DE4092322C2 - Trichterlautsprecher und zugehöriger Schalltrichter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Trichterlautsprecher und insbesondere Trichterlautsprecher zur Abstrahlung von Schall in einen Zuhörerbereich wie einen Raum, einen Zuhörersaal oder eine Freilichtbühne. Die vorliegende Erfindung richtet sich auch auf Schalltrichter für derartige Lautsprecher.

Tontechniker bringen üblicherweise einen oder mehrere Trichterlautsprecher über und am Umfang des Bereiches an, in den der Schall hineingestrahlt oder -verstärkt werden soll. Das allgemeine Problem bei einem derartigen Aufbau ist es, einen gleichmäßigen Schalldruck in allen Abschnitten des Zuhörerbereiches zu erzielen.

Dieses Problem erfordert häufig die Verwendung einer Vielzahl von Lautsprechern, obgleich sich die erforderliche Schall­ stärke auch durch einen Lautsprecher erzielen ließe. Die Ver­ wendung einer Vielzahl von Lautsprechern ist nicht nur ener­ giereich und deshalb kostenintensiv, sondern beeinträchtigt auch die Schalleistung. Die Verwendung mehrfacher Schall­ quellen führt dazu, daß an einige Plätze des Zuhörerbereichs Schall auf mehreren Wegen gelangt, wobei die Schallwellen auf den unterschiedlichen Wegen unerwünschte Phasenunterschiede erzeugen, was zu einer erheblichen Beeinträchtigung der Qualität führen kann.

Handelt es sich bei dem Zuhörerbereich um ein geschlossenes Auditorium, dann wird die Qualität auch durch Schallreflek­ tionen von den Wänden des Saales beeinträchtigt. Aus diesem Grund müssen Tontechniker die zur Beschallung eines geschlos­ senen Auditoriums verwendeten Lautsprecher so anordnen, daß die auf die Saalwände auftreffende Schallintensität auf nied­ rige Pegel begrenzt wird. Vielfach läßt sich diese Anforderung nur durch Verwendung mehrerer Trichterlautsprecher erfüllen, obgleich nur ein einziger Lautsprecher zur Erzeugung des erforderlichen Schallpegels erforderlich wäre.

Es wurden bereits zahlreiche Versuche zur Steuerung der Schallwellenausbreitung bei Trichterlautsprechern unternommen. Die US-Patentschrift Nr. 2,537,141 (Paul W. KLIPSCH) be­ schreibt einen Trichterlautsprecher mit gesteuerter Winkel­ abstrahlung, bei dem sich die Schallwellen von dem Trichter­ hals aus zunächst in einer Ebene und dann in der dazu senk­ recht verlaufenden Ebene ausbreiten. Die US-Patentschrift Nr. 4,071,112 (D. Broadus KEELE, Jr.) offenbart einen Trichter­ lautsprecher mit einem gesteuerten Schallmuster, bei dem die Ausbreitung der Schallwellen zunächst exponential von dem Trichterhals aus und danach konisch erfolgt.

Die US-Patentschrift Nr. 4,308,932 (D. Broadus KEELE, Jr.) oder DE 31 16 307 A1 offentbart einen Trichterlautsprecher zur Schallerzeugung in einen rechteckigen Zuhörerbereich von einem schiefen Winkel aus, und KEELE, Jr. beschreibt dieses weiterhin in einer Ver­ öffentlichung anläßlich der vom 8. bis 12. Oktober 1983 statt­ gefundenen "Audio Engineering Society Convention (Kongreß der Gesellschaft für Tontechnik)". Der Trichterlautsprecher aus KEELE-Patent und -Veröffentlichung variiert das horizontale Ausbreitungsgebiet als Funktion des Höhenwinkels, ergibt jedoch ungefähr dieselbe Schallenergie für alle Höhenwinkel und erzeugt daher allgemein keinen gleichmäßigen Schalldruck über einen rechteckigen Zuhörerbereich. Zwar werden die entfernten Abschnitte des Zuhörerbereiches von Schallwellen erfaßt, die durch enge Kanäle oder Abschnitte des Schall­ trichters ausgebreitet werden, und die in der Nähe befind­ lichen Teile des Zuhörerbereiches werden von Schallwellen erfaßt, die durch breitere Abschnitte des Trichters ausge­ breitet werden; die Konzentration der auf diese entfernten Bereiche gerichteten Schallenergie reicht jedoch nicht aus, um den Schalldruckverlust aufgrund der größeren Entfernung dieser entfernten Abschnitte von dem Trichter auszugleichen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Trich­ terlautsprecher bzw. einen Schalltrichter zur Verfügung zu stellen, der in der Nähe und über einem Zuhörerbereich angeordnet werden kann und ein im wesentlichen konstantes Schallintensitätsmuster im Zuhörer­ bereich erzeugt.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 8 gelöst.

Ausbildungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.

Dabei muß ein Trichter­ lautsprecher ein Schallintensitätsmuster erzeugen, mit dem eine weitaus größere Schallenergie in die von dem Lautsprecher entfernten Zuhörerbereiche, als in die sich in Lautsprecher­ nähe befindlichen Zuhörerbereiche abgestrahlt wird.

Dabei ist vorgesehen, einen Trichterlautsprecher zu schaffen, der ein Schallintensitäts­ muster über einen Bereich erzeugt, welcher sich bis kurz hin­ ter die Grenze des Zuhörerbereiches erstreckt; und bei Anwen­ dung in einem rechteckigen Auditorium besteht die Aufgabe darin, einen Schalltrichter mit abgehacktem oder stumpfem Schallintensitätsmuster zur Verfügung zu stellen. Ein derartig ausgebildeter Schalltrichter ist zur Verwendung in einem ge­ schlossenen rechteckigen Auditorium angebracht, da er sich zentral an einer Stirnwand über dem Zuhörerbereich anbringen läßt, oder es können zwei derartige Trichterlautsprecher über der Mitte des Zuhörerbereiches zueinander Rücken an Rücken angeordnet werden, wobei das entstehende Schallmuster im wesentlichen mit dem des Zuhörerbereiches übereinstimmt. Auf diese Weise wird der Pegel des abgestrahlten Schalls, der auf die Wände des Auditoriums oder Zuhörersaales trifft, erheblich verringert, und qualitätsbeeinträchtigende Schallreflektionen sind auf niedrigen Pegel reduziert.

