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Die Erfindung betrifft einen Kopfhörer, dessen Hörermuscheln mit einem im Gebrauch das Ohr nach aussen abschliessenden und einen für den oder die in jede Muschel eingebauten elektroakustischen Wandler vorgesehenen Kopplungsraum seitlich begrenzenden, vorzugsweise ringförmigen Ohrpolster ausgerüstet sind.
Derartige Kopfhörer bezeichnet man als geschlossene Hörer, wogegen die nicht am Ohr dicht anliegenden Hörer als offene Hörer bekanntgeworden sind. Geschlossene Hörer haben gegenüber den offenen Hörern in akustischer Hinsicht gewisse Vorteile. So kann man beispielsweise den Frequenzgang eines solchen Hörers mit relativ einfachen Mitteln weitgehend beeinflussen und durch besondere Massnahmen erreichen, dass eine "im Kopf Lokalisation" des wiedergegebenen Klangbildes vermieden wird bzw. der Eindruck einer räumlichen Wiedergabe entsteht.
Gegenüber den offenen Hörern haben geschlossene Hörer lediglich den Nachteil, dass durch den Abschluss des Ohres durch den Ohrpolster ein gewisser Wärmestau verursacht wird, der unter Umständen bei längerem Tragen des Hörers unangenehm empfunden wird.
Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, diese Erscheinung zu bekämpfen und erreicht dies bei einem wie vorstehend beschriebenen geschlossenen Hörer dadurch, dass aus dem Kopplungsraum Lüftungskanäle herausgeführt sind, deren akustische Reaktanz im niederen Frequenzbereich vorzugsweise zwischen 20 und 30 Hz wesentlich grösser, vorzugsweise mindestens fünfmal grösser ist als ihr akustischer Gleichstromwiderstand.
Die akustische Reaktanz ergibt sich aus dem Produkt M. m, in dem die Kreisfrequenz und m die Masse der im betrachteten Kanal eingeschlossenen Luft bedeutet. Der akustische Gleichstromwiderstand würde im elektrischen Ersatzschaltbild einen reinen Ohmschen Widerstand darstellen, der lediglich dem akustischen Reibungswiderstand der Luft an der Innenwand eines Kanals entspricht.
Die durch die Erfindung gegebene Lehre läuft demnach darauf hinaus, den Kopplungsraum eines geschlossenen Hörers durch Kanäle zu entlüften, deren Länge und Querschnitt so dimensioniert sind, dass keine Beeinträchtigung der akustischen Qualität des Kopfhörers, auch nicht bei den tiefen Frequenzen mit grosser Wellenlänge entsteht bzw. so gering ist, dass sie keinen merkbaren Einfluss auf die Wiedergabequalität haben.
Zweckmässigerweise wird man zur Dimensionierung der Belüftungskanäle von der Gleichung für die akustische Impedanz ZA für Rohre ausgehen. Diese lautet :
EMI1.1
Es bedeutet : R = Radius des Rohres in cm J. L = Reibungskoeffizient 1, 86 10- 4 M = Kreisfrequenz
EMI1.2
EMI1.3
EMI1.4
EMI1.5
Für 20 Hz würde der in gleicher Weise ermittelte Imaginäranteil 16 H betragen.
Daraus ist ersichtlich, dass für den Luftgleichstrom der Widerstand nur 1/8 bzw. 1/5 des induktiven Widerstandes bei einer unteren Grenzfrequenz von 30 bzw. 20 Hz ist und dass die Abmessungen der erfin- dungsgemässen Lüftungskanäle es ohne weiteres gestatten, diese räumlich ohne Schwierigkeiten noch im oder am Hörer unterzubringen.
Um die Durchströmung des Kopplungsraumes mit Luft zu erleichtern, sind gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung z. B. zwei Kanäle vorgesehen, von denen wenigstens einer unter Bezugnahme auf den aufgesetzten Hörer im unteren Bereich des Kopplungsraumes mündet, wogegen wenigstens ein zweiter Kanal von der Oberseite desselben ausgeht. Durch das Abströmen der warmen Luft durch den oberen Kanal ergibt sich zwangsläufig der Zustrom kälterer Luft durch den unteren Kanal aus der äusseren Umgebung des Hörers.
Erfindungsgemäss sind ferner die Öffnungen für die Kanäle in der eine Begrenzung des Kopplungsraumes
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und- liegende Fläche der Tragplatte --4-- beanspruchen, ist es dennoch möglich, die erfindungsgemässen
Lüftungskanäle, inden Fig. 3 und 4 mit --11 und 18--bezeichnet, ohne Schwierigkeiten unterzubringen. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die die Kanäle bildenden Rohre --11 und 18--, der Begrenzung der hier etwa scheibenförmigen Tragplatte --14-- folgen und weitgehend ausserhalb des Bereiches der passiven Membranen zu liegen kommen.
Die Aussenluft zirkuliert durch die Öffnung --16--, durchströmt das
Rohr --11-- und mündet bei der Öffnung --12-- im Kopplungsraum. Die warme Luft im Kopplungsraum be- wirkt die Zirkulation an der Öffnung --13-- in den nach abwärts führenden Kanal--18--, dessen Öffnung - ins Freie führt. Der Vollständigkeit halber sei noch darauf hingewiesen, dass das Bezugszeichen - die akustischen Reibungswiderstände zur Dämpfung der passiven Membranen --17-- bezeichnet und - ein schützendes, luftdurchlässiges Gehäuse oder eine entsprechende Abdeckung ist.
In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die Kaminwirkung besonders gross ist, weil die Luftzuführung praktisch einem Schornstein gleichkommt. Die Zuführung der Kühlluft von aussen in den Kopplungsraum erfolgt hier über einen relativ kurzen, im unteren Teil des Kopplungsraumes mündenden Kanal --21--, wogegen die erwärmte Luft über einen, dem Kopfhörerbügel folgenden Kanal-22-- mit der Öffnung --23-- abströmen kann. Gegebenenfalls kann erfindungsgemäss der untere kürzere Kanal - innerhalb des Hörergehäuses eine von aussen nicht sichtbare Verlängerung aufweisen, beispielsweise durch Bildung einer Schleife, einer U-förmigen Umlenkung, einer wellenförmigen Führung oder einer äqui- valenten Massnahme, die der Verlängerung des Luftweges dient.
Wesentlich ist, dass der Wechselstrom- widerstand für die Frequenzen im untersten Hörbereich jedenfalls in allen Fällen grösser ist als der Gleich- stromwiderstand, den die Lüftungskanäle der kontinuierlich durchströmenden Luft entgegensetzen.
Mit Hilfe der Erfindung ist es nunmehr möglich, geschlossene Kopfhörer zu bauen, die infolge des Weg- fallens einer übermässigen Erwärmung im Kopplungsraum mindestens ebenso angenehm zu tragen sind wie offene Kopfhörer, jedoch eine Abschirmung gegen äussere Störgeräusche bieten und akustische Qualitäten aufweisen, die mit offenen Kopfhörern nicht zu erreichen sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kopfhörer, dessen Hörermuscheln mit einem im Gebrauch das Ohr nach aussen abschliessenden und einen für den oder die in jede Muschel eingebauten elektroakustischen Wandler vorgesehenen Kopplungsraum seitlich begrenzenden, vorzugsweise ringförmigen Ohrpolster ausgerüstet sind, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Kopplungsraum (2) Lüftungskanäle (7,8, 11,18, 21,22) herausgeführt sind, deren akustische Reaktanz im niederen Frequenzbereich vorzugsweise zwischen 20 und 30 Hz wesentlich grösser, vorzugsweise mindestens fünfmal grösser ist als ihr akustischer Gleichstromwiderstand.