DE20302882U1

DE20302882U1 - Device for shaping sound waves

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Publication number: DE20302882U1
Application number: DE20302882U
Authority: DE
Original assignee: STAMER MUSIKANLAGEN GmbH
Current assignee: STAMER MUSIKANLAGEN GmbH
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2013-02-22
Also published as: EP1450348A2; EP1450348A3

Abstract

Vorrichtung zur Formgestaltung von Schallwellen mit einem Schallkanal (2), welcher eine Eintrittsöffnung (3) für den Eintritt einer Schallwelle mit ebenen oder gekrümmten Wellenfronten einer gegebenen Form und eine Austrittsöffnung (4) für den Austritt der umgeformten Schallwelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallkanal (2) derart ausgebildet ist, dass der Schallweg (S₁, S₂) durch die Vorrichtung, über eine Wellenfront betrachtet, von der Mitte der Wellenfront zu mindestens einem Rand der Wellenfront hin abnimmt, so dass die Wellenfront beim Durchgang durch die Vorrichtung eine Krümmung in Richtung auf die Eintrittsöffnung (3) erfährt.Device for shaping sound waves with a sound channel (2), which has an inlet opening (3) for the entry of a sound wave with flat or curved wavefronts of a given shape and an outlet opening (4) for the outlet of the shaped sound wave, characterized in that the Sound channel (2) is designed such that the sound path (S ₁ , S ₂ ) through the device, viewed over a wave front, decreases from the center of the wave front to at least one edge of the wave front, so that the wave front when passing through the device experiences a curvature in the direction of the inlet opening (3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Formgestaltung von Schallwellen mit einem Schallkanal, welcher eine Eintrittsöffnung für den Eintritt einer Schallwelle mit ebenen oder gekrümmten Wellenfronten einer gegebenen Form und eine Austrittsöffnung für den Austritt der umgeformten Schallwelle aufweist.The present invention relates to a device for shaping sound waves with a sound channel, which is an entry opening for the Entry of a sound wave with flat or curved wave fronts of a given Shape and an outlet opening for the Has exit of the deformed sound wave.

Vorrichtungen zur Formgestaltung von Schallwellen werden bei Beschallungsanlagen in unterschiedlicher Form verwendet. Beispielsweise sind so genannte Hörner bekannt, durch welche der Schall in eine bestimmte Richtung gelenkt werden kann. Darüber hinaus ist es bekannt, Vorrichtungen einzusetzen, durch welche der Schall gestreut wird, also den Abstrahlwinkel des Schalls gegenüber dem ursprünglichen Winkel zu vergrößern.Shaping devices of sound waves are different in public address systems Shape used. For example, so-called horns are known through which the sound can be directed in a certain direction. About that it is also known to use devices by which the Sound is scattered, i.e. the radiation angle of the sound compared to the original Enlarge angle.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher die Qualität von Beschallungsanlagen verbessert werden kann. Insbesondere soll die Schallausbreitung über eine vorbestimmte Entfernung möglichst verzerrungsfrei und mit möglichst wenig Energieverlust ermöglicht werden.The present invention lies the task of a device of the type mentioned indicate with which the quality of sound systems improves can be. In particular, the sound propagation should be via a predetermined distance if possible distortion-free and with as much as possible allows little energy loss become.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Schallkanal derart ausgebildet ist, dass der Schallweg durch die Vorrichtung, über eine Wellenfront betrachtet, von der Mitte der Wellenfront zu mindestens einem Rand der Wellenfront hin abnimmt, so dass die Wellenfront beim Durchgang durch die Vorrichtung eine Krümmung in Richtung auf die Eintrittsöffnung (3) erfährt.This object is achieved in that the sound channel is designed in such a way that the sound path through the device, viewed over a wave front, decreases from the center of the wave front to at least one edge of the wave front, so that the wave front bends as it passes through the device towards the entrance opening ( 3 ) experiences.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Schallkanals wird erreicht, dass eine sich andernfalls im Wesentlichen unverändert ausbreitende Schallwelle derart verformt wird, dass ihre Wellenfronten beim Austritt aus der Vorrichtung stärker in Richtung auf deren Eintrittsöffnung gekrümmt sind als beim Eintritt in die Vorrichtung. Eine in die Vorrichtung eintretende ebene Welle würde also beim Austritt eine Krümmung in Richtung auf die Eintrittsöffnung der Vorrichtung aufweisen.Due to the configuration of the Sound channel is achieved that is otherwise essentially unchanged propagating sound wave is deformed so that its wave fronts when leaving the device more towards its inlet opening bent are than when entering the device. One in the device incoming plane wave would a curvature when exiting towards the entrance opening have the device.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist aber auch bei Schallwellen mit bereits gekrümmten Wellenfronten einsetzbar. Sind die Wellenfronten beispielsweise in Schallausbreitungsrichtung gekrümmt, so kann diese Krümmung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung verringert werden, wobei dies auch in einem solchen Maße erfolgen kann, dass die austretende Welle ebene Wellenfronten oder entgegen der Schallausbreitungsrichtung, also in Richtung auf die Schalleintrittsöffnung der Vorrichtung gekrümmte Wellenfronten aufweist. Damit kann der durch die Luftreibung auftretenden zunehmenden Krümmung der Wellenfronten einer Schallwelle in Ausbreitungsrichtung entgegengewirkt werden, so dass über eine größere Distanz annähernd ebene Wellen erhalten werden. Die Qualität des Schallsignals kann dadurch verbessert werden.The device according to the invention is also can be used for sound waves with already curved wave fronts. Are the wave fronts, for example, in the direction of sound propagation curved, like this can this curvature by the device according to the invention can be reduced, this also taking place to such an extent can that the emerging wave flat wave fronts or opposite the direction of sound propagation, i.e. in the direction of the sound inlet opening Device curved wave fronts having. This means that the increase caused by air friction can increase Curvature of the Wavefronts of a sound wave counteracted in the direction of propagation be so over a greater distance nearly plane waves are obtained. This can improve the quality of the sound signal become.

Im letzten Fall einer Krümmung der aus der Vorrichtung austretenden Wellenfronten entgegen der Schallausbreitungsrichtung, also in Richtung auf die Eintrittsöffnung der Vorrichtung, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zur Fokussierung der austretenden Schallwelle auf einen vor der Austrittsöffnung der Vorrichtung liegenden Punkt oder eine vor der Austrittsöffnung liegende Linie eingesetzt werden. In diesem Fall erhält man eine Art fokussierende akustische Linse. Dabei ist es bevorzugt, wenn die Fokuslinie horizontal verläuft.In the latter case a curvature of the wave fronts emerging from the device against the direction of sound propagation, that is, in the direction of the inlet opening of the device the device according to the invention also to focus the emerging sound wave on a front the outlet opening point of the device or a point in front of the outlet opening Line can be used. In this case you get a kind of focusing acoustic lens. It is preferred if the focus line is horizontal runs.

Eine Anwendungsmöglichkeit einer solchen Akustiklinse besteht in Sprechanlagen, beispielsweise von Häusern oder Kundenschaltern. Für diesen Anwendungszweck ist der Schallkanal so ausgebildet, dass der Fokuspunkt oder die Fokuslinie verhältnismäßig nahe an der Austrittsöffnung der Vorrichtung liegt. Durch eine solche Fokussierung kann das Mithören von Gesprächen durch unbeteiligte, sich weiter entfernt aufhaltende Personen zumindest erschwert, wenn nicht verhindert werden.One possible application of such an acoustic lens exists in intercoms, for example of houses or customer counters. For this purpose the sound channel is designed so that the focus point or the Focus line relatively close at the outlet the device lies. With such a focus, listening in on Conversation by uninvolved people who are further away at least difficult if not prevented.

Der Schallkanal kann aber auch derart ausgebildet sein, dass der Fokuspunkt oder die Fokuslinie verhältnismäßig weit von der Austrittsöffnung der Vorrichtung entfernt liegt. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere für Beschallungsanlagen vorteilhaft, die für größere Veranstaltungen eingesetzt werden, bei denen die Zuhörer von der Bühne relativ weit entfernt sind.The sound channel can also be used in this way be designed so that the focus point or the focus line is relatively far from the outlet opening the device is removed. Such an embodiment is particularly for public address systems advantageous for larger events are used where the audience from the stage is relative are far away.

Die Eintrittsöffnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann beispielsweise kreis- oder ringförmig ausgebildet sein, je nachdem, in welcher Form die umzuformende Schallwelle ankommt.The inlet opening of the device according to the invention can for example be circular or ring-shaped, depending on in which form the sound wave to be formed arrives.

Die Austrittsöffnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nach einer besonderen Ausführung länglich, insbesondere rechteckig ausgebildet. In Verbindung mit einer kreis- oder ringförmigen Eintrittsöffnung kann durch eine solche Vorrichtung eine Umformung einer Kugelwelle in eine Zylinderwelle erreicht werden. Die Abstrahlung einer Zylinderwelle hat insbesondere bei Beschallungsanlagen qualitative Vorteile, da sozusagen das Nahfeld erweitert ist. Insbesondere ist die Schalldruckabnahme bei einer Zylinderwelle geringer als bei einer Kugelwelle, so dass mit einer geringeren Leistung dieselbe Lautstärke erreicht werden kann.The outlet opening of the device according to the invention is elongated after a special design, in particular rectangular. In connection with a circular or annular inlet opening can such a device reshape a spherical shaft can be reached in a cylinder shaft. The radiation from a cylinder shaft has Qualitative advantages, especially in public address systems, as it were the near field is expanded. In particular, the sound pressure drop with a cylinder shaft less than with a spherical shaft, so that the same volume can be achieved with less power.

Für den Einsatz in Beschallungsanlagen ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Längsachse der Austrittsöffnung senkrecht zur Fokuslinie und diese horizontal verläuft. Damit kann am besten eine verteilte Zuhörerschaft beschallt werden.For Use in public address systems is particularly advantageous if the longitudinal axis of the outlet opening perpendicular to the focus line and this runs horizontally. In order to can best be distributed to a distributed audience.