Die vorliegende Erfindung stellt einen Trichterlautsprecher zur Verfügung, der einen gleichmäßigen Schalldruck über einen Zuhörerbereich von einer Position über und versetzt von dem Mittelpunkt dieses Bereiches erzielt. Der Lautsprecher hat einen Treiber, der eine gleichmäßige Verteilung von Schall­ energie über seinen Ausgangsort bewirkt, sowie einen mit dem Ausgangsort des Treibers verbundenen Schalltrichter mit einem nach außen strebenden erweiterten Abschnitt zur Ausrichtung und Verteilung von Schall über den Zuhörerbereich. Der Trich­ ter ist mit einer Vorrichtung versehen, die zwischen der Ein­ laßöffnung des Trichters und dem nach außen strebend erweiter­ ten Abschnitt angeordnet ist, um den an den nach außen erwei­ terten Abschnitt des Trichters übertragenen Schall auf ein schmales, langes Band zu begrenzen und die Schallenergie in dem Band fortschreitend von einem Bandende zum anderen zu erhöhen.

Insbesondere weist der Trichter Wände auf, die einen Schallweg definieren, welcher zwischen der Schalleinlaßöffnung und der Trichteröffnung verläuft. Die Schalleinlaßöffnung des Schall­ trichters eignet sich zur akustischen Kopplung mit dem Aus­ gangsort des Treibers. Der Schalltrichter hat einen Koppel­ abschnitt, der sich von der Einlaßöffnung her erstreckt, und einen nach außen erweiterten Abschnitt zur Ausrichtung und Verteilung von Schall über den Zuhörerbereich, der von dem Koppelabschnitt zur Trichteröffnung verläuft. Über dem Schallweg an der Grenzfläche zwischen dem Koppelbereich und dem nach außen erweiterten Bereich des Schalltrichters ist ein Schlitz angeordnet, und dieser Schlitz hat einen wesentlich kleineren Querschnitt als die Öffnung des Schalltrichters. Der Schlitz hat sich gegenüberliegende Enden und eine Längsachse, die zwischen den Enden verläuft. Die Wände des Schalltrichters begrenzen den Schallweg und ergeben einen sanften Übergang zwischen der Einlaßöffnung des Schalltrichters und dem Schlitz. Der Schalltrichter hat auch eine Vorrichtung zur Steuerung der Schallenergie entlang der Längsachse des Schlitzes, so daß die Schallenergie an dem einen Schlitzende am geringsten ist, und progressiv zum anderen Schlitzende ansteigt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Einlaßöffnung des Trichterbereiches kreisförmig und der Koppelabschnitt des Trichters weist zwei miteinander verbundene Bereiche zwischen der Einlaßöffnung und dem Schlitz auf. Der erste Bereich des Koppelabschnittes hat vier flache Wände, die von dem Schlitz aus verlaufen, und der zweite Bereich erstreckt sich zwischen dem ersten Bereich und der Einlaßöffnung. Der zweite Bereich bildet einen glatten akustischen Übergang für den Schallweg zwischen den vier flachen Wänden und der kreisförmigen Einlaßöffnung.

In der bevorzugten Ausführungsform ist ebenfalls der nach außen strebende erweiterte Abschnitt des Schalltrichters in zwei miteinander verbundene Bereiche unterteilt. Einer der Bereiche verläuft von dem Koppelabschnitt des Trichters aus und ist nach außen erweitert, um die Schallausbreitung der Form des gewählten Zuhörerbereiches anzupassen. Der andere Bereich hat die Form einer Glocke, deren Krümmungsgrad nach außen den Krümmungsgrad des anderen Bereiches übersteigt.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der Zeichnungen.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines rechteckigen Bereiches, in dem ein gleichmäßiger Schalldruckpegel erzeugt werden soll;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Ebene 2-2 aus Fig. 1;

Fig. 3 eine dreidimensionale schematische Darstellung eines erfindungsgemäß aufgebauten Lautsprecherschall­ trichters;

Fig. 4 eine Vorderansicht des Lautsprechertrichters aus Fig. 3;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Lautsprechers mit dem Schalltrichter aus Fig. 3;

Fig. 6 eine Draufsicht auf den in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Schalltrichter;

Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 aus Fig. 5;

Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie 8-8 aus Fig. 5;

Fig. 9 ein vertikales Polardiagramm des Ansprechens bei 2000 Hz eines gemäß einer bevorzugten Ausführungs­ form des Lautsprechers der Fig. 3 bis 8 aufge­ bauten Lautsprechers;

Fig. 10 ein räumliches Diagramm des Ansprechmusters bei 2000 Hz zu Fig. 9;

Fig. 11 ein Isobarendiagramm der Schallintensität bei 2000 Hz, wie sie von dem Lautsprecher mit dem polaren Ansprechen gemäß Fig. 9 auf die Bodenfläche eines Auditoriums abgestrahlt wird;

Fig. 12 eine dreidimensional schematische Darstellung eines Lautsprechertrichters gemäß einer anderen Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 eine Seitenansicht des Lautsprechertrichters aus Fig. 12 in Kombination mit einem akustischen Treiber;

Fig. 14 eine Schnittansicht des Schalltrichters entlang der Linie 14-14 aus Fig. 13;

Fig. 15 eine dreidimensionale schematische Darstellung eines Lautsprechertrichters gemäß einer weiteren Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 16 eine Vorderansicht des Schalltrichters aus Fig. 15;

Fig. 17 eine Schnittansicht entlang der Linie 17-17 aus Fig. 16 in Kombination mit einem akustischen Treiber; und

Fig. 18 eine Vorderansicht einer Modifizierung eines Laut­ sprechers gemäß Fig. 3 bis 8.

Die vorliegende Erfindung läßt sich auf jeden geometrisch ausgebildeten Zuhörerbereich anwenden, wie einen Kreis, ein Quadrat, ein Rechteck, ein stumpfes Dreieck oder dergleichen, da jedoch die meisten Zuhörersäle Rechteckform haben, wird die Erfindung nachstehend unter Bezugnahme auf eine derartige Anwendung beschrieben. Die Fig. 1 und 2 zeigen das Problem der Anpassung der Form der vertikalen und horizontalen Schallverteilungen des Lautsprechers, um einen gleichmäßigen Schalldruckpegel in allen Abschnitten des Zuhörerbereiches des Auditoriums zu erzeugen. Ein Lautsprecher 10 ist mittig an einer Stirnwand 12 des Auditoriums in einer Höhe H über einem Boden 14 des Saales angeordnet. Der Zuhörersaal hat eine zwei­ te, von der ersten Stirnwand 12 im Abstand gehaltene Stirnwand 16. In der hier dargestellten besonderen Anordnung beträgt der Abstand zwischen der zweiten Stirnwand 16 zur ersten Stirnwand 12 das 2,75fache der Höhe H, in der der Lautsprecher 10 über dem Boden 14 angeordnet ist. Bei dieser Anordnung muß das vertikale Schallmuster des Lautsprechers eine Schallverteilung durch einen Winkel von 70 Grad ergeben, wie in Fig. 2 ange­ geben, und ein vertikaler Schallausbreitungswinkel von 70 Grad zieht - wie nachstehend ausgeführt - eine praktische Grenze für einen erfindungsgemäß ausgeführten Lautsprecher.

