DE102015120176B4

DE102015120176B4 - Sound generation system

Info

Publication number: DE102015120176B4
Application number: DE102015120176.3A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-11-20
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2019-08-14
Anticipated expiration: 2035-11-21
Also published as: DE102015120176A1

Abstract

Schallerzeugungssystem (1) zur Wiedergabe der von mindestens einem an oder in mindestens einem im Wesentlichen geschlossenen Gehäuse (2) angeordneten Lautsprecher (3) erzeugten Schallenergie, wobei das Gehäuse (2) mindestens eine Eintrittsöffnung (20) und mindestens eine Austrittsöffnung (21) zur Anordnung des Lautsprechers (3) umfasst, wobei die Membranfrontseite (30) des Lautsprechers (3) an der Eintrittsöffnung (20) des Gehäuses (2) in den Gehäuseinnenraum (22) ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Lautsprecher (3) eine Polkernbohrung (32) aufweist, wobei zumindest ein Teil der im Gehäuseinnenraum (22) durch den Lautsprecher (3) membranfrontseitig erzeugten Luftdruckenergie (4) an der Austrittsöffnung (21) auf die Membranrückseite (31) des Lautsprechers (3) übertragen wird, so dass der Effekt akustisch positiver Kopplung entsteht, bei der die oszillatorische Wirkung des Gehäuses im vollen Umfang, innerhalb eines geschlossenen Systems und die im Gehäuse oszillierende Luft unmittelbar auf die durch die Polkernbohrungen (32) des mindestens einen Lautsprechers (3) erreichbaren, membranrückseitigen Flächen (31) wirkt.

A sound generation system (1) for reproducing the sound energy generated by at least one loudspeaker (3) arranged on or in at least one substantially closed housing (2), the housing (2) having at least one inlet opening (20) and at least one outlet opening (21) Arrangement of the speaker (3), wherein the membrane front side (30) of the speaker (3) at the inlet opening (20) of the housing (2) in the housing interior (22) is aligned, characterized in that the at least one speaker (3) a Polkernbohrung (32), wherein at least a portion of the inside of the housing (22) by the loudspeaker (3) membrane front generated air pressure energy (4) at the outlet opening (21) on the diaphragm rear side (31) of the speaker (3) is transmitted, so that the effect of acoustically positive coupling arises, in which the oscillatory effect of the housing in full, within a closed system and the in the housing oscillating air directly on the by the Polkernbohrungen (32) of the at least one loudspeaker (3) achievable, membrane back-side surfaces (31) acts.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein akustisch positiv gekoppeltes Schallerzeugungssystem zur Wiedergabe der von mindestens einem an oder in einem im Wesentlichen geschlossenen Gehäuse angeordneten Lautsprecher erzeugten Schallenergie.The present invention relates to an acoustically positively coupled sound generation system for reproducing the sound energy generated by at least one loudspeaker arranged on or in a substantially closed housing.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik sind Schallerzeugungssysteme in vielfältigen Variationen, insbesondere in der Ausgestaltung des Gehäuses bekannt. Das Gehäuse dient neben seiner Halterungsfunktion für die Chassis vornehmlich dazu, die Wiedergabecharakteristik der Lautsprecher positiv zu beeinflussen, insbesondere zur Verstärkung des Tieftonbereiches.Sound generation systems are known in many variations from the prior art, in particular in the design of the housing. In addition to its support function for the chassis, the housing primarily serves to positively influence the reproduction characteristics of the loudspeakers, in particular for amplifying the low-frequency range.

Gänzlich geschlossene Gehäuse beschränken sich weitgehend auf die Unterbindung des akustischen Kurzschlusses. Der Nachteil dieser Systeme sind starke Kompressionseffekte sowie eine Verlangsamung der Membranbewegung des Lautsprechers. Diese Systeme wirken wie ein Kompressor auf die Dynamik des reproduzierten Musikmaterials.Completely closed housings are largely limited to the suppression of the acoustic short circuit. The disadvantage of these systems are strong compression effects as well as a slowing down of the diaphragm movement of the loudspeaker. These systems act like a compressor on the dynamics of the reproduced music material.

Zu den Schallerzeugungssystemen, bei denen der durch den Lautsprecher erzeugte, gehäuseinseitige Schall durch eine Gehäuseöffnung nach außen gelangt, gehören Bassreflexsysteme, Transmissionline-Gehäuse und Horn-Gehäuse.Sound generation systems in which the cabinet-side sound generated by the speaker passes outwardly through a housing opening include bass reflex systems, transmission line housings, and horn housings.

Das Bassreflex-Gehäuse nutzt den rückwärtig abgestrahlten Schallanteil, indem es einen Bassreflexkanal als Resonator einsetzt. Ihm haftet der Nachteil zu großer Laufzeitfehler (Phasenfehler) an.The bass reflex enclosure uses the radiated backward sound component by using a bass reflex channel as the resonator. He has the disadvantage of large runtime errors (phase errors).

In einem Transmissionline-Gehäuse ist ein sich hinter dem Chassis verjüngender Kanal eingebracht, wobei eine schmale Queröffnung den zusätzlichen Bassanteil wiedergibt. Bei den Horn-Gehäusen wird dieses Ziel quasi umgekehrt erreicht, indem die Schallführung innen eng beginnt und sich immer mehr erweitert, bis hin zum großen, sichtbaren Hornmund. Nachteilig bei diesen Systemen ist das völlige Auslöschen mancher Teile des reproduzierten Frequenzspektrums; sie wirken wie ein Kurzschluss.In a Transmissionline housing, a tapered behind the chassis channel is introduced, with a narrow transverse opening reflects the additional bass. In the case of horns, this goal is achieved in reverse, as the sound conduction starts inside and widens out, all the way to the large, visible horn mouth. A disadvantage of these systems is the complete extinction of some parts of the reproduced frequency spectrum; they act like a short circuit.

Aus den Druckschriften US5517573A , EP1874081A3 , US20030091211A1 , US5825900A und US5432860A sind Schallerzeugungssysteme bekannt, bei denen die Gehäuse mindestens eine Eintrittsöffnung und mindestens eine Austrittsöffnung zur Anordnung mindestens eines Lautsprechers umfassen, wobei die Membranfrontseite des Lautsprechers an der Austrittsöffnung des Gehäuses in den Gehäuseinnenraum ausgerichtet ist. Nachteilig bei den genannten Systemen ist, dass sie in konstruktiver Hinsicht nicht geeignet sind, vollständige akustisch positive Kopplungen zu erreichen, da die innerhalb der Systeme verwendeten Lautsprecher keine Polkernbohrungen aufweisen.From the pamphlets US5517573A . EP1874081A3 . US20030091211A1 . US5825900A and US5432860A sound generation systems are known in which the housing comprises at least one inlet opening and at least one outlet opening for the arrangement of at least one loudspeaker, wherein the membrane front side of the loudspeaker is aligned at the outlet opening of the housing in the housing interior. A disadvantage of the systems mentioned is that they are not structurally suitable to achieve complete acoustically positive couplings, since the speakers used within the systems have no Polkernbohrungen.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Schallerzeugungssystem zu schaffen, welches die vorgenannten Nachteile ausräumt und welches geeignet ist, Phasenfehler zu reduzieren und eine naturgetreue Reproduktion des Frequenzspektrums zu erreichen.The present invention is based on the object to provide a sound generation system, which eliminates the aforementioned disadvantages and which is suitable to reduce phase errors and to achieve a lifelike reproduction of the frequency spectrum.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schallerzeugungssystems sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.According to the invention the above object is achieved according to the preamble of claim 1 in conjunction with the characterizing features. Advantageous embodiments and further developments of the sound generation system according to the invention are specified in the dependent subclaims.

Erfindungsgemäß ist ein Schallerzeugungssystem der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse mindestens eine Eintrittsöffnung und mindestens eine Austrittsöffnung zur Anordnung des Lautsprechers umfasst, wobei die Membranfrontseite des Lautsprechers an der Eintrittsöffnung des Gehäuses in den Gehäuseinnenraum ausgerichtet ist und zumindest ein Teil der durch den Lautsprecher membranfrontseitig im Gehäuseinnenraum erzeugten Luftdruckenergie an der Austrittsöffnung auf die Membranrückseite des Lautsprechers übertragen wird, so dass eine akustisch positive Kopplung entsteht.According to the invention, a sound generation system of the type mentioned above is characterized in that the housing comprises at least one inlet opening and at least one outlet opening for the arrangement of the speaker, wherein the membrane front of the speaker is aligned at the inlet opening of the housing in the housing interior and at least a part of the through the speaker Membrane front side generated in the housing interior air pressure energy is transmitted at the outlet opening on the back of the membrane of the speaker, so that an acoustically positive coupling is formed.

Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die fördernde Wirkung des Gehäuses auf die integrierten Lautsprecher dank akustisch positiver Kopplung (Acoustical Feedback / Double Acoustical Feedback), die sich als einfache, doppelte und/oder mehrfache Kopplung realisieren lässt.An essential feature of the present invention is the promotional effect of the housing on the integrated speakers thanks to acoustic positive feedback (Acoustical Feedback / Double Acoustical Feedback), which can be realized as a single, double and / or multiple coupling.

Dank der geschlossenen Volumina, die mit je einem oder mehreren Lautsprechern ausgestattet sind, die mit anderen und/oder mit sich selbst in Serie und/oder parallel über Lautsprecher selbst akustisch verbunden sind, ergibt sich ein System, das als im Wesentlichen geschlossenes System mit variablen Verdichtungen der Luft in den Volumina bezeichnet werden kann. Das Gehäuse weist hierzu vorzugsweise mehrere im Wesentlichen geschlossene Volumina mit zumindest jeweils einem an einer Austritts- und einer Eintrittsöffnung angeordneten Lautsprecher auf.Thanks to the closed volumes, which are each equipped with one or more loudspeakers, which are acoustically connected to others and / or to themselves in series and / or in parallel via loudspeakers themselves, the result is a system which is a substantially closed system with variable Compressions of the air in the volumes can be called. For this purpose, the housing preferably has a plurality of substantially closed volumes with at least one respective loudspeaker arranged at an outlet and an inlet opening.

Da das Gehäuse oszillatorisch wirkt und außerdem die Lautsprechermembranbewegungen fördert und sogar beschleunigt, ist sogar eine Reduzierung des Verbrauchs zu verzeichnen, um eine maximale Membranauslenkung zu erreichen, was eine Effizienzsteigerung bedeutet.Since the housing is oscillatory and also promotes the speaker membrane movements and even accelerated, even a reduction in consumption is recorded to a maximum membrane deflection to achieve, which means an increase in efficiency.

Erfindungsgemäß ist es daher angedacht, dass zumindest ein Teil der durch den mindestens einen Lautsprecher membranfrontseitig erzeugten Luftdruckenergie auf die Membranrückseite mindestens eines anderen Lautsprechers übertragen wird, so dass die mehrfache akustische Kopplung entsteht.According to the invention, it is therefore envisaged that at least a portion of the diaphragm front side generated by the at least one air pressure energy is transmitted to the back of the membrane at least one other speaker, so that the multiple acoustic coupling is formed.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung kann darüber hinaus zumindest ein Teil der durch den mindestens einen anderen Lautsprecher membranfrontseitig erzeugten Luftdruckenergie auf die Membranrückseite des mindestens einen vorherigen Lautsprechers oder auf die Membranrückseite mindestens eines weiteren Lautsprechers übertragen werden, so dass eine doppelte akustische (Gegen)Kopplung entsteht.In a particularly advantageous embodiment, moreover, at least part of the air pressure generated membrane front by the at least one other speaker on the membrane back of the at least one previous speaker or on the membrane back of at least one other speaker can be transmitted, so that a double acoustic (counter) coupling is formed ,

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Schallerzeugungssystems ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von der Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Other objects, features, advantages and applications of the sound generation system according to the invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawings. All described and / or illustrated features, alone or in any combination form the subject matter of the invention, regardless of the summary in individual claims or their dependency.

In den Zeichnungen zeigen

1,1a das erfindungsgemäße Schallerzeugungssystem mit einem Gehäuse;
2,2a das Schallerzeugungssystem mit mehreren Gehäusen.

In the drawings show

1 . 1a the sound generating system according to the invention with a housing;
2 . 2a the sound generation system with multiple enclosures.

