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BEREICH DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft allgemein
Lautsprecher zur Erzeugung von Audiosignalen und betrifft im Besonderen
Trichter- oder Hornlautsprecher zur Verwendung in Notfallfahrzeugen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Viele Notfallfahrzeuge sind mit Sirenen-Lautsprechern
zur Erzeugung von akustischen Notfallwarnsignalen ausgestattet.
Derartige Lautsprecher verwenden typisch einen Trichter (Horn),
um ihren Wirkungsgrad der Schallerzeugung zu erhöhen.
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Ein wesentlicher Nachteil konventioneller Hornlautsprecher
ist, dass sie typisch sehr sperrig sind, was auf die erforderliche
Trichterlänge
zur Erzielung einer effizienten Kopplung der akustischen Energie
an die Außenluft
zurückzuführen ist.
Es ist allgemein üblich,
die Hornstruktur eines Hornlautsprechers zu falten, um die Gesamtlänge des
Lautsprechers zu verringern. Doch selbst mit einer gefalteten Hornstruktur
ist ein Hornlautsprecher tendenziell immer noch groß und schwer.
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Durch ihre Sperrigkeit gestaltet
sich die geeignete Platzierung der Hornlautsprecher in vielen Anwendungsfällen sehr
schwierig. Dieses Problem ist besonders gravierend im Falle von
Sirenen-Lautsprecher, welche zur Verwendung in Notfallfahrzeugen
gedacht sind. Dies begründet
sich darin, dass Sirenen-Lautsprecher typisch Zusatz- oder Add-on-Einrichtungen
für Notfallfahrzeuge
sind, und häufig
gestaltet es sich sehr schwierig, in einem Notfallfahrzeug einen
geeigneten Raum zur Unterbringung eines Sirenen-Hornlautsprechers
zu finden.
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Ein wesentlicher Fortschritt in der
Verminderung der Gesamtgröße eines
Sirenen-Hornlautsprechers wurde mit einem Lautsprecher erzielt,
der in der US-PS Nr. 4 893 343 offenbart ist. Dieser Lautsprecher
weist einen konventionellen Treiber auf, der so angeordnet ist,
dass er der Rückwärtsrichtung
des Lautsprechers zugekehrt ist, und ein um den Treiber gefaltetes
Horn. Der erste Abschnitt des Horns ist in einer Hornplatte gebildet,
welche senkrecht zur Längsachse
des Lautsprechers angeordnet ist. Der Treiber ist so angeordnet,
dass er sich in Deckung mit einer zentralen Öffnung in einem Horngehäuse befindet,
welches in das Horn in der Hornplatte mündet und den Hals des Horns
bildet. Das Horn ist zweifach in der Hornplatte gegabelt, so dass
vier Durchlasswege entstehen. Der Treiber ist in dem Horngehäuse angeordnet.
Der Lautsprecher weist ferner ein Horngehäuse auf, in dem der Treiber
angeordnet ist. Eine domförmige
Kappe ist mit dem Ende der Treiberanordnung verbunden. Die Seitenwände des
Gehäuses und
die Oberfläche
der domförmigen
Kappe definieren eine Hornmündung,
welche der Vorwärtsrichtung des
Lautsprechers zugekehrt ist. Die Hornmündung ist mit den Durchlasswegen
in der Hornplatte gekoppelt, um die durch die Durchlasswege hindurchgeleitete
akustische Energie an die Außenluft
zu koppeln.
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Das Falten des Horns in der Hornplatte
und um den Treiber herum führt
zu einer wesentlichen Verringerung der Länge des Lautsprechers. Dennoch sind
selbst mit der durch diese Konstruktion erzielten Längenreduzierung
Länge und
Gewicht dieses Lautsprechers immer noch recht beträchtlich.
Eine Folge davon ist, dass es häufig
schwierig ist, einen geeignet geschützten Ort in einem Notfallfahrzeug
zum Anordnen des Lautsprechers zu finden. Es ist üblich, den
Lautsprecher unter dem Frontstoßfänger eines Notfallfahrzeugs
anzuordnen. An einem solchen Ort hat der direkte Einfluss von Regen,
Wind und Staub eine wesentliche Verkürzung der Lebensdauer des Lautsprechers
zur Folge.
