DE856899C

DE856899C - Mit einem Lautsprecher ausgeruestete Tonfuehrung

Info

Publication number: DE856899C
Application number: DEG1366A
Authority: DE
Inventors: Fritz Gabriel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-03-16
Filing date: 1950-03-16
Publication date: 1952-11-24

Description

Mit einem Lautsprecher ausgerüstete Tonführung Die übliche Anordnung des Lautsprechers in Empfangsgeräten, den Lautsprecher nämlich hinter einem Schalloch eines in die Vorderwand eingefügten und mit gut scballdurchläs-sigem Stoff überspannten sog. Schallbrettes anzuordnen, hat zwei hinsichtlich der Güte der Wiedergabe recht erhebliche Mängel: Bei der angegebenen Lautsprecheranordnung wird der Schall, nicht nur, wenn der Hörer unmittelbar vor dem Gerät sitzt, sondern auch noch, wenn er sich etwas weiter von ihm entfernt hat, mit sehr starker Bevorzugung der direkten Richtung vom Lautsprecher zum Kopf d-es Hörers diesem sozusagen ins Gesicht geblasen, während er sonst gewöhnt ist, Musik, aber auch Gesang und Sprache unter Raumverhältnissen zu hören, d. h. unter Umständen, bei denen die Ohren aus verschiedensten Richtungen mindestens chensoviel indirekten reflektierten wie direkten Schall aufnehmen. Die für das menschliche Gefühl unnatürlich einseitig gerichtete SchalIzustrahlung der üblichen Lautsprecheranordnung wird schon bei einer noch ziemlich leisen Wiedergabe als Verflachung empfunden, ohne ,daß man sich vielleicht des Grundes bewußt wird. Bei größeren Schallstärken, wie sie erforderlich sind, um das Schalldruckverhältnis der einzelnen Töne annähernd zutreffend dem unterschiedlichen Empfinden des Ohres anzupassen, also Musik und Gesang, aber auch Sprache, mit nahezu richtiger Klangmischung zu hören, erweckt die einseitige Schallzustrahlung den Eindruck von etwas Gepreßtem, das wie aus einem geöffneten Ventil auf den Hörer eindringt. Der zweite Mangel der üblichen Lautsprecheranordnung besteht darin, daß gewöhnlich keine oder nur ganz unzulängliche Maßnahmen getroffen sind, das vom Lautsprecher erregte Mitschwingen und Mittönen des meist aus Holz oder Kunststoff gefertigten Gehäuses des Empfangsgerätes zu unterdrücken. Dies Mittönen der Gehäusewänide wirkt sieh ,nicht nur insofern als eine Verfälschung der Wiedergabe aus, weil dadurch die mit Resoiianzfrequ-einzen der Wände übereinstimm-endenTöne ganz ungebührlich verstärkt und zugleich die dem Wandmaterial, Holz oder Kunststoff, entsprechenden höheren Tonharmonischen hinzugefügt werden, sondern bewirkt auch infolge des Nachklingens der Gehäusewände eine zeitliche Überlappung aufeinanderfolgender Töne und Laute, die als Verschmierung empfunden wird und z. B. Sprache wesentlich schwieriger verständlich macht. BeideMängelzusarninengenornmen lassen die Wiedergabe dem Hörer so erscheinen, als befände sich der Sprecher, die Sängerin bzw. der Sänger oder das Orchester in einem engen mit Bretterwänden umkleideten Raum, aus dem die Sprache, der Gesang oder die Musik nur durch eine ziemlich kleine mit Stoff verkleidete Öffnung zu ihm dringen können.
Der Erfinder hat nun gefunden, daß sich beide Mängel durch eine neue Lautsprecheranordnung beheben lassen, bei der die Membran des Lautsprechers ein Rohr aus schlecht sch@alldurahlässigeni und schlecht mechanische Schwingungen fortleitendem (schalltotem) Material abschließt, dessen Länge etwa ebensoviel wie sein kreisförmiger innerer Umfang betragen mag und ,das in horizontaler Lage quer zum Hörer angeordnet ist, so da-ß das eine Ohr des Hörers in ungefähr demselben Grade Schall von der frei liegenden Seite der Lautsprechermembran empfängt wie das andere Ohr Schall von der anderen Seite der Lautsprechermembran, die den Boden des Rohres bildet und ihren Schall durch (las Rohr aus dessen freiem Ende ausstößt. Bei dieser Lautsprecheranordnung tritt wider Erwarten keinesfalls ein akustischer Kurzschluß, insbesondere der tiefenTöne, ein. Es entsteht vielmehr der Eindruck einer durchaus einheitlichen und zudem unbeschädigten Tonquelle, die sich, je nach der Lautstärke, mehr oder minder nah in einem hinter dem Lautsprecherrohr liegenden ausgedehnten Raum zu befinden scheint, in den der Hörer wie durch eine weit geöffnete Flügeltür hineinhört. Dieser Eindruck wird, soweit das überhaupt möglich ist, noch verstärkt, wenn das sonst offene Ende des Lautsprecherrohres und evtl. auch die freie Seite !der Lautsprechermembran mit dünnem netzartigem, gut schalldurchlässigem Stoff überspannt werden. Der netzartige Stoff wirkt auf die hindurchlaufenden Schallwellen ähnlich wie ein sog. Gitter auf Lichtstrahlen; alle Schallwellen, deren Wellenlängen noch ein Mehrfaches der Maschengröße des Netzes betragen, und das trifft selbst für die Töne von über io ooo Hertz noch zu, werden beim Durchgang .durch den netzartigen Stoff aus ihrer geraden Fortpflanzungsrichtung abgebeugt und halbkugelförmig ausgebreitet.
Der Raum innerhalb des Lautsprecherrohres bildet aber einen Helmholtzschen Resonator, und es liegt daher nahe, zu liefürcliteii, claß ein bestimmter von der Länge und dem Durchmesser des Rohres abhängiger Ton und seine Höheren Harmonischen in dem Rohr höchst unerwünschte Verstärkungen gegenüber allen anderen Tönen erfahren könnten. Das ist zunächst überhaupt nur in dein Grade möglich, in dem die 1lemliran überschüssige Schwingungsenergie verfügbar =hat, die aber der geringen Membranmasse wegen stets nur sehr klein sein kann, jedenfalls aber vielmals kleiner ist als die überschüssige Schwingungsenergie einer Stimmgabel. Soweit trotzdem noch eine merkliche Resonatorwir'kung in Erscheinung treten sollte, kann sie dadurch unterdrückt werden, daß man die Innenfläche des Rohres möglichst raub gestaltet, sie beispielsweise mit Fetzen eines Wollstoffes beklebt, oder den Innenraum des Rohres in verschieden große Abschnitte unterteilt, etwa finit Hilfe von kreis- oder ellipsenförmigen Ringen aus Filz oder ähnlichem Material oder durch gut schalldurchlässige Wände aus dünnen netzartigen Stoffen. Diese Maßnahmen sind jedoch, wie sich erwiesen hat, äußersten Falles nur bei ungewöhnlich hohen Ansprüchen erforderlich.
Es ist natürlich wünschenswert, daß der vom einen Ende des Lautsprecherrohres auf den Hörer wirksame Schalldruck immer etwa der gleiche sei wie der vom andren Ende des Rohres ausgehende. Da nun die Schallabstrahlung von der Rückseite der Membran nur etwa zwei Drittel der Schallabstrahlung von ihrer Vorderseite beträgt und andererseits stets etwas Schallenergie im Rohr verlorengeht, so empfiehlt es sich, den Lautsprecher so mit dem Rohr zu verbinden, daß die Vorderseite der Membran ihm zugewandt ist; dabei muß man dann aber in Kauf nehmen, daß ;das Antriebssystem des Lautsprechers Platz außerhalb des Rohres beansprucht. Weil jedoch das menschliche Ohr erst beträchtliche Schalldruckunterschiede wahrzunehmen vermag, hat sich ergeben, daß es nicht nachteilig ist, das Antriebssystem innerhalb des Rohres unterzubringen, wobei dann die Vorderseite der Membran ,ihren Schall unmittelbar nach außen und die Rückseite der Membran den Schall durch das Rohr abgeben. Am zweckmäßigsten ist aber, das Rohr in zwei Hälften zu teilen und den Lautsprecher derart zwischen ihnen anzuordnen, daß die Vorderseite der Membran die eine Hälfte und die Rückseite der Membran die andere Hälfte abschließen. Eine der beiden Rohrhälften nimmt das Antriebssystem des Lautsprechers auf. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Lautsprecher zwischen zwei Rohrabschnitten verschiedener Länge anzuordnen; den Abschnitt vor der Vorderseite der Membran wird man hierbei länger wählen. Die freien Öffnungen beider Rohrabschnitte wären mit dünnem netzartigem Stoff zu überspannen.

Die Aufgabe, ein Lautsprecherrohr mitsamt dem Lautsprecher unter der Bedingung keiner Behinderung der beidseitigen Schallabgabe des Rohres so in das Gehäuse eines Schallwiedergabe-Empfangsgerätes, etwa eines Rundfunkempfängers, einzubauen, d@aß die Gehäusewände weder durch Fort-

pflanzung der hückstoißscli\\-ingungen des Laut-

sprechers noch durch auftreffende Schallenergie

zum Mitschwingen und \'littönen gebracht werden

können, ist leicht auf verschiedenste Weise zu er-

füllen, arn zweckmäßigsten aber wohl in der :Xrt,

die in den nachstehend erklärten Abbildungen

gezeigt wird. Die gleichen Einbauweisen und im

besonderen die in den Abl>ildungendargestelltel:in-

bauartwiiren auch anzuwenden, wenn es sichdarum

handelt, ein Lautsprecherrohr mit Lautsprecher in

ein separates Gehäuse einzubauen. 1)a nämlich die

meisten der heute gebräuchlichen Schallwiedergabe-

Empfangsgeräte bei der üblichen Einbauweise des

Lautsprechers die beiden eingangs behandelten

:Mängel aufweisen, kommt es in Frage, zur Ver-

besserung ihrer \\@iedergaliegüte ein Lautsprecher-

rohr als Außenlautsl)recher an Stelle kies eingebau-

ten anzuschließen. halreikanndasl.autspi-echerrohr

in seinem separaten Gehäuse entweder auf dem Ge-

häuse des Schallwiedergal>e-I?mpfangsgerätes oder

sonst irgendwo an der Wand einen geeigneten Platz

finden.

Auch beim Lautsprecherrohr ist die Güte der

Wiedergabe natürlich von der Qualität des Laut-

sprechers und der Verzerrungsfreiheit der ihm zu-

geführten Tonfrequenzströme abhängig. Anderer-

seits hat die Anwendung eines Lautsprecherrohres

bei sachgemäßer Ausführung keine auch nur merk-

liche \linderung der Wie=dergabe weder der hohen

wie der tiefen Töne und speziell der Bässe zur

Folge, sondern gewährt demgegenüber die behan-

delten Vorteile einer weitaus mehr natürlichen und

zugleich bedeutend klareren und wärmerenWieider-

gabe. Im besonderen tritt auch eine sog. »Baß-

anhebung«, wie sie Beute bei vielen Rundfunk-

empfangsg@eräten vorgesehen ist, bei der Wieder-

gabe mit einem Lautsprecherrohr in ihrem vollen

Umfange in Erscheinung.

Abb. i zeigt in schematischer Darstellung eine

beispielsweise Ausführungsform der Erfindung.

Alle Teile, ausgenommen nur der Lautsprecher

selber, sind in einem Schnitt gezeichnet, der die

Achse des Lautsprecherrohres und des Laut-

sprechers in sich aufnimmt, der Lautsprecher

dagegen in voller Seitenansicht. Es bezeichnen i

den Lautsprecher, hier ein solcher permanentdyna-

mischer Art, 2 den sehr viel kürzeren und 3 den

längeren Abschnitt des Lautsprecherrohres aus

schlecht schalldurchlässigem und schlecht mecha-

nische Schwingungen fortleitendem (schalltotem)

Material. Die Membran 4 des Lautsprechers trennt

die Innenräume der beiden Rohrabschnitte vonein-

ander. Der Lautsprecher ist an einen Holzring 5 an-

geschraubt, mit dem auch die beidenRohrabschnitte,

beispielsweise durch Einleimen, verbunden sind. Die

freien Enden der Rohrabschnitte, die, wie durch

strichpunktierte Linien angedeutet ist, mit dünnem

netzartigem, gut schalldurchlässigem Stoff über-

spannt sein sollen, ragen in passende Öffnungen der

linken und der rechten abgebrochen gezeichneten

Seitenwände 6 bzw. 7 des Gehäuses hinein, und zwar

unter Zwischenlage von einseitig verstärkten Gummi-

oder Filzringen 8 bzw. g. Die Ränder der Über-

spannungen zu verdecken, dienen die aus einem Kunststoff oder Blech gefertigten Ringe io bzw. i r. Der übrige etwa vorhandene Inhalt des Gehäuses, 1i beispielsweise ein Rundfunkempfangsgerät, ist nicht mitgezeichnet. Ebenso istderbesserenÜbersichtlichk.eit wegen die Befestigung des Holzringes 5 am !@ (rehä use fortgelassen; Abb. i wird in dieser Beziehung durch Abb. 3 ergänzt.

