EP0518041A1 - Ventilierter Lautsprecher - Google Patents

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EP0518041A1
EP0518041A1 EP92107233A EP92107233A EP0518041A1 EP 0518041 A1 EP0518041 A1 EP 0518041A1 EP 92107233 A EP92107233 A EP 92107233A EP 92107233 A EP92107233 A EP 92107233A EP 0518041 A1 EP0518041 A1 EP 0518041A1
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EP
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loudspeaker
mid
range
flow channels
space
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Leonhard Dipl.-Phys. Kreitmeier
Leander Dipl.-Ing. Scholz
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Nokia Deutschland GmbH
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Nokia Deutschland GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
    • H04R1/025—Arrangements for fixing loudspeaker transducers, e.g. in a box, furniture
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/28—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means
    • H04R1/2869—Reduction of undesired resonances, i.e. standing waves within enclosure, or of undesired vibrations, i.e. of the enclosure itself
    • H04R1/2892—Mountings or supports for transducers
    • H04R1/2896—Mountings or supports for transducers for loudspeaker transducers

Definitions

  • the invention is concerned with the mutual decoupling of several loudspeakers arranged in a housing.
  • Loudspeakers of the type specified above have long been known in the prior art. Representative of the training and functioning of loudspeakers, reference is made to the essay in Funkschau 1983, Issue 7, page 99 ff.
  • a mid-range speaker and a bass speaker are to be used in a speaker cabinet, it is customary to provide the mid-range speaker with its own volume that is completely decoupled from the woofer volume. This is achieved in that the mid-range speaker is provided with a completely closed housing towards the bass volume.
  • This measure must be taken is that without the additional housing realized decoupling of the low-frequency volume from the mid-range volume, the pressure waves of the low-frequency loudspeaker cause deflections of the mid-range loudspeaker Such deflections lead to distortions in the mid-range. Damage to the mid-range loudspeaker cannot be ruled out due to the deflection of the mid-range loudspeaker due to pressure waves.
  • the openings in the loudspeaker basket are filled with a damping means, for example gauze, for damping the low-frequency waves acting on the mid-range loudspeaker. This reduces the influence on the mid-range speaker by the woofer, but not - as in the case of a completely closed cabinet - does not completely rule it out.
  • a damping means for example gauze
  • mid-range volume Another concept free of mid-range volume is to design the loudspeaker basket of the mid-range loudspeaker to be completely closed and thus to use the space between the membrane and the loudspeaker basket as "mid-range volume".
  • Such mid-range speakers which also form the starting point for the present invention, have a high natural resonance component and are difficult to dampen.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a mid-range loudspeaker which manages without a separate mid-range volume formed by housing walls, but which has a significantly reduced inherent resonance component.
  • the peripheral edge of the loudspeaker basket, with which the loudspeaker is fastened in the opening of the installation wall, is provided with flow channels which connect the space existing between the loudspeaker basket and the membrane to the space in which into which the sound pressure of the speaker is to be emitted.
  • a meandering flow channel can have an area B which is provided with damping material.
  • FIG. 1 shows a mid-high range loudspeaker 10 which is inserted into the opening 11 of a built-in wall 12 of a box housing.
  • the mid-high speaker 10 is essentially conventional.
  • the magnet system 13 is firmly attached to one end of the speaker basket 14.
  • the membrane 15 is arranged within the loudspeaker basket 14.
  • the upper edge of the membrane 15 is connected by means of a bead 16 to the other end of the loudspeaker basket 14 which has a peripheral edge 17.
  • the other end of the membrane 15 protrudes with the voice coil 19 arranged on the voice coil support 18 into the air gap 20 of the magnet system 13.
  • the centering of the voice coil bobbin 18 in the air gap 20 is performed by an accordion-shaped centering membrane 21 taken over, which extends between the voice coil bobbin 18 and the inner wall of the speaker basket 14.
  • FIGS. 2 and 3 which clearly illustrate this.
  • the closedness caused by the closed construction of the loudspeaker basket 14 leads to the fact that sound waves, which predominate in the space 23 into which the magnet system 13 projects, are unable to influence the diaphragm 15.
  • sound waves can be sound waves from woofers which are connected to the room 23 and have not been shown in FIG. 1 for reasons of clarity of illustration.
  • the loudspeaker 10 In contrast to the conventional design of mid-range loudspeakers 10, the loudspeaker 10 according to the invention has an edge 17 which has flow channels 24 which run within the edge 17 and the space 25 which extends between the membrane 15, the voice coil former 18 and the loudspeaker basket 14 , connects to the room 26, in which the sound pressure of the speaker 10 is emitted.
  • the flow channels 24 are arranged evenly distributed in the edge 17 of the speaker basket 14. This uniformity of the distribution of the flow channels 24 has the advantage over the non-uniform distribution of the flow channels 24 that the diaphragm 15 cannot wobble during the operation of the loudspeaker 10.
  • FIGS. 4a-c show design alternatives for the formation of flow channels 24.
  • FIG. 4a shows a very simple exemplary embodiment of a flow channel 24. However, it becomes clear in FIG. 4a that the spaces 25 and 26 are connected to one another via the flow channel 24 and that an unimpeded air exchange between the two spaces 25, 26 is possible.
  • FIG. 4b shows a flow channel 24 which is configured in a meandering manner. This meandering shape is achieved by a circular ring 27 which has webs 28 of different heights. Damping is achieved at the same time by the meandering design of the flow channel 24.
  • damping material 29 is arranged in region B.
  • the damping material is a gauze strip.

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Abstract

Zur Abkopplung des Mitteltonvolumens vom Tieftonvolumen bei einer mit einem Mitteltonlautsprecher (10) und einem Basslautsprecher ausgestatteten Lautsprecherbox wird angegeben, den Mitteltonlautsprecher (10) mit einem völlig geschlossenen Lautsprecherkorb (14) auszustatten und den zwischen der Membran (15) und dem Lautsprecherkorb (14) gebildeten Raum (25) über dem Rand (17) angeordnete Strömungskanäle (24) mit dem Raum (26) zu verbinden, in welchen der Schalldruck des Lautsprechers (10) abgestrahlt werden soll. Dadurch, daß der Raum (25) über die Strömungskanäle (24) mit dem Raum (26) verbunden ist, wird das Eigenresonanzverhalten vom Mitteltonlautsprecher (10) mit völlig geschlossenem Lautsprecherkorb (14) erheblich vermindert. <IMAGE>

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung befaßt sich mit der gegenseitigen Abkopplung von mehreren in einem Gehäuse angeordneten Lautsprechern.
    • Stand der Technik
  • Lautsprecher der oben angegebenen Art sind seit langem im Stand der Technik bekannt. Stellvertretend für die Ausbildung und die Funktionsweise von Lautsprechern sei auf den Aufsatz in der Funkschau 1983, Heft 7, Seite 99 ff, hingewiesen.
  • Sollen beispielsweise ein Mittelton- und ein Basslautsprecher in einem Boxengehäuse eingesetzt werden, so ist es üblich, für den Mitteltonlautsprecher ein eigenes und vom Tieftonlautsprechervolumen völlig abgekoppeltes Volumen vorzusehen. Dies wird dadurch realisiert, daß der Mitteltonlautsprecher zum Bassvolumen hin mit einem völlig geschlossenen Gehäuse versehen ist. Der Grund, warum diese Maßnahme ergriffen werden muß, ist der, daß ohne die durch das zusätzliche Gehäuse realisierte Abkopplung des Tiefton- vom Mitteltonvolumen die Druckwellen des Tieftonlautsprechers Auslenkungen des Mitteltonlautsprechers bewirken. Derartige Auslenkungen führen zu Verzerrungen im Mitteltonbereich. Auch können durch die druckwellenbedingte Auslenkung des Mitteltonlautsprechers Beschädigungen am Mitteltonlautsprecher nicht ausgeschlossen werden.
  • Hierneben sind Ausbildungen bekannt, die ohne spezielles Mitteltonvolumen auskommen. Gemäß einem dieser Konzepte sind die Öffnungen im Lautsprecherkorb zur Dämpfung der auf den Mitteltonlautsprecher einwirkenden Tieftonwellen mit einem Dämpfungsmittel, beispielsweise Gaze ausgefüllt. Hierdurch wird die Beeinflussung des Mitteltonlautsprechers durch den Tieftonlautsprecher gemindert, jedoch nicht - wie bei einem völlig geschlossenen Gehäuse - gänzlich ausgeschlossen.
  • Ein weiteres mitteltonvolumenfreies Konzept besteht darin, den Lautsprecherkorb des Mitteltonlautsprechers vollkommen geschlossen auszubilden und somit den Raum zwischen der Membran und dem Lautsprecherkorb als "Mitteltonvolumen" auszunutzen. Derartige Mitteltonlautsprecher, welche auch gleichzeitig den Ausgangspunkt für die vorliegende Erfindung bilden, haben einen hohen Eigenresonanzanteil und sind schlecht zu bedämpfen.
  • Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Mitteltonlautsprecher anzugeben, der ohne separates, durch Gehäusewandungen gebildetes Mitteltonvolumen auskommt, jedoch einen deutlich verminderten Eigenresonanzanteil aufweist.
    • Darstellung der Erfindung
  • Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 dadurch gelöst, daß der umlaufende Rand des Lautsprecherkorbes, mit dem der Lautsprecher in der Öffnung der Einbauwand befestigt ist, mit Strömungskanälen versehen ist, die den zwischen dem Lautsprecherkorb und der Membran bestehenden Raum mit dem Raum verbinden, in welchen hinein der Schalldruck des Lautsprechers abgestrahlt werden soll.
  • Diese völlige Abkopplung des Mitteltonvolumens vom Tieftonvolumen und die Verkopplung des Raumes zwischen der Membran und dem Lautsprecher mit dem Raum, in welchen hinein der Schalldruch des Mitteltonlautsprechers abgegeben werden soll, bewirkt, daß bei Bewegungen der Membran die Luft durch die Strömungskanäle zwischen den beiden verbundenen Räumen ungehindert hin- und herströmen kann.
  • Ist gemäß Anspruch 2 die Summe aller Querschnitte der Strömungskanäle der bewegten Luftmenge angepaßt, kann bereits hierdurch eine Bedämpfung erwirkt werden.
  • Weitere Möglichkeiten zur Bedämpfung sind in den Ansprüchen 3 und 4 angegeben. Die dort genannten Maßnahmen können eigenständig oder auch in Kombination mit anderen Maßnahmen ergriffen werden. So kann beispielsweise ein meanderförmig ausgebildeter Strömungskanal einen Bereich B aufweisen, der mit Dämpfungsmaterial versehen ist.