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Ein weiteres übliches Problem bei Sirenen-Hornlautsprechern,
welche in Notfallfahrzeugen verwendet werden sollen, betrifft die
Kühlung
des Treibers. Ein in einem Notfallfahrzeug verwendeter Sirenen-Lautsprecher
muss in der Lage sein, einen sehr hohen Schallpegel zu erzeugen.
Im Hochleistungsbetrieb muss die in der Schwingspule und der Magnetanordnung
des Treibers erzeugte Wärme
effizient abgeführt
werden. Im Treiber angesammelte Wärme kann einen Wirkungsgradverlust
verursachen, und kann in manchen Fällen sogar zum Ausbrennen der
Schwingspule oder zur Verringerung der Magnetkraft der Magnetanordnung
führen.
Eine effiziente Wärmedissipation
ist aber schwierig zu erreichen, insbesondere bei einer Ausführung, bei
der die Hornstruktur dicht um den Treiber gefaltet ist, um kompakte
Abmessungen zu erzielen. Es ist möglich, aktive Mittel, z. B.
einen Ventilator, zu verwenden, um eine Luftzirkulation um die Magnetanordnung
zu erzwingen. Eine derartige kraftbetriebene Kühlung ist jedoch unerwünscht, weil
sie den Energieverbrauch, die Komplexität und die Kosten des Lautsprechers erhöht.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In Anbetracht des im Vorstehenden
Gesagten liegt eine Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung
eines zur Verwendung in einem Notfallfahrzeug geeigneten Hornlautsprechers,
der wesentlich kompakter und leichter ist als existierende Sirenen-Hornlautsprecher,
derart, dass er eine wesentlich verbesserte Flexibilität hinsichtlich
seiner Platzierung bietet.
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Diese Aufgabe wird durch den Lautsprecher nach
Anspruch 1 bzw. Anspruch 9 gelöst;
weitere Verbesserungen der vorliegenden Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis
8 bzw. 10 bis 14 definiert.
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Es wird ein Hornlautsprecher bereitgestellt, der
wesentlich kompakter ist als existierende Hornlautsprecher mit vergleichbarer
akustischer Ausgangsleistung. Die Erfindung stellt ferner einen
Kompakthornlautsprecher bereit, der eine einfache und robuste Struktur
aufweist, welche leicht herzustellen und zu montieren ist. Der erfindungsgemäße Lautsprecher
umfasst eine Motorschaltung, gekoppelt mit einem um die Motorschaltung
gefalteten Horn. Die Motorschaltung weist eine Magnetanordnung,
eine bewegliche Membran und eine mit der beweglichen Membran verbundene
Schwingspule auf. Die Hornstruktur des Lautsprechers weist eine
Hornplatte und einen Mündungsabschnitt
auf. Die Hornplatte weist wenigstens ein in der Ebene der Hornplatte
gefaltetes Horn auf. Der Phasenstecker für die Motorschaltung ist integral
geformt an der Hornplatte gebildet. Der Phasenstecker weist wenigstens
eine Öffnung auf,
welche in das gefaltete Horn in der Hornplatte mündet, und somit den Nals des
Horns bildet. Der Mündungsabschnitt
weist eine mit dem gefalteten Horn in der Hornplatte verbundene
Hornmündung auf,
um Schallwellen an die Außenluft
zu koppeln.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist
der Mündungsabschnitt
einen unitären
Körper auf,
welcher aus einem wärmeleitfähigen Material,
z. B. Aluminium, hergestellt ist. Die Vorderseite des unitären Körpers ist
zu einer Hornmündung
geformt, welche mit den gefalteten Hörnern in der Hornplatte verbunden
ist. Die Rückseite
des unitären
Körpers des
Mündungsabschnitts
weist eine integral geformte Aufnahme zur Aufnahme der Magnetanordnung
der Motorschaltung auf. Die Aufnahme ist dimensionsmäßig auf
die Magnetanordnung abgestimmt, um für Wärmeübertragung zwischen der Magnetanordnung und
dem Mündungsabschnitt
zu sorgen. Der unitäre Körper des
Mündungsabschnitts
fungiert als Wärmesenke
zur effizienten Ableitung der von der Motorschaltung während des
Betriebs erzeugten Wärme.
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Weitere Aufgaben und Vorteile ergeben
sich aus der folgenden Detailbeschreibung in Verbindung mit der
zeichnerischen Darstellung; in der Zeichnung zeigen:
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Kompakthornlautsprechers gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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2 eine
perspektivische Darstellung, welche die Rückseite des Lautsprechers von 1 zeigt;
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3 eine
Schnittdarstellung des Lautsprechers von 1;
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4A eine
Vorderansicht einer Hornplatte des Lautsprechers von 1;
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4B eine
Rückansicht
der Hornplatte von 4A;
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4C eine
Vorderansicht der Hornplatte ähnlich 4A, wobei die Hornplatte
jedoch mit einer schallerzeugenden Membran verbunden ist;
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5A ein
schematisches Diagramm, welches die Kopplung einer Motorschaltung
mit mehreren Hörnern
zeigt, die in der Hornplatte von 4B realisiert
sind;
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5B ein
schematisches Diagramm, welches die Kopplung einer Motorschaltung
mit einem Horn zeigt, welches in einem Lautsprecher nach dem Stand
der Technik realisiert ist;
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6A eine
Rückansicht
eines Mündungsabschnitts
des Lautsprechers von 1 mit
einer darin angeordneten Magnetanordnung;
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6B eine
Rückansicht
des Mündungsabschnitts ähnlich 6A, aber ohne die Magnetanordnung;
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7 ein
Diagramm, welches die Betriebstemperaturwerte von Motorschaltungen
mit und ohne die Wärmeableitung,
welche durch den Mündungsabschnitt
von 6A bereitgestellt
wird;
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8 ein
schematisches Diagramm, welches einen möglichen Ort in einem Fahrzeug
zur Installation des. Kompakthornlautsprechers von 1 zeigt;
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9 eine
perspektivische Darstellung einer Montagehalterung zur Anordnung
des Lautsprechers von 1 in
einem Fahrzeug; und
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10 eine
Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform des Hornlautsprechers.
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Die Erfindung gestattet verschiedene
Modifikationen und alternative Konstruktionen; bestimmte beispielhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind jedoch in der zeichnerischen Darstellung gezeigt
und im Folgenden beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die
Erfindung nicht auf die besonderen offenbarten Formen begrenzt ist;
vielmehr soll die Erfindung alle Modifikationen, alternativen Konstruktionen und Äquivalente
umfassen, welche in den Bereich der Erfindung fallen, wie er in
den beigefügten
Ansprüchen
dargelegt ist.
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DETAILBESCHREIBUNG DER
BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Es wird nun auf die zeichnerische
Darstellung Bezug genommen, gemäß welcher 1 eine bevorzugte Ausführungsform
eines Kompakthornlautsprechers 20, ausgeführt in Einklang
mit der Erfindung, zeigt. Der Lautsprecher 20 enthält eine
Motorschaltung 36 (3)
und eine Hornstruktur, welche um die Motorschaltung gefaltet ist
und die Motorschaltung vollständig
umschließt.
Wie in 1 gezeigt, hat
der Lautsprecher 20 eine im wesentlichen quadratische Umfangsform
und weist eine Hornplatte 22, einen Mündungsabschnitt 24 und
eine Endplatte 26 auf. Die Front des Mündungsabschnitts ist zu einer
Hornmündung 28 geformt,
um von dem Lautsprecher erzeugte akustische Energie an die Umgebungsluft
zu koppeln. Die Frontrichtung, wie durch den Pfeil 30 bezeichnet,
bezieht sich auf die allgemeine Übertragungsachse
des von dem Lautsprecher erzeugten Schalls. Wie in 2 gezeigt, ist die Rückseite des Lautsprecher 20 durch
die Endplatte 26 abgeschlossen. Die Endplatte 26 wirkt
mit der Hornplatte 22 zusammen, um gefaltete Hörner zu
definieren, welche in der Hornplatte gebildet sind. Zwischen Endplatte 26 und
Hornplatte 22 kann eine Dichtung eingesetzt sein, um Luftleckagen
zu vermeiden. In der beispielhaft dargestellten Ausführungsform
beträgt
das Maß der
Seiten der im Wesentlichen quadratischen Hornmündung 28 ca. 5,75 Inch.
Die Gesamtlänge
des Lautsprechers, d. h. der Abstand zwischen der Endplatte 26 und
dem vorderen Ende des Mündungsabschnitts 24,
beträgt
ca. 2,63 Inch.
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Für
den Fachmann wird unmittelbar erkennbar sein, dass der Hornlautsprecher 20 wesentlich kompakter
ist als existierende Sirenen-Hornlautsprecher mit vergleichbarer
akustischer Ausgangsleistung. So würde beispielsweise der Lautsprecher nach
dem Stand der Technik, wie in der US-PS Nr. 4 893 343 offenbart,
bei ähnlicher
Mündungsgröße eine
Gesamtlänge
von ca. 5,25 Inch aufweisen, was das Doppelte dessen des erfindungsgemäß aufgebauten
Lautsprechers 20 ist. Die drastische Längenreduzierung des erfindungsgemäßen Hornlautsprechers
wird erzielt durch Integration der Struktur der Motorschaltung mit
der Struktur des gefalteten Horns.
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Es wird nun auf die Schnittdarstellung
von 3 Bezug genommen,
gemäß welcher
die Motorschaltung 36 eine Magnetanordnung 38,
eine domförmige
Membran 40 und eine mit der Membran verbundene Schwingspule 41 auf
einem Wickelkörper aufweist.
Die Membran 40 ist schwingfähig entlang der Längsachse
des Lautsprechers gelagert. Die Schwingspule 41 wechselwirkt
mit der Magnetanordnung 38, um die Membran 40 zu
Schwingungen anzutreiben, um akustische Energie zu erzeugen. Ein Phasenstecker 42 ist
von der Membran 40 durch einen kleinen Spalt beabstandet,
allgemein als "frontseitige
Compliance" bezeichnet.
Der Phasenstecker 42 wirkt mit der schwingenden Membran 40 zusammen,
um Schallwellen zu erzeugen, die durch die Hornstruktur des Lautsprechers
an die Außenluft
gekoppelt werden.
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In der beispielhaft dargestellten
Ausführungsform
ist der Phasenstecker 42 integral geformt an der Hornplatte 22 gebildet
und weist in ihm gebildete Öffnungen
auf. Wie weiter unten noch ausführlicher
beschrieben werden wird, führt
jede der Öffnung zu
einem gefalteten Horn in der Hornplatte 22 und bildet den
Hals des jeweiligen Horns. Die integral geformte Ausbildung des
Phasensteckers für
die Motorschaltung an der Hornplatte resultiert in einer wesentlichen
Verkürzung
der Gesamtlänge
des Lautsprechers 20.
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Eine weitere Längenreduzierung resultiert aus
der Aufnahme der Motorschaltung 36 in dem Mündungsabschnitt 24 der
Hornstruktur. Wie in 3 gezeigt,
ist die Magnetanordnung 38 der Motorschaltung 36 in
einer Aufnahme 44 aufgenommen, welche integral geformt
in dem Mündungsabschnitt 24 des
Lautsprechers gebildet ist. Wie weiter unten noch ausführlicher
beschrieben, führt
diese Integration der Struktur der Motorschaltung mit der Hornstruktur
nicht nur zu einer Verkürzung
der Länge
des Lautsprechers, sondern bietet auch eine sehr einfache, präzise und
robuste Möglichkeit
zum Anordnen der Motorschaltung 36 und verschafft wesentliche
Vorteile im Hinblick auf die Kontrolle der Betriebstemperatur der
Motorschaltung.
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Die Konstruktion der Hornplatte 22 ist
am besten aus den 4A und 4B ersichtlich. Bei der beispielhaft
dargestellten Ausführungsform
weist die Hornplatte 22 eine Dicke von ca. 0,75 Inch auf.
Die Hornplatte 22 ist bevorzugt als unitäres Teil
gebildet, bevorzugt aus Aluminium geformt. Das Zentrum der Vorderseite
der Hornplatte 22, wie in 4A gezeigt, weist
eine integral geformte konkave Oberfläche auf, die als Phasenstecker 42 der
Motorschaltung dient. Der Phasenstecker 42 weist vier darin
gebildete Öffnungen 45–48 auf.
Jede der Öffnungen 45–48 mündet in
ein gefaltetes Horn auf der Rückseite
der Hornplatte 22, wie in 4B gezeigt.
Auf der Vorderseite der Hornplatte 22 sind zwei Justierstifte 89 und 90 angeordnet,
welche dazu verwendet werden, die Membran 40 der Motorschaltung
und den Mündungsabschnitt 24 bezüglich der
Hornplatte 22 auszurichten.
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Wie in 4B gezeigt,
weist die Rückseite der
Hornplatte 22 vier darin geformte gefaltete Hörner 49–52 auf.
Durch Falten der Hörner
in der senkrecht zur Längsrichtung
des Lautsprechers liegenden Ebene der Hornplatte 22 wird
eine beträchtliche Hornlänge auf
sehr kleinen Abmessungen in der Längsrichtung des Lautsprechers
erzielt. Die Öffnungen 45–48 in
dem Phasenstecker 42 koppeln die durch die Motorschaltung
erzeugte akustische Energie in die gefalteten Hörner 49–52 und
bilden so jeweils die Hälse
der gefalteten Hörner.
Die durch die Hörner 49–52 geleitete
akustische Energie wird in Vorwärtsrichtung
des Lautsprechers durch vier im Wesentlichen rechteckige Schlitze 53–56 auf
der Vorderseite der Hornplatte umgelenkt.
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Das elektrische Signal zum Betreiben
der Motorschaltung ist über
zwei isolierte Elektrodrähte 91 und 92,
welche über
eine Öffnung 94 seitlich
der Hornplatte in den Lautsprecher eintreten, an die Motorschaltung
gekoppelt. Die Drähte
werden über
zwei Durchgangslöcher 95 bzw. 96 von
der Rückseite
der Hornplatte 22 zu deren Vorderseite geführt. 4C zeigt die auf der Vorderseite
der Hornplatte 22 angeordnete Membran 40 der Motorschaltung.
Die Enden der Drähte 91 und 92 sind
an leitfähige
Federbänder 97 bzw. 98 angelötet. Die
leitfähigen
Federbänder 97 und 98 sind
ihrerseits mit den Enden der Schwingspule 41 verbunden,
welche auf einen mit der Membran 40 verbundenen Wickelkörper gewickelt
ist. Im Randbereich der Membran 40 sind zwei Justierlöcher gebildet,
welche über
die entsprechenden Justierstifte 89, 90 an der Hornplatte 22 passen,
wenn die Membran 40 in ihrer Betriebsposition installiert
wird.
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Es ist ein Merkmal der dargestellten
Ausführungsform,
dass die Motorschaltung direkt an dem Phasenstecker 42 mit
einer Mehrzahl von separaten Hörnern
in der Hornplatte 22 gekoppelt ist. Diese Kopplung ist
schematisch in 5A gezeigt,
wobei die vier Hörner 45–48 direkt
von dem Phasenstecker 42 vorspringen. Die akustischen Wellen
passieren die vier Hörner
und werden an der Hornmündung 28 wieder
vereinigt, zur effizienten Kopplung an die Außenluft. Wie in 1 und in 5A gezeigt, bleiben bei der beispielhaft
dargestellten Ausführungsform die
beiden Hornabschnitte 57, 58 bis zum Ende der Hornstruktur
getrennt. Die finale Vereinigung der Schallwellen findet nicht im
Lautsprecher statt, sondern effektiv vor dem Lautsprecher.
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Als Vergleich ist die Treiber-Horn-Kopplung, wie
sie in dem Lautsprecher nach dem Stand der Technik gemäß der obengenannten
US-PS Nr. 4 893 343 offenbart ist, in 5B schematisch
dargestellt. Die von der Motorschaltung 59, welche einen
(nicht gezeigten) Phasenstecker aufweist, erzeugte akustische Energie
wird über
einen von der Motorschaltung getrennten Trichterhals 62 an
ein einzelnes Horn 60 gekoppelt. Das Horn 60 ist
zweifach gegabelt, und zwar zunächst
durch eine Umleitungsfläche 64 und dann
durch Umleitungsflächen 65 und 66,
so dass sich vier Horndurchlässe
ergeben. Die durch die vier Horndurchlässe geleiteten akustischen
Wellen werden an der Hornmündung 68 wieder
vereinigt.
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Die Konstruktion des Mündungsabschnitts 24 der
beispielhaft dargestellten Ausführungsform
ist am besten aus den 6A und 6B zu ersehen. Der Mündungsabschnitt 24 weist
einen unitären
Körper 25 auf,
der aus einem wärmeleitfähigen Material
hergestellt ist. In der bevorzugten Ausführungsform ist der unitäre Körper aus
Aluminium geformt und dann auf Erhalt der präzisen Dimensionen der relevanten Merkmale
bearbeitet. Die Vorderseite des Mündungsabschnitts 24 ist
in 1 gezeigt. 6A zeigt die Rückseite
des Mündungsabschnitts 24 mit
der Magnetanordnung 38 der Motorschaltung darin aufgenommen. 6B zeigt den Mündungsabschnitt 24,
jedoch ohne die Magnetanordnung 38. In der Mitte der Rückseite
des Mündungsabschnitts 24 ist eine integral
geformte Aufnahme 44 zur Aufnahme der Magnetanordnung 38 der
Motorschaltung gebildet. Bei der beispielhaft dargestellten Ausführungsform ist
die Aufnahme 44 in Form eines zylinderförmigen Rücksprungs ausgeführt. Benachbart
zu den Rändern
des Mündungsabschnitts
sind vier im Wesentlichen rechteckige Schlitze 71–74 so
angeordnet, dass sie mit den vier Schlitzen 53–56 an
der Vorderseite der Hornplatte 22 zusammenpassen. Der Mündungsabschnitt
weist zwei Justierlöcher 101 und 102 auf,
welche mit den Justierstiften 89, 90 an der Hornplatte 22 in
Eingriff kommen, wenn die Hornplatte an dem Mündungsabschnitt befestigt wird.
Die vier Schlitze 71–74 münden in
die an der Vorderseite des Mündungsabschnitts
gebildete Hornmündung 28, wie
in 1 dargestellt. Somit
wird die von der Motorschaltung erzeugte akustische Energie durch
die vier gefalteten Hörner
in der Hornplatte 22 geleitet und tritt dann an der Hornmündung 28 aus.
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Neben der wesentlichen Reduzierung
der Gesamtlänge
des erfindungsgemäßen Lautsprechers
bietet die Integration der Struktur der Motorschaltung mit der Struktur
des Mündungsabschnitts folgendes:
(1) eine äußerst einfache,
robuste und präzise
Möglichkeit
zum Anordnen der Motorschaltung in dem Hornlautsprecher, und (2)
eine wesentlich verbesserte Wärmedissipation
der von der Motorschaltung erzeugten Wärme. Die Aufnahme 44 in dem
Mündungsabschnitt 24 hält die Magnetanordnung 38 fest
am dafür
vorgesehenen Ort in Übereinstimmung
mit den anderen Lautsprecherkomponenten. Dank dieser einfachen Anordnungsmöglichkeit hat
der Lautsprecher einen sehr einfachen Aufbau. Bei der beispielhaft
dargestellten Ausführungsform weist
der Lautsprecher 20 nur fünf trennbare Hauptteile auf,
nämlich
den Mündungsabschnitt 24,
die Magnetanordnung 38, die Membran 40, die Hornplatte 22 und
die Endplatte 26. Die integral geformte Ausbildung des
Phasensteckers 42 an der Hornplatte 22 vermeidet
Justierfehler, die durch die Verwendung eines separat eingefügten Phasensteckers
vor der Membran eingeführt
werden. Weil beim Zusammenbau dieser Teile keine Justage erforderlich
ist, ist die richtige Einstellung zwischen Membran 40,
Phasenstecker 42 und Hornstruktur zum Erhalt optimaler Leistung
sichergestellt.
