[0001] Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für Dipollautsprecher, ein Lautsprechersystem
und ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für Dipollautsprecher.
Stand der Technik
[0002] Bei Lautsprechersystemen kann zwischen geschlossenen bzw. teilweise ventilierenden
Systemen (Bassreflex, Front-/Backloaded Horn, Transmission Line, Gehäuse mit kontrollierter
Undichtheit) und offenen Systemen unterschieden werden. Dabei können geschlossene
und ventilierende Systeme als Druckwandler und offene Systeme als Schnellewandler
fungieren. Für offene Systeme können Dipollautsprecher verwendet werden.
[0003] Bei bekannten Systemen zielen die üblichen Auslegungsprinzipien ausschließlich auf
eine Anhebung der Empfindlichkeit im niederfrequenten Wiedergabebereich bzw. auf das
Erreichen hoher Grenzschalldrücke. Dies hat jedoch den Nachteil, dass das freie Schwingen
der Membran des verwendeten Lautsprechers durch Kräfte welche in einem geschlossenen
Gehäuse bzw. in einem Bassreflexgehäuse o.ä. auf die Membran wirken behindert wird.
Zusätzlich können durch das Gehäuse bedingte Resonanzeffekte die eigentliche Wiedergabe
überlagern. Hierdurch ist ein Verlust an exakter Wiedergabetreue bedingt. Dies kann
sich z.B. in einer subjektiv als langsam, undetailliert bzw. undifferenziert empfundenen
Wiedergabe äußern.
[0004] Offene Systeme sind dabei ferner aufstellungskritisch. D.h. sie müssen z.B. in einem
bestimmten Winkel und in einem bestimmten Abstand zu einer Raumwand aufgestellt werden,
um ein optimales Hörergebnis zu gewährleisten. Ferner kann sich bei offenen Systemen
eine unerwünschte Resonanz, z.B. im oberen Bassbereich bzw. im Grundtonbereich ausbilden.
Diese Resonanz ist abhängig vom Abstand zwischen vorderer und hinterer Schallaustrittsöffnung.
Generell schränkt diese typischerweise bei Dipolgehäusen vorkommende Resonanz den
Nutzbaren Frequenzbereich ein, und kann sich ungünstig auf die Qualität der Wiedergabe
auswirken.
Offenbarung der Erfindung
[0005] Es kann daher ein Bedarf an einer Möglichkeit zur Unterstützung der Schallwidergabe
bestehen, die eine freiere Aufstellung des Lautsprechersystems gewährleistet und ferner
die Ausbildung von Resonanzen verringert. Dabei soll eine kompromisslos natürliche
und musikalische Musikreproduktion gewährleistet werden.
[0006] Dieser Bedarfkann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß den unabhängigen
Ansprüchen gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsfonnen der vorliegenden Erfindung
sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
[0007] Im Folgenden werden Merkmale, Einzelheiten und mögliche Vorteile einer Vorrichtung
gemäß Ausführungsformen der Erfindung im Detail diskutiert.
[0008] Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Gehäuse für Dipollautsprecher vorgestellt.
Das Gehäuse weist eine Rückwand, einen Gehäuseboden, einen Gehäusedeckel und eine
erste Innenwand auf. Die erste Innenwand ist dabei zwischen Gehäuseboden und Gehäusedeckel
angeordnet und ist ausgeführt, einen ersten Dipollautsprecher aufzunehmen. Die erste
Innenwand schließt dabei derart einen Winkel mit der Rückwand ein, dass eine Richtcharakteristik
des an der ersten Innenwand anzuordnenden ersten Dipollautsprechers eine erste und
eine zweite Abstrahlkeule aufweist. Die erste Abstrahlkeule ist im Wesentlichen parallel
zur Rückwand ausgerichtet und die zweite Abstrahlkeule ist im Wesentlichen senkrecht
zur Rückwand ausgerichtet.
[0009] Anders ausgedrückt basiert die Idee der vorliegenden Erfindung darauf, ein Gehäuse
für einen Lautsprecher, insbesondere für einen Basslautsprecher, bereitzustellen,
das eine Hauptabstrahlrichtung und mindestens eine Nebenabstrahlrichtung ermöglicht.
Die Haupt- und die Nebenabstrahlrichtung schließen dabei miteinander einen Winkel
zwischen 80° und 130° ein. Insbesondere schließen die Haupt- und die Nebenabstrahlrichtung
einen 90° Winkel miteinander ein. Das Gehäuse kann dabei zu den Seiten und nach vorne
hin offen sein. D.h. das Gehäuse weist keine Seitenwände rechts und links und keine
vordere zur Rückwand parallele Wand auf.
[0010] Auf diese Weise wird ein offenes System bereitgestellt, das dank der durch das Gehäuse
ermöglichen Abstrahlcharakteristik flexibel im Raum aufgestellt werden kann ohne dabei
Klangqualität einzubüßen. Dabei ermöglicht das erfindungsgemäße Gehäuse eine nahezu
unbeeinträchtigte Schnellewandlung bei geringen Abständen zu einer rückwärtigen Raumwand.
Ferner bewirkt die Geometrie bzw. Anordnung der durch das Gehäuse vorgegebenen Schallaustrittsöffnungen
eine Vermeidung von störenden Resonanzen nahe dem Wiedergabebereich und insbesondere
im Bassbereich. Dies wird in Zusammenhang mit den Fig. 2, 3, 4 und 13 näher erläutert.
[0011] Im Gegensatz zu oben dargestellten bekannten Systemen, die auf eine Anhebung der
Empfindlichkeit im niederfrequenten Wiedergabebereich bzw. auf das Erreichen hoher
Grenzschalldrücke abzielen, ermöglicht das erfindungsgemäße offene Gehäuse mit der
beschriebenen Abstrahlcharakteristik vor allem eine möglichst qualitativ hochwertige
Wiedergabe welche sich sowohl in hoher Detaillierung und Differenzierung, als auch
in impulstreuer Wiedergabe von selbst komplexesten Klangereignissen äußert. Dies führt
zu besonders musikalisch bzw. natürlich empfundener Wiedergabequalität von Musik.
[0012] Das Gehäuse und damit auch das Lautsprechersystem haben einen geringeren Platzbedarf
als bekannte vergleichbare Systeme. Ferner ermöglicht das offene System eine präzisere
Impulswiedergabe und eine kleinbauende und leichte Umsetzung einer Impulskompensation
am Gehäuse. Des Weiteren weist ein Lautsprechersystem mit Dipollautsprecher und einem
erfindungsgemäßen offenen Gehäuse ein unproblematischeres elektrisches Verhalten auf
als bekannte geschlossene Systeme. Dies ist dadurch bedingt, dass die Kräfte auf die
Membran beim erfindungsgemäßen Gehäuse geringer sind und damit induktive Effekte in
der Schwingspule des Lautsprechers deutlich reduziert werden.
[0013] Die Rückwand, der Gehäuseboden, der Gehäusedeckel und die erste Innenwand können
planar, d.h. eben ausgeführt sein. Der Gehäuseboden kann dabei in einer Ebene parallel
zum Gehäusedeckel und senkrecht zur Rückwand angeordnet sein. Die erste Innenwand
kann in einer Ebene senkrecht zum Gehäuseboden und Gehäusedeckel verlaufen und einen
Winkel mit der Rückwand einschließen. Dank der beschriebenen Ausgestaltung des Gehäuses
ist dieses z.B. für eine Aufstellung am Boden eines Raumes geeignet. Dabei wird auch
und insbesondere bei Bodenaufstellung optimale Klangqualität gewährleistet.
[0014] Der Winkel zwischen der ersten Innenwand und der Rückwand ist dabei so gewählt, dass
die Innenwand schräg zur Rückwand angeordnet ist. D.h. der Winkel unterscheidet sich
von 0° und 90°. Vorteilhafterweise schließt die erste Innenwand einen 45° Winkel mit
der Rückwand ein.
[0015] Wird ein Dipollautsprecher in das Gehäuse, insbesondere an der ersten Innenwand angeordnet,
so lenkt das Gehäuse die Schallwellen derart, dass eine Richtcharakteristik, auch
als Abstrahlcharakteristik bezeichnet, mit zwei Abstrahlkeulen entsteht. Die Richtcharakteristik
beschreibt eine Winkelabhängigkeit der Intensität empfangener Schallwellen im Raum
bezogen auf die Dipolposition.
[0016] Die Abstrahlkeulen können z.B. eine ovale bzw. ellipsenartige Form aufweisen. Die
Richtung bzw. Orientierung einer Abstrahlkeule entspricht dabei einer Längsachse der
Abstrahlkeule bzw. der Richtung der höchsten Abstrahlintensität von Schallwellen.
Die erste Abstrahlkeule, die z.B. eine Nebenabstrahlrichtung darstellt, ist parallel
zur Rückwand ausgerichtet bzw. orientiert. Parallel zur Rückwand kann in diesem Kontext
bedeuten, dass ein Intensitätsmaximum in einer Ebene parallel zum Gehäuseboden in
einer Richtung detektiert wird, die maximal um 40°, vorzugsweise maximal um 25° und
insbesondere um maximal 10° von der Ebene der Rückwand abweicht. Die zweite Abstrahlkeule,
die z.B. eine Hauptabstrahlrichtung darstellt, ist senkrecht zur Rückwand ausgerichtet.
Senkrecht zur Rückwand kann in diesem Kontext bedeuten, dass ein Intensitätsmaximum
in einer Ebene parallel zum Gehäuseboden in einem Winkel zur Rückwand von 60° bis
130°, vorzugsweise 70° bis 120° und insbesondere 80° und 100° detektiert wird.
[0017] Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Gehäuse eine zweite Innenwand
auf, die ausgeführt ist einen zweiten Dipollautsprecher aufzunehmen. Die zweite Innenwand
ist dabei derart in Bezug auf die erste Innenwand angeordnet, dass das Gehäuse einen
K-förmigen Querschnitt in einer Ebene parallel zum Gehäuseboden aufweist.
[0018] Ein derartig ausgeführtes Gehäuse mit zwei Dipollautsprechern kann auf Basis seines
geometrischen Aufbaus (Querschnitt parallel zu Deckel bzw. Boden) als K-Pol bezeichnet
werden. Das Gehäuse kann dabei symmetrisch in Bezug auf eine Ebene senkrecht zur Rückwand
und senkrecht zum Gehäuseboden ausgeführt sein. Beispielsweise kann die erste Innenwand
einen 45° Winkel und die zweite Innenwand einen 135° Winkel mit der Rückwand einschließen.
Die Symmetrie trägt dazu bei, dass kaum Vibrationen an das Gehäuse übertragen werden.
Insbesondere können vibrationsanregende Einwirkungen auf das Gehäuse kompensiert werden,
wenn zwei spielgelbildlich symmetrische mechanisch schwingende Schallquellen an den
Innenwänden des Gehäuses angeordnet werden. Hierdurch wird eine besonders klirrarme
und musikalische Musikreproduktion ermöglicht.
[0019] Die Richtcharakteristik eines K-Pols weist drei Abstrahlkeulen auf. Zusätzlich zu
der oben beschriebenen ersten und zweiten Abstrahlkeule weißt die Richtcharakteristik
ferner eine dritte Abstrahlkeule auf. Die zweite Abstrahlkeule, entspricht einer Hauptabstrahlrichtung
und kann z.B. direkt auf einen Zuhörer ausgerichtet sein. Die erste und dritte Abstrahlkeulen
entsprechen Nebenabstrahlrichtungen und sind in Bezug auf die zweite Abstrahlkeule
um 180° phasenverschoben. Aufgrund der Phasenverschiebung findet in den Grenzbereichen
zwischen Haupt- und Nebenabstrahlrichtungen eine Schallauslöschung statt.
[0020] Ferner sind die Nebenabstrahlrichtungen jeweils um + bzw. - 80° bis 130° bezüglich
der Hauptabstrahlrichtung gedreht. Vorzugsweise ist die erste Abstrahlkeule gegenüber
der zweiten Abstrahlkeule um -90° und die dritte Abstrahlkeule gegenüber der zweiten
Abstrahlkeule um +90° gedreht. Dies entspricht einer im Wesentlichen T-förmigen Richtcharakteristik.
Die Intensität der abgestrahlten Schallwellen im Bereich der Hauptabstrahlrichtung
ist höher als in den Nebenabstrahlrichtungen. Insbesondere kann die Intensität in
Hauptabstrahlrichtung etwa doppelt so hoch sein wie in den Nebenabstrahlrichtungen,
da in diesem Bereich eine Überlagerung der Dipolschallquellen stattfindet. Hierzu
können der erste Dipollautsprecher und der zweite Dipollautsprecher gleichphasig schwingen.
[0021] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Gehäuse ferner eine
Trennwand auf, die senkrecht zur Rückwand und senkrecht zum Gehäuseboden angeordnet
ist. Die Trennwand kann dabei das gleiche Material wie das Gehäuse oder ein anderes
Material aufweisen. Z.B. kann die Trennwand durchsichtig ausgeführt sein. Dabei können
im Gehäusedeckel und/oder im Gehäuseboden Ausnehmungen zur Führung der Trennwand vorgesehen
sein.
[0022] Die Trennwand kann dabei die Abstrahlrichtung bzw. die Richtcharakteristik des Dipollautsprechers
beeinflussen. Ist beispielsweise im Gehäuse lediglich eine Innenwand vorgesehen, so
kann die Trennwand, z.B. im gleichen Punkt wie die erste Innenwand auf die Rückwand
treffen und dafür sorgen, dass die erste und die zweite Abstrahlkeulen im Wesentlichen
orthogonal zueinander ausgerichtet sind bzw. ihre Längsachsen einen spitzen Winkel
miteinander einschließen.
[0023] Ferner kann die Trennwand z.B. im Falle von zwei Innenwänden und zwei daran angeordneten
Dipolschallquellen dafür sorgen, dass sich diese Schallquellen nicht gegenseitig beeinflussen.
Auf diese Weise können z.B. zwei unterschiedliche Schallwandler, insbesondere unterschiedliche
Dipole, betrieben werden. Alternativ können zwei identische oder unterschiedliche
Schallwandler mit unterschiedlichen Signalen, wie z.B. einer Trennung von 90 Hz und
350 Hz, gespeist werden. Somit ist eine bessere Möglichkeit zur Anpassung an die Raumakustik
gegeben.
[0024] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Rückwand des Gehäuses
z.B. doppelt so lang wie die Trennwand bzw. wie eine virtuelle Seitenwand ausgeführt
sein. Auf diese Weise können zwei akustisch identische voneinander unabhängige Kammern
entstehen, die jeweils eine Innenwand mit einem Dipollautsprecher enthalten.
[0025] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an der Rückwand mindestens
eine erste Schallführung vorgesehen, die als Verlängerung der Rückwand ausgeführt
ist. Die Schallführung ist dabei in der Ebene der Rückwand angeordnet oder schließt
alternativ einen Winkel mit der Rückwand ein. Dabei kann an der Rückwand z.B. rechts
eine erste Schallführung und links eine weitere erste Schallführung vorgesehen sein.
[0026] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an der ersten Innenwand
eine zweite Schallführung vorgesehen, die als Verlängerung der ersten Innenwand ausgeführt
ist. Die Schallführung ist dabei in der Ebene der ersten Innenwand angeordnet oder
schließt alternativ einen Winkel mit der Innenwand ein. Ferner kann an der zweiten
Innenwand eine dritte Schallführung vorgesehen sein. Die dritte Schallführung kann
als Verlängerung der zweiten Innenwand ausgeführt sein und in der Ebene der zweiten
Innenwand liegen oder alternativ einen Winkel mit dieser einschließen.
[0027] Die ersten, zweiten und dritten Schallführungen können dabei symmetrisch in Bezug
auf eine Ebene senkrecht zur Rückwand und senkrecht zum Gehäuseboden angeordnet sein.
Alternativ können sie unterschiedliche Winkel mit der Rückwand bzw. mit den Innenwänden
einschließen. Die ersten, zweiten und dritten Schallführungen können z.B. den Grundtonbereich
bzw. bestimmte Frequenzen bei der Tonwiedergabe unterstützen. Ferner können die Schallführungen
die Ausrichtung der Achse und den Frequenzbereich einer Schalldruckauslöschung im
Raum beeinflussen.
[0028] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Schallführungen in
Bezug auf die Rückwand bzw. auf die Innenwände bewegbar bzw. klappbar ausgeführt.
Die Beweglichkeit der Schallführungen kann z.B. durch Scharniere, zwischen den Schallführungen
und der Rückwand bzw. den Innenwänden gewährleistet sein. Beispielsweise können Klavierbandscharniere
verwendet werden.
[0029] Zusätzlich zur Schallführungsfunktion können die bewegbaren Schallführungen eine
Schutzfunktion für die Dipollautsprecher im Inneren des Gehäuses bereitstellen. Beispielsweise
können die ersten Schallführungen in einer geschlossenen Position Seitenwände des
Gehäuses bilden. Alternativ können die zweite und dritte Schallführung in einer geschlossenen
Position Seitenwände des Gehäuses bilden. In einer weiteren Alternative können die
zweite und dritte Schallführung in einer geschlossenen Position eine zur Rückwand
parallele Frontwand bilden. Auf diese Weise kann das Gehäuse z.B. mit einem Aufsatz
bzw. Topteil zu einem Lautsprecher konventioneller Form umgewandelt werden. Ferner
kann das Gehäuse somit unauffällig bzw. optisch ansprechend in Wohnräumen integriert
werden. Des Weiteren kann hierdurch die Notwendigkeit einer Frontbespannung entfallen
(Schutzfunktion).
[0030] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Gehäuse ferner genau
eine Seitenwand auf. Dabei weist der Gehäusedeckel eine Ausnehmung auf. Die Ausnehmung
ist über einem von der ersten Innenwand und der Seitenwand eingeschlossenen Bereich
angeordnet. Eine derartige Ausführung des Gehäuses ist für eine Anordnung in einer
Raumecke geeignet. Dabei wird die erste Abstrahlkeule mittels der Seitenwand zur Ausnehmung
im Gehäusedeckel geführt. Auf diese Weise wird eine Schnellewandlung der ersten Abstrahlkeule
nicht behindert. Alternativ oder zusätzlich kann eine weitere Seitenwand an der gegenüberliegenden
Seite des Gehäuses vorgesehen sein. Ferner kann eine Ausnehmung über einem von der
weiteren Seitenwand und der zweiten Innenwand eingeschlossenen Bereich vorgesehen
sein.
[0031] Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Lautsprechersystem zur Tonwiedergabe
vorgestellt. Das Lautsprechersystem weist ein oben beschriebenes Gehäuse und mindestens
einen ersten Dipollautsprecher auf. Der erste Dipollautsprecher ist in der ersten
Innenwand des Gehäuses angeordnet und wirkt derart mit dem Gehäuse zusammen, dass
eine Richtcharakteristik des ersten Dipollautsprechers mindestens eine erste und eine
zweite Abstrahlkeule aufweist. Die erste Abstrahlkeule ist dabei im Wesentlichen parallel
zur Rückwand und die zweite Abstrahlkeule im Wesentlichen senkrecht zur Rückwand ausgerichtet.
Der Dipollautsprecher ist dabei eine Dipolschallquelle mit einem Chassis und einer
Membran.
[0032] Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines
oben beschriebenen Gehäuses für Dipollautsprecher vorgestellt. Das Verfahren weist
die folgenden Schritte auf: Bereitstellen eines Gehäusebodens und eines Gehäusedeckels;
Anordnen einer ersten Innenwand, die ausgeführt ist einen ersten Dipollautsprecher
aufzunehmen, zwischen Gehäuseboden und Gehäusedeckel; Orientieren der ersten Innenwand
derart im Gehäuse, dass eine Richtcharakteristik des an der ersten Innenwand anzuordnenden
ersten Dipollautsprechers eine erste und eine zweite Abstrahlkeule aufweist; die erste
Abstrahlkeule ist dabei parallel und die zweite Abstrahlkeule senkrecht zur Rückwand
ausgerichtet.
[0033] Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus
der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht
als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten
Zeichnungen ersichtlich.
- Fig. 1
- zeigt Querschnitte durch ein geschlossenes, ein ventiliertes und ein offenes Lautsprechersystem
- Fig. 2
- zeigt Richtcharakteristiken und die Aufstellungssensibilität von Dipolen
- Fig. 3
- zeigt Abstände von Schallaustritten bei bekannten Gehäuseformen und damit verbundene
unerwünschte Resonanzen
- Fig. 4
- zeigt einen Querschnitt durch ein Lautsprechersystem mit einer Richtcharakteristik
gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
- Fig. 5
- zeigt die Anordnung von zwei Lautsprechersystemen in einem Raum
- Fig. 6
- zeigt einen Querschnitt durch ein Lautsprechersystem gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit Abmessungen
- Fig. 7
- zeigt perspektivische Ansichten eines Gehäuses für Basslautsprecher gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung
- Fig. 8
- zeigt einen Querschnitt durch ein Lautsprechersystem mit einer Trennwand gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung
- Fig. 9
- zeigt Querschnitte durch ein Lautsprechersystem mit Schallführungen gemäß Ausführungsbeispielen
der Erfindung
- Fig. 10
- zeigt eine Vorderansicht des in Fig. 9A gezeigten Lautsprechersystems mit offenen
und geschlossenen Schallführungen
- Fig. 11
- zeigt Querschnitte durch ein Lautsprechersystem gemäß weiteren Ausführungsbeispielen
der Erfindung
- Fig. 12
- zeigt eine Draufsicht auf ein zur Eckanordnung geeignetes Lautsprechersystem gemäß
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
- Fig. 13
- zeigt einen Querschnitt durch ein Gehäuse für einen Basslautsprecher gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel der Erfindung
- Fig. 14
- zeigt Querschnitte durch ein Lautsprechersysteme gemäß weiteren Ausführungsbeispielen
der Erfindung
- Fig. 15
- zeigt eine perspektivische Ansicht eines Lautsprechersystems mit einem Horn gemäß
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
[0034] Alle Figuren sind lediglich schematische Darstellungen erfindungsgemäßer Vorrichtungen
bzw. ihrer Bestandteile gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. Insbesondere Abstände
und Größenrelationen sind in den Figuren nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. In den
verschiedenen Figuren sind sich entsprechende Elemente mit den gleichen Referenznummern
versehen.
[0035] In Fig. 1A ist ein geschlossenes, in Fig. 1B ein ventiliertes und in Fig. 1C ein
offenes Lautsprechersystem mit konventionellen Lautsprechern 47 dargestellt. Die Erfindung
betrifft dabei ein offenes System.
[0036] Anhand von Fig. 2 wird die Problematik der Aufstellungssensitivität von konventionellen
Dipollautsprechern 15', 17' erläutert. Bei bekannten Schnellewandlern liegen sich
die Schall abstrahlenden Öffnungen prinzipiell gegenüber. Dies ergibt die in Fig.
2A und 2B gezeigte 8-förmige Richtcharakteristik 21'. In üblichen Wohnsituationen
sollen Lautsprechersysteme wandnah in einem Raum 41 platziert werden. Wird ein Lautsprechersystem
jedoch in einer Orientierung wie in Fig. 2A gezeigt nah an der Raumwand 43 platziert,
so wird die Schnellewandlung, d.h. die Beschleunigung des Schallübertragungsmediums
(Luft) durch den Lautsprecher behindert. Dies führt zu einem deutlichen Abfall des
Wirkungsgrades bei niedrigen Frequenzen. Somit muss bei einer Orientierung der Lautsprecher
mit einer Abstrahlrichtung zur Wand 43, wie in Fig. 2A gezeigt ein großer Abstand
zur Wand 43 eingehalten werden, um eine optimale Klangwirkung zu erzielen. Eine von
den Wänden entfernte Positionierung wird allerdings in vielen Wohnsituationen als
störend empfunden.
[0037] Werden die Lautsprecher dagegen wie in Fig. 2B mit einer Abstrahlrichtung parallel
zur Wand 43 orientiert, so kann der Abstand zur Wand 43 gering gehalten werden. Allerdings
bekommt ein im Raum befindlicher Zuhörer 45 kein optimales Hörerlebnis, da die Dipollautsprecher
15', 17' keine direkte Abstrahlung in Richtung Zuhörer 45 bzw. Raummitte haben. Eine
Abstrahlung parallel zu den Wänden wird von Zuhörern daher im Tieftonbereich als wenig
dynamisch und indirekt empfunden. Weiterhin ist bei einer zur Raumwand parallelen
Abstrahlung der prinzipiell nutzbare Frequenzgang stark eingeschränkt. Bei einer derart
ausgerichteten Abstrahlung werden Frequenzen ab dem Mitteltonbereich als unnatürlich
empfunden. Dies ist durch die zunehmende Bündelung einer definierten schallabstrahlenden
Fläche zu höheren Frequenzen hin begründet. Als Konsequenz ist in dieser Ausrichtung
lediglich der Bassbereich (bis ca. 100 Hz) sinnvoll nutzbar.
[0038] Eine Möglichkeit einer wandnahen Aufstellung verbunden mit einer direkt auf den Zuhörer
45 bzw. in eine Raummitte gerichteten Schallabstrahlung wird durch in den Fig. 4 bis
15 dargestelltes Gehäuse 1 und Lautsprechersysteme 3 bereitgestellt.
[0039] Anhand von Fig. 3 wird eine Ausbildung einer störenden Resonanz im Grundtonbereich
bzw. im oberen Bassbereich bei konventionellen Lautsprechersystemen erläutert. Fig.
3A zeigt Querschnitte durch die Anordnung von Dipollautsprechern 15' in unterschiedlichen
Gehäuseformen. Diese haben in der Regel einen messbaren Abstand Z zwischen den Schallaustrittsöffnungen.
Dieser Abstand führt zu einer störenden Resonanz. Ein Beispiel dieser Resonanz ist
in Fig. 3B dargestellt. Dabei ist auf der x-Achse die Frequenz in Hz logarithmisch
aufgetragen. Auf der y-Achse ist ein Pegel in dB aufgetragen. Eine Ausbildung der
unerwünschten Resonanz ist bei ca. 200 Hz markiert. Je größer nun der Abstand Z ist,
desto niedriger liegt die unterwünschte Resonanz, so dass der Einsatz von Dipollautsprechern
15', zusätzlich zum oben genannten Bündelungseffekt bei einer unter Fig. 2B dargestellten
Aufstellung, zu höheren Frequenzen hin begrenzt ist. Mit Hilfe der in Fig. 4 bis 15
dargestellten Gehäuse 1 und Lautsprechersysteme 3 wird der Abstand Z minimiert und
der Aufbau einer störenden Resonanz nahe dem Wiedergabebereich, insbesondere nahe
dem Bassbereich vermieden. Der Wiedergabebereich kann ja nach Aufbau und Anwendung
bis etwa 400 Hz betragen. In Verbindung mit der durch die in Hauptabstrahlrichtung
auf den Zuhörer gerichtete Abstrahlrichtung kann der bis in den Mittelton erweiterte
Frequenzumfang auch genutzt werden.
[0040] Die in Zusammenhang mit Fig. 2 und 3 gezeigten Probleme werden z.B. durch das in
Fig. 13 dargestellte Gehäuse 1 und das entsprechende Lautsprechersystem 3 gelöst.
Fig. 13 zeigt ein Gehäuse 1 für einen Basslautsprecher im Querschnitt in einer Ebene
parallel zu einem Gehäusedeckel 9 und einem Gehäuseboden 7. Die Konturen des Gehäusedeckels
9 und des Gehäusebodens 7 sind gestrichelt dargestellt. Das Gehäuse 1 weist eine erste
Innenwand 11 auf, in die ein erster Dipollautsprecher 15 integrierbar ist. Die erste
Innenwand 11 bildet mit der Rückwand 5 einen Winkel 19, so dass die Richtcharakteristik
21 des Systems aus erstem Dipollautsprecher 15 und Gehäuse 1 die folgende Form aufweist:
eine erste Abstrahlkeule 23 ist im Wesentlichen parallel zur Rückwand 5 ausgerichtet
und eine zweite Abstrahlkeule25 ist im Wesentlichen senkrecht zur Rückwand 5 ausgerichtet.
Der Winkel 19 beträgt im Ausführungsbeispiel in Fig. 13 ca. 45°. Ferner weist das
Gehäuse eine Trennwand 29 auf, die die Richtcharakteristik 21 beeinflusst. Die zweite
Abstrahlkeule 25 kann z.B. in Richtung eines Zuhörers 45 orientiert sein. Dabei ist
die erste Abstrahlkeule 23 um 180° phasenverschoben zur zweiten Abstrahlkeule 25.
Einerseits bewirkt dieser Aufbau eine Minimierung des Abstands Z zwischen den Schallaustrittsöffnungen,
so dass eine Bildung unerwünschter Resonanzen verringert bzw. zu höheren Frequenzen
hin verschoben wird z.B. um zwei Oktaven. Insbesondere kann der optimale Wiedergabebereich
hierdurch erweitert werden. Alternativ vergrößert sich der Abstand der störenden Resonanz
vom Wiedergabebereich. Diese kann sich dann im Trennbereich der Frequenzweiche weniger
störend auswirken. Andererseits kann das Lautsprechersystem 3 mit dem beschriebenen
Gehäuse beliebig im Raum positioniert werden, ohne dabei an Klangqualität einzubüßen.
[0041] Die in Fig. 13 sowie in den übrigen Figuren gezeigte Richtcharakteristik ist lediglich
symbolisch hinsichtlich Ausrichtung und Form dargestellt. Beispielsweise können die
Abstrahlkeulen 23, 25 Ausbuchtungen bzw. Einschnitte aufweisen
[0042] Fig. 14 zeigt eine Kombination von zwei in Fig. 13 dargestellten Lautsprechersystemen
3. Dabei sind die Lautsprechersysteme 3 in Fig. 14A spiegelsymmetrisch in Bezug aufeinander
ausgeführt und angeordnet. In Fig. 14B weisen die Lautsprechersysteme 3 ferner eine
gemeinsame durchgehende Rückwand 5 auf.
[0043] Fig. 15 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Lautsprechersystems 3, ähnlich dem
in Fig. 14A gezeigten. Dabei sind vier Dipollautsprecher 15 vorgesehen. Diese Anordnung
stellt ein Vollbereichskoaxialsystem dar und beschreibt eine Annäherung an das theoretische
Ideal einer Punktschallquelle. Dies wird u. a. durch die Verwendung eines Homlautsprechers
49 ermöglicht, dessen Schwingspule in etwa auf der Ebene, die durch die Schwingspulen
der vier Dipollautsprecher 15 gebildet wird, liegt. Neben der Gleichbeschaltung aller
vier Dipollautsprecher 15 können die unteren zwei Dipollautsprecher 15 als Basslautsprecher
fungieren. Die oberen zwei Dipollautsprecher 15 können bis in den Mitteltonbereich
genutzt werden, bzw. als Mitteltoneinheit fungieren.
[0044] Fig. 4 zeigt eine Variation einer Lösungsmöglichkeit der in Zusammenhang mit Fig.
2 und 3 gezeigten Probleme. Im Unterschied zu Fig. 13 kann im Ausführungsbeispiel
in Fig. 4 auf eine Trennwand 29 verzichtet werden. Dafür ist eine zweite Innenwand
13 am Gehäuse 1 vorgesehen, in die ein zweiter Dipollautsprecher 17 integriert werden
kann. Die erste und die zweite Innenwand 11, 13 sind derart an der Rückwand 5 angeordnet,
dass ein Querschnitt in einer Ebene parallel zum Gehäuseboden 7 die in Fig. 4 gezeigte
K-Form aufweist. Der erste und zweite Dipollautsprecher 15, 17 können gleichphasig
schwingen, so dass in der Mitte eine Schallüberlagerung der beiden zueinander gerichteten
Schallquellen stattfindet. Auf diese Weise ist die in Richtung Raummitte bzw. Zuhörer
45 ausgestrahlte Schallintensität doppelt so hoch wie die jeweils nach rechts und
links entlang der Rückwand 5 ausgestrahlte Schallintensität.
[0045] Die Richtcharakteristik 21 des Lautsprechersystems 3 in Fig. 4 ist in etwa T-förmig.
D.h. zusätzlich zur ersten und zweiten Abstrahlkeule 23, 25 ist eine dritte Abstrahlkeule
27 vorhanden, die zur zweiten Abstrahlkeule 25 um 180° phasenverschoben ist. Im Ausführungsbeispiel
in Fig. 4 können die erste Abstrahlkeule 23 und die zweite Abstrahlkeule 25 einen
Winkel α zwischen 80° und 130° einschließen. Die dritte Abstrahlkeule 27 kann spiegelsymmetrisch
den gleichen Winkel wie die erste Abstrahlkeule 23 mit der zweiten Abstrahlkeule 25
einschließen. Beispielsweise kann das Lautsprechersystem 3 wie in Fig. 4 gezeigt mit
der Rückwand 5 nahe zu einer Raumwand 43 angeordnet werden. Dabei kann die Rückwand
5 parallel zur Raumwand 43 ausgerichtet werden.
[0046] Fig. 5 zeigt die Positionierung von zwei in Fig. 4 gezeigten Lautsprechersystemen
3 in einem Raum 41. Dabei können die Rückwände 5 der Gehäuse 1 jeweils geringfügig
gegenüber einer Raumwand 43 geneigt sein, so dass die zweite Abstrahlkeulen 25 der
Richtcharakteristik 21 direkt auf einen Zuhörer 45 im Raum 41 ausgerichtet ist. Dabei
sind die Lautsprechersysteme 3 wandnah positioniert. Dabei sind die seitlichen Abstrahlkeulen
einerseits in den Raum gerichtet, die jeweils gegenüberliegenden seitlichen Abstrahlkeulen
können deingegenüber entsprechend leicht in Richtung Raumrückwand zeigen. Die Ausrichtung
einer der drei Abstrahlkeulen je Lautsprechersystem in einem Winkel von ca. 30° auf
die Rückwand des Raumes zeigend, hat keine signifikante Beeinträchtigung der Wiedergabequalität
zur Folge.
[0047] Fig. 6 zeigt die geometrischen Abmessungen des Gehäuses 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Dabei sind die Konturen des Gehäusedeckels 9 und des Gehäusebodens 7 gestrichelt dargestellt.
Eine virtuelle Seitenwand hat dabei eine Länge a, die halb so lang ist wie die Länge
der Rückwand c, d.h. 2*a = c. Ferner kann das durch die erste Innenwand 11, die zweite
Innenwand 13, den Gehäusedeckel 9, den Gehäuseboden 7 und eine virtuelle Vorderwand
eingeschlossene Volumen C doppelt so groß sein, wie das durch die erste Innenwand
11, die die Rückwand 5, den Gehäusedeckel 9, den Gehäuseboden 7 und eine virtuelle
Seitenwand eingeschlossene Volumen A. D.h. 2*A = C.
[0048] Fig. 7A und 7B zeigen unterschiedliche perspektivische Ansichten eines Gehäuses 1.
Dabei sind Ausnehmungen in der ersten und zweiten Innenwand 11, 13 für die Dipollautsprecher
15, 17 sichtbar. Ferner sind Gehäusedeckel 9, Gehäuseboden 7 und die Rückwand 5 perspektivisch
dargestellt.
[0049] In Fig. 8 ist ein Querschnitt durch eine Ausführung eines Lautsprechersystems 3 ähnlich
zur Fig. 6 jedoch mit einer Trennwand 29 zwischen der ersten und der zweiten Innenwand
11, 13 dargestellt. Auf diese Weise kann eine gegenseitige Beeinflussung der Dipollautsprecher
15, 17 vermieden werden. Ferner kann vorteilhafter Weise die Länge a der Trennwand
29 bzw. einer virtuellen Seitenwand der halben Länge b der Rückwand 5 bzw. einer virtuellen
Frontwand entsprechen. Wenn also gilt a = b, sind zwei akustisch identische, unabhängige
Kammern A und B gegeben, die für eine optimale Tonwiedergabe sorgen.
[0050] In den Ausführungsbeispielen in Fig. 9 sind Schallführungen 31, 33, 35 am Gehäuse
1 vorgesehen. In Fig. 9A ist eine zweite Schallführung 33 an der ersten Innenwand
11 und eine dritte Schallführung 35 an der zweiten Innenwand 13 vorgesehen. In Fig.
9B sind erste Schallführungen 31 rechts und links an der Rückwand angeordnet. Fig.
9C zeigt eine Kombination der Ausführungsbeispiele von Fig. 9A und 9B. Fig. 9D zeigt
eine zur Fig. 9C ähnliche Darstellung, jedoch sind die Winkel zwischen den Schallführungen
31, 33, 35 und der Rückwand 5 bzw. den Innenwänden 11, 13 anders als in Fig. 9C gewählt.
Die Schallführungen können dabei beweglich, z.B. klappbar ausgeführt sein. Dies ist
z.B. durch Pfeile in Fig. 9A und 9C angedeutet. Im geöffneten Zustand wie in Fig.
9A bis 9D gezeigt können die Schallführungen 31, 33, 35 zur Führung des Schalls dienen.
In einem geschlossenen Zustand wie z.B. in Fig. 10B gezeigt können die Schallführungen
31, 33, 35 eine schützende Funktion für die Dipollautsprecher 15, 17 erfüllen. Ferner
kann der K-Pol wie in Fig. 10A gezeigt mit einem Aufsatz einer Miiteltoneinheit 51
ergänzt und unauffällig in Wohnräumen integriert werden.
[0051] In Fig. 11 sind Querschnitte durch weitere Ausführungsformen von Lautsprechersystemen
3 dargestellt. Dabei weist der erste Dipollautsprecher 15 in Fig. 11A eine Trichterform
auf, die im Querschnitt ein Volumen F einnimmt. Sowohl die Rückwand 5 als auch die
Frontwand 53 ist um eine gewisse Länge d verlängert, so dass das durch a*d vorgegebene
Volumen E dem Volumen F entspricht. Gleichzeitig kann gelten, dass 2*a = c. Auf diese
Weise wird gewährleistet, dass die Kammern um die Dipollautsprecher 15, 17 gleiches
Volumen aufweisen und auch, dass für die Schallschwingungen gleiche Austrittsflächen
gegeben sind. Somit herrschen hinsichtlich der genannten Parameter identische dynamische
Bedingungen für die beiden Abstrahlrichtungen der Dipollautsprecher 15, 17. Hieraus
resultiert eine besonders klirr- bzw. verzerrungsarme Wiedergabe, welche das Ziel
einer kompromisslos natürlichen und musikalischen Wiedegabe verfolgt.
[0052] In Fig. 11B ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Rückwand 5 kürzer
ist, als in den zuvor gezeigten Ausführungsbeispielen. Insbesondere kann die Rückwand
5 um bis zu 25% kürzer sein als eine Projektion der Gehäusedeckelkontur auf den in
Fig. 11 B gezeigten Querschnitt.
[0053] Fig. 12 zeigt ein zur Eckanordnung geeignetes Lautsprechersystem 3. Dabei ist auf
der der Raumecke nächstgelegenen Seite des Gehäuses 1 (in Fig. 12 auf der linken Seite)
eine Seitenwand 37 vorgesehen. Ferner weist der Gehäusedeckel 9 in einem an die Seitenwand
37 angrenzenden Bereich eine Ausnehmung 39 auf. Auf diese Weise kann das Lautsprechersystem
3 in einer Raumecke angeordnet werden. Dabei wird eine Schnellewandlung durch vertikale
Abstrahlung parallel zur Seitenwand nicht behindert.
[0054] Abschließend wird angemerkt, dass Ausdrücke wie "aufweisend" oder ähnliche nicht
ausschließen sollen, dass weitere Elemente oder Schritte vorgesehen sein können. Des
Weiteren sei darauf hingewiesen, dass "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließen.
Außerdem können in Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen beschriebene
Merkmale beliebig miteinander kombiniert werden. Es wird ferner angemerkt, dass die
Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Umfang der Ansprüche beschränkend ausgelegt
werden sollen.
Bezugszeichenliste
[0055]
- 1
- Gehäuse
- 3
- Lautsprechersystem
- 5
- Rückwand
- 7
- Gehäuseboden
- 9
- Gehäusedeckel
- 11
- erste Innenwand
- 13
- zweite Innenwand
- 15
- erster Dipollautsprecher
- 17
- zweiter Dipollautsprecher
- 19
- Winkel zwischen Rückwand und erster Innenwand
- 21
- Richtcharakteristik
- 23
- erste Abstrahlkeule (Nebenabstrahlrichtung)
- 25
- zweite Abstrahlkeule (Hauptabstrahlrichtung)
- 27
- dritte Abstrahlkeule (Nebenabstrahlrichtung)
- 29
- Trennwand
- 31
- erste Schallführung
- 33
- zweite Schallführung
- 35
- dritte Schallführung
- 37
- Seitenwand
- 39
- Ausnehmung in Gehäusedeckel
- 41
- Raum
- 43
- Raumwand
- 45
- Zuhörer
- 47
- konventioneller Lautsprecher
- 49
- Horn
- 51
- Mitteltoneinheit
- 53
- Frontwand
- Z
- Abstand zwischen Schallaustrittsöffnungen
- α
- Winkel zwischen erster und zweiter Abstrahlkeule
1. Gehäuse (1) für Dipollautsprecher (15, 17), das Gehäuse (1) aufweisend eine Rückwand
(5);
einen Gehäuseboden (7);
einen Gehäusedeckel (9);
eine erste Innenwand (11), die ausgeführt ist einen ersten Dipollautsprecher (15)
aufzunehmen;
wobei die erste Innenwand (11) zwischen Gehäuseboden (7) und Gehäusedeckel (9) angeordnet
ist;
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Innenwand (11) derart einen Winkel (19) mit der Rückwand (5) einschließt,
dass eine Richtcharakteristik (21) des an der ersten Innenwand (11) anzuordnenden
ersten Dipollautsprechers (15) eine erste und eine zweite Abstrahlkeule (23, 25) aufweist;
wobei die erste Abstrahlkeulen (23) parallel zur Rückwand (5) ausgerichtet ist; wobei
die zweite Abstrahlkeule (25) senkrecht zur Rückwand (5) ausgerichtet ist.
2. Gehäuse (1) gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend
eine zweite Innenwand (13), die ausgeführt ist, einen zweiten Dipollautsprecher (17)
aufzunehmen;
wobei die zweite Innenwand (13) derart in Bezug auf die erste Innenwand (11) angeordnet
ist, dass das Gehäuse (1) einen K-förmigen Querschnitt in einer Ebene parallel zum
Gehäuseboden (7) aufweist.
3. Gehäuse (1) gemäß Anspruch 2,
wobei die erste Innenwand (11) und die zweite Innenwand (13), bezogen auf eine Ebene
senkrecht zur Rückwand (5), symmetrisch zueinander angeordnet sind.
4. Gehäuse (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend eine Trennwand (29),
die senkrecht zur Rückwand (5) und senkrecht zum Gehäuseboden (7) angeordnet ist.
5. Gehäuse (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei an der Rückwand (5) eine erste Schallführung (31) vorgesehen ist, die als Verlängerung
der Rückwand (5) ausgeführt ist;
wobei die erste Schallführung (31) in der Ebene der Rückwand (5) angeordnet ist, oder
einen Winkel mit der Rückwand (5) einschließt.
6. Gehäuse (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei an der ersten Innenwand (11) eine zweite Schallführung (33) vorgesehen ist,
die als Verlängerung der ersten Innenwand (11) ausgeführt ist; wobei die zweite Schallführung
(33) in der Ebene der ersten Innenwand (11) angeordnet ist, oder einen Winkel mit
der ersten Innenwand (11) einschließt.
7. Gehäuse (1) gemäß einem der Ansprüche 5 und 6,
wobei die erste Schallführung (31) in Bezug auf die Rückwand (5) derart beweglich
ausgeführt ist, dass ein Winkel zwischen Rückwand (5) und erster Schallführung (31)
variabel ist; und/oder
wobei die zweite Schallführung (33) in Bezug auf die erste Innenwand (11) derart beweglich
ausgeführt ist, dass ein Winkel zwischen erster Innenwand (11) und zweiter Schallführung
(33) variabel ist.
8. Gehäuse (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend eine Seitenwand (37);
wobei der Gehäusedeckel (9) eine Ausnehmung (39) aufweist;
wobei die Ausnehmung (39) über einem von der ersten Innenwand (11) und der Seitenwand
(37) eingeschlossenen Bereich angeordnet ist.
9. Lautsprechersystem (3) zur Tonwiedergabe, das Lautsprechersystem (3) aufweisend
ein Gehäuse (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8;
einen ersten Dipollautsprecher (15), der in der ersten Innenwand (11) des Gehäuses
(1) angeordnet ist;
wobei der erste Dipollautsprecher (15) derart mit dem Gehäuse (1) zusammenwirkt, dass
eine Richtcharakteristik (21) des ersten Dipollautsprechers (15) eine erste und eine
zweite Abstrahlkeule (23, 25) aufweist;
wobei die erste Abstrahlkeule (23) parallel zur Rückwand (5) ausgerichtet ist; und
wobei die zweite Abstrahlkeule (25) senkrecht zur Rückwand (5) ausgerichtet ist.
10. Lautsprechersystem (3) gemäß Anspruch 9, ferner aufweisend eine Mitteltoneinheit (51);
wobei die Mitteltoneinheit (51) über dem Gehäusedeckel (9) angeordnet ist.
11. Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses (1) für Dipollautsprecher (15, 17) gemäß
einem der Ansprüche 1 bis 8, das Verfahren aufweisend die folgenden Schritte
Bereitstellen eines Gehäusebodens (7) und eines Gehäusedeckels (9); Anordnen einer
ersten Innenwand (11), die ausgeführt ist einen ersten Dipollautsprecher (15) aufzunehmen,
zwischen Gehäuseboden (7) und Gehäusedeckel (9);
das Verfahren gekennzeichnet dadurch, dass es ferner den folgenden Schritt aufweist
Orientieren der ersten Innenwand (11) derart im Gehäuse (1), dass eine Richtcharakteristik
(21) des an der ersten Innenwand (11) anzuordnenden ersten Dipollautsprechers (15)
eine erste und eine zweite Abstrahlkeule (23, 25) aufweist;
wobei die erste Abstrahlkeule (23) parallel zur Rückwand (5) ausgerichtet ist; und
wobei die zweite Abstrahlkeule (25) senkrecht zur Rückwand (5) ausgerichtet ist.