DE471684C - Schalltrichter fuer Tonwiedergabevorrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schälltrichter für Tonwiedergabevorrichtungen, Sprechmaschinen, elektrische Lautsprecher o. dgl. aus beliebigem Werkstoff, und zwar handelt es sich dabei um einen solchen Schalltrichter, der sich von seinem Anfang bis zur Schallmündung allmählich und gesetzmäßig erweitert und aus einem einzelnen oder mehreren, gegebenenfalls zwei, von einem gemeinsamen Anfangsrohr aus sich teilenden, zweckmäßig rückläufig gebogenen und gegebenenfalls an der Schallmündung sich wieder vereinenden Schallröhren bestehen kann.

Es ist bekannt, daß man zum Erzielen einer möglichst vollkommenen Tonwiedergabe über einen weiten Bereich musikalischer Schwingungen eine Schallführung von vergrößerter Länge im Vergleich mit derjenigen gebräuchlicher Konstruktion benutzen muß, und daß der Durchmesser und die Gestalt gleichfalls die Qualität der Wiedergabe beeinflussen. Es sind bereits mathematisch festgelegte Regeln angegeben (vgl. Patent 425 367), die befolgt werden müssen, um den am besten für die Tonverstärkung geeigneten Flächeninhalt über die ganze Länge des Schalltrichters und damit eine möglichst vollkommene Tonwiedergabe zu erzielen.
Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß zur Sicherung möglichst guter Ergebnisse hinsichtlich Gleichmäßigkeit der Schallverstärkung für alle in Betracht kommenden musikalischen Schwingungen eine bestimmte Beziehung der Länge zum Flächeninhalt des Querschnitts (im Unterschied zu dem gesamten verstärkenden Flächenraum) vorhanden sein muß. Dabei wird in denjenigen Fällen, wo der Flächeninhalt des Querschnitts der Schallführung geringer ist als der gesamte erforderliche schallverstärkende Flächeninhalt, der Schalltrichter in an sich bekannter Weise in zwei oder mehrere Schallrohre unterteilt, von denen jeder den hier aufgestellten Regeln hinsichtlich des Teilquerschnitts entspricht, derart, daß die Summe der Flächeninhalte dieser Teilquerschnitte den gesamten verlangten Flächeninhalt für die Schallverstärkung ergibt.

Gemäß der Erfindung wird hierzu der Gesamtflächeninhalt des Querschnitts jedes Schallrohres an einer Stelle auf etwa zwei Drittel der, Gesamtlänge des Trichters vom Einlaßende aus gerechnet so gewählt, daß er in Ouadratzentimetern durch die Formel:

a
1,59

τ ll(c — a'·

ausgedrückt wird, worin α der Durchmesser am Einlaßende des Schalltrichters in Zentimetern ist, c der Flächeninhalt am Auslaßende des Schalltrichters in Quadratzenti-

meiern, e eine ganze Zahl, welche die Länge des Schalltrichters in Zentimetern wiedergibt und χ gleich Yp ist. Ferner ist j> eine Schwingungszahl, deren Wert zwischen derjenigen des höchsten in dem musikalischen Frequenzbereich verwendeten Grundtons (d. h. etwa 4138 Schwingungen pro Sekunde) und derjenigen des höchsten hörbaren Tones liegt (d. h. etwa 28 000 pro Sekunde). Wie sich gezeigt hat, gelingt es, bei Innehaltung dieser Bedingung eine ausgezeichnete Gleichmäßigkeit der Tonverstärkung für alle in Betracht kommenden musikalischen Schwingungen zu erzielen. So ist die Möglichkeit gegeben, unter Anwendung dieser Gesetzmäßigkeit stets und bei allen Verhältnissen Schalltrichter mit gleichmäßiger Schallverstärkung über den ganzen Schwingungsbereich zu erhalten.

ao In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt: Abb. 1 eine Ausführungsform des Schalltrichters gemäß der Erfindung im Schnitt durch eine senks5 rechte Mittelebene teilweise als Ansicht, Abb. 2 eine Draufsicht auf die in Abb. 1 dargestellte Hälfte des Schalltrichters, Abb. 3 eine teilweise Schnittansicht eines Sprechmaschinengehäuses mit dem Schalltrichter gemaß Abb. 1, Abb. 4 eine Draufsicht auf die beiden Hälften des Schallverstärkers unter Wegbrechung gewisser Teile, Abb. 5 eine .schaubildliche Darstellung des Schalltrichters gemäß Abb. 4 und Abb. 6 eine der Abb. 5 ähnliche Schrägansicht einer etwas abgeänderten Ausführungsform des Schalltrichters. -Gemäß der Erfindung wird der Schalltrichter so ausgebildet, daß er von seinem Einlaßende his zu einer Stelle auf etwa zwei Drittel seiner Gesamtlänge allmählich sich erweitert, derart, daß der Flächeninhalt des Quer-. Schnitts an dieser letzteren Stelle durch den Wert bestimmt wird, welcher durch die oben angegebene Formel gegeben wird, nämlich zu 45

^a Λ ß
ΐ,59 V~

Bei der Herstellung derartiger Schalltrichter wird der Durchmesser des Einlaßendes gewöhnlich durch die Art derSprechmaschine bestimmt, in welcher der Schalltrichter angewandt werden soll. Die Gesamtlänge des Schalltrichters kann aus der Formel

1 /v = 1.59 ^π y j

bestimmt werden, worin ν die Geschwindigkeit des Schalls in Zentimetern pro Sekunde igt (d. h. 35 527) und /\eine Schwingungszahl, deren Wert zwischen der niedrigsten tatsächlich in Betracht kommenden Schwingungszahl eines Sprechtones (d. h. etwa 154 Schwingungen pro Sekunde) und der niedrigsten Schwingungszahl für einen noch hörbaren Ton liegt (d. h. etwa 10 Schwingungen pro Sekunde). So würde bei einem unteren Schwingungswert von 85,6 pro Sekunde die Länge des Schalltrichters 99 cm sein. Der Durchmesser am Einlaßende des Trichters könnte 1,90 cm sein, während der Flächeninhalt am Auslaßende im allgemeinen durch die Größe des Gehäuses oder sonstige bauliche Eigenschaften der Sprechmaschine bestimmt sein würde und zu etwa 654,8 qcm angenommen werden könnte (d. h. die Mündungsfläche würde z. B. 36,83 cm in der einen und 17,78 cm in der andern Richtung messen) . Wird nun der Flächeninhalt des Quer=· Schnitts des Schalltrichters an einer Stelle auf zwei Drittel seiner Länge, gerechnet vom Einlaßende aus, mit h bezeichnet, so soll

α ι Il (c —

'~ΐ~59 \ J

sein, so daß für die soeben angegebenen Abmessungen und für einen hohen Schwingraigswert von φ = 25000 pro Sekunde * ~Yf = etwa 157 ist und demgemäß

₌ I₁QO -1/99(654,8-36) ₌

i,59 ψ 157

Demgemäß ist bei dem besonderen hier gewählten Schalltrichter mit einer Länge von 99 cm, einem Eintrittsdurchmesser von 1,90 cm und einem Austrittsquerschnitt von 654,8 qcm der Flächeninhalt des Quer-Schnitts an einer Stelle, die etwa 66 cm vom Eintrittsende entfernt liegt: 24,18 qcm, d.h. die Ausdehnung nach der einen Richtung würde beispielsweise 5,08 cm und diejenige in der andern Richtung 4,78 cm sein können. Aus den im Patent 425 367 gegebenen Regeln findet man jedoch, daß der gesamte schallverstärkende Flächeninhalt an dieser Stelle der Länge des Schalltrichters mehr als das Doppelte des oben gegebenen Teilflächeninhalts sein sollte, und deswegen wird die Anordnung so getroffen, daß der Schalltrichter in an sich bekannter Weise (vgl. franz. Patentschrift 574 999) in zwei Rohre unterteilt wird, von denen aber nun jedes der oben gegebenen Formel für den Teilquer schnitt des Flächeninhalts im Verhältnis zur Länge folgt, während beide Querschnitte zusammenaddiert annähernd den gesamten schallverstärkenden Querschnitt ergeben, der an dieser Stelle der Länge des Schalltrichters erforderlich ist.

Hierzu wird der Schalltrichter derartig , ausgebildet, daß er sich von seiner Verbindung mit dem Tonarm (der von der gebräuchlichen drehbaren oder einer sonstigen Art sein kann) durch ein einziges Rohr erstreckt, das sich langsam nach außen erweitert, bis es tine Stelle erreicht, wo der Flächeninhalt des Querschnitts die Grenze für den schallver-: stärkenden Flächeninhalt erreicht; an dieser

ίο Stelle wird dann das Schallrohr in zwei Rohre unterteilt, deren jedes im Teilquer schnitt

„einen Flächeninhalt hat, welcher annähernd gleich der Hälfte des gesamten erforderlichen schallverstärkenden Flächeninhalts ist. Die beiden Rohre erweitern sich fernerhin derartig, daß der Flächeninhalt ihres Querschnitts allmählich entsprechend der obenangegebenen Formel vergrößert wird, und daß jedes am Austrittsende einen Flächeninhalt

hat, der die Hälfte des gesamten Austrittsflächeninhalts c bildet. Auf diese Weise ist für eine gleichmäßige Vergrößerung des schallverstärkenden Flächeninhalts des Trichters von seinem Einlaßende bis zu einer Stelle, die etwa auf zwei Drittel seiner Länge von diesem Ende an liegt, gesorgt. An dieser Stelle kann der Schalltrichter dann mit dem erweiterten Auslaß verbunden sein, der das letzte Drittel der Länge des Trichters ausmacht und der so gestaltet sein kann, wie es das Gehäuse oder der Kasten der Sprechmaschine gestattet.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. 1 bis 5 wäre der Durchmesser bei a 1,90 cm, die vereinigten Austrittsflächeninhalfe der beiden Trichterteile bei c 654,8 qcm und die Länge des Trichters vom Eintritts- α bis zum Austrittsende c 99 cm betragen. Der Teilquerschnitt ist bei h (d. i. an einer Stelle, die 66 cm vom Eintrittsende entfernt liegt) 24,18 qcm. Der erweiterte Teil des Trichters am Austrittsende ist mit i bezeichnet.

