DE3825997A1

DE3825997A1 - Bass loudspeaker enclosure

Info

Publication number: DE3825997A1
Application number: DE19883825997
Authority: DE
Inventors: Dieter Wagner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-07-30
Filing date: 1988-07-30
Publication date: 1990-02-01

Abstract

The invention relates to a bass loudspeaker enclosure in a prismatic housing (1) having a preferably square base area. In the housing, two bass loudspeakers (2, 3) are installed back to back at a distance from one another. The chamber (4) between them is physically and acoustically decoupled from the housing (1) by a separate wall (8) arranged inside the housing (1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Tieftonlautsprecherbox gebildet durch ein prismatisches Gehäuse mit vorzugsweise quadratischer Grundfläche, in das zwei Tieftonlautsprecher im Abstand voneinander Rücken an Rücken gebaut sind, und bei der der Raum zwischen ihnen als luftdichte Kammer ausgebildet ist, und bei der ferner unterhalb und oberhalb der beiden Tieftonlautsprecher je eine weitere Kammer ausgebildet ist, und bei der die Auskopplung der tieffrequenten Schwingungen durch Öffnungen in einer der weiteren Kammern erfolgt. The invention relates to a woofer speaker formed through a prismatic housing, preferably square Footprint into which two woofers are spaced are built back to back from each other, and in which the space is formed between them as an airtight chamber, and at the further below and above the two woofers a further chamber is formed, and in which the Decoupling the low frequency vibrations through openings in one of the other chambers takes place.

Derartige Tieftonlautsprecherboxen sind als "Compound-Systeme" bekannt (vgl. z.B. Michael Gaedtke, das Lautsprecher Jahrbuch 1987, 2. Aufl. (1986), S. 321-336). Das Luftvolumen in den Kammern, insbesondere in der Kammer zwischen den Lautsprechern stellen für die Membranen der Tieftonlautsprecher federnde Massen dar, die durch entsprechende Wahl der Konstruktions- und Betriebsparameter beeinflußbar sind und somit zur Optimierung des gesamten Systems hinsichtlich Leistung und Raumbedarf herangezogen werden können. Dabei ist ein theoretischer Vorteil der Anordnung von zwei elektrisch parallel geschalteten Rücken an Rücken angeordneten Tieftonlautsprechern, bei denen die zwei Membranen im "Gegentakt" arbeiten, und eine schnelle Dämpfung hart anschlagender Baßtöne bei Ausgleich der nicht linearen Verzerrungen gelingen könnte. Es treten aber dennoch bei der Realisierung derartige Systeme große Schwierigkeiten auf, insbesondere wenn man sie trotz hoher Leistung kleinvolumig halten und gleichzeitig Resonanzen vermeiden will, die bei hohen Leistungen die Membran und das Gehäuse zerstören können. Man muß dabei immerhin bedenken, daß eine derartige Tieftonlautsprecherbox, zumindest kurzzeitig, sehr hohe Leistungen abgeben muß (bis 200 W), so daß in den luftdichten Kammern erhebliche Druckspitzen auftreten können. Daher sind Speziallautsprecher der eingangs genannten Art auch noch nicht praktisch zufriedenstellend realisiert worden (s. aaO, S. 330).Such low-frequency loudspeaker boxes are known as "compound systems" (cf., for example, Michael Gaedtke, the loudspeaker yearbook 1987, 2nd edition (1986), pp. 321-336). The air volume in the chambers, in particular in the chamber between the loudspeakers, represents resilient masses for the diaphragms of the woofers, which can be influenced by appropriate selection of the construction and operating parameters and can therefore be used to optimize the entire system in terms of performance and space requirements. A theoretical advantage is the arrangement of two electrically parallel back-to-back woofers, in which the two diaphragms work in "push-pull", and a quick damping of hard-hitting bass tones could be achieved while compensating for the non-linear distortions. However, there are great difficulties in the implementation of such systems, especially if you want to keep them small in volume despite high output and at the same time avoid resonances which can destroy the membrane and the housing at high outputs. You have to keep in mind that such a woofer must, at least for a short time, deliver very high power (up to 200 W), so that considerable pressure peaks can occur in the airtight chambers. Therefore, of the type mentioned are special speaker has also not yet been realized practically satisfactory (see ibid., P. 330).

Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tieftonlautsprecherbox der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine einwandfreie Funktion bei vergleichsweise kleinem Volumen mit hohen Leistungen möglich ist. Mit "einwandfreier Funktion" ist gemeint, daß eine resonanz- und nachhallfreie Abfederung der Membranen durch die Kammern gegeben ist, so daß sich eine harte, "trockene" Wiedergabe der Baßtöne ohne unerwünschte Resonanzen ergibt.Accordingly, it is an object of the present invention to Woofer of the type mentioned above to further develop that a perfect function comparatively small volume with high performance possible is. By "perfect function" it is meant that a resonance and reverberation-free cushioning of the membranes by the Chambers is given, so that a hard, "dry" Playback of the bass tones without unwanted resonance results.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die erste Kammer zwischen den beiden Lautsprechern durch eine innerhalb des Gehäuses angeordnete separate Wand vom Gehäuse physikalisch und akustisch entkoppelt ist.According to the invention this is achieved in that the first chamber between the two speakers by one inside the Separate wall arranged physically and from the housing is acoustically decoupled.

Diese Ausbildung garantiert eine vollkommene Trennung der Kammer zwischen den Rückseiten der beiden Tieftonlautsprecher von dem restlichen System. Bei Parallelschaltung der beiden Lautsprecher derart, daß sie die zwischen ihnen Luftsäule im Gegentakt beaufschlagen, entsteht eine besonders harte Bedämpfung der Lautsprechersysteme, vergleichbar mit einer sehr harten mechanischen Abfederung, durch die erreicht wird, daß sich bei vergleichsweise geringem Volumen der gesamten Tieftonlautsprecherbox sehr hohe Leistungen bis zu einer Frequenzobergrenze von 100 Hz realisieren lassen. Bei einer real ausgeführten Tieftonlautsprecherbox gemäß der Erfindung war die Höhe (alle 3 Kammern übereinander) ca. 90 cm bei einer quadratischen Grundfläche von 24 cm; das System war dabei auf eine Leistungsaufnahme in der Spitze von 200 W ausgelegt. This training guarantees a complete separation of the chamber between the backs of the two woofers from the remaining system. When the two speakers are connected in parallel such that they push the air column between them act, there is a particularly hard damping of the Speaker systems, comparable to a very hard one mechanical cushioning, by which is achieved that comparatively small volume of the entire Woofer very high performance up to one Have the upper frequency limit of 100 Hz implemented. With a real executed woofer according to the invention was the Height (all 3 chambers one above the other) approx. 90 cm at one square base of 24 cm; the system was on designed for a peak power consumption of 200 W.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß zur Brechung der stehenden Wellen in den beiden Kammern oberhalb bzw. unterhalb der Tieftonlautsprecher an den diesen gegenüberliegenden Endflächen des Gehäuses Ablenkkörper mit zur Hauptabstrahlachse der Tieftonlautsprecher schrägen Reflektorflächen angeordnet sind. Diese Weiterbildung trägt zur Verbesserung der Qualität der Wiedergabe mit der erfindungsgemäßen Tieftonlautsprecherbox bei, da die Ausbildung von Resonanzen, durch die das Gehäuse erregt wird, und die damit bei den in Frage stehenden hohen Leistungen zur Zerstörung von Gehäuse und/oder Membranen führen können, weitgehend ausgeschaltet werden können. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.An advantageous development of the invention provides that for Refraction of the standing waves in the two chambers above or below the woofers on these opposite end faces of the housing baffle with Slant the main emission axis of the woofers Reflector surfaces are arranged. This training contributes to Improve the quality of playback with the Woofer speaker according to the invention, since the training of resonances that excite the case and with it with the high performance in question to destroy Housing and / or membranes can largely lead can be turned off. More beneficial Further developments of the invention are in the subclaims Are defined.

