verwendet wird. Die speziell ausgebildete Abdeckung besteht aur der bereits beschriebenen ebenen Bodenplatte 4 und der halbzylindrischen AuBenflache 6, welche an beiden einander gegenüberliegenden Enden offen ist und dort akustische Schaumstoffabdeckungen 7 aufweist, während entsprechend dieser speziellen Ausbildung nur eine schallreflektierende Platte mit V-förmigem Querschnitt S vorgesehen ist, welche wiederum derart angeordnet ist, daB sie einen Schallausgang aus zwei getrennten gleichen Hälften entwickelt, welche symmetrisch durch die beiden einander gegenüberliegenden Enden abgestrahlt werden.

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Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Dreiweg-Lautsprechersystem, wobei die Abdeckung wiederum in der gleichen Weise auegebildet ist wie bei den vorher beschriebenen Beispielen. Die schallreflektierenden Platten 5A, 5B, und 5C sind in drei verschiedenen Höhen übereinander

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Schallausgang in zwei getrennten gleichen Hälften ergeben, welche symmetrisch durch die beiden einander gegenüberliegenden Enden der Abdeckung abgestrahlt werden. Zusätzlich sind die schallreflektierenden Platten zueinander und zu ihren zugeordneten Lautsprechern derart angeordnet, daß die Längen der Schallwege, welche vom Ausgang dieser drei Lautsprecher zurückgelegt werden müssen, möglichst nahezu gleich sind.

Fig. 7 zeigt verschiedene mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung in Draufsicht, wobei 7A die im Zusammenhang mit Fig. 1 bereits beschriebene speziell ausgebildete Abdeckung aufweist, 7B eine Abdeckung 6, welche leicht gebogen ist, 7C eine Abdeckung 6 in Winkel form und ?D eine Abdeckung &dgr; ssit konisch erweiterten Enden.

Die vorbeschriebene Erfindung kann nicht nur im Innenraum eines PKWs, sondern auch in irgendeinem kleinen geschlossenen Raum oder auch als Lautsprecheranlage verwendet werden.

Die vorstehend beschriebene neuartige Lautsprecherbox erfüllt daher alle beabsichtigten Aufgaben und Vorteile. Jeder Fachmann dürfte daher nach dem Studium der vorstehenden Beschreibung zusammen mit den heiligenden Figuren und den An-

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Andrejewild, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

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sprächen in der Lage sein, jederlei Veränderungen, Abwandlungen und andere Verwendungen vorzunehmen, ohne daß er dabei vom Umfang der Erfindung abweichen müßte.

Claims (4)

Gebrauchsmusteranmeldung G 88 14 991.9 Peter Tsung-Hou Fei 265 E. Bay Costa Messa. CA 92627, USA und Jimmy Fang 19, Alley 73, Lane 89, Sec.3 Kong-Ling Road, Taipei, Taiwan, R.O.C. < Lautsprecherbox *> SchutzansprUche

1. Lautsprecherbox mit mehreren koaxial angeordneten Lautsprechern für den Einbau in PKWs, gekennzeichnet durch einen Tieftonlautsprecher (1), einen Hochtonlautgprecher (2) und eine Abdeckung (3) mit langgestreckter, im wesentlichen halbzylindrischer Außenfläche (&euro;), deren beide offenen Stirnflächen schräg nach unten und außen verlaufen und welche an der Unterseite durch eine in ihren Abmessungen der Projektion der halbzylindrischen Außenfläche entsprechende

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Andrajewrid, Honk» & Partner, Patentanwälte in Essen

starre ebene Bodenplatte (4) abgeschlossen ist, welche eine Mittelöffnung (41) aufweist, unter welcher der nach innen abstrahlende Tieftonlautsprecher befestigt ist, wobei inner- ! halb der Abdeckung zwei schallreflektierende Platten (5A, 5B) mit im wesentlichen V-förmigem Querschnitt rechtwinklig zur Längsausdehnung der halbzylindrischen Außenfläche derart übereinander montiert sind, daß die Sch&itelkante der unteren Platte (5A) zur Mitte der Membran des Tieftonlautsprrchers hinweist und der Hochtonlautsprecher zwischen den im Winkel verlaufenden Seiten der unteren Platte befestigt ist, während die obere Platte (5B) mit ihrer Scheitelkante zur Mitte des Hochtonlautsprechers hinweisend an der Unterseite der halbzylindrischen Außenfläche befestigt ist.

2. Lautsprecherbox nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lautsprecher (1) mit in die Abdeckung hineinweisender Membran und eine schallreflektierende Platte (5) mit V-förmigem Querschnitt an der Innenseite der halbzylindrischen Außenfläche (6' vorgesehen sind.

3. Lautsprecherbox nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Lautsprecher und innerhalb der Abdeckung drei schallreflektierende Platten (SA, 5B, 5C) mit V-förmigem Querschnitt vorgesehen sind.

4. Lautsprecherbox nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (3) zumindest zwei einander gegenüberliegende offene Endflächen besitzt.