Es besteht der erste am Eintrittsende α gelegene Trichterteil aus einem einzigen sich erweiternden Rohr q von annähernd quadratischem Querschnitt, das am Einlaßende α rund und mit dem Tonarmlager verbunden ist, von dem aus es sich nach vorn unten krümmt (vgl. Abb. ι bis 3). Das gemeinsame Rohr q teilt sich an seinem Ende in zwei Teile m¹ und m², deren jeder an seinem Eintrittsende einen Querschnitt hat, welcher annähernd halb so groß wie der Querschnitt des Austrittsendes des Rohres q ist. Die Rohre w¹ und m² sind nach außen und rückwärts gebogen, wie dies deutlich aus Abb. 4 und 5 ersichtlich ist, und sind dann wieder in entgegengesetzten Richtungen und nach vorwärts gebogen, wie dies bei nlundn² zusehen ist, sie sind also derart zurückgebogen, daß alle Rückbiegungen in annähernd derselben wagerechten Ebene liegen. Bei h sind sie dann mit den erweiterten Trichtern i verbunden, die zur Vorderwand des Gehäuses gehen und in eine geeignete Erweiterung münden, so daß die erweiterten Trichter längs der einen Kante, bei 0, dicht nebeneinander gelagert sind und demgemäß die Schallaustrittsöffhung an der Vorderseite des Gehäuses vollständig ausfüllen können.

Zuweilen ist es von Vorteil, einem der Zweige des Schalltrichters eine etwas größere Kapazität zu geben als dem andern, um unerwünschte Resonanzwirkungen auszuschalten.

Der in den Abb. 1 bis 5 gezeigte Schalltrichter ist für einen zentral angeordneten Tonarm bestimmt. Muß aber der Tonarm an der einen Ecke des Gehäuses angebracht werden, so kann man einen Schalltrichter nach Art des in Abb. 1 veranschaulichten verwenden. In manchen Fällen, wo ein längerer Schalltrichter für große Sprechmaschinengehäuse erforderlich ist, kann das gemeinsame Schallrohr q senkrecht nach unten laufen, wo es sich dann in die zwei Rohre in der oben beschriebenen Weise teilt, und diese Rohre können dann nach oben gegen das Einlaßende hin gerichtet sein und hierauf nach vorn in annähernd rechtem Winkel zu dem Einlaßrohr gebogen sein, wo sie sich nach außen erweitern und miteinander verbinden, so daß sie die ganze Öffnung an der Vorderseite des Sprechmaschinengehäuses ausfüllen. Der Schalltrichter ist in diesem Falle zweckmäßig unter der das Triebwerk enthaltenden Kammer angeordnet.

Man kann auch die Berührungskante 0 der beiden erweiterten Rohre des Trichters oder der beiden Trichterabschnitte etwas nach hinten verschieben, so daß man Schallfenster oder schallregelnde Dämpfer oder Klappen anbringen kann, die um senkrechte oder wagerechte Achsen gedreht werden können, ohne daß sie dabei in Berührung mit den Trichterteilen kommen oder es nötig wäre, für ihre Anbringung das Gehäuse über die Enden der Trichterteile hinaus zu vergrößern.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Schalltrichter für Tonwiedergabevorrichtungen, Sprechmaschinen, elektrischeLautsprecher o. dgl. aus beliebigem Werkstoff, der sich von seinem Anfang bis zur Schallmündung allmählich erweitert und aus einem einzelnen oder mehreren, gegebenenfalls zwei, von einem gemeinsamen Anfangsrohr aus sich teilenden, zweckmäßig rückläufig gebogenen und gegebenenfalls an der Schallmündung sich wieder vereinenden Schallrohren bestehen kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtflächeninhalt des Querschnitts

   4Ϊ1684

   jedes Schallrohres an einer Stelle auf etwa zwei Drittel der Gesamtlänge des Trichters vom Einlaßende aus gerechnet in Ouadratzentimetern durch die Formel

   1-59 V

   gegeben ist, worin α der Durchmesser am Einlaßende des Trichters, c der Flächeninhalt am AuslaßendBj, t die Trichterlänge und χ die Quadratwurzel derjenigen Frequenz ist, deren Wert zwischen dem des

   höchsten Grundtoties und des höchsten hörbaren Tones des musikalischen Frequenzbereichs liegt.
2. 2. Schalltrichter nach Anspruch 1, der an seinem Einlaßende ein gemeinsames Schallrohr hat, das sich dann in mehrere Schallrohre teilt, die nach hinten gegen das Einlaßende zurücklaufen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schallrohre im¹, m²) so zurückgebogen sind (Teile »\ n²), daß alle Rückbiegungen in annähernd der gleichen wagerechten Ebene *s liegen (Abb. 4 bis 6).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen