EP4302487A1 - Sound wave guide system for sound reproduction in speakers - Google Patents

Sound wave guide system for sound reproduction in speakers

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EP4302487A1
EP4302487A1 EP22714106.6A EP22714106A EP4302487A1 EP 4302487 A1 EP4302487 A1 EP 4302487A1 EP 22714106 A EP22714106 A EP 22714106A EP 4302487 A1 EP4302487 A1 EP 4302487A1
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EP
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sound
horn
neck
funnel
longitudinal axis
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Application number
EP22714106.6A
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Inventor
Rüdiger Lanz
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/30Combinations of transducers with horns, e.g. with mechanical matching means, i.e. front-loaded horns
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    • H04R1/345Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by using a single transducer with sound reflecting, diffracting, directing or guiding means for loudspeakers

Abstract

The invention relates to a sound wave guide system for sound reproduction in speakers. The problem addressed by the invention is that of providing a sound wave guide system in the form of a horn for transmitting acoustic sound waves which works in combination with a sound source and which continuously conducts and deflects the sound waves. This is achieved according to the invention by means of a horn which emits the sound waves, proceeding from a horn neck opening having a smaller end area to a horn mouth having a larger end area, into the environment. The horn neck is divided into at least two sound channels by at least one vertical separating wall. The horn neck transitions into a horn funnel, which ends at the horn mouth and in which a sound-deflecting body is disposed. The sound-deflecting body proceeds, as an extension of the separating wall, from a lower edge, expands, and tapers again toward the horn mouth. The vertically extending cross-sectional area of the horn neck perpendicular to the longitudinal axis of the horn has at least 80% of the vertically extending cross-sectional area of the horn neck perpendicular to the longitudinal axis of the horn at the transition to the horn funnel. Guide channels for deflecting the acoustic sound waves are formed between the sound-deflecting body and the horn funnel. The horn funnel is divided, by horizontally extending segment walls, into a plurality of sound compartments extending one over the other in parallel.

Description

Schallwellenleitsystem (Wave guide) zur Schallwiedergabe bei Lautsprechern Sound wave guide system (wave guide) for sound reproduction in loudspeakers
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schallwellen- leitsystem zur Schallwiedergabe bei Lautsprechern. Im professionellen Bereich der Lautsprecheranwendun- gen beispielsweise bei Konzerten, bei IndoorsportVeranstaltun- gen oder ähnlichem bestehen in den zur Verfügung stehenden hallenartigen Räumlichkeiten oft schlechte akustische Bedin- gungen. Es ist daher hier erforderlich, alle möglichen Techni- ken zur effizienten Steuerung von Lautsprechern und insbeson- dere der Ausrichtung breiter Schallfrequenzbänder zu nutzen. Hierbei ist eine der wesentlichen Verbesserungsoptionen die Steuerung der Ausrichtung der Abstrahlung von Schallwellen über das gesamte Audiosprecktrum, um die bestehenden Konzepte von Soundsystemen nochmals zu verbessern. The present invention relates to a sound wave guide system for sound reproduction in loudspeakers. In the professional field of loudspeaker applications, for example at concerts, at indoor sports events or the like, there are often poor acoustic conditions in the available hall-like rooms. It is therefore necessary here to use all possible techniques for the efficient control of loudspeakers and in particular the directing of wide sound frequency bands. One of the main improvement options here is the control of the direction of the radiation of sound waves over the entire audio spectrum in order to further improve the existing concepts of sound systems.
Es ist hierbei zwischen einem omnidirektionalen Lautsprecher (auch Radialstrahler oder Rundumstrahler genannt) als ein schallerzeugendes System, das im Idealfall gleichmäßig kugelförmig abstrahlt und Lautsprechern zu unterscheiden, die multidirektional abstrahlen, was im Bereich der Bühnentechnik angestrebt wird. A distinction must be made here between an omnidirectional loudspeaker (also known as a radial radiator or all-round radiator) as a sound-generating system that ideally radiates evenly in a spherical shape, and loudspeakers that radiate multidirectionally, which is what is striven for in the field of stage technology.
Es ist hierbei insbesondere bei Indoorveranstaltun- gen wie Konzerten eine wesentliche Herausforderung, die Schallabstrahlung von Lautsprechersystemen so zu steuern und auszurichten, dass die gesamte Fläche des Publikums qualitativ guten Sound erhält, wobei die Schwierigkeit darin liegt, das Publikum nah an der Bühne platzieren zu können und somit auch nahe an den Lautsprechersystemen. Die effiziente Steuerung der Schallabstrahlung und deren Ausrichtung durch das Lautspre- chersystem ändert hierbei idealerweise nichts an der ursprüng- lichen Signalwiedergabe. Indifferenzen oder auch akustisch ne- gative Vibrationen durch Reflexionen an Oberflächen an der Um- gebung führen zu Verlusten der Schallenergie, weshalb gerade die Ausrichtung des Schalls in die beabsichtigte Richtung eine deutliche Verbesserung der Ausnutzung der Leistung eines Soundsystems bedeutet. It is a major challenge, particularly at indoor events such as concerts, to control and so that the entire area of the audience receives good quality sound, the difficulty being being able to place the audience close to the stage and therefore also close to the speaker systems. Ideally, the efficient control of the sound radiation and its alignment by the loudspeaker system does not change anything in the original signal reproduction. Indifferences or acoustically negative vibrations caused by reflections on surfaces in the environment lead to losses of sound energy, which is why directing the sound in the intended direction means a significant improvement in the utilization of the performance of a sound system.
Es hat sich hierbei insbesondere bei Konzertbeschal- lungen ein bestimmter Anordnungs- und Gehäusetyp in Form von LautSprechersäulen sogenannten vertikalen Linearrays durchge- setzt, da hier die Möglichkeit einer Richtwirkung des Schalls gegeben ist. Unterstützt durch moderne digitale Elektronik insbesondere des Digital Signal Processing (DSP) ist es aktu- ell möglich, die konstruktiven Grenzen der Klangqualität von Line-Array-Systemen durch die Anwendung dieser Techniken zu überwinden bzw. signifikant zu verbessern. Durch diese DSP- Einheiten ist es möglich, die Emissionen übereinander angeord- neter Schallquellen, wie diese in Line Arrays angeordnet sind, zu verbessern, indem Interferenzen durch Überschneidungen in der Schallabgabe vermieden werden, indem kontrollierte Schall- verzögerungen oder auch Phasenverschiebungen der einzelnen Lautsprecher genutzt werden. A certain type of arrangement and housing in the form of loudspeaker columns, so-called vertical linear arrays, has prevailed, particularly in the case of sound reinforcement for concerts, since the possibility of a directional effect of the sound is given here. Supported by modern digital electronics, in particular Digital Signal Processing (DSP), it is currently possible to overcome or significantly improve the structural limits of the sound quality of line array systems by using these technologies. With these DSP units, it is possible to improve the emissions of sound sources arranged one above the other, such as those arranged in line arrays, by avoiding interference due to overlapping in the sound output by using controlled sound delays or phase shifts of the individual loudspeakers will.
Aber auch die Möglichkeiten, die sich durch DSP er- geben, überwinden nicht alle akustischen Probleme und Grenzen dieser Lautsprechersysteme. Insbesondere ist problematisch die Klangqualität zu Lasten des erforderlichen Schalldrucks zu korrigieren. Angestrebt wird ein linearer Frequenzgang des Schalls mit linearem Phasenverhalten ohne Interferenzen. Hier- bei soll idealerweise der gesamte beschallte Raum mit demsel- ben Signal in ausreichendem Pegel versorgt werden. Bei der Kombination mehrerer Lautsprecher ergeben sich aber Über- schneidungsbereiche in Form von Interferenzen, die schlechten Klang durch Auslöschungen im Frequenzbild bewirken. Je nach Phasenlage führt dieses bei bestimmten Frequenzen identischer Schallwellen von mindestens zwei unterschiedlichen Lautspre- chern aus gesendet zu diesen unerwünschten Auslöschungen, bei anderen Phasenlagen wiederum zu Verstärkungen. Im Ergebnis führt dies zu einem deformierten Frequenzgang mit daraus re- sultierendem unbefriedigenden Klangergebnissen. But even the possibilities that result from DSP do not overcome all the acoustic problems and limitations of these speaker systems. In particular, correcting the sound quality at the expense of the required sound pressure is problematic. The goal is a linear frequency response of the sound with linear phase behavior without interference. Ideally, the entire room covered with sound should be supplied with the same signal at a sufficient level. When several loudspeakers are combined, however, there are areas of overlap in the form of interference, the bad ones Effect sound through cancellations in the frequency image. Depending on the phase position, this leads to these unwanted cancellations at certain frequencies of identical sound waves sent from at least two different loudspeakers, and to amplification at other phase positions. As a result, this leads to a deformed frequency response with unsatisfactory sound results as a result.
Es ist in diesem Zusammenhang bekannt, neben digita- 1er Signalanpassung auch konstruktiv die Schallausrichtung und Umlenkung durch vor den Lautsprechern angeordnete Schallhörner zu erreichen. Dies ist insbesondere angestrebt, um eine mög- lichst breite Abstrahlung des Klangs zu erreichen und somit insbesondere die vorderen Bereiche eines beispielsweise Kon- zertsaals mit einem besseren Schall zu versorgen, da nun die Umlenkung des Schalls auch das Publikum mit besserem Klang versorgen kann, welches sich nahe an den Lautsprechern befin- det. In this context, it is known, in addition to digital signal adjustment, to also structurally achieve the sound alignment and deflection by means of acoustic horns arranged in front of the loudspeakers. This is aimed at in particular in order to achieve the widest possible sound radiation and thus in particular to provide the front areas of a concert hall, for example, with better sound, since the deflection of the sound can now also provide the audience with better sound, which is close to the speakers.
Bei der Abstrahlung des Schalls einer Lautsprecher- vorrichtung in eine Vielzahl von Richtungen ist es irr.Stand der Technik bekannt, hornartige Konstruktionen vor einen Laut- sprecher zu platzieren, um die Schallabstrahlung entsprechend umzulenken. Insbesondere das vertikale Abstrahlverhalten, eine ebene und somit auch isophasische Welle oder Wellenfront zu erzeugen, ist weit schwieriger umzusetzen. Im Hochtonbereich gibt es dazu unterschiedliche Ansätze. Allen gemeinsam ist die Verwendung von Schallwellenleitsystemen bzw. so genannten Wave-Guides . Dabei handelt es sich konstruktiv um Hörner, an die ein konventioneller Hochtontreiber angeschlossen wird bzw. die vor diesem angeordnet sind und dessen Schall an der Horn- Öffnung phasengleich austritt. When the sound of a loudspeaker device is radiated in a number of directions, it is known in the prior art to place horn-like constructions in front of a loudspeaker in order to correspondingly deflect the sound radiation. In particular, the vertical radiation behavior, to generate a flat and thus isophasic wave or wavefront, is much more difficult to implement. There are different approaches to this in the high-frequency range. What they all have in common is the use of sound wave guide systems or so-called wave guides. In terms of design, these are horns to which a conventional high-frequency driver is connected or which is arranged in front of it and whose sound exits the horn opening in phase.
Aus der Veröffentlichung DE 4108 409 A1 ist bei- spielsweise eine solche umgelenkte Abstrahlung des Schalls so- wie eine Schalldruckverstärkung offenbart. Hierfür sind alle leitenden Kanäle offenbart, die sich hornartig aufweiten, wo- bei man hierbei auch von einem sogenannten Ringhorn spricht. Eine weitere ähnliche hornartige Konstruktion offen- bart DE 19849 401 Al, deren Ziel eine großflächige akustische Abstrahlung einer Lautsprechervorrichtung ist. Eine das Grundprinzip der Schallumlenkung offenba- rende Veröffentlichung ist auch die GB 248061 A, bei der eine UmlenkungsVorrichtung den Schall in diverse Richtungen um- lenkt, nachdem der durch die Vorrichtung erzeugte Schalldruck durch ein Horn verstärkt worden ist. Auf dieses technische Prinzip baut auch die Veröf- fentlichung DE 102007 019 450, die einen Schalltrichter auf- weist, die den erzeugten Schall einer Lautsprechervorrichtung umlenkt. Ein Hornhals führt trichterförmig vom Ende des Laut- sprechers zur Schallumlenkung, wobei ein radiales Austreten des Schalls aus der Vorrichtung durch einen kegelartigen Volu- menkörper erfolgt. The publication DE 4108 409 A1, for example, discloses such a deflected sound emission and sound pressure amplification. For this purpose, all conductive channels are disclosed, which widen like a horn, which is also referred to as a so-called ring horn. Another similar horn-like construction is disclosed in DE 19849 401 A1, the aim of which is large-area acoustic radiation from a loudspeaker device. A publication that discloses the basic principle of sound deflection is also GB 248061 A, in which a deflection device deflects the sound in various directions after the sound pressure generated by the device has been amplified by a horn. The publication DE 102007 019 450, which has a sound funnel that deflects the sound generated by a loudspeaker device, is also based on this technical principle. A horn neck leads in a funnel shape from the end of the loudspeaker to the sound deflection, with the sound exiting the device radially through a cone-like volume body.
Eine omnidirektionale Lautsprecher-Vorrichtung ist auch aus der Veröffentlichung GB 2459 338 A offenbart mit ei- nem Horn, welches eine achsiale Schalleintrittsöffnung und ei- ne radiale Austrittsöffnung aufweist. Ein Hochtöner und ein Basslautsprecher sind hierbei in entgegengesetzter Richtung zueinander angeordnet, wobei eine rotationssymmetrische Anord- nung zur Längsachse vorgesehen ist. An omnidirectional loudspeaker device is also disclosed from the publication GB 2459 338 A with a horn having an axial sound entry opening and a radial exit opening. In this case, a tweeter and a bass loudspeaker are arranged in opposite directions to one another, with a rotationally symmetrical arrangement relative to the longitudinal axis being provided.
Eine weitere Schallumlenkanordnung ist bekannt aus der Veröffentlichung DE 410 8409 Al, bei der ein trichterför- miges Gebilde eine Art Ringhorn bewirkt, wodurch erfindungsge- mäß der Schall gleichmäßig in einem Raum verteilt werden soll. Hierfür ist das Ringhorn vor die Membran eines Lautsprechers gesetzt und vergrößert den Raum der Schallausdehnung über den Weg der Schalllänge kontinuierlich. A further sound deflection arrangement is known from the publication DE 410 8409 A1, in which a funnel-shaped structure causes a kind of ring horn, whereby, according to the invention, the sound should be evenly distributed in a room. For this purpose, the ring horn is placed in front of the membrane of a loudspeaker and continuously increases the space for sound expansion over the path of the sound length.
Ein weiteres LautSprecherSystem offenbart die Veröf- fentlichung GB 2302 231 A, die den Schall durch einen geraden Schallkanal vom Lautsprecher weiterleitet. Durch die Aufwei- tung des Kanals über die Schallweglänge fungiert diese Vor- richtung ebenfalls als Horn und bewirkt eine Schalldruckerhö- hung, wobei durch rückseitige Schallaustrittsöffnungen die om- ni-direktionale Abstrahlung des Schalls bewirkt wird. Another loudspeaker system is disclosed in GB 2302 231 A, which transmits the sound through a straight sound channel from the loudspeaker. Due to the widening of the canal over the length of the sound path, this pre- Direction also as a horn and causes an increase in sound pressure, whereby the omni-directional radiation of the sound is effected through the rear sound outlet openings.
Aus der Veröffentlichung EP 1635 606 Bl schließlich ist eine Beschallungsanlage mit einstellbarer Richtwirkung of- fenbart, wobei das System ein Lautsprechergehäuse mit einer Expansionsführung mit einer beweglichen Klappe aufweist, die durch eine vorbestimmte Bewegung parallel zu einer Ebene ver- schoben wird. Ein weiteres Lautsprechergehäuse bildet mit dem ersten Gehäuse eine Leitungsquellenanordnung und enthält eine bewegliche Klappe, die unabhängig von der früheren Klappe ver- schoben ist, wobei sich die Leitungsquellenanordnung entlang einer Richtung quer zur Ebene erstreckt. Finally, publication EP 1635 606 B1 discloses a public address system with adjustable directivity, the system having a loudspeaker housing with an expansion guide with a movable flap which is displaced parallel to a plane by a predetermined movement. Another speaker cabinet forms a line source assembly with the first cabinet and includes a moveable door that is translated independently of the former door, with the line source assembly extending along a cross-plane direction.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung vor diesem Hintergrund ist es, ein SchallwellenleitSystem zur Schal1Wie- dergabe bei Lautsprechern zu schaffen, das eine Verbesserung gegenüber bestehenden Waveguides darstellt. Es soll eine opti- male Ausrichtung bzw. Verteilung des Schalls multidirektional vor dem Lautsprecher erfolgen, wobei Interferenzen und Klang- Verzerrungen vermieden werden sollen bei besonders gleichmäßi- ger Abstrahlung des erzeugten Schalls. Against this background, the object of the present invention is to create a sound waveguide system for sound reproduction in loudspeakers, which represents an improvement over existing waveguides. The sound should be optimally aligned or distributed in a multidirectional manner in front of the loudspeaker, with interference and sound distortions being avoided and the sound generated being radiated particularly evenly.
Erreicht wird dies nach der Erfindung durch ein neu- artiges Schallwellenleitsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltun- gen der Erfindung zum Gegenstand, According to the invention, this is achieved by a novel sound wave guide system with the features of claim 1. The subclaims relate to advantageous refinements of the invention,
Im Unterschied zu den verbauten Waveguides in Line- arrays weist das vorliegende Schallwellenleitsystem vor dem Schallwandler einen Hornhals auf, der in etwa die Hälfte der Gesamtlänge des Hornes als Schallwellenleitsystem ausmacht und insofern auf den klassischen Bauformen eined EXPO Horns oder CD-Horns aufbaut. Hier ist wesentlich, dass dieser Hornhals unmittelbar auf den Schallwandler aufgesetzt wird und einen Hornhalseingang aufweist, der den gesamten abgegebenen Schall eines Schallwandlers aufnimmt, diesen also flächenmäßig voll- ständig abdeckt. In contrast to the built-in waveguides in line arrays, the present sound waveguide system has a horn neck in front of the sound transducer, which makes up about half of the total length of the horn as a sound waveguide system and is therefore based on the classic designs of an EXPO horn or CD horn. It is essential here that this horn neck is placed directly on the sound transducer and has a horn neck entrance that absorbs the entire emitted sound of a sound transducer, i.e. completely covers it in terms of surface area.
Die zentrale Aufgabe des Hornhalses ist hierbei, dem vom Schallwandler erzeugten Schall m einen Raum zur Ausdehnung zu geben, bevor der eigentliche Umlenkprozess des Schallwel- lenleiters oder Waveguides einsetzt. Es hat sich hierbei her- ausgestellt, dass durch diesen verlängerten Hornhals der vom Hochtöner abgegebene Schall durch die freie Ausdehnung im Hornhals optimal abgestrahlt und ohne Verzerrung oder Klirref- fekte ausgedehnt werden kann. The central task of the horn neck is to give the sound m generated by the sound transducer room to expand before the actual deflection process of the sound waveguide or waveguide begins. It has been shown here that the sound emitted by the tweeter can be radiated optimally through this extended horn neck due to the free expansion in the horn neck and can be expanded without distortion or distortion effects.
Hierbei ist erfindungsgemäß bereits vorgesehen, dass diese Ausdehnung im Hornhals bereits durch eine erste Aufwei- tung unterstützt wird. Das heißt, vom Durchmesser des Schall- wandlers bzw. Hochtöners ausgehend erfolgt eine Aufweitung zu- mindest im vertikalen Verlauf des Hornhalses. Das heißt, in einer seitlichen Ansicht des Hornhalses würde hier eine tra- pezartige Aufweitung des Hornhalses zu erkennen sein. Eine in horizontaler Achse vorliegende Aufweitung ist hierbei eben- falls möglich, allerdings in einer grundlegenden Bauform des erfindungsgemäßen Schallwellenleiters nicht zwingend vorgese- hen. It is already provided according to the invention that this expansion in the horn neck is already supported by a first widening. This means that, starting from the diameter of the sound transducer or tweeter, there is a widening at least in the vertical course of the horn neck. This means that a trapezoidal widening of the horn neck would be visible in a lateral view of the horn neck. A widening in the horizontal axis is also possible here, but not mandatory in a basic design of the sound waveguide according to the invention.
Somit ergibt sich grundsätzlich eine konstruktive Unterteilung des erfindungsgemäßen Schallwellenleiters in Form eines Horns in den Hornhals und den Horntrichter, der die ei- gentliche Umlenkung und somit die multidirektionale Ausrich- tung des Schalls bewirkt. This basically results in a constructive subdivision of the sound waveguide according to the invention in the form of a horn into the horn neck and the horn funnel, which causes the actual deflection and thus the multidirectional alignment of the sound.
Der Hornhals ist hierbei zudem so ausgebildet, dass er zumindest zwei Leitkammern aufweist, die durch eine verti- kal verlaufende Trennwand getrennt sind. Diese Trennwand ist gegenüber der Ansatzfläche zum Schallwandler selbst in Längs- richtung des Hornhalses etwas nach vorne versetzt, so dass di- rekt vor dem Schallwandler noch keine vertikale Trennwand vor- liegt. In einer zweckmäßigen Bauform der Erfindung ist diese beispielsweise in etwa 1cm zum Schallwandler beabstandet ange- ordnet. Dais heißt, ab diesem Punkt ist der Hornhals durch eine vertikale zentrale Trennwand in zwei gleiche Hälften ge- teilt, so dass sich zwei parallele vertikal ausgerichtete Kam- mern im Hornhals ergeben, Der Hornhals geht in einen Horntrichter über, der in einer zweckmäßigen Bauform der Erfindung aus mehreren Ab- schnitten besteht, die in einem unterschiedlichen Winkel zuei- nander die Aufweitung des Hornhalses bewirken. Das heißt, der Hornhals weitet sich quer zum Verlauf des Hornhalses blüten- förmig auf und bildet somit im Querschnitt in etwa die Form eines „constant directivity" (CD) Horns, wobei der Winkel die- ser aufeinander folgenden Abschnitte gegenüber der Läcngsachse des Horns zunehmend abgewinkelt ist bis etwa 70°. Durch die in mehreren Winkeln zur Längsachse des Horns verlaufenden Flächen des Horns kommt es zu einer stufenweisen Umlenkung der an der Hornwand geführten Schallanteile, die einem Abreißen des Schalls entgegenwirken, der an der Wand entlang geführt werden soll, um einen relevanten Schallanteil stark seitlich umzulen- ken. Alternativ wäre auch eine Bauform in Form eines ExpoIn this case, the horn neck is also designed in such a way that it has at least two guide chambers, which are separated by a partition wall running vertically. This dividing wall is offset slightly forwards in the longitudinal direction of the horn neck in relation to the attachment surface to the sound transducer itself, so that there is not yet a vertical dividing wall directly in front of the sound transducer. In an expedient design of the invention, this is arranged, for example, at a distance of about 1 cm from the sound transducer. This means that from this point on the horn neck is divided into two equal halves by a vertical central partition so that there are two parallel, vertically aligned chambers in the horn neck invention consists of several sections, which cause the widening of the horn neck at a different angle to one another. This means that the horn neck widens in the shape of a flower transversely to the course of the horn neck and thus forms the shape of a "constant directivity" (CD) horn in cross section, with the angle of these successive sections relative to the longitudinal axis of the horn increasing is angled up to about 70° The surfaces of the horn, which run at several angles to the longitudinal axis of the horn, result in a gradual deflection of the sound components guided on the horn wall, which counteracts the sound that is to be guided along the wall being broken off deflect a relevant portion of the sound strongly to the side Alternatively, a design in the form of an expo would also be possible
Horns mit einem Wandungsverlauf in Form einer exponentiellen Funktion technisch sinnvoll, das heißt die Aufweitung des Trichters erfolgt kurvenförmig und nicht durch gewinkelte Flä- chen wie zuvor beschrieben, Zweckdienlicherweise wird aller- dings die Bauform in Form eines Hornverlaufs analog zu dem ei- nes CD-Horns vorgezogen. Horns with a wall progression in the form of an exponential function makes technical sense, i.e. the widening of the funnel occurs in a curve and not through angled surfaces as previously described. However, the design in the form of a horn progression analogous to that of a CD Horns preferred.
Hier ist in einer zweckmäßigen Bauform der Erfindung vorgesehen, die Aufweitung des Horns ausgehend vom Hornhals in zumindest drei zueinander winklig verlaufenden gegenüber der Längsachse des Horns sich weiter abflachenden Abschnitten zu vollziehen, die unterschiedlich lang ausgebildet sein können. Es hat sich hierbei als zweckdienlich erwiesen, den letzten den Schall ableitenden Abschnitt dieses Horns mit Schallaus- tritt in etwa mit einem Winkel von 70° gegenüber der Längsach- se des Hornhalses verlaufen zu lassen und am längsten auszu- bilden. Die erfindungsgemäßen Vorteile bei der Ausrichtung des Schalls aus diesem erfindungsgemäßen Schallwellenleiter liegt in einer Kombination eines vor den Hornhalsaustritt an- geordneten Schallumlenkkörpers mit einer Sektionierung der Schallaustrittsfläche aus dem Horntrichter. Das heißt, zum ei- nen weist der Horntrichter zentral über seine gesamte Höhe ei- nen vertikal angeordneten Schallumlenkkörper auf, der eine sehr spezifische Formgebung aufweist, um einen gewünschten Schallumlenkeffekt zu bewirken. Im Querschnitt kann dieser Schallumlenkkörper in etwa als flammen- oder tropfenförmig be- zeichnet werden, wobei der Schallumlenkkörper als Verlängerung von der Kontaktlinie zur Trennwand des Hornhalses ausgehend sich aufweitet und von seiner breitesten Stelle wiederum zu seiner Spitze zusammenläuft. Das heißt, die Trennwand des Hornhalses geht in den Schallumlenkkörper über, wobei eine Aufweitung vom flammenförmigen Schalltrennkörper in etwa in einem:sanft progressiven Kurvenverlauf erfolgt, also die Auf- weitung hin zur vollen Breite des Schallumlenkkörper in dessen unterem vom Hornhals ausgehenden Abschnitt nicht geradlinig sondern erste geringfügig gegenüber der Längsachse abgewinkelt und dann stetig zunehmend abgewinkelt verläuft, um sich dann im Verlauf wieder der Längsachse anzunähern bis die breiteste Stelle des Schallumlenkkörpers erreicht wird. In an expedient design of the invention, the widening of the horn, starting from the horn neck, is carried out in at least three mutually angled sections which flatten further in relation to the longitudinal axis of the horn and which can be of different lengths. It has proven to be expedient here to let the last section of this horn, which diverts the sound, run at an angle of approximately 70° to the longitudinal axis of the horn neck and make it the longest. The advantages according to the invention when aligning the sound from this sound waveguide according to the invention lies in a combination of a sound deflection body arranged in front of the horn neck exit with a sectioning of the sound exit surface from the horn funnel. This means, on the one hand, that the horn funnel has a vertically arranged sound deflection body, centrally over its entire height, which has a very specific shape in order to bring about a desired sound deflection effect. In cross-section, this sound deflection body can be described as approximately flame- or drop-shaped, with the sound deflection body widening as an extension from the contact line to the partition of the horn neck and converging again from its widest point to its tip. This means that the dividing wall of the horn neck transitions into the sound deflection body, with a widening from the flame-shaped sound separating body taking place in a roughly progressive curve, i.e. the widening towards the full width of the sound deflection body in its lower section emanating from the horn neck is not straight but rather first slightly angled relative to the longitudinal axis and then steadily increasing angled, in order to then gradually approach the longitudinal axis again until the widest point of the sound deflection body is reached.
Nach Erreichen der breitesten Stelle des Schallum- .lenkkörpers läuft dieser Körper wiederum zur Tropfen- bzw. Flammenspitze zusammen,, wobei hier der Verlauf des Quer- schnitts dieses Trennkörpers einem tendenziell geraden oder leicht gewölbten Kurvenverlauf folgt. Das heißt, im Übergangs- bereich zur Trennwand des Hornhalses erfolgt die Aufweitung zum tropfenförmigen Körper über eine längere Strecke und sanf- ter ansteigend als beim Zusammenlaufen zur Spitze am Horn- schallaustritt, da hier eine kürzere Strecke zum Zusammenlau- fen der beiden Flanken des Schalltrennkörpers besteht. After reaching the widest point of the sound deflection body, this body again converges to the droplet or flame tip, with the course of the cross section of this separating body following a tendentially straight or slightly curved curve course. This means that in the transition area to the dividing wall of the horn neck, the widening to the drop-shaped body takes place over a longer distance and rises more gently than when converging to the tip at the horn sound outlet, because here there is a shorter distance for the two flanks of the sound separating body to converge consists.
In Abgrenzung zu den klassischen Expo- und CD- Hörnern ist das Anliegen bei der vorliegenden konstruktivenIn contrast to the classic expo and CD horns, the concern with the present one is constructive
Lösung, dass keine oder nur sehr geringe Schallanteile direkt gerade durch das Horn austreten können. Daher ist der Schall- umlenkkörper vor dem Hornhals derart angeordnet, dass keine oder nur sehr geringe Anteile des vom Schallwandler abge- strahlten Schalls ohne Umlenkung aus dem Horn austreten. Solution that no or only very small sound components can escape directly through the horn. Therefore the sound Deflection body arranged in front of the horn neck in such a way that no or only very small proportions of the sound emitted by the transducer exit the horn without deflection.
Dies wird zum einen durch die Ausbildung des Schall- umlenkkörpers vor dem Hornhals im Übergang zum Horntrichter bewirkt, der eine Umlenkung des Schalls um diesen Schallum- lenkkörper herum erzwingt. Zum anderen aber auch durch die vertikale Trennwand im Hornhals, die einem vom Schallwandler am Schallumlenkkörper vorbei führenden Schallaustritt ohne Um- lenkung entgegen wirkt. Ziel ist es, direkten Hochtönerschall nicht an das Ohr beispielsweise des Publikums eines Konzert- saals dringen zu lassen, da dies zu negativen Klangveränderun- gen beziehungsweise -verzerrungen führt. On the one hand, this is caused by the design of the sound deflection body in front of the horn neck in the transition to the horn funnel, which forces the sound to be deflected around this sound deflection body. On the other hand, it is also due to the vertical partition wall in the neck of the horn, which counteracts sound escaping from the sound transducer past the sound deflection body without deflection. The aim is not to allow direct tweeter sound to reach the ears of the audience in a concert hall, for example, as this leads to negative sound changes or distortions.
In einer vorteilhaften Bauform der Erfindung ist da- her vorgesehen, dass die Breite des Schallumlenkkörpers vor dem Hornhals geringfügig größer als die Autrittsbreite des Hornhalses selbst ist. Es ist hierbei ein Verhältnis von Horn- halsaustrittsöffnung zur Breite des Schallumlenkkörpers von beispielsweise 1:1,2 als vorteilhaft festgestellt worden. Auf diese Art und Wiese kann lediglich in sehr geringem Maße ein diagonaler Schallautritt seitlich um den Umlenkkörper herum erfolgen und somit der Großteil der direkten gerade abge- strahlten Schallwellen umgelenkt werden. In an advantageous design of the invention, it is therefore provided that the width of the sound deflection body in front of the horn neck is slightly larger than the exit width of the horn neck itself. A ratio of the horn neck exit opening to the width of the sound deflection body of, for example, 1:1.2 has been found to be advantageous. In this way, only to a very small extent can a diagonal sound emerge laterally around the deflection body and thus the majority of the direct sound waves just radiated can be deflected.
Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass ein normalerweise im Frequenzband auftretender Peak der zentralen Schallabgabe des Hochtöners durch ein offenes Horn nun umver- teilt wird in einen umgelenkten Schallanteil, der zu einer deutlichen Klangverbesserung und einer besseren Raumverteilung des durch den Hochtöner abgegebenen Schalls führt. Es haben sich an dieser Stelle klangliche Verbesserungen allerdings auch bei Bauformen ergeben, bei denen der Schallumlenkkörper in etwa die Breite des Hornhalses aufwies, da schon ein deut- lich positiver Effekt durch die Kombination des länglichen ge- teilten Hornhalses mit dem in den Schalltrichter gesetzten Schallumlenkkörper ergibt. Durch die Trennwand im Hornhals, die etwa einen Zen- timeter vor dem Lautsprecher beginnt, wird somit vorteilhaf- terweise verhindert das beispielsweise eine seitlich vor dem LautSprechersoundsystem beziehungsweise Line Array sich befin- dende Person einen direkten durch den Hornhals abgestrahlten Schallanteil ausgesetzt ist. Der Trennkanal segmentiert den Hornhals und verengt somit den Bereich, in dem Schall diagonal durch den Hornhals austreten kann und verringert somit auch diesen Anteil am Schallumlenkkörper diagonal vorbei austreten- den Schallanteils. Und auch dieser diagonal in geringem Maße noch austretbare Schallanteil tritt ja nicht gerade aus dem Schallhorn aus sondern bereits in einer diagonalen Ausrich- tung, wodurch der negative Einfluss auf das Gesamtklangbild verringert wird. This has the advantage that a peak of the central sound output of the tweeter that normally occurs in the frequency band is now redistributed by an open horn into a deflected sound component, which leads to a significant sound improvement and better spatial distribution of the sound emitted by the tweeter. At this point, however, improvements in sound have also been achieved with designs in which the sound deflection body was approximately the width of the horn neck, since the combination of the elongated, divided horn neck with the sound deflection body placed in the bell has already had a clearly positive effect results. The dividing wall in the horn neck, which begins about one centimeter in front of the loudspeaker, thus advantageously prevents a person standing to the side in front of the loudspeaker sound system or line array from being exposed to a sound component radiated directly through the horn neck. The separation channel segments the horn neck and thus narrows the area in which sound can exit diagonally through the horn neck and thus also reduces this proportion of sound exiting diagonally past the sound deflection body. And even this part of the sound, which can still be emitted diagonally to a small extent, does not come straight out of the sound horn, but rather in a diagonal orientation, which reduces the negative impact on the overall sound image.
Auch wenn eine größere Breite des Schallumlenkkör- pers in etwa 10 Prozent gegenüber der Breite des Hornhalses als ideale Bauform betrachtet wird sollen auch Bauformen mit geringfügig geringerer Breite oder gleicher Breite wie die des Hornhalses als Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrach- tet werden. Even if a greater width of the sound deflection body of about 10 percent compared to the width of the horn neck is considered to be the ideal design, designs with a slightly smaller width or the same width as that of the horn neck should also be considered as the subject of the present invention.
Im Stand der Technik finden sich häufig Führungska- näle oder auch ein Umlenkkörper unmittelbar vor dem Schall- wandler, da so bereits unmittelbar eine Verengung des Schall- kanals erreicht wird, die zu einer Erhöhung der Dynamik bzw. des Schalldrucks führt. Auf diese Dynamiksteigerung wird be- wusst in der vorliegenden Erfindung verzichtet zu Gunsten der freien Abstrahlung des Hochtöners in den offenen Hornhals, die somit dem Schall erst einmal ein freies Abstrahlen ermöglicht. Es hat sich erwiesen, dass auf diese Art und Weise Klirrgeräu- sche und Verzerrungen erfindungsgemäß stark reduziert oder vermieden werden konnten, die bei einer dem Lautsprecher vor- gebauten und diesen zum Teil direkt abdeckenden Bauform zu Gunsten der Erhöhung des Schalldrucks häufig eingesetzt wird. In the state of the art there are often guide channels or a deflection body directly in front of the sound transducer, since in this way the sound channel is immediately narrowed, which leads to an increase in the dynamics or the sound pressure. This increase in dynamics is deliberately dispensed with in the present invention in favor of the free radiation of the tweeter into the open horn neck, which initially enables the sound to radiate freely. It has been shown that in this way, according to the invention, rattling noises and distortions can be greatly reduced or avoided, which is often used in a design that is built in front of the loudspeaker and partially covers it directly in order to increase the sound pressure.
Durch das zentrale Einsetzen des Schallumlenkkörpers in einer in etwa tropfenförmigen Anordnung nach dem Hornhals wird der normalerweise bei Expo- oder CD-Hörnern bestehende Schallpeak in der Mitte des Hochtöners weggenommen. Es hat sich gezeigt, dass etwa 50% des Schallanteils umgelenkt werden zu einer seitlichen Abstrahlung. Weitere Schallanteile legen sich um den in etwa tropfen- oder flammenförmigen Keil des Schallumlenkkörpers und treten somit in etwa zentral und fron- tal aus dem Schalltrichter des Horns aus. Due to the central insertion of the sound deflection body in an approximately teardrop-shaped arrangement after the horn neck, the normally existing with Expo or CD horns Sound peak in the middle of the tweeter removed. It has been shown that around 50% of the sound is deflected to a lateral radiation. Other sound components wrap themselves around the roughly droplet- or flame-shaped wedge of the sound deflection body and thus emerge roughly centrally and frontally from the horn's bell.
Weitere Schallanteile reißen bei der Umlenkung um den zentralen Schallumlenkkörper ab und werden in einem Be- reich zwischen der frontalen Abstrahlung und der seitlich um- gelenkten Abstrahlung als Schallanteil abgestrahlt. Dies ist das ideale Ziel der vorliegenden Erfindung, dass somit neben den seitlich umgelenkten Schallanteilen ebenfalls frontal ab- gestrahlte Schallanteile und auch Schallanteile verbleiben, die zwischen diesen beiden Bereichen gestreut werden. Auf die- se Weise ergibt sich eine flächige und homogene Abgabe desOther sound components break off during the deflection around the central sound deflection body and are radiated as a sound component in an area between the frontal radiation and the laterally deflected radiation. This is the ideal goal of the present invention, that in addition to the laterally deflected sound components, sound components that are also emitted frontally and sound components that are scattered between these two areas also remain. This results in a flat and homogeneous release of the
Hochtönerschalls über das Flächenspektrum des schallumlenken- den Hochtönerhorns. tweeter sound over the area spectrum of the sound-deflecting tweeter horn.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Figur 1 Stand der Technik in Form eines Constant directivity Horns; The invention is explained in more detail below with reference to drawings. FIG. 1 shows the prior art in the form of a constant directivity horn;
Figur 2 Stand der Technik in Form eines Expo- Horns; FIG. 2 prior art in the form of an expo horn;
Figur 3 Stand der Technik in Form eines Schlitz- Strahlers; FIG. 3 prior art in the form of a slot radiator;
Figur 4 Stand der Technik in Form eines Mehrkanal- Horns; FIG. 4 prior art in the form of a multi-channel horn;
Figur 5 eine Bauform des erfindungsgemäßen Horns in Frontalansicht in den Hornmund; FIG. 5 shows a design of the horn according to the invention in a frontal view into the horn mouth;
Figur 6 eine Bauform des erfindungsgemäßen Horns in seitlich geschnittener Ansicht; Figur 7 eine Bauform des erfindungsgemäßen Horns in Seitenansicht; FIG. 6 shows a design of the horn according to the invention in a laterally sectioned view; FIG. 7 shows a design of the horn according to the invention in a side view;
Figur 8 eine weitere Bauform des erfindungsgemäßen Horns in Frontalansicht in den Hornmund;FIG. 8 shows a further design of the horn according to the invention in a frontal view into the horn mouth;
Figur 9 eine weitere Bauform des erfindungsgemäßen Horns in seitlich geschnittener Ansicht;FIG. 9 shows a further design of the horn according to the invention in a laterally sectioned view;
Figur 10 eine weitere Bauform des erfindungsgemäßen Horns in Seitenansicht sowie FIG. 10 shows a further design of the horn according to the invention in a side view and
Figur 11 eine perspektivische Ansicht in den Horn- hals 7 einer Bauform des erfindungsgemäßen Horns. FIG. 11 shows a perspective view of the horn neck 7 of a design of the horn according to the invention.
Figur 1 zeigt in Kombination eine frontale Ansicht auf ein sogenanntes CD-Horn, wobei die Abkürzung CD für „constant direktivity", also eine konstante Richtwirkung in Bezug auf den abgegebenen Schall zu verstehen ist. In dieser vereinfachten Abbildung ist ein Übergang vom Hornhals zum Horntrichter bzw. dem Hornmund derart gestaltet, dass der trichterförmige Hornmund aus mehreren ebenen Seitenflächen mit unterschiedlicher Abwinklung gegenüber der Längsachse desFigure 1 shows a combination of a frontal view of a so-called CD horn, the abbreviation CD for "constant directivity", i.e. a constant directivity in relation to the emitted sound. This simplified illustration shows a transition from the horn neck to the horn funnel or the horn mouth designed in such a way that the funnel-shaped horn mouth consists of several flat side surfaces with different angles relative to the longitudinal axis of the
Horns zusammengesetzt ist. Ziel ist es, hierbei über den ge- samten genutzten Frequenzbereich gleichmäßig zu bündeln und somit den Klangcharakter im Vergleich beispielsweise zu einem Exponentialhorn weniger zu verändern. Das ebenfalls als Stand der Technik dargestellte Ex- ponentialhorn oder auch Expo-Horn ist in Figur 2 frontal und geschnitten dargestellt. Hier ist erkennbar, dass die Quer- schnittsfläche des Horns vom Hals ausgehend sich entsprechend einer Exponentialfunktion aufweitet. Es entsteht ein hyperbo- lischer Trichter mit zunehmender Abflachung zum Hornmund hin. Im länglichen und engen Hornhals werden hier die Wellenfronten stärker gekrümmt und es kommt zur Auslöschung und Reflexion, was den Klang negativ beeinflusst. In Figur 3 ist wiederum eine Kombination aus einer Frontalansicht mit einem Schnitt durch einen sogenannten Schlitzstrahler kombiniert. Hier ist ein Schallumlenkkörper unmittelbar vor den Schallwandler gesetzt und bewirkt eine Er- höhung des Schalldrucks sowie eine Ausrichtung des Schalls um- gelenkt um diesen Schallumlenkkörper in verengten Kanälen hin zum Hornmund bzw. zum Schallaustritt des Schlitzstrahlers. Nachteilig sind hierbei das unkontrollierte Abstrahlverhalten sowie Interferenzen bei insbesondere hohen Frequenzen. Schließlich ist zur Erläuterung des Standes derHorns is composed. The aim here is to focus evenly over the entire frequency range used and thus to change the sound character less in comparison to an exponential horn, for example. The exponential horn or expo horn, which is also shown as prior art, is shown frontally and in section in FIG. Here it can be seen that the cross-sectional area of the horn, starting from the neck, widens according to an exponential function. A hyperbolic funnel develops with increasing flattening towards the horn mouth. In the elongated and narrow neck of the horn, the wave fronts are more strongly curved and cancellation and reflection occur, which has a negative effect on the sound. FIG. 3 again shows a combination of a front view and a section through a so-called slit radiator. Here, a sound deflection body is placed directly in front of the sound transducer and causes an increase in the sound pressure and an alignment of the sound, deflected around this sound deflection body in narrowed channels towards the horn mouth or the sound outlet of the slot radiator. Disadvantages here are the uncontrolled radiation behavior and interference, particularly at high frequencies. Finally, to explain the status of
Technik in Figur 4 ein weiterer Typ eines Horns frontal und geschnitten abgebildet. Es handelt sich hierbei um eine Horn- konstruktion, bei der der Schall vom Schallwandler ausgehend direkt in Umlenkkanäle geführt wird, die übereinander angeord- net eine Ausrichtung multidirektional bewirken. Beispielhaft ist hierfür im Stand der Technik die Patentveröffentlichung EP 1 358 651 A zu nennen, in der ein solches Lautsprecherhornsys- tem offenbart ist. Technique Figure 4 shows another type of horn frontally and in section. This is a horn construction in which the sound, starting from the sound transducer, is guided directly into deflection channels which, when arranged one above the other, cause a multi-directional alignment. An example of this in the prior art is patent publication EP 1 358 651 A, in which such a loudspeaker horn system is disclosed.
Die Figuren 5 bis 7 zeigen nun in verschiedenen An- sichten das erfindungsgemäße SchallwellenleitSystem in Form eines Wave Guides oder Horns, welches unmittelbar vor einen Hochtöner als Schallwandler 9 gesetzt ist. Dieses setzt sich zusammen aus einem den Schall aufnehmenden Hornhals 7, der in einen Horntrichter 1 mit dem Schallaustritt in Form eines Hornmundes übergeht. Konstruktiv baut diese Lösung aufFIGS. 5 to 7 now show different views of the sound waveguide system according to the invention in the form of a wave guide or horn, which is placed directly in front of a tweeter as a sound converter 9 . This is made up of a horn neck 7 that receives the sound, which merges into a horn funnel 1 with the sound outlet in the form of a horn mouth. Structurally, this solution builds up
„constant direktivity" Hörnern auf, da auch in dieser bei- spielhaften Bauform vorgesehen ist, verschiedene zur Längsach- se des Horns unterschiedlich abgewinkelte flächige Aufweitun- gen des Horntrichters 1 als Horntrichterflächen zu verwenden, wie dies in Figur 6 deutlich wird. "constant directivity" horns, since it is also provided in this exemplary design to use different flat expansions of the horn funnel 1, which are angled differently to the longitudinal axis of the horn, as horn funnel surfaces, as is clearly shown in FIG.
Figur 6 stellt hierbei einen Schnitt A-A durch den Horntrichter dar, wie dieser als Frontalansicht in Figur 5 dargestellt ist. FIG. 6 shows a section A-A through the horn funnel, as shown as a front view in FIG.
Figur 5 verdeutlicht in der Frontalansicht, dass ei- ne Segmentierung über den Querschnitt des Schalltrichters durch Segmentwände 10 erfolgt, die parallel vertikal überei- nander angeordnet sind. Durch diese Segmentwände 10 entstehen Schallfächer 2, die vertikal übereinander den Horntrichter 1 bis zum Hornmund segmentieren und somit eine Richtwirkung des Schalls bewirken. Es hat sich hierbei gezeigt, dass es für die Ausrichtung des Schalls insbesondere was die Überlagerungen bei der Anwendung in einem Line Array anbetrifft von Vorteil ist, die mit der oberen und unteren horizontalen Gehäusewan- dung abschließenden Schallfächer 2% durch verkleinerte Abstän- de der oberen und unteren horizontalen Gehäusewandung zu den Segmentwänden 10 dieser Schallfächer 2' mit geringerer Breite auszubilden. FIG. 5 shows in the front view that a segmentation over the cross section of the sound funnel by segment walls 10 which are arranged parallel vertically one above the other. These segment walls 10 create sound fans 2, which segment the horn funnel 1 vertically one above the other up to the horn mouth and thus bring about a directional effect of the sound. It has been shown here that it is advantageous for the alignment of the sound, particularly with regard to the overlays when used in a line array, to close the sound fans 2% with the upper and lower horizontal housing walls by reducing the distances between the upper ones and lower horizontal housing wall to the segment walls 10 of these sound fans 2 'with a smaller width.
Figuren 5 und 6 zeigen zudem in Draufsicht wie auch im Schnitt den Schallumlenkkörper 3, der eine Verlängerung ei- ner zentralen Trennwand 5 im Hornhals 7 bildet. In der vorge- legten Bauform weist der Hornhals 7 lediglich eine zentrale Trennwand 5 auf, die eine Segmentierung des Hornhalses 7 in zwei Schallkanäle 6.1 und 6.2 bewirkt. FIGS. 5 and 6 also show the sound deflection body 3 in a plan view and in section, which forms an extension of a central partition 5 in the horn neck 7 . In the design presented, the horn neck 7 has only one central partition 5, which causes the horn neck 7 to be segmented into two sound channels 6.1 and 6.2.
Diese zentrale Trennwand 5 führt zum Schallumlenk- körper 3, der sich in einem sanft erweiternden Kurvenverlauf zur in etwa mittig angeordneten breitesten Stelle des Schall- umlenkkörpers aufweitet, um dann in etwa geradflächig zur Spitze 11 des Schal1umlenkkörpers 3 zusammenzulaufen. In der dargestellten Bauform ist der Schallumlenkkörper 3 tropfen- bzw. flammenförmig ausgebildet, wobei die obere und untereThis central partition 5 leads to the sound deflection body 3, which widens in a gently widening curve to the roughly centrally located widest point of the sound deflection body, and then converges approximately in a straight line to the tip 11 of the sound deflection body 3. In the illustrated design, the sound deflection body 3 is drop-shaped or flame-shaped, with the upper and lower
Spitze ähnlich geformt ausgebildet sind. In einer nicht darge- stellten vorteilhaften Bauform ist die untere von der Trenn- wand 5 des Hornhalses 7 ausgehende Spitze des Schallumlenkkör- pers 3 deutlich länger gezogen als die ober flacher ausgebil- dete Spitze, die in den Hornmund des Horntrichters 1 führt, was zu einer vorteilhaften Umlenkung des Schalls um den Schallumlenkkörper 3 herum führt. Tip are formed similarly shaped. In an advantageous design that is not shown, the lower tip of the sound deflection body 3, which extends from the partition 5 of the horn neck 7, is significantly longer than the flatter tip that leads into the horn mouth of the horn funnel 1 an advantageous deflection of the sound around the sound deflection body 3.
Dieser zentrale Schallumlenkkörper 3 überwindet hierbei Probleme, die klassische Hörner, wie CD- oder Expo- Hörner aufweisen, indem er den zentralen Peak der Schallabgabe eines offenen Horns in umgelenkten Schall umwandelt, der mul- tidirektional ausgerichtet ist. Dies führt zum einen zu einer Umlenkung, zu einer seitlichen, dem Verlauf des Horntrichters 1 folgenden Richtung, führt allerdings auch zu Schallanteilen, die sich an dem Schallumlenkkörper 3 entlang bewegen und somit in etwa zentral aus dem Hornmund des Horntrichters 1 austre- ten. This central sound deflection body 3 overcomes problems that classic horns, such as CD or expo horns, have by converting the central peak of the sound output of an open horn into deflected sound, the mul- is oriented bi-directionally. On the one hand, this leads to a deflection, to a lateral direction following the course of the horn funnel 1, but also to sound components that move along the sound deflection body 3 and thus emerge approximately centrally from the horn mouth of the horn funnel 1.
Schließlich sind auch Schallanteile vorhanden,, die sich zwischen diesen beiden Bereichen einer zentralen Abstrah- lung und einer seitlich abgelenkten Abstrahlung bewegen, indem sie entweder von den Horntrichterflächen 4 ablösend ausrichten oder von dem Schallumlenkkörper 3 entsprechend umgelenkt wer- den. Hier stellen die in Figur 6 exemplarisch eingezeichneten Richtungspfeile verschiedene Umlenkungen des Schalls im Horn- trichter 1 dar, In der Schnittzeichnung der Figur 6 verdeutlicht derFinally, sound components are also present which move between these two areas of a central radiation and a laterally deflected radiation, in that they are either oriented in a detaching manner from the horn funnel surfaces 4 or are correspondingly deflected by the sound deflection body 3 . Here the directional arrows shown as examples in FIG. 6 represent different deflections of the sound in the horn funnel 1. In the sectional drawing of FIG
Blick auf die hinter dem Schallumlenkkörper 3 dargestellte Segmentwand 10, dass diese den Schallumlenkkörper 3 bei der vorliegenden Bauform der Figuren 5 bis 7 vollständig um- schließt. Dies wird auch aus Figur 7 in der seitlichen Ansicht deutlich, da hier der Schallumlenkkörper 3 als schraffierter Bereich dargestellt ist, der durch die Segmentwände 10 in die vorliegenden Schallfächer 2 untergliedert ist. Das heißt, die Schallfächer 2 umfassen den Schallumlenkkörper 3 vollständig. Looking at the segment wall 10 shown behind the sound deflection body 3, that it completely encloses the sound deflection body 3 in the present design of FIGS. This is also clear from FIG. 7 in the side view, since the sound deflection body 3 is shown here as a hatched area, which is subdivided into the present sound fans 2 by the segment walls 10 . This means that the sound fans 2 completely enclose the sound deflection body 3 .
Dies führt in der vorliegenden Bauform auch dazu, dass die Oberkante der Segmentwände in der Schnittfigur 6 nicht als gerade horizontale Linie ausgebildet ist sondern von etwas tiefer liegenden Seitenkanten 12 des Horntrichters 1 ausgehend zur Spitze 11 des Schallumlenkkörpers 3 etwas an- steigen. In the present design, this also means that the upper edge of the segment walls in the sectional figure 6 is not formed as a straight horizontal line but rises slightly from the slightly lower side edges 12 of the horn funnel 1 to the tip 11 of the sound deflection body 3 .
Dies ist der wesentliche Unterschied zur weiteren dargestellten Bauform der Figuren 8 bis 11, da hier nun, wie in Figur 9 deutlich wird, der Schallumlenkkörper 3 über eine horizontal verlaufende obere Kante der Segmentwände 10 etwas herausragt. Dies wird auch in der seitlichen Darstellung 10 deutlich, da nun die über die Seitenkante 12 des Horntrichters 1 herausragende Spitze 11 des Schallumlenkkörpers 3 als unseg- mentiert dargestellt ist. Die Segmentwände 10 führen hierbei lediglich bis zur Seitenkante 12 des Horntrichters 1. This is the essential difference to the other design shown in FIGS. 8 to 11, since here, as is clear from FIG. This is also clear in the lateral representation 10, since now the over the side edge 12 of the horn funnel 1 protruding tip 11 of the sound deflection body 3 is shown as unseg- mented. The segment walls 10 only lead to the side edge 12 of the horn funnel 1.
In der Darstellung des Schallverlaufs ergeben sich hierdurch erst einmal keine Änderungen, da diese weiterhin an den Wänden des Schalltrichters 1 wie auch um den Schallumlenk- körper 3 herum umgelenkt werden. Die Unterschiede in der Wir- kung der beiden Bauformen liegen darin, dass die in den Figu- ren 5 - 7 dargestellte Bauform gegenüber dieser etwas verein- fachten Bauform der Figuren 8 bis 11 Segmentwände aufweist, die bis zur Spitze des Schallumlenkkörpers verlaufen. Dies ist vorteilhaft, da sich diese Verlängerung positiv auswirkt auf mehr Wirkungsgrad und eine untere Trenn-Ankopplungsfrequenz zum Mitteltöner hin. Ebenso wird der Schall noch besser kon- trolliert gerichtet. This does not initially result in any changes in the representation of the course of the sound, since these continue to be deflected on the walls of the sound funnel 1 as well as around the sound deflection body 3 . The differences in the effect of the two designs are that the design shown in FIGS. 5-7 has segment walls that run to the tip of the sound deflection body compared to this somewhat simplified design in FIGS. This is advantageous because this lengthening has a positive effect on greater efficiency and a lower separation coupling frequency towards the midrange. The sound is also directed in a better controlled manner.
Die weitere Figur 11 zeigt einen Blick in den Ein- gang des Hornhalses 7, der entsprechend der abzudeckenden Schallwandler rund ausgebildet ist. So kann beispielsweise ein Hochtöner, auf dem der Hornhals aufgesetzt ist, vollständig abgedeckt werden und somit kein Verlust an Schallemission vor- liegen, The further FIG. 11 shows a view into the entrance of the horn neck 7, which is designed round according to the sound transducer to be covered. For example, a tweeter on which the horn neck is placed can be completely covered and there is therefore no loss of sound emission.
Es ist in dieser Bauform so, dass hier in relativ kurzer Strecke die Umwandlung der kreisrunden Aufnahme des Hornhalses 7 in den späteren viereckigen Querschnitt vorliegt. Hier ist diese Darstellung allerdings lediglich beispielhaft zu verstehen, da dieser Übergang kürzer aber auch länger aus- gebildet sein kann und somit einen sanfteren Übergang aus dem runden in den eckigen Querschnitt aufweisen kann. Wesentlich ist auch hierbei, dass zum einen der Schall vollständig aufge- nommen wird und zum anderen hier eine optimale Möglichkeit ei- ner verzerrungsfreien Entfaltung des Schalls in diesen Horn- halsübergang möglich ist. In this design, the conversion of the circular receptacle of the horn neck 7 into the later quadrangular cross-section takes place in a relatively short distance. However, this representation is only to be understood as an example here, since this transition can be made shorter or longer and can therefore have a smoother transition from the round to the angular cross section. It is also important here that on the one hand the sound is completely absorbed and on the other hand an optimal possibility of a distortion-free unfolding of the sound in this horn neck transition is possible.
Grundsätzlich kann diese erfindungsgemäße hornartige Neugestaltung eines Wave guides neben der angesprochenen An- Wendung in einem Line Array auch in anderen Lautsprecheranwen- dungen Verwendung finden. Im Line Array ist eine Anordnung mehrerer Lautsprecher mit diesen Wave guides übereinander in leicht gekrümmter Anordnung zueinander vorgesehen. Es sind aber auch Einzelanwendungen in Lautsprechern in Kombination insbesondere mit Bass-Schallwandlern oder auch bei entspre- chender größerer Bauform in Kombination mit nur einem Schall- wandler vorgesehen und zweckmäßig. In principle, this horn-like redesign of a wave guide according to the invention can also be used in other loudspeaker applications in addition to the application mentioned in a line array. are used. In the line array, several loudspeakers are arranged with these wave guides one above the other in a slightly curved arrangement relative to one another. However, individual applications in loudspeakers in combination, in particular with bass sound transducers, or even with a correspondingly larger design in combination with only one sound transducer are also intended and expedient.

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Schallwellenleitsystem (Wave guide) in Form eines Horns zur Übertragung akustischer Schallwellen, das mit einem1. Sound wave guide system (wave guide) in the form of a horn for the transmission of acoustic sound waves with a
Schallwandler als Schallquelle zusammenwirkt und die Schallwellen ununterbrochen durchleitet und umlenkt ausge- hend von einer Hornhalsöffnung (13) mit kleinerer Endflä- che, die das dem Schallwandler zugewandte offene Ende des Horns bildet, zu einem Hornmund mit größerer gegenüber ei- nem Hornhals (7) aufgeweiteter Endfläche, der das entge- gengesetzte offene Ende des Horns bildet und die akusti- schen Schallwellen an die Umgebung abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass - der Hornhals (7) durch zumindest eine vertikale Trenn- wand (5) in zumindest zwei SchallKanäle (6.1 und 6.2) geteilt ist, Sound transducer interacts as a sound source and continuously transmits and deflects the sound waves, starting from a horn neck opening (13) with a smaller end surface, which forms the open end of the horn facing the sound transducer, to a horn mouth with a larger opposite a horn neck (7) widened end surface, which forms the opposite open end of the horn and emits the acoustic sound waves to the environment, characterized in that - the horn neck (7) is separated by at least one vertical partition (5) into at least two sound channels (6.1 and 6.2) is divided,
- wobei der Hornhals (7) in einen im Hornmund auslaufenden Horntrichter (1) übergeht, - in dem zentrail ein den Horntrichter (1) vertikal teilen- der und vom Hornhals (7) beabstandeter Schallumlenkkör- per (3) angeordnet ist, - the horn neck (7) merging into a horn funnel (1) ending in the horn mouth, - a sound deflection body (3) vertically dividing the horn funnel (1) and spaced from the horn neck (7) is arranged in the central rail,
- der als Fortsatz der Trennwand (5) von einer Unterkante (14) ausgeht, sich aufweitet und sich zum Hornmund hin wieder verjüngt, wobei die vertikal verlaufende Quer- schnittsfläche des Schallumlenkkörpers (3) an dessen breitester Aufweitung (16) quer zur Längsachse des Horns zumindest 80% der vertikal verlaufenden Querschnittsflä- che des Hornhalses (7) quer zur Längsachse des Horns am Übergang zum Horntrichter (1) aufweist, - which, as an extension of the partition (5), extends from a lower edge (14), widens and tapers again towards the mouth of the horn, with the vertically running cross-sectional surface of the sound deflection body (3) at its widest widening (16) transverse to the longitudinal axis of the horn has at least 80% of the vertical cross-sectional area of the horn neck (7) transverse to the longitudinal axis of the horn at the transition to the horn funnel (1),
- wobei zwischen Schallumlenkkörper (3) und Horntrichter (1) Führungskanäle (15) zur Umlenkung der akustischen Schallwellen ausgebildet sind, - guide channels (15) for deflecting the acoustic sound waves being formed between the sound deflection body (3) and the horn funnel (1),
- und der Horntrichter (1) zumindest teilweise durch hori- zontal verlaufende, am Schallumlenkkörper (3) anliegende- and the horn funnel (1) at least partially by horizontally running zontally and resting on the sound deflection body (3).
Segmentwände (10) in mehrere übereinander parallel ver- laufende Schallfächer (2) unterteilt ist. Segment walls (10) are divided into several parallel sound fans (2) one above the other.
2. Schallwellenleitsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des Schallumlenkkörpers (3) quer zur Längsachse des Horns größer oder gleich der Quer- schnittsfläche des Hornhalses (7) quer zur Längsachse des Horns ausgebildet ist oder diese Querschnittsflächen ein Verhältnis von 1,2 : 1 aufweisen. 2. Sound waveguide system according to claim 1, characterized in that the cross-sectional area of the sound deflection body (3) transverse to the longitudinal axis of the horn is greater than or equal to the cross-sectional area of the horn neck (7) transverse to the longitudinal axis of the horn, or these cross-sectional areas have a ratio of 1, 2:1.
3. Schallwellenleitsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass 3. Sound wave guide system according to claim 1 or 2, characterized in that
- die horizontale Querschnittsfläche des Schallumlenkkör- pers (3) in Längsachse des Horns flammen- oder tropfen- förmig ausgebildet ist, - wobei die von der Trennwand (5) des Hornhalses (7) aus- gehende Aufweitung des Schalltrennkörpers (3) in etwa in einem progressiven Kurvenverlauf bis zur vollen Breite des Schallumlenkkörpers (3) erfolgt und nach der brei- testen Stelle zu einer Spitze (11) des Schalltrennkör- pers (3) am Hornmund zusammenläuft. - the horizontal cross-sectional area of the sound deflection body (3) is designed in the shape of a flame or drop in the longitudinal axis of the horn, - the widening of the sound separating body (3) starting from the partition (5) of the horn neck (7) being approximately follows a progressive curve up to the full width of the sound deflection body (3) and, after the widest point, converges to a tip (11) of the sound separating body (3) at the mouth of the horn.
4. Schallwellenleitsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des von der Trennwand (5) des Hornhalses (7) ausgehenden Aufweitungsabschnitts bis zur vollen Breite des Schallumlenkkörpers (3) gemessen in Längsrichtung des Horns 1,5 bis 2,4. Sound waveguide system according to claim 3, characterized in that the length of the widening section starting from the partition (5) of the horn neck (7) up to the full width of the sound deflecting body (3), measured in the longitudinal direction of the horn, is 1.5 to 2.
5 mal die Länge des Verjüngungsabschnitts des Schalltrennkörpers (3) nach dessen breitester Stelle bis zu dessen Spitze (11) aufweist. b. Schallwellenleitsystem nach einem der vorangegangenen An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Horntrichter (1) in mehreren vertikalen Horntrich- terabschnittsf lächen (4) gegenüber der Längsachse des Horns aufgeweitet ausgebildet ist, 5 times the length of the tapering section of the sound-insulating body (3) after its widest point up to its tip (11). b. Sound waveguide system according to one of the preceding claims, characterized in that - the horn funnel (1) is designed to be widened in several vertical horn funnel section surfaces (4) relative to the longitudinal axis of the horn,
- wobei die Winkel dieser aufeinander folgenden Abschnitte gegenüber der Längsachse des Horns zunehmen bis etwa 70° zur stufenweisen Umlenkung der an der Horntrichterwan- dung geführten Schallanteile. - The angles of these successive sections relative to the longitudinal axis of the horn increase up to about 70° for the gradual deflection of the sound components guided on the horn funnel wall.
6. Schallwellenleitsystem nach einem der vorangegangenen An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontal verlaufenden, am Schallumlenkkörper (3) an- liegenden Segmentwände (10) bis zur zum Hornmund weisenden Spitze (11) des Schallumlenkkörpers (3) anliegend und die- sen vollständig einfassend ausgebildet sind oder die Spitze (11) des Schallumlenkkörpers (3) über die im Hornmund endende Oberkante der Segmentwände (10) hin- ausragend ausgebildet ist. 6. Sound waveguide system according to one of the preceding claims, characterized in that the horizontal segment walls (10) lying against the sound deflecting body (3) up to the tip (11) of the sound deflecting body (3) pointing towards the horn mouth and these are designed to enclose completely or the tip (11) of the sound deflection body (3) is designed to project beyond the upper edge of the segment walls (10) ending in the mouth of the horn.
7. Schallwellenleitsystem nach einem der vorangegangenen An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hornhals (7) sich in seiner vertikalen Ebene von der Hornhalsöffnung (13) ausgehend zum Horntrichter (1) tra- pezartig aufweitend ausgebildet ist. 7. Sound waveguide system according to one of the preceding claims, characterized in that the horn neck (7) widens in a trapezoidal manner in its vertical plane from the horn neck opening (13) starting to the horn funnel (1).
8. SchallwellenleitSystem nach einem der vorangegangenen An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest teilweise Unterteilung des Horntrichters (1) durch horizontal verlaufende, am Schallumlenkkörper (3) anliegende Segmentwände (10) mehrere übereinander parallel verlaufende Schallfächer (2) erzeugt, die aufgrund variie- render Abstände zwischen diesen Segmentwänden (10) unter- schiedlich breit ausgebildet sind, 8. Sound waveguide system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least partial subdivision of the horn funnel (1) by horizontally running segment walls (10) resting on the sound deflection body (3) produces a plurality of sound fans (2) running parallel one above the other, which due to varying distances between these segment walls (10) are designed with different widths,
9. SchallwellenleitSystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der oberen und unteren horizontalen Gehäusewandung abschließenden Schallfächer (2') durch verkleinerte Ab- stände der oberen und unteren horizontalen Gehäusewandung zu den diese Schallfächer (2’) abgrenzenden Segmentwänden (10) mit geringerer Breite ausgebildet sind. 9. Sound waveguide system according to claim 8, characterized in that the sound fans (2') terminating with the upper and lower horizontal housing wall have reduced distances between the upper and lower horizontal housing wall and the segment walls (10) delimiting these sound fans (2'). are formed smaller width.
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