Der Austritt der gekrümmten Schallwelle aus der Vorrichtung kann dadurch verbessert werden, dass die Austrittsöffnung der Vorrichtung eine der Wölbung der Wellenfronten der austretenden Schallwelle entsprechende Wölbung aufweist.The exit of the curved sound wave can be improved from the device in that the outlet opening of the Device one of the vault of the wave fronts of the emerging sound wave has corresponding curvature.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, die auch für sich beansprucht wird, ist die Vorrichtung parallel zur Hauptschallausbreitungsrichtung in zwei Teile geteilt, die jeweils auf ihrer dem anderen Teil zugewandten Seite mindestens eine Ausnehmung und mindestens einen Vorsprung aufweisen, die wechselseitig derart ineinander greifen, dass zwischen dem Vorsprung des ersten Teils und der Ausnehmung des zweiten Teils sowie zwischen dem Vorsprung des zweiten Teils und der Ausnehmung des ersten Teils ein Schallkanal mit der gewünschten Form ausgebildet ist.According to a further embodiment of the invention, which is also claimed for itself, the device is divided into two parts parallel to the main sound propagation direction, each on its own whose side facing the part has at least one recess and at least one projection, which mutually engage in such a way that between the projection of the first part and the recess of the second part and between the projection of the second part and the recess of the first part, a sound channel with the desired Form is formed.

Durch diese Ausgestaltung kann die Vorrichtung aus lediglich zwei Teilen aufgebaut sein, die einfach ineinander gesteckt und miteinander verbunden werden müssen, um die gewünschte Vorrichtung zu erhalten. Die Herstellungskosten können dadurch verringert werden.With this configuration, the Device can be built from just two parts, the simple must be inserted into each other and connected to each other in order to the desired Get device. This can reduce the manufacturing costs become.

Bevorzugt ist es, wenn der Querschnitt des Schallkanals und insbesondere beide Teile der Vorrichtung insgesamt in jeder zur Hauptschallausbrei tungsrichtung senkrechten Schnittebene in Bezug auf den Schnittpunkt der Hauptschallausbreitungsrichtung mit der jeweiligen Schnittebene punktsymmetrisch sind und damit identische Hälften bilden. Dadurch wird für die Herstellung der beiden Hälften nur eine Form benötigt. Zudem ergibt sich eine gleichmäßige Form der austretenden Wellenfront.It is preferred if the cross section of the sound channel and in particular both parts of the device as a whole in each section plane perpendicular to the main sound propagation direction with respect to the intersection of the main sound propagation direction are point symmetrical with the respective section plane and thus identical halves form. This will make for the manufacture of the two halves only a shape needed. In addition, there is a uniform shape the emerging wavefront.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, die ebenfalls für sich beansprucht wird, ist innerhalb des Schallkanals und/oder an der Austrittsöffnung des Schallkanals ein den Schallkanal bzw. die Schallaustrittsöffnung überspannendes, den Schall teilweise absorbierendes, im Wesentlichen jedoch durchlassendes Element angeordnet. Es wurde festgestellt, dass bei Vorrichtungen zur Formgestaltung von Schallwellen an der Schallaustrittsöffnung ein Impedanzsprung stattfindet, durch welchen die Qualität der austretenden Schallwelle beeinträchtigt wird. Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines schallabsorbierenden Elementes unmittelbar an der Schallaustrittsöffnung kann dieser Impedanzsprung verringert und damit die Qualität der austretenden Schallwelle verbessert werden. Entsprechende Vorteile ergeben sich bei Anordnung des Elementes in Knotenpunkten innerhalb des Schallkanals.According to a further embodiment of the invention, also for is claimed is within the sound channel and / or on the outlet opening of the sound channel spanning the sound channel or the sound outlet opening, partially absorbing but essentially transmitting Element arranged. It has been found that in devices for shaping sound waves at the sound outlet opening Impedance jump takes place, through which the quality of the exiting Sound wave is affected. Through the arrangement according to the invention of a sound absorbing element directly at the sound outlet opening this jump in impedance reduces and thus the quality of the emerging sound wave be improved. Corresponding advantages result from arrangement of the element in nodes within the sound channel.

Als absorbierendes Element kommt insbesondere ein poröser Schallschluckstoff, bevorzugt ein Glasfaservlies in Betracht. Mit derartigen Stoffen konnten gute Ergebnisse erzielt werden.Comes as an absorbent element especially a porous one Sound absorbing material, preferably a glass fiber fleece. With good results have been achieved with such substances.

Besonders gute Ergebnisse konnten erzielt werden, wenn der Strömungswiderstand des absorbierenden Elementes bei einer Dicke des Elementes von 0,22 mm > 100 Ns/m3 und < 300 Ns/m³, insbesondere ca. 160 Ns/m³ beträgt. In diesem Bereich und insbesondere bei dem genannten konkreten Wert kann eine ausreichende Verringerung des Impedanzsprungs erreicht werden, ohne dass eine zu starke Schallabsorption auftritt.Particularly good results could be achieved if the flow resistance of the absorbent element with a thickness of the element of 0.22 mm is> 100 Ns / m3 and <300 Ns / m ³ , in particular approximately 160 Ns / m ³ . A sufficient reduction in the impedance jump can be achieved in this area, and in particular in the case of the specific value mentioned, without excessive sound absorption occurring.

Nicht beschränkende Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,Non-limiting embodiments of the invention are shown in the drawing and are described below. They show, each in a schematic representation,

1 eine Seitenansicht einer stark verallgemeinerten erfindungsgemäßen Vorrichtung mit eingezeichneten Schallwegen, 1 2 shows a side view of a highly generalized device according to the invention with the sound paths shown,

2 eine Draufsicht auf die Oberseite der Vorrichtung von 1, 2 a plan view of the top of the device of 1 .

3 eine perspektivische Ansicht der Schallaustrittsseite einer teilweise geöffneten erfindungsgemäßen Vorrichtung, 3 2 shows a perspective view of the sound exit side of a partially opened device according to the invention,

4 eine andere perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit mehreren eingezeichneten Schallwegen, 4 another perspective view of a device according to the invention with several sound paths drawn in,

5 eine Draufsicht auf die Oberseite der Vorrichtung von 4, 5 a plan view of the top of the device of 4 .

6 einen Schnitt gemäß Linie A–A in 5, 6 a section along line AA in 5 .

7 einen Schnitt gemäß Linie B–B in 5, 7 a section along line B - B in 5 .

8 einen Schnitt gemäß Linie C–C in 5, 8th a section along line C-C in 5 .

9 einen Schnitt gemäß Linie D–D in 5 und 9 a section along line D-D in 5 and

10 einen Schnitt gemäß Linie E–E in 5. 10 a section along line E-E in 5 ,

Die in den 1 und 2 dargestellte Vorrichtung umfasst ein Gehäuse 1, in welchem ein Schallkanal 2 ausgebildet ist, der eine Eintrittsöffnung 3 mit einer Austrittsöffnung 4 verbindet. Das Gehäuse 1 ist ähnlich einem Trichter ausgebildet, mit einer Eintrittsöffnung 3, deren Durchmesser deutlich kleiner ist als der Durchmesser der Austrittsöffnung 4. Der Schallkanal 2 ist durch hier nicht dargestellte Wände derart geformt, dass zwar von der Nähe des Randes 5 der Eintrittsöffnung 3 bis zur Nähe des Randes 6 der Austrittsöffnung 4 eine geradlinige Verbindung gemäß den Pfeilen S₂ vorhanden ist, nicht jedoch von der Mitte 7 der Eintrittsöffnung 3 bis zur Mitte 8 der Austrittsöffnung 4. Hier verläuft der Schallkanal 2 vielmehr bogenförmig, wie anhand von Pfeil S₁ in 2 nachvollzogen werden kann. Und zwar ist der Bogen so geformt, dass die Länge des Schallkanals 2 längs Pfeil S₁ größer ist als die Länge des Schallkanals längs Pfeil S₂.The in the 1 and 2 The device shown comprises a housing 1 in which a sound channel 2 is formed of an inlet opening 3 with an outlet opening 4 combines. The housing 1 is designed similar to a funnel, with an inlet opening 3 whose diameter is significantly smaller than the diameter of the outlet opening 4 , The sound channel 2 is formed by walls not shown here in such a way that from the vicinity of the edge 5 the entrance opening 3 up to near the edge 6 the outlet opening 4 there is a straight line connection according to arrows S ₂ , but not from the center 7 the entrance opening 3 to the middle 8th the outlet opening 4 , Here the sound channel runs 2 rather arc-shaped, as shown by arrow S ₁ in 2 can be understood. Namely, the arch is shaped so that the length of the sound channel 2 along arrow S _{1 is} greater than the length of the sound channel along arrow S ₂ .

Im Bereich zwischen der Mitte 7 und dem Rand 5 der Eintrittsöffnung 3 sowie der Mitte 8 und dem Rand 6 der Austrittsöffnung 4 liegt die Länge des Schallkanals 2 zwischen den Werten längs der Pfeile S₁ und S₂. Insbesondere nimmt die Länge kontinuierlich von der Länge längs S i bis auf die Länge S₂ ab.In the area between the middle 7 and the edge 5 the entrance opening 3 as well as the middle 8th and the edge 6 the outlet opening 4 is the length of the sound channel 2 between the values along arrows S ₁ and S ₂ . In particular, the length decreases continuously from the length along S i to the length S ₂ .

Tritt nun eine ebene Schallwelle in die Öffnung 3 des Gehäuses 1 ein, so pflanzt sie sich innerhalb des Gehäuses 1 aufgrund der Form des Schallkanals 2 unterschiedlich fort. Der Schall benötigt nämlich aufgrund der unterschiedlichen Weglängen unterschiedlich lange, bis er zur Austrittsöffnung 4 des Gehäuses 1 gelangt. Und zwar gelangt der Schall längs der kurzen Weglängen S₂ schneller zur Austrittsöffnung 4 als auf dem langen Weg längs Pfeil S₁. Entsprechendes gilt für den dazwischen liegenden Bereich. Betrachtet man eine Wellenfront einer eintretenden Schallwelle, so bedeutet dies, dass sich der äußere Rand der Wellenfront bereits an der Austrittsöffnung 4 des Gehäuses 1 befindet, während sich der mittlere Bereich der Wellenfront noch im Inneren des Gehäuses 1 befindet. Dies bedeutet wiederum, dass die Wellenfront in Richtung auf die Eintrittsöff nung 3 des Gehäuses 1 gekrümmt ist. Der Abstand des mittleren Bereiches der Wellenfront von der Austrittsöffnung 4 und damit die Krümmung der Wellenfront im Bereich der Austrittsöffnung 4 wird durch die Differenz der Weglängen längs der Pfeile S₁ und S₂ bestimmt.Now a flat sound wave enters the opening 3 of the housing 1 a, so it plants itself within the housing 1 due to the shape of the sound channel 2 differently. Because of the different path lengths, the sound takes a different amount of time to reach the exit opening 4 of the housing 1 arrives. The sound reaches the exit opening faster along the short path lengths S ₂ 4 than on the long way along arrow S ₁ . The same applies to the area in between. Looking at a wave front of an incoming sound wave means that the outer edge of the wavefront is already at the exit opening 4 of the housing 1 while the middle of the wave front is still inside the case 1 located. This in turn means that the wavefront is towards the inlet opening 3 of the housing 1 is curved. The distance of the central area of the wavefront from the exit opening 4 and thus the curvature of the wavefront in the area of the outlet opening 4 is determined by the difference in path lengths along arrows S ₁ and S ₂ .

Aufgrund der Krümmung ihrer Wellenfronten läuft die aus der Austrittsöffnung 4 austretende Schallwelle auf einem Fokuspunkt oder einer Fokuslinie 9 zusammen, wie insbesondere aus 1 ersichtlich ist. Der Abstand des Fokuspunktes 9 von der Austrittsöffnung 4 des Gehäuses 1 wird wiederum durch die Krümmung der Wellenfronten bestimmt.Due to the curvature of its wave fronts, it runs out of the outlet opening 4 emerging sound wave on a focus point or a focus line 9 together, like especially from 1 can be seen. The distance of the focus point 9 from the outlet opening 4 of the housing 1 is in turn determined by the curvature of the wave fronts.

Tritt in die Eintrittsöffnung 3 des Gehäuses 1 keine ebene Wellenfront ein, so kann die aus der Schallöffnung 4 austretende Schallwelle auch eine andere Form als in Richtung auf die Eintrittsöffnung 3 gekrümmt aufweisen. Bei einer in der Hauptschallausbreitungsrichtung I gekrümmten eintretenden Welle kann der Schallkanal 2 auch so ausgeformt sein, dass die unterschiedlichen Weglängen des Schalls innerhalb des Gehäuses 1 bewirken, dass die aus der Austrittsöffnung 4 austretende Schallwelle ebene Wellenfronten aufweist. Die austretenden Schallwellen können aber auch lediglich eine geringere Krümmung in Hauptschallausbreitungsrichtung I aufweisen. Schließlich kann eine in die Eintrittsöffnung 3 eintretende Schallwelle mit bereits entgegen der Schallausbreitungsrichtung I gekrümmten Wellenfront noch stärker in Richtung auf die Eintrittsöffnung 3, also entgegen der Schallausbreitungsrichtung gekrümmt werden.Enter the entry opening 3 of the housing 1 If there is no flat wavefront, it can come out of the sound opening 4 emerging sound wave also a shape other than in the direction of the inlet opening 3 have curved. In the case of an incoming wave which is curved in the main sound propagation direction I, the sound channel can 2 also be shaped so that the different path lengths of the sound within the housing 1 cause that from the outlet opening 4 emerging sound wave has flat wave fronts. The emerging sound waves can, however, only have a smaller curvature in the main sound propagation direction I. Finally, one can enter the entry opening 3 incoming sound wave with a wavefront that is already curved against the direction of sound propagation I even more strongly in the direction of the inlet opening 3 , so be curved against the direction of sound propagation.

Eine mögliche Verwendung einer derartigen fokussierenden Akustiklinse liegt im Bereich von Beschallungsanlagen. Der Abstand L des Fokuspunktes oder der Fokuslinie 9 von der Schallaustrittsöffnung 4 des Gehäuses 1 wird dabei entsprechend der Größe des zu beschallenden Raumes und dem mittleren Abstand der Zuhörer von der Bühne gewählt. Beispielsweise kann der Abstand L 100, 200 oder 300 m betragen. Auf diese Weise wird das Nahfeld der Beschallungsanlage vergrößert, also das Gebiet, in welchem die Schalldruckabnahme noch verhältnismäßig gering ist.One possible use of such a focusing acoustic lens is in the area of public address systems. The distance L of the focus point or the focus line 9 from the sound outlet 4 of the housing 1 is chosen according to the size of the room to be sounded and the average distance between the audience and the stage. For example, the distance L can be 100, 200 or 300 m. In this way, the near field of the PA system is enlarged, that is, the area in which the sound pressure drop is still relatively small.

Ein anderes Anwendungsgebiet sind Sprechanlagen im Diskretionsbereich. In diesem Fall wird der Abstand L sehr kurz gewählt, beispielsweise 50 cm bis 1 m. Ein Mithören aus größerem Abstand wird dadurch erschwert.Another area of application is intercoms in the discretion area. In this case, the distance L becomes very short selected for example 50 cm to 1 m. This makes listening in from a greater distance difficult.