Wenn es erwünscht ist, die Bestandteile des 1_.autspredierrohres, das sind die beiden Rohrabschnitte, der Holzring und der Lautsprecher.
!, bereits vor dem Einsetzen in das Gehäuse fest miteinander zii verbinden, muß man die Gesamtlänge des Rohres etwas kürzer als den Abstand der beiden einander gegenüberliegenden Seitenwände des Gehäuses wählen. Die Befestigung des Rohres an diesen Seitenwänden kann dann beispielsweise in der Art geschehen, wie Abb. 2 das angibt. Hier bedeutet 12 einen mit der Seitenwand 13 des Gehäuses etwa durch Leimung zu verbindenden Ring aus schlecht Schwingungen, fortleitendem Material, der das Rohrende 14 aufnimmt; der Ring besteht aus zwei gleichen Hälften, von denen die zweite erst angeleimt wird, nachdem das Rohrende in die erste bereits angeleimte eingelegt ist.
Abb. 3 zeigt, wiederum in schematischer Darstellung, und zwar im Seitenriß von linlks gegenüber Abb. i, die beispielsweise Ausführungsform einer solchen Befestigung des den Lautsprecher i tragenden Holzringes 5 am Gehäuse, daß die Fortleitung der Rückstoßschwingungen des Lautsprechers in 1i die Gehäusewände weitgehend unterdrückt wird. Das wird hier mit Hilfe eines in Breite und Stärke zweckmäßig bemessenen, aus weichem Gummi bestehenden Bandes 15 erreicht, das einerseits an den Holzring und andererseits an die Holzklötze 16 und 17 angeschraubt oder mit ihnen durch Klemmlaschen verbunden ist. Die beiden Holzklötze sind an die Oberwand 18 bzw. an die Vorderwand ig des Gehäuses angeleimt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Mit einem Lautsprecher ausgerüstete Tonführung zur Verwendung in oder- in Verbindung mit Schallwiedergabegeräten, dadurch gekennzeichnet, daß a) das als Tonführung dienende Rohr (Schallrohr) im wesentlichen aus schlecht schalldurchlässigem und schlecht mechanische Schwingungen fortleitendem, also sog. schalltotem Material besteht, b) die Membran des Lautsprechers entweder das eine Rohrende abschließt oder den Innenraum des Rohres in zwei gleiche oder ungleicheAbschnitte unterteilt, und c) die Achse des Rohres (nicht auf den Hörer der Schallwiedergabe zu, sondern quer zu dieser Richtung) so angeordnet ist, daß der Schall aus dem einen und dem anderen Ende des Rohres den Hörer unter annähernd übereinstimmenden räumlichen Bedingungen erreicht.
2. Tonführung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Schallrohr (2, 3) waagerecht angeordnet ist und sich beispielsweise von einer Schallöffnung in der linken Seitenwand (6) eines Gehäuses bis in oder an eine Schallöffnung in der rechten Seitenwand (7) des Gehäuses erstreckt, wobei dieses Gehäuse außer der Tonführung mit dem Lautsprecher auch das Schallwiedergabegerät umschließen kann.
3. Tonführung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebssystem des Lautsprechers im Innenraum des Schallrohres liegt.
4. Tonführung nach Anspruch 2 oder 3, dudurch geleennzeichnet, daß .die beiden Enden des Schallrohres, evtl. unter Zwischenlage je 'eines Ringes aus mechanische Schwingungen schlecht fortleitendern Material, in oder an einander gegenüberliegenden Seiten eines das Schallrohr umfassenden Gehäuses oder Gestells befestigt sind.
5. Tonführung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Lautsprecher von einer Befestigung getragen wird, deren Mittel die Fortpflanzung der Rückstoßschwingungen des Lautsprechers über diese Befestigung weitgehend unterdrücken.
6. Tonführung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lautsprecher und' auch die beiden Abschnitte des Schallrohres auf einem Ring aus Holz, Kunststoffen oder Metall befestigt sind, dessen Öffnung etwa denselben Durchmesser wie die Membran des Lautsprechers aufweist und dessen äußerer Durchmesser den des Lautsprechers nur wenig übertrifft, und daß ferner der Ring derart mit Hilfe von hinreichend starken Bändern aus weichem Gummi beispielsweise an einem das Schallrohr umschließenden Gehäuse befestigt ist, daß die Befestigungsstellen der Bänder am Ring mit den Befestigungsstellen der Bänder am Gehäuse nur über je me'hrereZentimeterlangeStüdkeGummiband in Verbindung stehen.
7. Tonführung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallrohröffnungen mit einem dünnen netzartigen, gut schalldurchlässigen Stoff überspannt sind. B. Tonführung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schallrohr an einer oder mehreren Stellen durch eingefügte Ringe aus schalltotem Material in seinem Querschnitt verengt oder durch Wände aus dünnem netzartigem, gut schalldurchlässigem Stoff räumlich unterteilt ist. Angezogene Druckschriften: »Funk« 1942, S. 58 u. 59.