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Es ist ein Merkmal der Erfindung,
dass die Magnetanordnung 38 in wirksamem Wärmekontakt mit
einem wärmeleitfähigen Abschnitt
der Hornstruktur ange ordnet ist. In der bevorzugten Ausführungsform
ist die in dem Mündungsabschnitt 24 gebildete Aufnahme 44 so
dimensioniert und gestaltet, dass sie mit der Magnetanordnung 38 zusammenpasst,
um eine wirksame Wärmeübertragung
zwischen der Magnetanordnung 38 und dem Mündungsabschnitt
bereitzustellen. Mit dieser Anordnung wird der gesamte Mündungsabschnitt 24 zur
Wärmesenke
für die
Motorschaltung 36, und die Luft, welche die Hornmündung passiert,
trägt zur
Kühlung
der Motorschaltung bei. In der bevorzugten Ausführungsform wird die Wärmeleitung
zwischen der Magnetanordnung 38 und dem Mündungsabschnitt 24 dadurch
verstärkt, dass
die Aufnahme 44 ganz geringfügig kleiner als die Magnetanordnung 38 ausgeführt wird
und die Magnetanordnung 38 dann mit einer Kraft von etwa 5000
Ib in die Aufnahme gedrückt
wird, um einen festen Metall-Metall-Kontakt herzustellen.
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Alternativ kann die Aufnahme so ausgebildet sein,
dass sie eine enge Passung oder geringfügige Spielpassung gegenüber der
Magnetanordnung zeigt. Als Beispiel ist ein Lautsprecher mit einer
derartigen Anordnung in der Schnittdarstellung von 10 gezeigt. Der Mündungsabschnitt 120 des Lautsprechers
weist eine in ihm gebildete Aufnahme 122 auf, und in der
Aufnahme ist eine Magnetanordnung 124 aufgenommen. Die
richtige Wärmeübertragung
zwischen der Magnetanordnung 124 und dem Mündungsabschnitt 120 wird
bereitgestellt durch Füllen
eines Spaltes 126 zwischen der Magnetanordnung und der
Aufnahme mit einer dünnen
Lage 128 wärmeleitfähigen Klebstoffs.
Die Klebstofflage 128 verbindet die Magnetanordnung 124 fest
mit der Aufnahme 122 und überträgt die in der Motorschaltung erzeugte
Wärme wirkungsvoll
auf den Mündungsabschnitt.
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Die wirkungsvolle Wärmedissipation,
welche durch den Wärmeübergang
zwischen Motorschaltung und Hornstruktur erhalten wird, ist besonders wichtig
für die
Kontrolle der Betriebstemperatur der Motorschaltung. Eine unzureichende
Wärmeableitung
lässt die
Temperatur der Komponenten der Motorschaltung ansteigen, was eine
Verminderung des Wirkungsgrades der Schallerzeugung des Lautsprechers
zur Folge hat. In schweren Fällen
kann die Wärme
ein Ausbrennen der Schwingspule 41 der Motorschaltung verursachen
oder dazu führen,
dass die Magnetanordnung 38 ihre magnetische Anziehungskraft
verliert. Die erheblichen Unterschiede, die sich für die Betriebstem peratur
der Motorschaltung durch die effiziente Wärmedissipation ergeben, sind deutlich
an den gemessenen Betriebstemperaturwenen von 7 abzulesen. Die Datenpunkte auf der Kurve 80 zeigen
gemessene Temperaturdaten der Magnetanordnung einer Motorschaltung,
welche in einem Lautsprecher von 1 installiert
ist. Die Datenpunkte auf der Kurve 82 stellen gemessene
Temperaturdaten dar für
eine bloße
Motorschaltung, nur bestehend aus einer Membran mit einer Schwingspule
und einer Magnetanordnung. Die Temperaturdaten der Umgebungsluft
sind als Referenz ebenfalls gezeigt, und zwar auf der Kurve 84.
Der komplette Lautsprecher sowie die bloße Motorschaltung wurden bei
einer elektrischen Eingangsleistung von 16 W Gleichstrom (DC) für 45 Minuten
betrieben.
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Wie in 7 gezeigt,
stieg die Temperatur der Motorschaltung in dem Lautsprecher während des
Betriebs langsam und zeigte die Tendenz, unterhalb 50°C abzuflachen.
In krassem Gegensatz dazu setzte die Temperatur der bloßen Motorschaltung, welche
nicht über
die effiziente Wärmeableitung
verfügte,
die durch den Mündungsabschnitt
bereitgestellt wird, ihren raschen Anstieg während des Betriebs fort und
näherte
sich am Ende der Messung einem Wert von 90°C. Die Daten in 7 wurden mit einer DC-Eingangsleistung
gewonnen, so dass keine Schallwellen vom Lautsprecher erzeugt wurden.
Es wird erkennbar sein, dass bei Feldbetrieb die hohe Luftgeschwindigkeit
der Schallwellen an der Hornmündung
zu einer weiteren Verminderung der Betriebstemperatur der Motorschaltung
beitragen wird.
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Die kompakten Abmessungen des erfindungsgemäßen Hornlautsprechers
sorgen für
eine wesentlich verbesserte Flexibilität hinsichtlich der Platzierung
des Lautsprechers. Eine Folge davon ist, dass der Lautsprecher an
Orten installiert werden kann, die mit den viel sperrigeren und
schwereren Sirenen-Lautsprechern nach dem Stand der Technik nicht
möglich
sind. So gestattet zum Beispiel, wie in 8 gezeigt, das kleine Maß in Längsrichtung
des Lautsprechers, den Lautsprecher in dem relativ engen Raum zwischen
dem vorderen Karosserierahmen 102 vor dem Kühler und
der Winddämpferschürze 106 eines
Fahrzeugs zu installieren. Der Lautsprecher kann an einer mit dem
vorderen Karosserierahmen verbundenen Halterung angeordnet sein.
Zu diesem Zweck weist der Lautsprecher 20 seitlich zwei
Befestigungslöcher 111 (1) zur Aufnahme von Befestigungsmitteln
auf. 9 zeigt beispielhaft eine
Montagehalterung 108 zur Anordnung des Lautsprechers 20 in
einem gegebenen Fahrzeug an dem in 8 gezeigten
Ort. Es wird erkennbar sein, dass verschiedene Fahrzeuge verschiedene
Konfigurationen von Montagehalterungen verlangen können.
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Aus der vorstehenden Detailbeschreibung wird
erkennbar sein, dass die Erfindung einen Hornlautsprecher bereitstellt,
der viel kompakter ist als existierende Sirenen-Hornlautsprecher.
Die kompakten Abmessungen des Lautsprechers bieten eine wesentlich
verbesserte Flexibilität
hinsichtlich der Anordnung des Lautsprechers in einem Notfallfahrzeug. Erzielt
wird die Kompaktheit durch Integration der Struktur der Motorschaltung
mit der Hornstruktur. Die integrierte Struktur resultiert ferner
in einer sehr einfachen Konstruktion, die robust ist, eine geringe
Zahl an Bauteilen aufweist und leicht herzustellen ist, und ermöglicht eine
hocheffiziente Ableitung der durch die Motorschaltung während des
Betriebs erzeugten Wärme.