Anders als dargestellt, kann die Austrittsöffnung 4 des Gehäuses 1 auch in Richtung auf die Eintrittsöffnung 3 gekrümmt ausgebildet sein, wobei die Krümmung bevorzugt der Krümmung der Wellenfronten der aus der Austrittsöffnung 4 austretenden Schallwelle entspricht.Other than shown, the outlet opening can 4 of the housing 1 also towards the entrance opening 3 be curved, the curvature preferably being the curvature of the wave fronts from the outlet opening 4 emerging sound wave corresponds.

Bei der in 3 dargestellten Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das Gehäuse 1 zwei Teile 11 und 12 auf, die jeweils auf ihrer dem anderen Teil zugewandten Seite eine Ausnehmung 13, 14 und einen Vorsprung 15, 16 aufweisen. Die Ausnehmungen 13, 14 und die Vorsprünge 15, 16 greifen dabei derart wechselseitig ineinander, dass zwischen dem Vorsprung 15 des ersten Teils 11 und der Ausnehmung 14 des zweiten Teils 12 sowie zwischen dem Vorsprung 16 des zweiten Teils 12 und der Ausnehmung 13 des ersten Teils 11 der Schallkanal 2 mit der gewünschten Form ausgebildet ist. Der Vorsprung 15 weist dabei eine zur Oberseite der Vorrichtung weisende horizontale Begrenzungsfläche 17, der Vorsprung 16 eine zur Unterseite der Vorrichtung weisende horizontale Begrenzungsfläche 18 auf, die bei geschlossener Vorrichtung bündig aufeinander liegen, so dass zwischen den beiden Begrenzungsflächen 17, 18 kein Schall hindurch treten kann. Wie man sieht, besteht eine direkte Verbindung zwischen der Eintrittsöffnung 3 des Gehäuses 1 und der Austrittsöffnung 4 lediglich von der Nähe des Randes 5 der Eintrittsöffnung 3 zur Nähe des Randes 6 der Austrittsöffnung 4, während der Schallkanal 2 im gesamten dazwischen liegenden Bereich gekrümmt verläuft.At the in 3 shown variant of the device according to the invention has the housing 1 two parts 11 and 12 on, each on its side facing the other part a recess 13 . 14 and a head start 15 . 16 exhibit. The recesses 13 . 14 and the ledges 15 . 16 engage each other in such a way that between the projection 15 of the first part 11 and the recess 14 of the second part 12 as well as between the lead 16 of the second part 12 and the recess 13 of the first part 11 the sound channel 2 is formed with the desired shape. The lead 15 has a horizontal boundary surface facing the top of the device 17 , the lead 16 a horizontal boundary surface facing the underside of the device 18 which are flush with one another when the device is closed, so that between the two boundary surfaces 17 . 18 no sound can pass through. As you can see, there is a direct connection between the entrance opening 3 of the housing 1 and the outlet opening 4 just from the vicinity of the edge 5 the entrance opening 3 to near the edge 6 the outlet opening 4 while the sound channel 2 is curved in the entire area in between.

4 zeigt eine zu der Vorrichtung von 3 ähnliche Vorrichtung in geschlossenem Zustand. Man erkennt hier, dass die Eintrittsöffnung 3 im Querschnitt kreisförmig, die Austrittsöffnung 4 dagegen rechteckig ausgebildet ist. Auf diese Weise kann eine eintretende Schallwelle mit Kugelform in eine zylindrische Schallwelle umgeformt werden. Zusätzlich weist die zylindrische Welle bei unterschiedlichen Schallweglängen im Inneren des Gehäuses 1 eine Krümmung ihrer Wellenfronten in Richtung auf die Eintrittsöffnung 3 auf. 4 shows one to the device of FIG 3 similar device in the closed state. You can see here that the entrance opening 3 circular in cross-section, the outlet opening 4 in contrast, is rectangular. In this way, an incoming sound wave with a spherical shape can be converted into a cylindrical sound wave. In addition, the cylindrical shaft has different sound path lengths inside the housing 1 a curvature of their wave fronts in the direction of the entrance opening 3 on.

Die Form des Schallkanals 2 der in 4 dargestellten Vorrichtung lässt sich insbesondere anhand der 5 bis 10 nachvollziehen. Anhand der Schnittdarstellungen der 6 bis 10 erkennt man, dass der Schallkanal 2 zweigeteilt ist, mit einer oberen Hälfte 19 und einer unteren Hälfte 20, die durch die beiden Vorsprünge 15, 16 der beiden Teile 11, 12 des Gehäuses 1 voneinander getrennt sind. Die Form des Schallkanals 2 ändert sich von im Querschnitt kreisförmig an der Eintrittsöffnung 3 des Gehäuses 1 hin zu rechteckförmig an der Austrittsöffnung 4. Dazwischen ist die Form der beiden Teile des Schallkanals 2 jeweils gebogen, wobei sie sich zunehmend in Richtung auf die Austrittsöffnung 4 aufrichtet, bis sich schließlich ein Rechteck ergibt.The shape of the sound channel 2 the in 4 shown device can be particularly based on the 5 to 10 comprehend. Based on the sectional views of the 6 to 10 you can see that the sound channel 2 is divided into two, with an upper half 19 and a lower half 20 by the two protrusions 15 . 16 of the two parts 11 . 12 of the housing 1 are separated from each other. The shape of the sound channel 2 changes from circular in cross section at the inlet opening 3 of the housing 1 towards rectangular at the outlet opening 4 , In between is the shape of the two parts of the sound channel 2 each bent, increasing towards the exit opening 4 straightens up until a rectangle finally results.

