DE7344440U

DE7344440U - Schalltrichter

Info

Publication number: DE7344440U
Application number: DE7344440U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-12-18
Publication date: 1974-03-28

Description

,'.y «if ff

BE 15 ¹GG4

1 4. Dez, 1973

Einreichungsfertio j- ,

iterer,;· ernten L-

DL-lng. Dipl.-»'·!)· -·^κ;ϊϋ

Manuel Huber, Zollikon

(Schweiz)

Schalltrichter

Die Neuerung betrifft einen Schalltrichter, insbesondere zur Verwendung für Lautsprecheranlagen, wie beispielsweise auf Bahnhöfen, Flugplätzen, Sportstadien oder auch in Auditorien, wie z. B. Kino- oder Theatersälen.

Zweck eines solchen Schalltrichters ist die richtige und möglichst verzerrungsfreie Abstrahlung der vom Lautsprecher abgegebenen Schallenergie. Namentlich bei Aufstellung im Freien ist es wichtig, dass der Trichter den Schall derart

abstrahlt, dass beispielsweise eine P'jrchsa'jo trotz anderweitiger Geräusche von möglichst vielen Personen verstanden wird, auch wenn diese in einem relativ ungültigen Winkel zum Trichter stehen. Die verzerrung ire ie Wiedergabe der Töne ist neben einer Wirkungsgradverbesseruno durch den Schalltrichter eine wesentliche Bedingung für einen solchen Schalltrichter. Deshalb werden die Schalltrichter praktisch nur noch als sogenannte Exponentialtrichter hergestellt, d.h. der Querschnitt des Trichters nimmt vom Lautsprecher weg exponentiell zu.

Die bisherigen Schalltrichter wurden aus Metall, meist aus Aluminiumguss, oder aus Holz hergestellt. Beide Materialien weisen jedoch den Nachteil der Resonanz auf. Es lässt sich daher auch bei bester Formgebung der Trichter nicht vermeiden, dass gewisse Frequenzen den Werkstoff zu Eigenschwingungen anregen und zwar namentlich in tiefen Bereichen, so dass vor allem tiefe Frequenzen eine empfindliche Störung erleiden. Bei höheren Frequenzen liegen die Verhältnisse etwas günstiger, da dann die Resonanz geringer ist.

Es ist schon versucht worden, eine verbesserte Abstrahlung der Schallenergie über einen grösseren Abstrahlungswinkel zu erreichen. Solche Schalltrichter sind unter dem Namen "Multizell-Hörner" bekannt geworden. Bei ihnen ist der gesamte Trichter durch horizontale und vertikale Zwischenwände in einzelne Zellen unterteilt, und die Zellwände sind mit einer Plastikmasse gefüllt, die beidseitig durch Metall oder Holz abgedeckt ist. Die Plastikmasse soll die unerwünschten Eigenschwingungen wenigstens in den Zwischenwänden dämpfen, was jedoch nicht vollständig erreicht wird, da die aus Metall oder Holz bestehende Abdeckung nach wie vor schwingt.

Man hat aus diesem Grunde auch schon solche "Multizell-Hörner" aus Fiberglas hergestellt. Jedoch ist der erzielte

,III · · ·

Gewinn an Resonanzunterdrückung relativ gering, da auch Fiberglas unter Schalleinwirkung schwingen kann.

Alle diese relativ aufwendigen Massnahmen wie verfeinerte Formgebung und Zellenbauweise sind somit zur Erreichung einer möglichst verzerrungs- und resonanzfreien Abstrahlung nicht ausreichend. Die Neuerung sieht daher vor, diese Massnahmen wirkungsvoll zu ergänzen und dadurch einen wirklich verzerrungs- und resonanzfreien Schalltrichter zu schaffen.

Dies' wird neuerungsgemäss dadurch erreicht, dass dieser Schalltrichter aus ausgehärtetem Schaumstoff besteht.

Vorzugsweise besteht der Schalltrichter aus einem Hartschaum, dessen Resonanzfrequenz unterhalb der tiefsten Frequenz liegt, die der Schalltrichter noch übertragen kann, also, unterhalb der sogenannten Cutoff-Frequenz. Ein besonders geeigneter Hartschaum ist Polyurethan-Integralschaum. Integral- oder Strukturschäume haben bekanntlich eine zellige Struktur, aber eine glatte und geschlossene Oberfläche, weshalb sie sich für den vorgesehenen Zweck ideal eignen. Versuche haben denn auch ergeben, dass der Polyurethan-Integralschaum für alle untersuchten Materialien weitaus am besten geeignet ist und die Wiedergabe sowohl von Musik wie Sprache entscheidend verbessert. Vor allem fehlt der rauhe verzerrte Klang, den alle Schalltrichter aus den bisher bekannten Materialien aufweisen, fast vollständig.

Ein solcher Schalltrichter weist verschiedene Vorteile auf. Ein Vorteil liegt in der besseren akustischen Dämpfung, d.h. der Trichter weist praktisch keine Resonanz mehr auf. Dabei ist die Innenwand eines solchen Trichters sicher glatter als diejenige eines Metalltrichters und jedenfalls erheblich glatter als diejenige eines Trichters aus Holzj

sie ist sogar besser als eine Innenwand aus lackiertem Metall. Von erheblichem Vorteil ist sodann die enorme Gewichtsverringerung; das Gewicht eines solchen Trichters macht nur etwa ein Fünftel bis ein Zehntel desjenigen eines konventionellen Trichters aus. Dies ist namentlich bei Aufstellung im Freien, wo noch Winddruck mitberücksichtigt werden muss, ein bedeutender Vorteil. Im weiteren fallen bei einem solchen Schalltrichter gerade bei der erwähnten Aufstellung im Freien alle Probleme des Kostschutzes weg, und schliesslich ist Schaumstoff ein billiges Material, so dass solche Schalltrichter auch preislich sehr günstig sind.