Ein Ausführungsbeispiel ist im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es stellen dar:An embodiment is shown below with reference to FIG the accompanying drawings are described. They represent:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel; Fig. 1 shows an embodiment;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1; Fig. 2 is a section along the line II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1. Fig. 3 is a section along the line III-III in FIG. 1.

Die Tieftonlautsprecherbox wird durch ein prismatisches Gehäuse 1 mit quadratischer Grundfläche (vgl. Fig. 3) gebildet. Bei dem Material des Gehäuses kann es sich z.B. um 10 mm starke durchsichtige Acrylplatten handeln. Es kommen aber auch andere Materialien in Frage. In dem Gehäuse sind im Abstand voneinander Rücken an Rücken zwei Tieftonlautsprecher 2 und 3 angeordnet. Sie sind in Platten 20 und 21 eingebaut, die senkrecht an den Wänden 30, 31, 32, 33 des Gehäuses anliegen bzw. in darin vorgesehene Nuten eingreifen und mit diesem verklebt oder verschraubt sind. Die Endflächen des Gehäuses 1 sind mit 9 und 10 bezeichnet. Auf diese Weise entstehen drei Räume, nämlich die Kammer 4 zwischen den Rücken der beiden Tieftonlautsprecher 2, 3; die Kammer 5 zwischen der Oberseite des Lautsprechers 2 und der Endfläche 10 des Gehäuses 1; die Kammer 8 zwischen der Vorderseite des Lautsprechers 2 und der unteren Endfläche 9 des Gehäuses 1. Die Abstände der Endfläche 9 und der Platte 21, der beidEn Platten 21, 20 voneinander und der Platte 20 der Endfläche 10 ergeben sich aus einer akustischen Abstimmung der Lautsprecherbox in der Praxis; bei einem Ausführungsbeispiel war bei einer Kantenlänge von 24 cm der quadratischen Grundfläche die Höhe der Kammer 8 ca. 25 cm, der Kammer 4 ca. 26 cm und der Kammer 5 38 cm. Wichtig ist, daß die Höhen der Kammern 5 und 6 unterschiedlich ist, damit sie verschiedene Resonanzfrequenzen haben. Die Kammer 4 entsteht zwischen den Platten 20 und 21 und einer zylindrischen die Rückseiten der Tieftonlautsprecher umgebenden Gehäusewand 8, wobei ein luftdichter Abschluß an den Stirnflächen der zylindrischen Wand 8 mit den Platten 20 und 21 wichtig ist, um die Kammer 4 luftdicht auszubilden. Auf diese Weise ist die Kammer 4 physikalisch und akustisch von dem Gehäuse 1, d.h. den Platten 30, 31, 32, 33, die das Gehäuse 1 bilden, entkoppelt. Dazwischen ist der Raum 34. Damit ist sichergestellt, daß die Übertragung von Schwingungen zwischen den beiden Kammer 5, 6 im wesentlichen nur durch die Luftsäule in Kammer 4, nicht aber über das Gehäuse 1 erfolgen kann.The woofer is formed by a prismatic housing 1 with a square base (see FIG. 3). The material of the housing can be, for example, 10 mm thick transparent acrylic plates. However, other materials can also be used. Two woofers 2 and 3 are arranged at a distance from one another back to back in the housing. They are installed in plates 20 and 21 which rest vertically on the walls 30 , 31 , 32 , 33 of the housing or engage in grooves provided therein and are glued or screwed thereto. The end faces of the housing 1 are designated 9 and 10 . This creates three rooms, namely the chamber 4 between the backs of the two woofers 2 , 3 ; the chamber 5 between the top of the speaker 2 and the end surface 10 of the housing 1 ; the chamber 8 between the front of the speaker 2 and the lower end surface 9 of the cabinet 1 . The distances between the end surface 9 and the plate 21 , the two plates 21 , 20 from each other and the plate 20 of the end surface 10 result from an acoustic adjustment of the loudspeaker box in practice; in one embodiment, the edge of the square base area was 24 cm, the height of the chamber 8 was approximately 25 cm, the chamber 4 approximately 26 cm and the chamber 5 38 cm. It is important that the heights of the chambers 5 and 6 are different so that they have different resonance frequencies. The chamber 4 is formed between the plates 20 and 21 and a cylindrical housing wall 8 surrounding the rear sides of the woofers, an airtight seal on the end faces of the cylindrical wall 8 with the plates 20 and 21 being important in order to make the chamber 4 airtight. In this way, the chamber 4 is physically and acoustically decoupled from the housing 1 , ie the plates 30 , 31 , 32 , 33 , which form the housing 1 . In between is room 34 . This ensures that the transmission of vibrations between the two chambers 5 , 6 can essentially only take place through the air column in chamber 4 , but not via the housing 1 .

Die Auskopplung der tieffrequenten Schwingungen erfolgt durch rechteckige Öffnungen 7 in den Platten 30, 31, 32, 33 auf der Unterseite der Kammer 6.The low-frequency vibrations are decoupled through rectangular openings 7 in the plates 30 , 31 , 32 , 33 on the underside of the chamber 6 .

An den Endflächen 9, 10 des Gehäuses 1 sind Ablenkkörper 11, 12 vorgesehen. Diese sind konisch ausgebildet und mit glattpolierten Oberflächen 13, 14 versehen. Diese bilden Reflektorflächen und dienen zur Brechung von stehenden Wellen in den Kammern 5, 6, wofür von Bedeutung ist, daß die Reflektorfläche 13, 14 gegenüber den Hauptabstrahlachsen A, B der Tieftonlautsprecher 2, 3 schräg sind. Der untere Ablenkkörper 11 ist gegenüber der unteren Endfläche 9 in einem gewissen Abstand angeordnet. Zwischen ihm und der Endfläche 9 ist ein Ringtransformator 35 angeordnet, der mit einer Steckdose 36 verbunden ist und von dem aus die Spannungsversorgungsleitung 37 durch den Raum 34 zur Schalteinheit 38 (Verstärker, Anpassung, Frequenzweiche) führt. Diese befindet sich in der oberen Kammer 5. Bestandteil der Schalteinheit 38 sind Hochleistungstransistoren 39, die zur Kühlung auf einem Metallwinkel 40 angeordnet sind, der auf einer mit Kühlrippen 41 versehenen Metallplatte 42 angeordnet ist. An der der Schalteinheit 38 gegenüberliegenden Wand 32 des Gehäuses können z.B. die zur Spannungsversorgung erforderlichen Elektrolytkondensatoren 43 angeordnet sein. Auf der Unterseite des Gehäuses ist noch eine weitere Steckdose 44 angeordnet , die den Hifi-Eingang darstellt, d.h. mit dem Ausgang eines Vorverstärkers bzw. Equalizers verbunden ist. Von dort führt die entsprechende Leitung ebenfalls durch den Raum 34 nach oben. Die Leitungen, wie z.B. die Spannungsversorgungsleitung 37 sind durch den Raum 34 hindurch in Röhrchen 50 geführt, die mit den Platten 20 und 21 luftdicht abschließen, so daß keine Kopplung über Luft mit dem Raum 34 stattfindet, um die vorerwähnte akustische und physikalische Entkopplung der Kammer 4 zu gewährleisten und um zu verhindern, daß irgendwelche Druckwellen von Kammer 5 zu Kammer 6 auf anderem Wege als über die Membranen der Lautsprecher 2, 3 gelangen.Deflection bodies 11 , 12 are provided on the end faces 9 , 10 of the housing 1 . These are conical and provided with smoothly polished surfaces 13 , 14 . These form reflector surfaces and serve to refract standing waves in the chambers 5 , 6 , for which it is important that the reflector surface 13 , 14 are oblique with respect to the main emission axes A , B of the woofer 2 , 3 . The lower deflecting body 11 is arranged at a certain distance from the lower end surface 9 . Between it and the end face 9 , a ring transformer 35 is arranged, which is connected to a socket 36 and from which the voltage supply line 37 leads through the space 34 to the switching unit 38 (amplifier, adaptation, crossover). This is located in the upper chamber 5 . High-performance transistors 39 , which are arranged for cooling on a metal bracket 40, which is arranged on a metal plate 42 provided with cooling fins 41 , are part of the switching unit 38 . For example, the electrolytic capacitors 43 required for the voltage supply can be arranged on the wall 32 of the housing opposite the switching unit 38 . A further socket 44 is arranged on the underside of the housing and represents the hi-fi input, ie is connected to the output of a preamplifier or equalizer. From there, the corresponding line also leads up through room 34 . The lines, such as the voltage supply line 37 are guided through the space 34 into tubes 50 , which are airtight with the plates 20 and 21 , so that there is no air coupling with the space 34 to the above-mentioned acoustic and physical decoupling of the chamber 4 to ensure and to prevent any pressure waves from chamber 5 to chamber 6 in any other way than through the membranes of speakers 2 , 3 .

Die obere Kammer 5 ist mit Schlitzen 51 versehen, die durch ein dämpfendes Filtervlies 52 abgedeckt sind. Zur Innenseite hin befindet sich dann hinter dem Filtervlies 52 noch ein weiteres Winkelstück 53, das ebenfalls mit Schlitzen 54 versehen ist. Die Schlitze dienen nicht zur Auskopplung der tieffrequenten Schwingungen; sie stellen lediglich ein aperiodisch gedämpftes Filter dar, um - insbesondere beim Einschalten - hohe Druckspitzen abbauen zu können und damit eine Zerstörung der Membranen der Tieftonlautsprecher 2 zu verhindern.The upper chamber 5 is provided with slots 51 which are covered by a damping filter fleece 52 . To the inside there is a further angle piece 53 behind the filter fleece 52 , which is also provided with slots 54 . The slots are not used to decouple the low-frequency vibrations; they are only one aperiodic damped filter is to - to be able to reduce high pressure peaks and thus destruction of the membranes of the woofer 2 to prevent - especially when switching.

Claims

1. woofer speaker formed by a prismatic housing ( 1 ) with preferably a square base, in which two woofers ( 2 , 3 ) are built back to back at a distance from each other, and in which the space between them is designed as an airtight mkm ( 4 ), and in which a further chamber ( 5 , 6 ) is provided below and above the two woofers ( 2 , 3 ), and in which the low-frequency vibrations are decoupled through openings ( 7 ) in one ( 6 ) of the other chambers, characterized in that the first chamber ( 4 ) between the two loudspeakers ( 2 , 3 ) is physically and acoustically decoupled from the housing ( 1 ) by a separate wall ( 8 ) arranged within the housing ( 1 ; 30 to 33 ).

2. woofer according to claim 1, characterized in that for refraction of the standing waves in the two chambers ( 5 , 6 ) above or below the woofer ( 2 , 3 ) on these ( 2, 3 ) opposite end faces ( 9 , 10th ) of the housing ( 1 ) deflector ( 11 , 12 ) with the main emission axis ( A , B ) of the woofers ( 2 , 3 ) oblique reflector surfaces ( 13 , 14 ) are arranged.

3. woofer according to claim 2, characterized in that the deflector ( 11 , 12 ) have tapered polished reflector surfaces ( 13 , 14 ).

4. woofer according to claim 2 or 3, characterized in that between the one deflector ( 14 ) and the end face ( 9 ) of the housing ( 1 ) a transformer ( 35 ) is arranged.

5. woofer according to claim 1, characterized in that the wall ( 8 ) which separates the chamber ( 4 ) between the woofers ( 2 , 3 ) from the housing ( 1 ; 30 to 33 ) is cylindrical and with its end faces with Plates ( 20 , 21 ) are connected, in which the woofers ( 2 , 3 ) are arranged.

6. woofer according to claim 1, characterized in that that ( 5 ) of the two further chambers ( 5 , 6 ) above or below the woofer ( 2 , 3 ), which is not provided with openings for coupling ( 7 ), with a damping fleece ( 52 ) has covered slots ( 51 ) which form an aperiodic filter for damping the switch-on pressure peaks of the otherwise airtight chamber ( 5 ).