DE545856C - Lautsprecherschalltrichter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Lautsprecher und ähnliche Schalltrichter und hat zum Gegenstande, die Ausbreitung der ausgesendeten Schallwellen zu beherrschen sowie Resonanzerscheinungen in dem Verstärkungstrichter zu vermeiden.

Es sind bereits zahlreiche Ausführungsformen von Schalltrichtern vorgeschlagen worden, deren Wandungen für gewöhnlich mehr oder weniger dicht ausgeführt werden sollen. Ebenso sind die Anordnung und das Verhältnis der Abmessungen der Schall-Öffnung in den senkrechten und waagerechten Ebenen in erheblichen Grenzen abgeändert worden. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, bei Schalltrichtern mit rechtwinklig begrenzter Trichteröffnung die senkrechte Abmessung größer zu wählen. Demgegenüber macht die Erfindung von dem Gedanken Gebrauch, durch Schallablenkung eine gleichmäßige Ausbreitung zu erreichen, was bisher noch nicht vorgeschlagen wurde.

Die Erfindung besteht in einem Lautsprecher oder einem ähnlichen Schalltrichter derjenigen Art, bei welcher der allmählich zunehmende Querschnitt eine längliche oder ovale Austrittsöffnung hat, die mit ihrer größeren Achse senkrecht angeordnet ist, wobei durch die Anordnung und die beschränkte Breite unmittelbar infolge Schallablenkung eine unbeeinträchtigte Aussendung musikalischer Schallwellen innerhalb eines Hörbereiches eines bestimmten Ausbreitungswinkels ermöglicht wird.

Die Erfindung besteht weiterhin in einem Lautsprecher oder einem ähnlichen Schalltrichter, dessen Austritts Öffnung eine waagerechte Breite in der Größenordnung von etwa 7 bis 16 cm hat und dessen senkrechte Höhe mehr als das Vierfache der waagerechten Breite beträgt.

Schalltrichter dieser Form weisen an ihren seitlichen Teilen für gewöhnlich Flächen beträchtlicher Ausdehnung auf, welche infolge der Resonanzperiodizitäten der Seitenteile und der Luftsäule eine dröhnende Wirkung hervorbringen.

Der Schalltrichter hat ferner flache Seitenteile mit beträchtlicher Oberfläche, die erfindungsgemäß aus einer Anzahl voneinander getrennter Elemente, beispielsweise Leisten, bestehen, von denen die Seitenteile zu dem angegebenen Zweck gebildet werden.

Ferner besteht die Erfindung darin, daß bei einem Lautsprecher oder einem ähnlichen Schalltrichter die genannten Elemente durch Lufträume voneinander getrennt sind zu dem Zweck, die Schallwellen in einem bestimmten Betrage austreten zu lassen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei-

spiel eines Lautsprechers gemäß der Erfindung dargestellt.

Abb. ι ist eine Seitenansicht einer geeigneten Bauart eines Lautsprechers gemäß der Erfindung, teilweise geschnitten.

Abb. 2 und 3 stellen eine Ansicht von oben und eine Vorderansicht entsprechend Abb. 1 dar.

Bei dem Ausführungsbeispiel, das einen elektrischen Schallverstärkungsapparat darstellt, den man für gewöhnlich mit Lautsprecher bezeichnet, ist eine Öffnung mit einem rechtwinkligen Austrittsquerschnitt für die Schallwellen vorgesehen, während der eigentliche Trichter von waagerecht angeordneten Leisten 2 und 3 und senkrechten Leisten 4 gebildet wird. Die senkrechten Leisten 4 sind derart angeordnet, daß sie die Seitenwandung eines kastenartigen Gehäuses für ein Schallrohr g und ein Trag- und Verbindungsrohr k sowie eine Schalldose« bilden. Die senkrechten Leisten 4 des Gehäuses sind in Abständen voneinander angebracht, so daß schmale Luftschächte dazwischen gebildet werden.

Bei der Wiedergabe von Musik in einer großen Halle oder im Freien ist es wünschenswert (beispielsweise unter Verhältnissen, bei denen ein Zurückwerfen des Schalles von den Wänden oder von anderen Gegenständen unbeträchtlich ist), eine möglichst gleichförmige und vollkommene Ausbreitung des Schalles aller Wellenlängen nach der Seite hin zu erzielen, d. h. in allen Richtungen rechtwinklig zu einer senkrechten Achse. Wo nun ein Schalltrichter der üblichen Form verwendet wird, kann die Ausbreitung längerer Wellen, beispielsweise von Tönen geringer Tonhöhe, in jeder gewünschten Weise erfolgen, dagegen werden die kürzeren Wellen (Zischlaute sowie andere Eigentümlichkeiten der Sprache) unmittelbar ausgesendet und erleiden weniger Ablenkung als die Wellen niedriger Frequenz. Infolgedessen kann man Verzerrungen oder Mangel in der Güte der Wiedergabe beobachten, je nach der Stellung, die der Hörer in bezug auf den Schalltrichter einnimmt.

Dies gilt bis zu einem gewissen Grade, jedoch weniger für kleine oder geschlossene Räume, weil die von den Wänden zurückgeworfenen Schallwellen den Hörer fast gleichzeitig mit den unmittelbar empfangenen Schallwellen erreichen und auf diese Weise bis zu einem gewissen Grade die Mangel in der ursprünglichen Ausbreitung des Schalles ausgleichen.

Bei einem Lautsprecher nach der Erfindung werden die Fehler der Schallausbreitung beseitigt, indem die schmale Öffnung, aus der die Schallwellen austreten, eine Ablenkung und Streuung sowohl der langen als auch der kurzen Wellen hervorruft. Zur Erläuterung dieser Wirkung muß man sich vergegenwärtigen, daß in der Theorie der Wellenbewegung es die herrschende Vorstellung ist, jeden Teil einer Wellenfront als eine Quelle der Wellenaussendung zu betrachten. Wenn daher die Breite der Öffnung in waagerechter Richtung einer bestimmten kritischen Wellenlänge entspräche, würde ein Hörer, der sich unter rechtem Winkel zu der Hauptrichtung der Ausstrahlung befände, Proben jeder Phase der ausgesendeten Welle, herrührend von verschiedenen Teilen der Öffnung, empfangen und gar nichts hören. Dieser Bereich kann also als eine Zone akustischer Dunkelheit bezeichnet werden, während an allen anderen Stellen rund um die Vorderseite des Laut-Sprechers herum der Ton (von kritischer Tonhöhe) hörbar ist. Zu dem Zweck, daß die Ausbreitung des Schalles unbeeintr ächtigt über i8o° (nach jeder Seite 90⁰) erfolgt, muß die Breite der Öffnung, aus der die Schallwellen austreten, kleiner gemacht werden als die Wellenlänge höchster Frequenz, die musikalisch oder akustisch Bedeutung hat. Für gewöhnlich liegt diese in einem Bereich von etwa 7 bis 8 cm, jedoch ist es im allgemeinen unnötig, eine vollkommene Ausbreitung des Schalles über einen so großen Winkel zu erzielen, und man hat es als praktisch ausreichend gefunden, mit einer Öffnungsbreite von ungefähr 13 bis i6 cm zu arbeiten. Je kleiner der Winkel der Ausbreitung, um so breiter kann die Öffnung nach den vorstehenden Grundsätzen gestaltet werden.

Zu dem Zweck, klar erkennen zu lassen, in welchem Verhältnis die Breite der Schallaustrittsöffnung und die Güte der Schallausbreitung gemäß der Erfindung stehen, sollen einige Beispiele gegeben werden.

Beispiel ι

Die Stellung des Lautsprechers in bezug auf den Hörbereich ist derart, daß eine Ausbreitung über einen Winkel von i8o° erforderlich ist. Dann würde erne Schallaustrittsöffnung von ungefähr ι ο cm Breite alle Frequenzen unter 3000 über den ganzen Hörbereich ausbreiten. Jedoch würde diese besondere Frequenz aufhören, an den äußeren Flügeln des Hörbereiches durch unmittelbares Hören gehört zu werden. Frequenzen, die sich der Zahl 3000 nähern, würden an diesen Stellen des Hörbereiches bereits merklich schwach gehört werden. Trotz des schwächeren Empfangs der höheren Frequenzen, der von den Hörern auf dem äußersten rechten und auf dem äußersten linken

Flügel des Hörbereiches gehört werden würde, könnte man hierbei die Schallausbreitung als im allgemeinen gut bezeichnen. Für eine kritischere Hörerschaft würde jedoch eine Beschränkung der Breite der Schalltrichteröffnung auf 7,5 oder 8,5 cm als befriedigender empfunden werden.

Beispiel 2

Die Stellung des Lautsprechers in bezug auf den Hörbereich ist derart, daß eine gute Ausbreitung des Schalles über einen Winkel" von 90° erforderlich ist. Wenn man dann, wie vorher, etwa 10 cm Wellenlänge als Kriterium annimmt, so wäre eine Breite der Öffnung von /2X10= 14 cm erforderlich, welche in ihrer Wirkung der Breite von ι ο cm gemäß Beispiel 1 entsprechen würde. Hier würde wiederum eine befriedigendere Wirkung mit einer etwas geringeren Breite, und zwar 10 bis 12,5 cm, erzielt werden.

Beispiel 3

Der betrachtete Winkel umfaßt 6o°. Hier kann die Breite der Öffnung das Doppelte betragen von derjenigen, wie sie für i8o° erforderlich ist, d. h. etwa 20 cm. Wiederum würde eine bessere Schallausbreitung erzielt werden können mit einer etwas geringeren Breite von etwa 15 cm.

Was nun die senkrechte Höhe der Schallaustrittsöffnung anbetrifft, so ist es besonders wichtig, Deckenechos zu vermeiden, wenn der Schalltrichter in Gebäuden verwendet wird.

Zu diesem Zwecke wird die senkrechte Abmessung der Austrittsöffnung so groß wie praktisch möglich gemacht, so daß die hervorquellenden Schallwellen auf denjenigen Teil des Zuhörerraumes beschränkt werden, der Sitzgelegenheiten aufweist oder den die Zuhörer einnehmen. Ähnlich verhält es sich im Freien, obgleich dort auf eine Echowirkung nicht Rücksicht genommen zu werden braucht. Hier hat die Beschränkung der Schallwellenausbreitung in senkrechter Richtung die Wirkung, daß die Energie der Schallwellen in der gewünschten Richtung konzentriert wird, so daß der Raum und die wirksam von den Schallwellen bestrichene Fläche vergrößert wird.

In dem Falle der Ablenkung ist der tiefste, noch wichtige Ton nicht die unterste Grenze der musikalischen Skala, sondern der tiefste Ton oder die geringste Tonhöhe, die noch nicht zu einem Mehrfachecho führt, welches den Hörer stören würde. Es ist eine Erfahrungstatsache, daß Töne unter ungefähr 150 bis 200 Schwingungen pro Sekunde oder einer Wellenlänge von etwa 1,20 oder 1,50 m in großen Hallen nicht sehr durch Echo stören, wenn mit einer senkrechten Höhe gearbeitet wird, die ungefähr dieser Abmessung entspricht. In Fällen jedoch, in denen die besten Ergebnisse erzielt werden sollen und in denen die Kosten keine Rolle spielen, ist es vorzuziehen, eine größere senkrechte Abmessung, wie etwa 3 m oder noch mehr, zu wählen.

Wenn andererseits der Lautsprecher in einem Restaurant o. dgl. aufgestellt werden soll, in welchen Fällen die Kosten eine wesentliche Rolle spielen, so kann man mit einer senkrechten Abmessung von etwa 60 cm sehr gut arbeiten, wobei dann die waagerechte Abmessung weniger als 15 cm betragen soll.

Aus vorstehendem ergibt sich, daß die Form der Lautsprecheraustrittsöffnung zur Lösung der erfindungsgemäß gestellten Aufgabe gerade umgekehrt gestaltet werden muß, wie man es annehmen sollte; die kleinere Abmessung der Schallwellenaustrittsöffnung ist diejenige, durch welche die größte Ausbfeitung erzielt werden soll, und erstreckt sich im wesentlichen waagerecht, wogegen die größere Abmessung des Trichters diejenige ist, durch welche eine Konzentration der Schallwellen erreicht werden kann und welche im wesentlichen senkrecht verläuft.

Der Trichter selbst muß in seiner allgemeinen Form der Form der Austrittsöffnung entsprechen, wobei ein unterbrochener Verlauf des Querschnittes unerwünscht ist. Hieraus ergibt sich u. a., daß die Seiten des Trichters eine erhebliche Oberfläche aufweisen. Wenn diese Seiten nun aus einem Stück hergestellt werden, so besitzen sie bestimmte Resonanzperiodizitäten und verursachen ein Dröhnen, wenn Töne entsprechender Frequenzen ausgesendet werden. Zur Beseitigung dieses Übelstandes und um auch die akustische (Luft-) Säule resonanzlos zu machen, werden die Seitenwandungen des Trichters aus schmalen Leisten o. dgl. hergestellt. Eine solche Bauart führt zur Beseitigung der Resonanzerscheinung und vermindert infolgedessen akustische Unsauberkeiten. Dadurch, daß zwischen den genannten Leisten Abstände gebildet werden, beispielsweise indem man jeweils zwischen zwei Leisten einen Luft- no schacht läßt, wird in das akustische System das Moment des Austretens von Schallwellen eingeführt, welches durch Dämpfung wirksam Resonanzerscheinungen verhindert, infolge der natürlichen Periodizität oder der Periodizitäten der Luftsäule selbst.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Lautsprecherschalltrichter, dessen Querschnitt allmählich zunimmt und eine rechteckige oder ovale Austrittsöffnung hat, deren größere Achse senkrecht ge-

   stellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung einer möglichst großen seitlichen Streuung die Breite der Trichteraustrittsöfihung möglichst nahe dem Wert für die Länge der kürzesten Schallwellen liegt, während zur Vermeidung der Streuung der Wellen nach oben und unten die Höhe der Trichteraustrittsöfrnung möglichst nahe dem Wert der Länge der längsten Schallwellen liegt.
2. 2. Schalltrichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Austritts-Öffnung eine Höhe von mindestens dem vierfachen Betrage der Breite aufweist.
3. 3. Schalltrichter nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwandungen aus mehreren einzelnen Elementen, z. B. Leisten von verschiedener Eigenschwingung, bestehen.
4. 4. Schalltrichter nach Anspruch. 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Elemente voneinander durch Luftschlitze getrennt sind, durch die Schallwellen seitlich austreten können.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen