Die Erfindung betrifft einen kegelförmigen Lautsprechervorsatz gemäß Patentanspruch 1 und
eine Lautsprecheranordnung gemäß den Patentansprüchen 2 und 3.
Lautsprecher weisen stets einen vorgegebenen Winkelbereich auf, in dem der Schall abgestrahlt
wird. Dieser Winkelbereich liegt in der Regel zwischen 60° und 155°. Bedingt durch
diese technische Vorgabe wird nur jener Raum optimal beschallt, der innerhalb dieses Winkelbereichs
liegt. Außerhalb dieses Bereichs ist mit einer reduzierten Tonwiedergabe und
verminderter Qualität zu rechnen.
Diese Situation ist in Fig.1a,b dargestellt, wobei Lautsprecher in regelmäßigen Abständen in
der Verkleidung der Decke eingebaut sind, wie es beispielsweise in Hotelhallen, Krankenhausfluren,
oder auch Reisebussen der Fall ist. Wenn die Musik oder die akustische Nachricht
mit einer gedämpften Lautstärke abgestrahlt wird, ist der akustische Empfang für Personen,
die sich in den Bereichen A direkt unterhalb der Lautsprecher aufhalten, noch verhältnismäßig
gut. Jene Personen aber, welche sich in den Bereichen B zwischen den Lautsprechern befinden,
empfangen die Musik oder sonstige akustische Nachricht nur in abgeschwächter Form.
Wenn jedoch die Schallwellen mit relativ großer Lautstärke, wie beispielsweise in Diskotheken
ausgestrahlt werden, sind die Verhältnisse wiederum derart, daß in unmittelbarer
Nähe der Lautsprecher der Lärmpegel unerträglich wird, da dort der Empfang der Schallwellen
auf direkte Weise erfolgt, wie auch in Fig.1c dargestellt ist.
Nach dem Stand der Technik kann ein optimaler Musik- oder Sprachempfang somit nur durch
Wahl einer geeigneten Empfangsposition oder Verwendung von Kopfhörern erreicht werden
kann.
Es ist demgemäß Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung anzugeben, mit der
eine gleichmäßige Beschallung eines Raumes ermöglicht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 bis 3 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung besteht aus einem kegelförmigen Lautsprechervorsatz, welcher derart vor einen
serienmäßigen Lautsprecher montiert wird, daß die Kegelspitze auf den Lautsprecher gerichtet
ist. Die Schallwellen werden durch Reflexion an dem schallreflektierenden Kegelmantel umgelenkt
und treten durch eine Öffnung zwischen dem Vorsatz und dem Lautsprecher und dem
Lautsprechergehäuse nach allen Seiten aus, wodurch eine gleichmäßige Beschallung von
Räumen erreicht wird. In dem Lautsprechervorsatz können auch zusätzlich Durchgangsöffnungen
vorgesehen sein, um einen bestimmten Anteil Direktabstrahlung der Schallwellen zu
erzielen. Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls eine Lautsprecheranordnung bestehend aus
einem Lautsprecher und einem an diesen montierten Lautsprechervorsatz mit den vorstehend
beschriebenen Eigenschaften sowie eine Lautsprecheranordnung bestehend aus einem in ein
Gehäuse eingebauten Lautsprecher und einem mit dem Gehäuse verbundenen Lautsprechervorsatz
mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
Fig.1a,b die Montage von Deckerlautsprechern nach dem Stand der Technik;
Fig.1c die Schallausbreitung bei Standlautsprechern nach dem Stand der Technik; Fig.2 eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Anordnung eines Lautsprechervorsatzes
und eines in einem Gehäuse montierten Lautsprechers; Fig.3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lautsprechervorsatzes mit geeigneten
Befestigungsmitteln; Fig.4 ein Ausführungsbeispiel für die Montage von erfindungsgemäßen Lautsprechervorsätzen
an zwei Lautsprechern eines Standlautsprechers; Fig.5 eine Darstellung der Schallwellenreflexionen bei dem Einbau eines mit einem erfindungsgemäßen
Lautsprechervorsatz versehenen Lautsprechers in eine Paneele; Fig.6a,b Schallausbreitung bei Verwendung der erfindungsgemäßen Lautsprechervorsätze bei
Deckenlautsprechern; Fig.7 Schallausbreitung bei Verwendung der erfindungsgemäßen Lautsprechervorsätze bei
Standlautsprechern;
In Fig.2 sind ein konventioneller Standlautsprecher (Box) mit einem Gehäuse 1, einem darin
eingebauten zylindersymmetrischen Lautsprecher 2 und ein in einem bestimmten Abstand davor
angeordneter erfindungsgemäßer kegelförmiger Lautsprechervorsatz 3 dargestellt. Die
Anordnung ist im Querschnitt entlang einer Ebene dargestellt, die durch die Spitze des Lautsprechervorsatzes
3 verläuft. Der Lautsprechervorsatz 3 ist ebenfalls zylindersymmetrisch und
derart angeordnet, daß seine Zylinderachse mit derjenigen des Lautsprechers 2 zusammenfällt,
so daß die Spitze des Lautsprecheraufsatzes 3 in die Öffnung des Lautsprecher 2 hineinragt.
Die dem Lautsprecher 2 zugewandte Oberfläche des Lautsprecheraufsatzes 3 ist schallreflektierend,
so däß die von dem Lautsprecher 2 ausgesandten Schallwellen mindestens einmal
an dieser Oberfläche reflektiert werden und dann durch die seitliche Öffnung zwischen
dem Lautsprechervorsatz 3 und dem Gehäuse 1 in die Umgebung entweichen. Unter einem
bestimmten Winkel von dem Lautsprecher 2 abgestrahlte Schallwellen werden - wie dargestellt
- einmal an der Oberfläche des Lautsprechervorsatzes 3 und einmal an der dieser Oberfläche
gegenüberliegenden Oberfläche des Gehäuses 1 reflektiert. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser
des Lautsprechervorsatzes 3 größer als derjenige des Lautsprechers 2 und
tvpischerweise, wie dargestellt, in der Größenordnung der Ausdehnung des Gehäuses 1.
Der Verlauf des Kegelmantels des Lautsprechervorsatzes 3 ist vorzugsweise derart, daß die
auf die Oberfläche des Kegelmantels auftreffenden Schallwellen in einem Winkelbereich von
90° bis 135° umgelenkt werden. Dies wird durch einen im Querschnitt exponentiellen Verlauf
des Kegelmantels wie in Fig.2 erreicht.
In Fig.3 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lautsprechervorsatzes 3 in einer
perspektivischen Darstellung von schräg oben gezeigt. Auf der dem Lautsprecher 2 zugewandten
schallreflektierenden Oberfläche sind in diesem Ausführungsbeispiel eine Anzahl
von Stabilisierungsrippen 4 angebracht, die von der Kegelspitze aus bis zu dem Außenrand
verlaufen. Der Lautsprechervorsatz 3 kann ferner mit Schrauben 5 und Abstandshülsen 6 geeignet
gewählter Länge an der Gehäusewand befestigt werden.
Figur 4 zeigt die Verwendung von erfindungsgemäßen Lautsprechervorsätzen bei einem
Standlautsprecher, der einen Hochtonlautsprecher 7 und einen Tieftonlautsprecher 8 aufweist.
Zusätzlich kann eine Zierabdeckung 9 vorgesehen sein, die mit Distanzstücken 10 geeigneter
Länge und Befestigungselementen 11, beispielsweise Doppel-Klettverschlüssen an das Gehäuse
1 befestigt wird.
Anstelle einer Montage mit Schrauben und Abstandshülsen können bei der Befestigung des
Lautsprechervorsatzes und/oder der Zierabdeckung auch Stanzteile zum Einsatz kommen, mit
denen ebenso eine schnelle und sichere Verbindung ermöglicht werden kann.
In Fig.5 ist der erfindungsgemäße Lautsprechervorsatz 3 an einen in eine Paneele 12 eingebauten
Lautsprecher 2 befestigt. Ein großer Teil der Schallwellen wird also unmittelbar nach
der Reflexion an der Oberfläche des Lautsprechervorsatzes an der Oberfläche der Paneele
nach unten reflektiert.
In Fig.6a,b ist dargestellt, wie - im Gegensatz zu Fig.1a,b - der Raum C unterhalb der
Deckenlautsprecher gleichmäßig beschallt wird. Wie gezeigt in Fig.6b, gelangen die Schallwellen
direkt unterhalb der Lautsprecher anders als in Fig.1b auf indirekte Weise zu der Empfangsperson.
Wie in Fig.6a, b zu sehen ist, gelangt bei dieser Ausführungsform jedoch auch
ein Anteil direkt abgestrahlter Schallwellen zu der Empfangsperson, um einen Stereoeffekt zu
erzielen. Zu diesem Zweck sind Durchgangsöffnungen in dem Lautsprechervorsatz vorgesehen,
wie noch beschrieben werden wird.
Fig.7 zeigt schließlich die Schallwellenausstrahlung bei zwei Standlautsprechern (Boxen) unter
Verwendung des erfindungsgemäßen Lautsprechervorsatzes. Vorzugsweise werden die
Boxen so aufgestellt, daß die Lautsprecher nach oben gerichtet sind, so daß sich die Lautsprechervorsätze
oben befinden. Von jeder Box werden horizontal nach allen Seiten Schallwellen
abgestrahlt. Durch die horizontale 360°-Abstrahlung und die Reflexion an den Wänden wird
eine gleichmäßige Beschallung des Raumes erreicht. Dies wurde in der Praxis dadurch erprobt,
daß Testpersonen im Raum mit verbundenen Augen den Standort der Box bestimmen
sollten. Es zeigte sich dabei, daß dies im Vergleich zu der konventionellen Verwendung der
Standlautsprecher gemäß Fig.1c erheblich erschwert ist. Durch die erschwerte Standortbestimmung
der Boxen sowie die nicht vorhandenen direkten, geraden Schallwellen entsteht
eine Art "Raumklang", durch den sämtliche Töne durch die natürliche Reflexion des Schalls
an den Wänden des Raumes angenehmer und sauberer erklingen. Auch hier kann zusätzlich
ein Anteil nach oben gerichteter direkt abgestrahlter Schallwellen infolge der Wirkung der
Durchgangsöffnungen erzeugt werden.
Die schallreflektierende Oberfläche des Lautsprechervorsatzes kann in verschiedener Weise
ausgebildet sein. Sie kann sowohl durchgehend als auch unterbrochen, d.h. mit entlang der
Zylinderachse des Vorsatzes durchgehenden Öffnungen oder Kanälen versehen geformt sein.
Durch die Durchgangsöffnungen kann ein bestimmter Anteil der Schallwellen hindurchtreten,
so daß eine nach Maßgabe dieses Anteils vorwärtsgerichtete, direkte Beschallung erreicht
wird. Eine solche Ausführungsform ist insbesondere zur Erzielung des Stereoeffektes wünschenswert,
aber auch dann, wenn der Lautsprecher in sehr großer Höhe (z.B. in Flughafenhallen)
montiert ist und eine Kombination von senkrechten und waagrechten Richtungen der
Schallausbreitung erreicht werden soll.
Bei einer Ausführungsform mit Durchgangsöffnungen können diese einerseits in ihrem Querschnitt
fest vorgegeben sein, so daß stets ein gleichbleibender Anteil an direkt abgestrahlten
Schallwellen erzeugt wird. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß der Anteil der Direktabstrahlung
kontinuierlich einstellbar ist. Dies kann dadurch erreicht werden, daß der Lautsprechervorsatz
aus einem Reflektorteil und einem Deckelteil gefertigt ist, die zylindersymmetrisch
sind und Durchgangsöffnungen aufweisen und um die Zylinderachse gegeneinander
verdrehbar sind. Der Reflektorteil ist dabei dem Lautsprecher zugewandt und der Deckelteil
ist auf der dem Lautsprecher abgewandten Seite des Reflektorteils angeordnet. Wenn die
Durchgangsöffnungen miteinander zur Deckung gebracht werden, wird der Anteil an Direktabstrahlung
maximal. Durch Verdrehen von Reflektorteil und Deckelteil gegeneinander
kann dann der Anteil der Direktabstrahlung vermindert werden. Die Durchgangsöffnungen
können vorzugsweise durch den Kunden selbst in einfacher Weise hergestellt werden, indem
in Reflektorteil und Deckelteil Sollbruchstellen für die Durchgangsöffnungen vorgesehen
sind. Die Durchgangsöffnungen können die Form von Kreissegmenten, also dreieckige Form,
haben, beispielsweise die Form von 4 punktsymmetrisch angeordneten Kreissegmenten haben,
wobei jedes Kreissegment einen Winkelbereich zwischen 15° und 20° überdeckt. Diese Kreissegmente
können z.B. jeweils zwischen 2 Stabilisationsrippen, wie in Fig.3 gezeigt, angeordnet
sein. Vorzugsweise ist der Reflektorteil feststehend angeordnet, während der Deckelteil
um 360° dagegen verdrehbar ist. Somit kann durch stufenloses, manuelles Drehen des
Deckelteils sowie durch wahlweises Durchbrechen der Durchgangsöffnungen im Reflektor- wie
im Deckelteil das Volumen der Direktabstrahlung individuell gesteuert werden.
Ferner kann die schallreflektierende Oberfläche des Lautsprechervorsatzes entweder glatt als
auch mit einer unebenen Oberfläche oder mit Absätzen gebildet sein.
Der Lautsprechervorsatz kann einzeln hergestellt und angeboten werden. Ebenso ist auch eine
Lautsprecheranordnung denkbar, bei der der Vorsatz entweder direkt mit dem Lautsprecher
oder dem Gehäuse fest verbunden wird und die Anordnung als Einheit hergestellt und angeboten
wird.
Der erfindungsgemäße Lautsprechervorsatz kann im Spritzgußverfahren aus Thermoplasten,
in bevorzugter Weise sogar aus Recyclingmaterial, gefertigt werden. Im übrigen kann der
Lautsprechervorsatz für alle gängigen, handelsüblichen Lautsprecher entsprechend der unterschiedlichen
Durchmesser hergestellt werden. Eine Veränderung der technischen Merkmale
am Lautsprecher ist nicht erforderlich.