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Gekrümmtes Horn für Lautsprecher Die Erfindung betrifft Hornlautsprecher,
insbesondere Großlautsprecher mit stark gekrümmten Hörnern.
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Bekanntlich ergeben gekrümmte Hörner eine schlechtereTonvviedergabe
als Hörner mit geradliniger Achse und gleicher Länge und Querschnitt. Die Verzerrung
ist am geringsten, wenn das Horn an seiner schmalsten Stelle gekrümmt ist, wo die
Tonwellen einen geringen Querschnitt zu passieren haben. Am größten ist die Verzerrung,
wenn das Horn nahe der Öffnung gekrümmt ist, wo der Querschnitt am größten ist.
Trotzdem ist es erforderlich, die Krümmung an dieser Stelle anzuordnen, da man bei
der Installation von Lautsprechern häufig nur beschränkte Unterbringungsmöglichkeiten
hat.
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In einem geradachsigen Horn breitet sich die Wellenfront aus, ohne
irgendeinem Hindernis bzw. einer reflektierenden Fläche zu begegnen. Auch die verschiedenen
Teile dieser Wellenfront breiten sich annähernd gleichmäßig aus. Krümmt sich aber
der Tonweg, dann ist der eine Rand der Wellenfront durch das Zurückweichen der Wand
erleichtert, während der gegenüberliegende Rand der Front durch die schrägliegende
Wandfläche behindert wird. Sind nun die beiden Wände dicht beieinander gelegen,
weniger als etwa eine halbe Wellenlänge voneinander entfernt, dann heben sich die
beiden Effekte größtenteils auf, und die Wellenfront bewegt sich mit geringer Störung
in die neue Richtung. Haben jedoch die Wände einen größeren Abstand, dann werden
die verschiedenen Teile der Wellenfront in verschiedenen Richtungen und Phasen reflektiert.
Die Wellen kreuzen den Hornquerschnitt in entgegengesetzten Richtungen, und es entstehen
Energieverluste, und die Abstrahlung geht schließlich in solchen Richtungen vor
sich, daß eine falsche Tonverteilung an der Front des Lautsprechers entsteht.
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Auf diese Weise werden im wesentlichen die kurzen Wellen abgeschnitten,
während die langen Wellen durch eine nahe der Hornöffnung liegende Krümmung in verschiedener
Weise ungünstig beeinflußt werden. Eine solche Krümmung dient dazu, den Ton anstatt
am Ende seitlich abstrahlen zu lassen. Die Drucksenkung für lange Wellen tritt dann
ein, wenn die Wellenfront den unteren Rand der Hornöffnung erreicht. Das erfolgt
beträchtlich früher als das Durchwandern des Hornes auf seiner ganzen axialen Länge.
Die Krümmung des Hornes verkürzt also seine effektive Länge, vermindert seine Wirksamkeit
und erzeugt, Resonanzen.
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Durch die Erfindung werden diese Nachteile vermieden und die Vorteile
eines geradachsigen
Hornes gesichert, ohne daß man dabei auf Krümmungen
verzichten muß, wie sie aus Gründen der Raumersparnis erwünscht sind. Man kann sogar
ohne weiteres die Krümmung dicht an der Hornöffnung anbringen. Man hat bereits vorgeschlagen,
den Tonweg an der Krümmungsstelle durch schmale Kanäle zu unterteilen. Bei diesen
bekannten Konstruktionen tritt aber trotzdem eine störende Verzerrung der Tonwellen
auf. Die Anordnung ist in der Fabrikation viel zu teuer. Außerdem ist es nicht möglich,
die Krümmung in der Nähe der Hornöffnung anzubringen.
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Es sind auch Hornlautsprecher bekannt, die aus mehreren voneinander
unabhängigen Trichtern zusammengesetzt sind, indem diese nur an der Öffnung und
an der Mündung miteinander verbunden sind. Bei dieser Bauart ist es selbst bei großen
Ausführungen nur möglich, sehr wenige Trichter zu einem gemeinschaftlichen Horn
zusammenzusetzen. Dabei wird der akustische Zweck nur sehr unvollkommen erreicht,
weil jeder Trichter an seiner Öffnung einen erheblich größeren Querschnitt hat als
an der Mündung.
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Nach der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die
Hornwand aus einem zusammenhängenden, in der Krümmungsrichtung ausgebauchten Hohlkörper
besteht, der durch eine Anzahl ebenfalls der Krümmungsrichtung folgender Zwischenwände
derart unterteilt ist, daß die Luftwege von der Hornmündung bis zur Hornöffnung
gleich lang sind. Die Ausbauchung des Trichters kann zweckmäßig an seiner im Achsenschnitt
konkaven Seite liegen.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert. Dargestellt ist
ein Lautsprecher i mit dem erfindungsgemäßen Horn 2. 3 ist das beispielsweise elektrodynamische
Antriebssystem, das die am schmalen Ende des Hornes angeordnete Konusmembran ¢ antreibt.
Die Wände 6 des Hornes 2 umschließen den Luftweg 7 für die von der Membran ausgehenden
Tonwellen. Das Horn ist gekrümmt ausgebildet. Die Krümmung beträgt z. B. etwa 9o°
und ist verhältnismäßig nahe der Öffnung 8 gelegen: Bei dieser Bauart werden Interferenzeffekte
und Reflexionsverluste infolge der Hornkrümmung dadurch verhindert, daß zumindest
ein Teil der Luftsäule 7 in einer Reihe von im wesentlichen parallel verlaufenden
Luftsäulen vermittels Kanäle geteilt ist, von denen jeder auf seiner ganzen Länge
in Richtung des Krümmungsradius verhältnismäßig schmal ausgebildet ist. Seine Dimensionen
normal zur Zeichenebene sind nicht unbedingt klein zu halten, da dort keine Krümmung
des Luftweges stattfindet. Ausgenommen sind natürlich Ebenen parallel zur Zeichenebene.
Bezüglich der Breite des Luftweges normal zur Zeichenebene, ist prinzipiell darauf
zu achten, daß die Luft sich stetig ausbreiten kann, daß keine rasche Ausdehnung
durch eine langsame Ausdehnung abgelöst wird. Die Kanäle müssen mit Rücksicht auf
die Wellenlänge hinreichend klein sein, so daß an den Krümmungen des Luftweges keine
Reflexionseffekte auftreten können. Um den parallelen Luftwegen io annähernd die
gleiche Länge zu geben, sind Schleifen ix vorgesehen. Andernfalls wären diese Luftwege
viel zu kurz. Die Schleifen ii können z. B. dadurch gebildet sein, daß man die Wände
9 solange verdickt und diese Verdickung an dem Teil des Tondurchganges 7 anordnet,
an welchem die Schleifen erwünscht sind. Bei dem erfindungsgemäßen Lautsprecher
gehen die Tonwellen von der Membran q. über die Luftwege io ohne Verzerrung ins
Freie. Außerdem liegen die am breiten Ende des Hornes ankommenden Luftsäulen der
einzelnen Kanäle in Phase, weil sie mittels der Schleifen derart geführt sind, daß
sie schließlich die gleiche Länge haben. Die von den verschiedenen Kanälen ausgehenden
Tonwellen vereinen sich zu einer einzigen Wellenfront, die in einer Richtung normal
zur Öffnung8 des Hornes vorwärts schreitet.