  • Durch die - in Anspruch 5 angegebene - gleichmäßige Verteilung der Strömungskanäle im Rand des Lautsprechers wird ein Taumeln der Membran während des Betriebs des Lautsprechers weitgehend ausgeschlossen.
    • Kurze Darstellung der Figuren
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    einen in der Öffnung einer Einbauwand eingesetzten Mitteltonlautsprecher im Schnitt;
    Figur 2
    einen Mitteltonlautsprecher gemäß Figur 1 in Seitenansicht;
    Figur 3
    den in Figur 2 dargestellten Lautsprecherkorb in perspektivischer Ansicht; und
    Figur 4a-c
    drei verschiedene Randausbildungen eines Mittelhochtonlautsprechers.
    Wege zum Ausführen der Erfindung
  • Die in Figur 1 gezeigte Anordnung zeigt einen Mittelhochtonlautsprecher 10 der in die Öffnung 11 einer Einbauwand 12 eines Boxengehäuses eingesetzt ist.
  • Der Mittelhochtonlautsprecher 10 ist im wesentlichen herkömmlich ausgebildet. Das Magnetsystem 13 ist an dem einen Ende des Lautsprecherkorbes 14 fest angesetzt. Innerhalb des Lautsprecherkorbes 14 ist die Membran 15 angeordnet. Der obere Rand der Membran 15 ist mittels einer Sicke 16 mit dem anderen, einen umlaufenden Rand 17 aufweisenden Ende des Lautsprecherkorbes 14 verbunden. Das andere Ende der Membran 15 ragt mit der auf dem Schwingspulenträger 18 angeordneten Schwingspule 19 in den Luftspalt 20 des Magnetsystems 13 ein. Die Zentrierung des Schwingspulenträgers 18 im Luftspalt 20 wird von einer ziehharmonikaförmig ausgebildeten Zentriermembran 21 übernommen, die sich zwischen dem Schwingspulenträger 18 und der Innenwand des Lautsprecherkorbes 14 erstreckt.
  • Die Mantelfläche 22 des Lautsprecherkorbes 14, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel treppenförmig ausgebildet ist, ist zum Raum 23 völlig durchbruchs- und öffnungsfrei gestaltet. Hierzu sei besonders auf die Figuren 2 und 3 hingewiesen, die dies deutlich veranschaulichen. Die durch die geschlossene Bauweise des Lautsprecherkorbes 14 bewirkte Abgeschlossenheit führt dazu, daß Schallwellen, die in dem Raum 23 vorherrschen, in welchen das Magnetsystem 13 hineinragt, nicht in der Lage sind, auf die Membran 15 Einfluß zu nehmen. Derartige Schallwellen können Schallwellen von Tieftonlautsprechern sein, die mit dem Raum 23 in Verbindung stehen und in Figur 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit der Darstellung nicht dargestellt worden sind.
  • Abweichend von der herkömmlichen Ausbildung von Mitteltonlautsprechern 10 verfügt der erfindungsgemäße Lautsprecher 10 über einen Rand 17, der über Strömungskanäle 24 verfügt, die innerhalb des Randes 17 verlaufen und den Raum 25, welcher sich zwischen der Membran 15, dem Schwingspulenträger 18 und dem Lautsprecherkorb 14 ausdehnt, mit dem Raum 26 verbindet, in welchem der Schalldruck des Lautsprechers 10 abgestrahlt wird.
  • Obwohl in Figur 1 der Eindruck erweckt wird, daß der zwischen der Membran 15 und dem Lautsprecherkorb 14 liegende Raum 25 durch die Zentriermembran 21 in zwei Kammern unterteilt wird, sei an dieser Stelle ausgeführt, daß die Zentriermembran 21 luftdurchlässig ausgebildet ist und somit beide Kammern als ein Raum 25 angesehen werden können.
  • Anhand der Figuren 2 und 3 läßt sich deutlich entnehmen, daß die Strömungskanäle 24 gleichmäßig im Rand 17 des Lautsprecherkorbes 14 verteilt angeordnet sind. Diese Gleichmäßigkeit der Verteilung der Strömungskanäle 24 hat gegenüber der ungleichmäßigen Verteilung der Strömungskanäle 24 den Vorteil, daß während des Betriebs des Lautsprechers 10 die Membran 15 nicht in Taumelbewegungen geraten kann.
  • In den Figuren 4a-c sind Gestaltungsalternativen für die Ausbildung von Strömungskanälen 24 dargestellt. Figur 4a zeigt ein sehr einfaches Ausführungsbeispiel für ein Strömungskanal 24. Deutlich wird jedoch in dieser Figur 4a, daß die Räume 25 und 26 über den Strömungskanal 24 miteinander in Verbindung stehen und ein ungehinderter Luftaustausch zwischen den beiden Räumen 25, 26 möglich ist.
  • Figur 4b zeigt einen Strömungskanal 24, der meanderförmig ausgestaltet ist. Diese meanderförmige Gestalt wird durch einen Kreisring 27 erreicht, der unterschiedlich hohe Stege 28 aufweist. Durch die meanderförmige Ausgestaltung des Strömungskanals 24 wird gleichzeitig eine Dämpfung erreicht.
  • Diese Dämpfung wird bei dem in Figur 4c dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, daß im Bereich B Dämpfungsmaterial 29 angeordnet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Dämpfungsmaterial um einen Gazestreifen.