Das Auditorium weist ebenfalls Seitenwände 18 und 20 auf. Diese Seitenwände bestimmen das horizontale Schallmuster des Lautsprechers. Für Schallwellen, die vom Lautsprecher 10 direkt nach unten in die Nähe der Stirnwand 12 gerichtet werden, erfordert der Zuhörerbereich in der Nähe der Stirnwand 12 wegen einer Breite = 2H einen horizontalen Schallausbrei­ tungswinkel von 90 Grad. Für Schallwellen, die die Basis der gegenüberliegenden Stirnwand 16 des Zuhörersaales erreichen, ist jedoch ein Schallausbreitungswinkel von nur 38 Grad erforderlich. Die Schallausbreitungswinkel für Ebenen, die parallel zu den Stirnwänden 12 und 16 verlaufen, erhöhen sich von 38 Grad auf 90 Grad, da sich die Ebenen von der Stirnwand 16 entfernen und der Stirnwand 12 nähern. Die erforderlichen horizontalen und vertikalen Schallausbreitungswinkel werden durch übliche geometrische Formeln bestimmt.

Der vertikale Ausbreitungswinkel ist durch die nachstehende Formel gegeben:

A_v = tan^-1(H/L),

in der "H" die Höhenentfernung des Lautsprechers 10 über dem Boden 14 und "L" die Entfernung des Lautsprechers 10 von der Stirnwand 16 darstellen. Der horizontale Ausbreitungswinkel ist gegeben durch die Formel:

A_h = 2 tan^-1(H/D),

in der "D" die Hälfte der Entfernung zwischen den Seitenwänden 18 und 20 darstellt.

Die Fig. 3 bis 8 zeigen den Lautsprecher 10, der zur Erzeugung eines gleichmäßigen Schalldruckpegels über den Boden 14 des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Zuhörersaales ausge­ legt ist. Der Lautsprecher 10 besteht aus einem Treiber oder Wandler 22, und einem Schalltrichter 24. Der Treiber 22 ist von herkömmlicher Bauart und ein im Handel erhältliches Produkt, wie z. B. das von Electro-Voice, Incorporated, Buchanan, Michigan, V. St. v. A. vertriebene Modell DH1A. Er arbeitet über einen Frequenzbereich von 500 bis 20000 Hz und hat einen Ausgangskoppelmechanismus mit einem Ausgangskoppel­ flansch 26 mit einer kreisförmigen Öffnung 28 zur Verbindung mit einem Schalltrichter 24. Der Treiber 22 erzeugt einen gleichmäßigen Schalldruck pro Flächeneinheit über die Öffnung 28 des Koppelflansches 26.

Der Schalltrichter 24 wird von einer Schale 30 gebildet, die mit einem Koppelflansch 32 mit einer kreisförmigen Öffnung 34 versehen ist. Der Koppelflansch 32 ist an dem Flansch 26 des Treibers 22 befestigt, und die Öffnung 28 des Koppelflansches 26 des Treibers 22 paßt auf die Öffnung 34 des Koppelflansches 32 des Schalltrichters 24, um den Treiber 22 akustisch mit dem Schalltrichter 24 zu verbinden. Die Schale 30 bildet einen internen Schallausbreitungskanal 36, der durch den Schall­ trichter von der Öffnung 34 zu einer Trichteröffnung 38 verläuft.

Der Schallausbreitungskanal 36 verläuft durch drei akustisch miteinander verbundene Bereiche des Trichters 24, nämlich einen Hals 40, einen Koppelabschnitt 42 und eine nach außen strebend erweiterte Glocke 44. Der Querschnitt des Schall­ kanals 36 ändert sich von einem kreisförmigen Querschnitt an der Eingangsöffnung 34 zum Querschnitt eines engen Schlitzes 46 auf der Grenzfläche 47 zwischen dem Koppelabschnitt 42 und der nach außen erweiterten Glocke 44. Von der Eingangsöffnung 34 wandelt sich der Querschnitt des Kanals 36 über den gesam­ ten Hals 40 allmählich um bzw. geht über die glatten gekrümm­ ten Flächen der Schale 30 in einen Querschnitt an der Grenz­ fläche zwischen dem Hals 40 und dem Koppelabschnitt 42 über, der eine kleine Version des Schlitzes 46 ist, wie in Fig. 7 dargestellt. Zusätzlich zur Umwandelung der Form des Kanals 36 dient der Hals 40 als Hals des Schalltrichters 24 und sorgt für eine geeignete Leistungsaufnahme vom Treiber 22.

Im Koppelabschnitt 42 wird die Schale 30 von Wänden 48, 50, 52 und 54 gebildet, die den Schallkanal 36 begrenzen. Die Wände 50 und 54 befinden sich im rechten Winkel zur vertikalen Ebene 56 des Trichters, d. h. derjenigen Ebene, die die Mittelachse und Hauptachse des Trichters durchquert, und die Wände 50 und 54 erweitern sich im wesentlichen vom Hals 40 aus nach außen und voneinander weg. Im Koppelabschnitt 42 weisen die Wände 50 und 54 parallel gegenüberliegende Kanten auf und die Wände 48 und 52 verlaufen jeweils zwischen gegenüberliegenden Enden der Wände 50 und 52, um den Abschnitt des Schallkanals durch den Koppelabschnitt 42 zu bilden. Die Wände 48 und 52 sind in der Nähe der Wand 54 im wesentlichen flach und im Bereich nahe der Wand 50 voneinander weg nach außen gebogen, wobei die Wand 50 breiter ist als die Wand 54. Als Folge hiervon erweitert sich der Querschnitt des Schall­ kanals 36 in vertikaler Richtung zwischen der Grenzfläche des Halses 40 und dem Koppelbereich 42 bis zur Grenzfläche zwi­ schen Koppelbereich 42 und der Glocke 44; horizontal jedoch bleibt der Querschnitt in seinen Abmessungen zwischen diesen Grenzflächen konstant. Des weiteren formen die Wände 48, 50, 52 und 54 den Schallkanal 36 an der Grenzfläche zwischen Koppelabschnitt 42 und Glocke 44 zu einem Schlitz wie dem Schlitz 46, wobei dieser Schlitz in der Nähe der Wand 54 am engsten und in der Nähe der Seitenwand 50 am breitesten ist. Der Koppelabschnitt 42 erweitert den Querschnitt des Schall­ kanals 36 zwischen dem Hals 40 und der Glocke 42, wobei jedoch in jedem dieser Querschnitte die Schallenergie pro Flächen­ einheit konstant gehalten wird. Da der Bereich nahe der Wand 50 durch den gesamten Koppelabschnitt 42 größer ist als der Bereich nahe der Wand 54, ist auch die Schallenergie in der Nähe der Wand 50 größer als die Schallenergie in der Nähe der Wand 52, und dieses Verhältnis trifft auch für den Schlitz 46 zu. Daher bilden der Hals 40 und der Koppelabschnitt 42 eine Vorrichtung zur Begrenzung des von dem Treiber 22 an die Glocke 44 des Schalltrichters übertragenen Schalls auf ein schmales langes Band und eine Vorrichtung zur progressiven Steigerung der Schallenergie von einem Ende des Bandes zum anderen.

Die Wände 50 und 54 verlaufen durch die Glocke 44 des Schall­ trichters 24, und bleiben in der Glocke 44 eben. Die Wände 48 und 52 verlaufen ebenfalls durch die Glocke 44 und diese Wände haben jeweils Schallwände 58 und 60, die sich von dem Schlitz 46 aus erstrecken und sich in gleichen Winkeln zu der verti­ kalen Ebene 56 gekrümmt nach außen erweitern. Die Schallwände 58 und 60 ermöglichen eine Ausdehnung der Schallwellen von dem Schlitz 46 aus und steuern den horizontalen Winkel der Schall­ ausbreitung. Daher sind die Schallwände 58 und 60 in Bezug zueinander so angeordnet, daß sich der gewünschte Ausbrei­ tungswinkel ergibt.

Die Wände 48 und 52 weisen ebenfalls jeweils flache zweite Schallwände 62 und 64 auf, die von den Kanten der ersten Schallwände 58 und 60 zur Öffnung 38 der Schalltrichters 24 verlaufen. Die zweiten Schallwände 62 und 64 divergieren eben­ falls von der vertikalen Ebene 56 des Schalltrichters 24 zu gleichen Winkeln, wobei jedoch diese Winkel weitaus größer als diejenigen der ersten Schallwände 58 und 60 sind, um hierdurch eine gleichmäßige Ausgangsleistung über den Frequenzbereich des Lautsprechers zu erreichen. Eine rechteckige Verstärkungs­ krempe 66 verläuft um die Trichteröffnung 38 herum, und die Wände 48, 50, 52 und 54 laufen in dieser Krempe 66 aus.

Die Fig. 1 und 2 stellen eine typische Anwendung eines gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführten Lautsprechers zur Beschallung des Zuhörerbereiches eines rechteckigen Zuhörersaales dar. Häufige auftretende Abmessungen eines Zuhörersaales sind die Höhe H, die Breite 2H und die Länge 2,75H. Bei Anbringung des Lautsprechers 10 in der Mitte einer Stirnwand 12 in einer Höhe H über dem Zuhörerbereich lassen sich die erforderlichen Schallmuster errechnen. Zur Über­ tragung von Schall in den Bereich unmittelbar unterhalb des Lautsprechers 10 muß sich der Schall vom Lautsprecher über einen Winkel von 90 Grad ausbreiten. Zur Übertragung von Schall in das andere Ende des Zuhörersaales muß sich der Schall über einen Winkel von 38 Grad ausbreiten. Des weiteren muß der Schallausbreitungswinkel für jeden Querbereich des Zuhörersaals zwischen den Enden 12 und 16 korreliert werden, und diese Winkel liegen in einem Bereich zwischen 38 Grad und 90 Grad, da der Bereich zwischen den Stirnwänden 16 und 12 gewählt wird.

Der Schallkanal 36 kann in drei getrennte Bereiche getrennt aufgefaßt werden, nämlich den Hals 40, den Koppelbereich 42 und die Glocke 44, wie es am besten aus Fig. 5 hervorgeht. In jedem Bereich des Kanals 36 wird die Querschnittsfläche des Kanals, gemessen in Ebenen, die rechtwinklig zur vertikalen Ebene 56 des Trichters verlaufen, vom Schallwellenempfangsende zum Schallwellenausgang des Bereiches gemäß einer mathemati­ schen Funktion gleichmäßig größer. Die Bereiche der Quer­ schnitte des Halses 40 des Kanals 36 vergrößern sich von der Ebene des Koppelflanschs 32 aus, um eine wirkungsvolle Leistungsaufnahme vom Treiber 22 zu ermöglichen. Die Quer­ schnittsflächen des Koppelabschnittes 42 des Kanals 36 erhöhen sich proportional zur Entfernung von der Grenzfläche zum Hals 40. Die Querschnittsbereiche der Glocke 44 des Kanals 36 sind in zwei Abschnitte unterteilt. Der erste Abschnitt, der sich vom Schlitz 46 aus erstreckt und zwischen den ersten Schall­ wänden 58 und 60 liegt, vergrößert sich etwa im Quadrat der Entfernung von dem Schlitz 46. Der zweite Abschnitt, der zwischen den zweiten Schallwänden 62 und 64 liegt und zwischen dem ersten Abschnitt und der Trichteröffnung 38 verläuft, ist eine schnell nach außen strebende erweiterte Glocke.

Bei der Erfindung wurde die Tatsache genutzt, daß sich die Schallstärke gleichmäßig über einen Wellenfrontbereich verteilt. Da Schallwellen, die durch einen Abschnitt des Schlitzes 46 in der Nähe der Wand 54 hindurchgehen, zu demjenigen Abschnitt des Zuhörerbereiches abgestrahlt werden, der dem Lautsprecher am nächsten ist, und Schallwellen, die durch einen weiteren Abschnitt des Schlitzes 46 in der Nähe der Wand 50 passieren, zu demjenigen Abschnitt des Zuhörer­ bereiches abgestrahlt werden, der am weitesten vom Laut­ sprecher entfernt ist, ist die relative Schallstärke, die zu den beiden vorgenannten Bereichen geht, die gleiche wie die relative Größe der beiden Abschnitte des Schlitzes 46. Bei dem voranstehend erwähnten bevorzugten Aufbau des Schalltrichters beträgt der vertikale Winkel 60 Grad; dies erfordert, daß sich die siebenfache Schallstärke durch das 10 Grad-Segment des Schlitzes 46 in der Nähe der Wand 50 im Vergleich zum 10 Grad- Segment in der Nähe der Wand 54 fortpflanzen muß.

Es ist nunmehr verständlich, daß es getrennte Punktquellen bezüglich der vertikalen Ausbreitung gibt, d. h. der Ausbrei­ tung senkrecht zur Ebene 56, und der horizontalen Ausbreitung der durch den Trichter 24 abgestrahlten Schallwellen. Der Schlitz 46 fungiert als Punktquelle bezüglich der Flächen des Trichters 24, die die Verteilung senkrecht zur Ebene 56 steuern, nämlich der Schallwände 58 und 60. Dementsprechend muß die Entfernung zwischen den Wänden 48 und 52 am Schlitz 46 ausreichend klein sein, um zu ermöglichen, daß der Schlitz als Punktquelle bezüglich der horizontalen Verteilung fungiert, und diese Entfernung kann folglich eine Wellenlänge der höch­ sten vom Trichter zu steuernden Frequenz nicht überschreiten. Die vertikale Verteilung der durch den Trichter ausgebreiteten Schallwellen wird durch die Wände 50 und 54 gesteuert, die die Expansion von Schallwellen in vertikaler Richtung von einer wirkungsvollen Punktquelle begrenzen, welche sich am Schallhals befindet, der wiederum im Halsabschnitt 40 des Schalltrichters 24 liegt.

Der Schallkanal 36 muß die Schlitzkonfiguration erstellen, be­ vor die Hauptachse der Wellenfront länger als ungefähr zwei Wellenlängen der höchsten von dem Trichter 24 auszubreitenden Frequenz ist. Dieses Erfordernis bedeutet, daß die Länge des Halses 40 wenige Zentimeter nicht übersteigen kann, wenn der Trichter verhältnismäßig hohe Frequenzen wiedergeben soll. Des weiteren muß die Länge des Koppelabschnittes 42 des Trichters ausreichen, um einen Schlitz 46 mit einer im Vergleich zur längsten auszubreitenden Wellenlänge ausreichend langen Haupt­ achse zu bilden.

Die Länge der Hauptachse des Schlitzes 46 wird von denselben Faktoren bestimmt, die die Größe der Trichteröffnung 38 definieren.

Die Fig. 9 bis 11 zeigen gemessene Schallansprechmuster eines gemäß der voranstehenden Ausführungsform aufgebauten Lautsprechers bei 2000 Hz. Die Fig. 9 stellt das vertikale polare Ansprechen des an einem Punkt 68 befindlichen Laut­ sprechers dar, d. h. das Ansprechen in der Ebene 56. Das Ansprechen ist in hohem Grad gebündelt, um erhebliche Energie an den weit entfernten Zuhörerbereich abzugeben, nämlich den Bereich in der Nähe der Wand 16 aus Fig. 1. Fig. 10 ist eine dreidimensionale Darstellung desselben Lautsprechers bei derselben Frequenz, wobei der Lautsprecher an Punkt 68 innerhalb der Hülle angeordnet ist, d. h. an derselben Stelle wie in Fig. 9. Die Fig. 11 zeigt das akustische Ansprechen desselben Lautsprechers bei derselben Frequenz an derselben Stelle wie der Lautsprecher 10 aus Fig. 1 und gemessen auf dem Boden 14. Der Lautsprecher befindet sich ja in einer Höhe H über dem Boden 14, und ist auf einen Bereich 70 auf dem Boden gerichtet. Geschlossene Ringe 72, 74 und 76 umgeben den Ziel­ bereich 70 und zeigen jeweils Bereiche an, die den Zielbereich 70 mit einem Ansprechen von mehr als jeweils -3dB, -6dB und -9dB umgeben, wobei die Entfernung in Einheiten H gleich der Höhe des Lautsprechers über dem Boden 14 gemessen ist.

Die Fig. 12, 13 und 14 stellen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Soweit es sich bei den Elementen um dieselben wie in der vorherigen Ausführungsform handelt, bezeichnen auch dieselben Bezugszahlen diese Elemente. Ein Lautsprecher 10A besteht aus einem Treiber 22, und einem Schalltrichter 24A. Der Treiber 22 ist von herkömm­ licher Bauart, und erzeugt einen gleichmäßigen Schalldruck pro Flächeneinheit über eine Öffnung 28 eines Koppelflansches 26.

Ein Schalltrichter 24A wird von einer Schale 30A gebildet, die mit einem Koppelflansch 32 mit einer kreisförmigen Öffnung 34 versehen ist. Der Koppelflansch 32 ist an einem Flansch 26 des Treibers 22 befestigt, und die Öffnung 28 des Koppelflansches 26 des Treibers 22 paßt auf eine Öffnung 34 eines Koppel­ flansches 32 des Trichters 24A, um den Treiber 22 mit dem Trichter 24A akustisch zu koppeln. Die Schale 30A bildet einen internen Schallausbreitungskanal 36A, der durch den Schall­ trichter von einer Öffnung 34 zu einer Trichteröffnung 38A verläuft.

Der Schallausbreitungskanal 36A verläuft durch drei akustisch verbundene Abschnitte des Trichters 24A, nämlich einen Hals 40A, einen Koppelabschnitt 42A, und einer nach außen erwei­ terten Glocke 44A. Der Querschnitt des Schallkanals 36A wird von einem kreisförmigen Querschnitt an der Eingangsöffnung 34 in den Querschnitt eines engen Schlitzes 46A an der Grenz­ fläche zwischen dem Koppelabschnitt 42A und der nach außen konisch erweiterten Glocke 44A umgewandelt. Bei dieser Aus­ führungsform der Erfindung befindet sich der Schlitz 46A im rechten Winkel zu einer Wand 54A und parallel zu der Trich­ teröffnung 38A. Von der Eingangsöffnung 34 wandelt sich der Querschnitt des Kanals 36A über den gesamten Hals 40A allmählich um bzw. geht über in die glatten gebogenen Flächen der Schale 30A und wird an der Grenzfläche zwischen dem Hals 40A und dem Koppelabschnitt 42A zu einem Querschnitt, der eine kleine Version des Schlitzes 46A ist, wie in Fig. 14 dargestellt.

Im Koppelabschnitt 42A wird die Schale 30A von Wänden 48A, 50A, 52A und 54A gebildet, die den Schallkanal 36A begrenzen. Die Wände 50A und 54A sind rechtwinklig zu einer vertikalen Ebene 56A des Schalltrichters angeordnet, d. h. derjenigen Ebene, die eine Mittelachse 55A des Trichters durchquert und die Hauptachse des Trichters bildet. Die Wände 50A und 54A sind in gleichen Winkeln auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelachse 55A angeordnet, und die Wände 48A und 52A sind ebenfalls in gleichen Winkeln auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelachse 55A angeordnet. Die Wände 50A und 54A sind durch den ganzen Koppelabschnitt und den Hals 40A hindurch flache, ebene Wände, und die Wand 54A befindet sich im rechten Winkel zu der Trichteröffnung 38A.

Die Grenzfläche zwischen dem Hals 40A und dem Koppelabschnitt 42A ist parallel zum Koppelflansch 32 angeordnet, jedoch ist der Schlitz 46A, der die Grenzfläche zwischen dem Koppel­ abschnitt 42A und der Glocke 44A bildet, im rechten Winkel zur Wand 54A angeordnet. Daher durchqueren Schallwellen, die durch den Koppelabschnitt 42A des Kanals 36A ausgebreitet werden, zunächst den Abschnitt des Schlitzes 46A in der Nähe der Wand 54A und dann den Abschnitt des Schlitzes 46A in der Nähe der Wand 50A.

Im Koppelabschnitt 42A weisen die Wände 50A und 54A parallel gegenüberliegende Kanten auf und die Wände 48A und 52A verlaufen jeweils zwischen gegenüberliegenden Enden der Wände 50A und 52A, um den Abschnitt des Schallkanals durch den Koppelabschnitt 42A zu bilden. Die Wände 48A und 52A sind in der Nähe der Wand 54A im wesentlichen flach und im Bereich in der Nähe der Wand 50A nach außen voneinander weg gebogen, wobei die Wand 50A breiter ist als die Wand 54A. Als Folge hiervon wird der Querschnitt des Schallkanals 36A zwischen der Grenzfläche des Halses 40A und des Koppelbereiches 42A bis zur Grenzfläche zwischen dem Koppelbereich 42A und der Glocke 44A vertikal erweitert, horizontal jedoch bleibt der Querschnitt in seinen Abmessungen zwischen diesen Grenzflächen konstant. Des weiteren formen die Wände 48A, 50A, 52A und 54A den Schallkanal 36A an der Grenzfläche zwischen dem Koppel­ abschnitt 42A mit der Glocke 44A zu der Form des Schlitzes 46A, ein Schlitz, der in der Nähe der Wand 54A am engsten und in der Nähe der Seitenwand 50A am breitesten ist. Der Koppel­ abschnitt 42A erweitert den Querschnittsbereich des Schall­ kanals 36A zwischen dem Hals 40A und der Glocke 44A; in jedem dieser Querschnitte jedoch bleibt die Schallenergie pro Flächeneinheit konstant. Da der Bereich in der Nähe der Wand 50A über den gesamten Koppelabschnitt 42A größer als der Bereich in der Nähe der Wand 54A ist, ist auch die Schall­ energie in der Nähe der Wand 50A größer als die Schallenergie in der Nähe der Wand 52A, und dieses Verhältnis trifft auch in dem Schlitz 46A zu. Daher bilden der Hals 40A und der Koppel­ abschnitt 42A eine Vorrichtung zur Begrenzung des von dem Treiber 22 an die Glocke 44A des Trichters übertragenen Schalls auf ein schmales langes Band und eine Vorrichtung zur progressiven Erhöhung der Schallenergie im Band von einem Bandende zum anderen.

Die Wände 50A und 54A verlaufen durch die Glocke 44A des Trichters 24A und bleiben in der Glocke 44A plan. Die Wände 48A und 52A verlaufen ebenfalls durch die Glocke 44A und diese Wände haben jeweils Schallwände 58A und 60A, die von dem Schlitz 46A aus verlaufen und nach außen in gleichen Winkeln zur vertikalen Ebene 56A erweitert sind. Die Schallwände 58A und 60A erstrecken sich rechteckig und parallel zu dem Schlitz 46A. Die Schallwände 58A und 60A ermöglichen eine Ausdehnung der Schallwellen vom Schlitz 46A aus und steuern den hori­ zontalen Winkel der Schallausbreitung. Daher sind die Schall­ wände 58A und 60A in Bezug so zueinander angeordnet, daß der erwünschte Ausbreitungswinkel erzielt wird.

Die Wände 48A und 52A haben auch jeweils flache zweite Schall­ wände 62A und 64A, die von den Kanten der ersten Schallwände 58A und 60A zur Öffnung 38A des Trichters 24A verlaufen. Die zweiten Schallwände 62A und 64A weichen auch von der verti­ kalen Ebene 56A des Trichters 24A in gleichen Winkeln ab, jedoch sind diese Winkel weitaus größer als die der ersten Schallwände 58A und 60A, um eine gleichmäßige Ausgangsleistung über den Frequenzbereich des Lautsprechers zu ermöglichen. Eine rechteckige Verstärkungskrempe 66A verläuft um die Trich­ teröffnung 38A herum im rechten Winkel zu der Wand 54A, und die Wände 48A, 50A, 52A und 54A laufen in dieser Krempe 66A aus.

In der Ausführungsform der Fig. 12 bis 14 bildet der Schlitz 46A eine Punktquelle für die horizontale Ausbreitung der durch den Trichter 24A verteilten Schallwellen, und der Schallhals in dem Hals 40A des Trichters bildet eine wirkungs­ volle Punktquelle zur vertikalen Ausbreitung von Schallwellen, die durch den Trichter 24A verbreitet werden. Diese Ausfüh­ rungsform bietet die Vorteile, daß sich ein längerer Weg zur Steuerung desjenigen Abschnittes der Schallwelle, der den breiteren Abschnitt des Schlitzes 46A im Koppelabschnitt 42A passiert, als der engere Abschnitt der Schallwelle ergibt, und stellt eine praktische Konfiguration zur Ausrichtung des Lautsprechers 10 auf den Zuhörerbereich dar.

Die Fig. 15 bis 17 zeigen einen Lautsprecher 10B, der eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Soweit es sich um dieselben Elemente wie in der vorhergegan­ genen Ausführungsform handelt, bezeichnen auch dieselben Bezugsziffern diese Elemente. Ein Lautsprecher 10B besteht aus einem Treiber 22 und einem Schalltrichter 24B. Der Treiber ist von herkömmlicher Bauart und erzeugt einen gleichmäßigen Schalldruck pro Bereichseinheit über der Öffnung 28 eines Koppelflansches 26.

Ein Trichter 24B wird von einer Schale 30B gebildet, die mit einem Koppelflansch 32 mit einer kreisförmigen Öffnung 34 versehen ist. Der Koppelflansch 32 ist an dem Flansch 26 des Treibers 22 befestigt, und die Öffnung 28 des Koppelflansches 26 des Treibers 22 paßt auf die Öffnung 34 des Koppelflansches 32 des Trichters 24B, um den Treiber 22 mit dem Trichter 24B akustisch zu koppeln. Die Schale 30B bildet einen internen Schallausbreitungskanal 36B, der durch den Schalltrichter von der Öffnung 34 zu einer Trichteröffnung 38B verläuft.

Der Schallausbreitungskanal 36B verläuft durch drei akustisch verbundene Bereiche des Trichters 24B, nämlich einen Hals 40B, einen Koppelabschnitt 42B, und eine nach außen erweiterte Glocke 44B. Der Querschnitt des Schallkanals 36B wird von einem kreisförmigen Querschnitt an der Eingangsöffnung 34 in den Querschnitt eines engen Schlitzes 46B auf der Grenzfläche zwischen dem Koppelabschnitt 42B und der nach außen erweiter­ ten Glocke 44B umgewandelt. Von der Eingangsöffnung 34 wandelt sich der Querschnitt des Kanals 36B durch den gesamten Hals 40B allmählich um bzw. geht über in die glatten gekrümmten Flächen der Schale 30B und wird zu einem Querschnitt an der Grenzfläche zwischen Hals 40B und Koppelabschnitt 42B, der eine kleine Version des Schlitzes 46B ist, wie es in Fig. 16 dargestellt ist.

Im Koppelabschnitt 42B wird die Schale 30B von Wänden 48B, 50B, 52B und 54B gebildet, die den Schallkanal 36B begrenzen. Die Wände 50B und 54B sind rechtwinklig zu der vertikalen Ebene 56B des Schalltrichters angeordnet, d. h. derjenigen Ebene, die eine Mittelachse 55B des Trichters durchquert und die Hauptachse des Trichters bildet. Die Wände 50B und 54B sind in gleichen Winkeln auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelachse 55B angeordnet, und die Wände 48B und 52B sind ebenfalls in gleichen Winkeln auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelachse 55B angeordnet. Die Wände 50B und 54B sind durch den ganzen Hals 40A, den Koppelabschnitt 42B und die Glocke 44B hindurch flache, ebene Wände.

Die Grenzfläche zwischen dem Hals 40B und dem Koppelabschnitt 42B und der Schlitz 46B sind parallel zum Koppelflansch 32 angeordnet. Die Wände 50B und 54B sind durch den gesamten Schalltrichter 24B flach, und im Koppelabschnitt 42B haben die Wände 50B und 54B parallel gegenüberliegende Kanten gleicher Breite. Die Wände 48B und 52B verlaufen parallel zueinander jeweils zwischen gegenüberliegenden Enden der Wände 50B und 52B, um den Abschnitt des Schallkanals durch den Koppel­ abschnitt 42B hindurch zu bilden. Als Folge hiervon wird der Querschnitt des Schallkanals 36B zwischen der Grenzfläche des Halses 40B und des Koppelbereiches 42B bis zur Grenzfläche zwischen dem Koppelbereich 42B und der Glocke 44B vertikal erweitert, horizontal jedoch bleibt der Querschnitt in seinen Abmessungen zwischen diesen Grenzflächen konstant. Des weite­ ren formen die Wände 48B, 50B, 52B und 54B den Schallkanal 36B am Schlitz 46B.

Eine Vielzahl flacher Rippen 78, 80 und 82 sind senkrecht zu den Wänden 48B und 52B angeordnet, und die Rippen verlaufen von der Grenzfläche zwischen dem Hals 40B und dem Koppel­ abschnitt 42B zum Schlitz 46B. Die Rippen 78, 80 und 82 unterteilen den Schallkanal 36B an der Grenzfläche zwischen Hals 40B und Koppelabschnitt 42B in gleiche Flächenabschnitte, und da die Schallenergie pro Flächeneinheit bei dieser Grenzfläche dieselbe ist, erhält jeder der Wege zwischen den Rippen dieselbe Schallenergie von dem Hals 40B. In dem besonderen dargestellten Aufbau gibt es drei Rippen 78, 80 und 82, die den Schallkanal 38B in vier Schallwege 84, 86, 88 und 90 unterteilen, jedoch lassen sich auch mehr bzw. weniger Rippen zur Unterteilung des Schallkanals 38B in mehr bzw. weniger Schallwege einsetzen.

Die vier Schallwege 84, 86, 88 und 90 liefern gleiche Schallenergie an den Schlitz 46B an der Grenzfläche zwischen dem Koppelabschnitt 42B und der Glocke 44B; die Rippen sind jedoch so angeordnet, daß sie diese Energie über verschiedene Bereiche 92, 94, 96 und 98 liefern. Der Bereich 92 ist der kleinste, und daher verläuft die größte Schallenergie pro Flächeneinheit durch diesen Abschnitt des Schlitzes 46B. Die Bereiche 94, 96 und 98 werden jeweils fortlaufend größer, und entsprechend wird die durch diese Abschnitte des Schlitzes 46B hindurch verlaufende Schallenergie progressiv geringer. Daher bilden der Hals 40B und der Koppelabschnitt 42B eine weitere Vorrichtung zur Begrenzung des von dem Treiber 22 an die Glocke 44B des Trichters übertragenen Schalls zu einem schma­ len langen Band, und eine Vorrichtung zur progressiven Erhö­ hung der Schallenergie im Band von einem Bandende zum anderen.

Die Wände 50B und 54B verlaufen durch die Glocke 44B des Trichters 24B und bleiben in der Glocke 44B eben. Die Wände 48B und 52B verlaufen ebenfalls durch die Glocke 44B und diese Wände haben jeweils Schallwände 58B und 60B, die von dem Schlitz 46B aus verlaufen und in gleichem Winkel zur verti­ kalen Ebene 56B nach außen streben. Die Schallwände 58B und 60B erstrecken sich rechtwinklig und parallel zu dem Schlitz 46B. Die Schallwände 58B und 60B ermöglichen eine Ausbreitung der Schallwellen vom Schlitz 46B aus und steuern den hori­ zontalen Winkel der Schallausbreitung. Daher sind die Schall­ wände 58B und 60B in Bezug zueinander so angeordnet, daß der erwünschte Ausbreitungswinkel erzielt wird.

Die Wände 48B und 52B haben auch jeweils flache zweite Schallwände 62B und 64B, die von den Kanten der ersten Schallwände 58B und 60B zur Öffnung 38B des Trichters 24B verlaufen. Die zweiten Schallwände 62B und 64B divergieren ebenfalls von der vertikalen Ebene 56B des Trichters 24B in gleichen Winkeln, jedoch sind diese Winkel weitaus größer als die der ersten Schallwände 58B und 60B, um eine gleichmäßige Ausgangsleistung über den ganzen Frequenzbereich des Laut­ sprechers zu ermöglichen. Eine rechteckige Verstärkungskrempe 66B verläuft um die Öffnung 38B herum im rechten Winkel zu der Wand 54B, und die Wände 48B, 50B, 52B und 54B enden in der Krempe 66B. Wie bei der Ausführungsform der Fig. 12 bis 14 bildet der Schlitz 46B eine Punktquelle für die horizontale Ausbreitung der durch den Trichter 24B abgestrahlten Schall­ wellen, und der Schallhals in dem Hals 40B des Trichters bildet eine wirkungsvolle Punktquelle zur vertikalen Aus­ breitung der von dem Trichter 24B abgestrahlten Schallwellen.

In den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen wird der horizontale Ausbreitungswinkel durch die ersten Schallwände der Glocke gesteuert, die in der ersten Ausführungsform die Bezugsziffern 58 und 60 tragen. Da diese ersten Schallwände flach sind, ist der horizontale Ausbreitungswinkel über die Länge des Schlitzes 46 derselbe. Die sich vom Trichter aus­ breitenden Schallwellen können jedoch unter den Bedingungen, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind, einem recht­ winkligen Zuhörerbereich so angepaßt werden, daß sie fast mit diesem übereinstimmen, wenn der Winkel zwischen den ersten Schallwänden nicht so nahe bei dem Abschnitt des Schlitzes liegt, der die maximale Schallenergie pro Flächeneinheit ausbreitet. Die Ausführungsform gemäß Fig. 18 erfüllt diese Aufgabe und stellt eine Verbesserung der ersten Ausführungs­ form dar; es versteht sich jedoch, daß die Lehren dieser Verbesserung gleichfalls auf die anderen dargestellten Ausführungsformen anwendbar sind.