Ausführung der ErfindungEmbodiment of the invention

Wie aus 1 ersichtlich, umfasst das Gehäuse 2 in dieser Ausführungsform mit einem Lautsprecher 3 eine Eintrittsöffnung 20 und eine Austrittsöffnung 21 zur Anordnung des Lautsprechers 3. Die Membranfrontseite 30 des Lautsprechers 3 ist an der Eintrittsöffnung 20 des Gehäuses 2 in den Gehäuseinnenraum 22 ausgerichtet. Dabei wird die durch den Lautsprecher 3 membranfrontseitig im Gehäuseinnenraum 22 erzeugte Luftdruckenergie 4 an der Austrittsöffnung 21 auf die Membranrückseite 31 des Lautsprechers 3 übertragen.How out 1 can be seen, includes the housing 2 in this embodiment with a loudspeaker 3 an entrance opening 20 and an exit opening 21 for the arrangement of the loudspeaker 3 , The membrane front 30 of the speaker 3 is at the entrance 20 of the housing 2 in the housing interior 22 aligned. It will be through the speaker 3 membrane front side in the housing interior 22 generated air pressure energy 4 at the exit opening 21 on the back of the membrane 31 of the speaker 3 transfer.

Wie aus 2 ersichtlich, kann das Schallerzeugungssystem 1 aus mehreren im Wesentlichen geschlossenen Gehäusen 2a,2b gebildet sein, welche zur Bildung eines oder mehrerer geschlossener, variabler Volumina miteinander gekoppelt sind. Die Kopplung selbst kann hier an der Vorder- oder Rückseite der beiden Lautsprecher 3,3a erfolgen.How out 2 As can be seen, the sound generation system 1 of several substantially closed housings 2a . 2 B be formed, which are coupled together to form one or more closed, variable volumes. The coupling itself can be here on the front or back of the two speakers 3 . 3a respectively.

Die Kopplung von vorne wäre möglich z. B. mit der Ausbildung einer Ziehharmonika (nicht abgebildet) mittels eines luftundurchlässigen, flexiblen und/oder elastischen Verbindungsmittels (bspw. eine Dichtung), wobei die Kopplung derart ausgestaltet ist, dass ein Teil (bspw. 50%) der vorderseitigen Membranfläche des Lautsprechers 3 nach außen Schall abstrahlt und/oder der nicht mit der rückgekoppelten Schallenergie 4 in Verbindung stehende Teil der rückseitigen Membranfläche des Lautsprechers 3 nach außen Schall abstrahlt und der restliche Teil der rückseitigen Membranfläche des Lautsprechers 3 selbst (analog zu 1) oder der restliche Teil der rückseitigen Membranfläche des Lautsprechers 3a durch eine Hälfte des Gehäuses (analog zu 2) akustisch verbunden ist. Das gleiche ließe sich auch umgekehrt für die zweite Hälfte des Gehäuses verwirklichen. Die flexiblen und/oder elastischen Verbindungen lassen Membranbewegungen der Lautsprecher so wenig wie möglich beeinflussen.The coupling from the front would be possible for. B. with the formation of an accordion (not shown) by means of an air-impermeable, flexible and / or elastic connecting means (eg a seal), wherein the coupling is designed such that a part (eg., 50%) of the front side membrane surface of the speaker 3 radiated to the outside sound and / or not with the feedback sound energy 4 related part of the back membrane surface of the speaker 3 the sound radiates outwards and the remaining part of the rear membrane surface of the loudspeaker 3 itself (analogous to 1 ) or the remaining part of the rear membrane surface of the speaker 3a through one half of the case (analogous to 2 ) is acoustically connected. The same could be done the other way around for the second half of the case. The flexible and / or elastic connections affect membrane movements of the speakers as little as possible.

Eine rückseitige Kopplung mittels vorhandener, bekannter Lautsprechergehäuse, die mit großen Polkernbohrungen ausgestattet sind, hätte den Vorteil, dass diese Lautsprecher keiner weiteren Modifikation bedürfen (bis auf die eventuelle Verdichtung der Zentrierspinne). Die Vorteile dieses Schallübertragungssystems liegen weiterhin in der extremen Membranauslenkungen und des Einsatzes großer Polkernbohrungen.A back coupling using existing, well-known loudspeaker enclosures, which are equipped with large Polkernbohrungen, would have the advantage that these speakers require no further modification (except for the possible compression of the spider). The advantages of this sound transmission system continue to lie in the extreme membrane deflections and the use of large Polkernbohrungen.

Die bewegten Massen der einzelnen Lautsprecher, als auch die Luftmassen der geschlossenen Volumina, sind durch diese neuartige Gehäusekonstruktion akustisch zusammengekoppelt, so dass als Nebeneffekt die Senkung der Resonanzfrequenz erzielt wird.The moving masses of the individual loudspeakers, as well as the air masses of the closed volumes, are acoustically coupled together by this novel housing construction, so that as a side effect the reduction of the resonance frequency is achieved.

Das Gehäuse 2a,2b in 2 ist derart konstruiert, dass die zwei vorzugsweise identischen Gehäuse 2a,2b (Hälften) mit je einem Lautsprecher 3,3a zwei geschlossene Volumina bilden, die aber so räumlich verbunden sind, dass der Effekt der doppelten, akustischen (Gegen)Kopplung verwirklicht wird.The housing 2a . 2 B in 2 is constructed such that the two preferably identical housings 2a . 2 B (Halves), each with a speaker 3 . 3a form two closed volumes, but which are spatially connected in such a way that the effect of the double, acoustic (counter) coupling is realized.

Beide Membranen der angewandten Lautsprecher 3,3a bilden jeweils einen Teil der Gehäusewand im Inneren und funktionieren gleichzeitig als phasengleiche, monopole Schallabstrahler nach außen. Zusammengefasst handelt es sich um ein System, bei dem die Verdichtung der Luft in zwei Volumina sich dynamisch im Rhythmus des zugeführten Musiksignals verändern und dabei die Membranbewegungen gegenseitig unterstützen.Both membranes of the applied speakers 3 . 3a each form part of the housing wall in the interior and function simultaneously as in-phase, monopolized Schallabstrahler outward. In summary, it is a system in which the compression of the air in two volumes changes dynamically in the rhythm of the music signal supplied, thereby supporting the membrane movements mutually.

Das erfindungsgemäße Schallerzeugungssystem beschränkt sich in seiner Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsformen. Vielmehr sind eine Vielzahl von Ausgestaltungsvariationen denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung Gebrauch machen.The sound generating system according to the invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiments. Rather, a variety of design variations are possible, which make use of the solution shown even with fundamentally different type of execution.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: SchallerzeugungssystemSound generation system
2,2a,2b2,2a, 2b: Gehäusecasing
3,3a,3b3,3a, 3b: Lautsprecherspeaker
4,4a4,4a: LuftdruckenergieAir pressure energy
2020: Eintrittsöffnunginlet opening
2121: Austrittsöffnungoutlet opening
2222: GehäuseinnenraumHousing interior
31,31a31,31a: zugehörige Membranrückseiteassociated membrane back
3232: Polkernbohrungpole piece

Claims

A sound generation system (1) for reproducing the sound energy generated by at least one loudspeaker (3) arranged on or in at least one substantially closed housing (2), the housing (2) having at least one inlet opening (20) and at least one outlet opening (21) Arrangement of the speaker (3), wherein the membrane front side (30) of the speaker (3) at the inlet opening (20) of the housing (2) in the housing interior (22) is aligned, characterized in that the at least one speaker (3) a Polkernbohrung (32), wherein at least a portion of the inside of the housing (22) by the loudspeaker (3) membrane front generated air pressure energy (4) at the outlet opening (21) on the diaphragm rear side (31) of the speaker (3) is transmitted, so that the effect of acoustically positive coupling arises, in which the oscillatory effect of the housing in full, within a closed system and the in the housing oscillating air directly on the by the Polkernbohrungen (32) of the at least one loudspeaker (3) achievable, membrane back-side surfaces (31) acts.

Sound generation system (1) according to Claim 1 , characterized in that at least a portion of the at least one loudspeaker (3) membrane pressure generated air pressure (4) through the Polkernbohrung (32) on the membrane rear side (31a) of at least one other speaker (3a) is transmitted, so that the effect of duplicate Acoustic-positive coupling is formed, wherein at least a part of the at least one other speaker (3a) membrane front generated air pressure energy (4a) through the Polkernbohrung (32) on the membrane back (31) of the at least one previous speaker (3) or on the back of the membrane (31) is transmitted to at least one other speaker, so that the effect of double acoustic (counter) coupling arises.

A sound generation system (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the sound generation system (1) consists of a plurality of substantially closed housings (2a, 2b) which are coupled together to form a plurality of closed volumes.

A sound generating system (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that a part of the air pressure energy (4) is passed through at least one housing opening to the outside.

A sound generating system (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the air in the volumes in the housing (2) dynamically compress in the rhythm of the supplied music signal and thereby mutually support the membrane movements.