Es muss noch darauf hingewiesen werden, dass ein solcher Schalltrichter sowohl in einfacher Ausführung wie auch als "Multizell-Horn" ausgeführt werden kann.

Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemässen Schalltrichters sind in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt, es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen typischen einfachen 300 Hz-Radial-Schalltrichter,

Fig. 2 eine Aufsicht auf einen solchen Trichter,

Fig. 3 eine Frontansicht eines Multizell-Schalltrichters, und

Fig. 4 e*nen Längsschnitt in der Ebene A-A in Fig. 3.

Der einfache Schalltrichter 1 gemäss Fig. 1 und 2 weist obere und untere Wände 2 und seitliche Wände 3 auf. Die Wände sind so zueinander angeordnet, dass der Querschnitt vom Eingang 4, der üblicherweise an einen Lautsprecher (Treiber) 5 angeschlossen wird, bis zur Mündung 6 exponentiell zunimmt. Das Verhältnis der Abmessungen der Wände 2 zu den Wänden 3 richtet sich dabei nach den Betriebsbedingungen; bei einer Lautsprecheranlage, die nur zur Durchgabe von Ansagen dient, wie

ζ.L. in Flughäfen oder Bahnhöfen, muss der Schall möglichst in einem breiten Bereich abgestrahlt werden, hingegen kann der Abstrahlungswinkel in der Vertikalebene relativ klein sein. Man wird also in einem solchen Fall das Horn, wie dargestellt, an der Mündung 6 breit ausführen, also für die Wände 2 eine grosse Abmessung und für die Wände 3 eine im Verhältnis dazu kleine Abmessung wählen. Für andere Bedingungen sind hohe und schmale, bei universeller Verwendung eher quadratische Schalltrichter vorteilhaft.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein sogenanntes Multizellhorn I¹, dessen Cutoff-Frequenz bei 220 Hz liegt. Dieser Schalltrichter ist durch Zwischenwände 7, die sich von einer Stelle in der Nähe des Einganges 4 bis zur Mündung 6 erstrecken, unterteilt, so dass einzelne Zellen 8 gebildet sind. Diese Zellen 8 v/eisen mit Vorteil einen quadratischen Querschnitt au£. Der Schallcrichter 1' wird an die vorhin erwähnten Betriebsbedingungen so angepasst, dass in der Breite und in der Höhe eine unterschiedliche Anzahl von Zellen aneinander gereiht werden. Natürlich sind auch quadratische Multizellhörner denkbar.

Die Zwischenwände 7 bestehen aus demselben Material wie der Schalltrichter und sind so ausgebildet, dass jede einzelne Zelle die bereits beim einfachen Schalltrichter 1 erwähnte exponentielle Zunahme des Querschnitts aufweist.

Der Schalltrichter wird wie folgt hergestellt:

Mit einer Spritzgussrnaschine werden die beiden Komponenten des Polyurethan-Integralschaumes unter sehr hohem Druck in eine Form gespritzt. Das Material beginnt sich sofort auszudehnen und wird innerhalb einiger Minuten hart. Danach wird der Schalltrichter aus der Form herausgenommen und mit einer geeigneten Farbe gespritzt. In die Form sind Befestigungslöcher sowie ein Eingangsgewinde für Standardlautsprecher

(Treiber) 5 eingebaut, so dass jede weitere Verarbeitung unnötig ist. An verschiedenen Stellen sind in d' ·χ Form sehr kleine Löcher angebracht, durch welche die in der Form vorhandene Luft entweichen kann, so dass keine Blaser- an der Oberfläche des Schalltrichters entstehen.

Der Polyurethan-Integralschaum ist ein akustisch dämpfendes Material. Messungen ergeben, dass er zwar bei sehr niedrigen Schallfrequenzen in eine leichte Resonanz versetzt wird, so dass diese Schwingungen durch Auflegen mit der Hand spürbar werden. Da jedoch diese niederen Frequenzen infolge der praktisch verwendbaren Grosse des Schalltrichters nicht übertragen werden, also unterhalb der schon erwähnten Cutoff-Frequenz des Schalltrichters .liegen, spielt dies keine Rolle. Schalltrichter aus anderen Materialien, namentlich solche aus Guss, haben hingegen Resonanzfrequenzen, die zwar kleinere Amplituden aufweisen, jedoch meist oberhalb der Cutoff-Frequenz liegen, so dass sie das Klangbild sehr negativ beeinflussen.

Claims

Schutzansprüche

1. Schalltrichter, insbesondere zur Verwendung für Lautsprecheranlagen, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem ausgehärteten Schaumstoff besteht.>s

2. Schalltrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem ausgehärteten Schaumstoff besteht, dessen Resonanzfrequenz unterhalb der tiefsten Frequenz liegt, die der Schalltrichter zu übertragen imstande ist.s

3. Schalltrichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Polyurethan-Integralschaum besteht. /

Sb/dh/13.12.1973