Der Schallkanal 2 und die beiden Hälften 11, 12 des Gehäuses 1 sind insbesondere punktsymmetrisch in Bezug auf den Schnittpunkt 21 der Hauptschallausbreitungsrichtung I mit der jeweiligen Schnittebene ausgebildet. Dadurch ergeben sich nicht nur Schallkanalhälften 19, 20, deren Querschnitt gleich groß ist, sondern auch untereinander gleiche Hälften 11, 12 des Gehäuses 1. Diese beiden Teile 11, 12 des Gehäuses 1 können dadurch in der selben Form hergestellt werden. Um 180° gegeneinander verdreht können die beiden Teile 11, 12 dann ineinander gesteckt und miteinander verbunden werden. Die Verbindung kann dabei über Schrauben, aber auch über beliebige andere Befestigungsmittel erfolgen.The sound channel 2 and the two halves 11 . 12 of the housing 1 are in particular point symmetrical with respect to the intersection 21 the main sound propagation direction I with the respective cutting plane. This not only results in sound channel halves 19 . 20 whose cross-section is the same size, but also the same halves 11 . 12 of the housing 1 , These two parts 11 . 12 of the housing 1 can be made in the same form. The two parts can be rotated against each other by 180 ° 11 . 12 then plugged into each other and connected together. The connection can be made via screws, but also via any other fastening means.

Insbesondere unmittelbar an der Schallaustrittsöffnung 4 des Gehäuses 1 kann schließlich noch ein schallabsorbierendes Element 22 vorgesehen sein. Hierbei handelt es sich insbesondere um ein Vlies aus porösem Schallschluckstoff, dessen Strömungswiderstand bei einer Dicke des Elementes 22 von 0,22 mm, ca. 160 Ns/m³, jedenfalls aber mehr als 100 Ns/m3 und weniger als 300 Ns/m³ beträgt. Der Impedanzsprung an der Schallaustrittsöffnung 4 kann dadurch verringert werden, ohne dass die Schallabsorption durch das Element 22 zu groß wird. Die Qualität der austretenden Schallwelle kann dadurch weiter verbessert werden.In particular, directly at the sound outlet opening 4 of the housing 1 can finally be a sound absorbing element 22 be provided. This is in particular a fleece made of porous sound absorbing material, the flow resistance of which is based on a thickness of the element 22 of 0.22 mm, approx. 160 Ns / m ³ , but in any case more than 100 Ns / m3 and less than 300 Ns / m ³ . The jump in impedance at the sound outlet opening 4 can thereby be reduced without the sound absorption by the element 22 gets too big. This can further improve the quality of the sound wave emerging.

Mit der beschriebenen fokussierenden Akustiklinse kann die Qualität von Beschallungsanlagen deutlich verbessert werden. Hierfür wird die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere vor die Hochtöner der Beschallungsanlage installiert. Je nach Einsatzzweck kann der Fokuspunkt oder die Fokuslinie 9 einige 100 m oder auch nur 0,5 bis 1 m von der Schallaustrittsöffnung 4 der Vorrichtung 1 entfernt liegen. Um eine besonders günstige Herstellung des Gehäuses 1 zu ermöglichen, weist dieses zwei Teile 11, 12 auf, die mit Ausnehmungen 13, 14 und Vorsprüngen 15, 16 wechselseitig ineinander greifen. Eine solche Ausgestaltung ist auch unabhängig von der Ausgestaltung als fokussierende Akustiklinse einsetzbar, um die Herstellungskosten zu reduzieren. Schließlich ist auch die Verwendung eines Schallschluckelements 22 an der Schallaustrittsöffnung 4, insbesondere unmittelbar an der Schallaustrittsöffnung 4, oder im Inneren des Schallkanals 2 unabhängig von der fokussierenden Akustiklinse und unabhängig von der Ausgestaltung des Gehäuses 1 in zwei Teilen 11, 12 einsetzbar, um die Qualität der austretenden Schallwelle weiter zu verbessern.With the described focusing acoustic lens, the quality of public address systems can be significantly improved. For this purpose, the device according to the invention is installed in particular in front of the tweeters of the public address system. Depending on the application, the focus point or the focus line 9 some 100 m or only 0.5 to 1 m from the sound outlet 4 the device 1 lie away. To produce the housing in a particularly favorable manner 1 to enable this has two parts 11 . 12 on that with recesses 13 . 14 and ledges 15 . 16 intertwine. Such a configuration can also be used independently of the configuration as a focusing acoustic lens in order to reduce the manufacturing costs. Finally, the use of a sound absorbing element 22 at the sound outlet 4 , especially directly at the sound outlet 4 , or inside the sound channel 2 regardless of the focusing acoustic lens and regardless of the design of the housing 1 in two pieces 11 . 12 can be used to further improve the quality of the emerging sound wave.

11: Gehäusecasing
22: Schallkanalsound channel
33: SchalleintrittsöffnungSound port
44: SchallaustrittsöffnungSound outlet
55: Rand von 3edge Of 3
66: Rand von 4edge from 4
77: Mitte von 3center Of 3
88th: Mitte von 4center from 4
99: Fokuspunkt oder Fokusliniefocus point or focus line
1111: Teil von 1part from 1
1212: Teil von 1part from 1
1313: Ausnehmung in 11recess in 11
1414: Ausnehmung in 12recess in 12
1515: Vorsprung von 11head Start from 11
1616: Vorsprung von 12head Start from 12
1717: Begrenzungsfläche von 15Boundary area of 15
1818: Begrenzungsfläche von 16Boundary area of 16
1919: TeilschallkanalPart sound channel
2020: TeilschallkanalPart sound channel
2121: Schnittpunktintersection
2222: SchallschluckelementSound-absorbing element
S₁ S ₁: Schallwegsound path
S₂ S ₂: Schallwegsound path
LL: Abstand zwischen 9 und 4distance between 9 and 4
II: HauptschallausbreitungsrichtungMain direction of sound propagation

Claims

Device for shaping sound waves with a sound channel ( 2 ), which has an entry opening ( 3 ) for the entry of a sound wave with flat or curved wavefronts of a given shape and an exit opening ( 4 ) for the exit of the formed sound wave, characterized in that the sound channel ( 2 ) is designed such that the sound path (S ₁ , S ₂ ) through the device, viewed over a wavefront, decreases from the center of the wavefront to at least one edge of the wavefront, so that the wavefront has a curvature when passing through the device Direction to the entrance opening ( 3 ) experiences.

Device according to claim 1, characterized in that the sound channel ( 2 ) is designed in such a way that the wave fronts emerging from the device are curved in such a way that the sound waves hit a front of the outlet opening ( 4 point of the device ( 9 ) or one in front of the outlet opening ( 4 ) focused line.

Device according to claim 2, characterized in that the sound channel ( 2 ) is designed such that the focus line runs horizontally.

Device according to claim 2 or 3, characterized in that the sound channel ( 2 ) is designed such that the focal point ( 9 ) or the focus line is relatively close to the outlet opening ( 4 ) the device lies.

Device according to claim 2 or 3, characterized in that the sound channel ( 2 ) is designed such that the focal point ( 9 ) or the focus line is relatively far from the outlet opening ( 4 ) the device is removed.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet opening ( 3 ) is circular or annular.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet opening ( 4 ) is elongated, in particular rectangular.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the longitudinal axis of the outlet opening ( 4 ) runs perpendicular to the focus line.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet opening ( 4 ) the device has a curvature which essentially corresponds to the curvature of the wave fronts of the emerging sound wave.

Device for shaping sound waves with a sound channel ( 2 ), which has an entry opening ( 3 ) for the entry of a sound wave with flat or curved wavefronts of a given shape and an exit opening ( 4 ) for the exit of the formed sound wave, in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the device parallel to the main sound propagation direction (I) in two parts ( 11 . 12 ) is divided, each of which has at least one recess on its side facing the other part ( 13 . 14 ) and at least one lead ( 15 . 16 ) which mutually engage in such a way that between the projection ( 15 ) of the first part ( 11 ) and the recess ( 14 ) of the second part ( 12 ) and between the ledge ( 16 ) of the second part ( 12 ) and the recess ( 13 ) of the first part ( 11 ) a sound channel ( 2 ) is designed with the desired shape.

Apparatus according to claim 10, characterized in that the cross section of the sound channel ( 2 ) is point-symmetrical in each section plane perpendicular to the main sound propagation direction (I) with respect to the intersection point ( 21 ) the main sound propagation direction (I) with the respective cutting plane.

Device according to claim 11, characterized in that the two parts ( 11 . 12 ) overall in each section plane perpendicular to the main sound propagation direction (I) with respect to the intersection point ( 21 ) of the main sound propagation direction (I) are point-symmetrical with the respective cutting plane and thus identical halves ( 11 . 12 ) form.

Device for shaping sound waves with a sound channel ( 2 ), which has an entry opening ( 3 ) for the entry of a sound wave with flat or curved wavefronts of a given shape and an exit opening ( 4 ) for the exit of the formed sound wave, in particular according to one of the preceding claims, characterized in that in the sound channel ( 2 ) and / or at the outlet opening ( 4 ) of the sound channel ( 2 ) the sound channel ( 2 ) or the sound outlet opening ( 4 ) spanning, partially absorbing, but essentially transmitting element ( 22 ) is arranged.

Device according to claim 13, characterized in that as the absorbent element ( 22 ) a porous sound absorption material, in particular a fleece, is provided.

Device according to claim 13 or 14, characterized in that the flow resistance of the absorbent element ( 22 ) with a thickness of 0.22 mm> 100 Ns / m3 and less than 300 Ns / m3, in particular approx. 160 Ns / m ³ .

Loudspeaker system with at least one sound generating device and at least one device for shaping arranged in front of this the sound waves emerging from the sound generating device, wherein the device is designed according to one of the preceding claims.