Claims (5)

  1. Lautsprecher, insbesondere Mitteltonlautsprecher (10)
    - mit einem Magnetsystem (13),
    - mit einem in etwa konusförmig ausgebildeten Lautsprecherkorb (14), dessen eines Ende mit dem Magnetsystem (13) verbunden ist, dessen anderes Ende einen umlaufenden Rand (17) aufweist, der zur Befestigung des Lautsprechers in der Öffnung (11) der Einbauwand (12) dient, und dessen Mantelfläche (22) durchbruchs- und öffnungsfrei ausgebildet ist, und
    - mit einer Membran (15), die in den Lautsprecherkorb (14) eingesetzt ist, wobei das eine Ende der Membran (15) mittels einer Sicke (16) mit dem Rand (17) des Lautsprecherkorbes (14) verbunden ist und das andere Ende der Membran (15) mit der dort angeordneten Schwingspule (19) in den Luftspalt (20) eintaucht,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der umlaufende Rand (17) über Strömungskanäle (24) verfügt, die den zwischen dem Lautsprecherkorb (14) und der Membran (15) bestehenden Raum (25) mit dem Raum (26) verbindet, in welchen hinein der Schalldruck des Lautsprechers (10) abgestrahlt werden soll.
  2. Lautsprecher nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Summe der Querschnitte aller Strömungskanäle (24) im durch sie zu bewegenden Luftvolumen angepaßt ist.
  3. Lautsprecher nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Strömungskanäle (24) in etwa meanderförmig ausgebildet sind.
  4. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß jeder Strömungskanal (24) einen Bereich B aufweist, der mit Dämmaterial (27) versehen ist.
  5. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Strömungskanäle (24) gleichmäßig im Rand (17) des Lautsprecherkorbes (14) verteilt sind.
EP92107233A 1991-05-18 1992-04-28 Ventilierter Lautsprecher Expired - Lifetime EP0518041B1 (de)

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EP0518041B1 EP0518041B1 (de) 1994-07-27

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DE59200316D1 (de) 1994-09-01
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