Die Fig. 18 zeigt einen Lautsprecher 10C, bei dem Treiber, und Hals und Koppelabschnitte des Trichters, 24C, mit denen in den Fig. 3 bis 8 der ersten Ausführungsform identisch sind, und diese Elemente sind daher nicht weiter dargestellt. Der Lautsprecher aus Fig. 18 jedoch unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in dem Aufbau des Abschnittes des Trichters 24C, der als Glocke bezeichnet und mit der Bezugsziffer 44C gekennzeichnet ist.

Der Trichter 24C weist einen Schlitz 46 auf, durch den Schall­ wellen in die Glocke 44C geleitet werden. Ein Schlitz 46C wird von Wänden 48 und 52 einer Schale in einen Koppelabschnitt 42 des Trichters 24C gebildet, und der Schlitz verläuft zwischen Wänden 50 und 54 einer Schale 30. Der Schlitz 46C ist an einem Ende 100 breiter als an einem anderen Ende 102, und dement­ sprechend ist die Schallenergie pro Flächeneinheit am Ende 100 höher als die am Ende 102. Des weiteren nimmt der Schlitz 46 progressiv an Fläche pro Längeneinheit von seinem Ende 102 zu seinem Ende 100 zu.

Der Trichter 24C hat ein Paar erster Schallwände 58C und 60C, die in gleichen Winkeln von einer Mittelebene 56 des Trichters 24C divergieren, wobei sich die Schallwände 58C und 60C auf gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes 46C befinden. Die ersten Schallwände 58C und 60C verlaufen von dem Schlitz 46C aus bis zu einem Paar zweiter Schallwände 62C und 64C, die zwischen den Wänden 50 und 54 bis zu einer Verstärkungskrempe 66C verlaufen. Die ersten Schallwände 58C und 60C und die zweiten Schallwände 62C und 64C sind auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelebene 56 des Trichters 24C symmetrisch angeordnet.

Bei Schallabstrahlung von einem Ende und nach unten auf einen rechteckigen Zuhörerbereich ist der horizontale Ablenkungs­ winkel für das entfernte Ende des Zuhörersaales weitaus kleiner als für das in der Nähe befindliche Ende des Zuhö­ rersaales. Das unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 ange­ gebene Beispiel beträgt 38 Grad für das entfernte Ende des Zuhörersaales und 70 Grad für das nahe Ende des Zuhörersaales. In Fig. 18 sind die ersten Schallwände 58C und 60C so ge­ formt, daß sie einen kleinsten Winkel für die Mittelebene 56 am Ende 100 und den größten Winkel für die Mittelebene 56 am Ende 102 ergeben, und den Winkel zur Mittelebene 56 für Ab­ schnitte der ersten Schallwände 58C und 60C von dem Ende 102 zum Ende 100 progressiv erhöhen. Bei diesem Aufbau kann die von dem einen Ende und über einem rechteckigen Zuhörersaal ausgebreitete Schallwelle ein Muster auf dem Boden des Zu­ hörersaales erzeugen, das im wesentlichen dem rechteckigen Zuhörerbereich entspricht.

Die vom Schlitz 46C zu jeweils den zweiten Schallwänden 62C und 64C gemessene Breite der ersten Schallwände 58C und 60C ist konstant und dieselbe wie in der Ausführungsform der Fig. 3 bis 8. Die zweiten Schallwände 62C und 64C sind rechteckige flache Teile und daher ist der Trichter 24C am Ende 100 des Schlitzes enger als am Schlitzende 102, was eine stumpfe Trichteröffnung 38C und Krempe 66C ergibt. Die Breite der ersten Schallwände sollte unter diesen Umständen möglichst lang sein, um die Schallverteilung auf eine Frequenz zu steuern, die so niedrig wie jeweils gewünscht sein kann, und zumindest ein Viertel Wellenlänge bei der geringsten von dem Trichter zu steuernden Wellenlänge betragen.

Der Fachmann auf diesem Gebiet wird viele weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung erkennen und an viele andere Ver- und Anwendungen zusätzlich zu den hierin offenbarten für die vor­ liegende Erfindung denken. Beispielsweise kann ein Zuhörer­ bereich als zwei aneinandergrenzende Zuhörerbereiche aufgefaßt werden, und dieser Bereich kann von zwei gemäß der vorlie­ genden Erfindung aufgebauten Lautsprechern Rücken an Rücken in zentraler Anordnung zu dem Bereich erfaßt werden. Des weiteren kann ein derartiger Zuhörerbereich von zwei erfindungsgemäß gebauten Trichtern erfaßt werden, die von einem gemeinsamen Treiber betrieben werden, entweder mittels eines gegabelten Kopplers oder unmittelbar durch das Wandel­ organ des Treibers. Daher soll der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht durch die voranstehenden Angaben begrenzt sein, sondern lediglich durch die nachstehenden Ansprüche.

Claims (20)

1. Trichterlautsprecher zur Schallabstrahlung auf einen Bereich aus einer Position über diesem Bereich, umfassend einen Wandler mit einem Schallausgangsort, wobei der Wandler eine gleichmäßige Verteilung von Schallenergie über den Ausgangsort durch einen Frequenzbereich des Lautsprechers bewirkt, und einen Schalltrichter mit Wänden, die einen Schallweg definieren, der zwischen einer Schalleinlaß- Öffnung und einer Trichteröffnung verläuft, wobei die Schalleinlaßöffnung des Schalltrichters akustisch mit dem Ausgangsort des Wandlers gekoppelt ist, wobei dadurch gekennzeichnet, daß der Schalltrichter einen Koppelabschnitt umfaßt, welcher sich von der Einlaßöffnung zu einer Übergangsfläche erstreckt, und einen nach außen strebend erweiterten Abschnitt, der von der Übergangsfläche zu der Trichteröffnung verläuft, wobei Abschnitte der Wände des Trichters einen Schlitz bilden, der über den Schallweg an der Grenzfläche zwischen dem Koppelabschnitt und dem nach außen erweiterten Abschnitt mit wesentlich kleinerem Querschnitt als der Trichteröffnung verläuft und mit einer Mittellängsachse und gegenüberliegenden Enden auf der Längsachse, wobei die Wände des Trichters einen glatten Übergang zwischen der Einlaßöffnung des Trichters und dem Schlitz ergeben, d.g.d. der Trichter (24) eine Vorrichtung zur Steuerung der Schallenergie entlang der Längsachse des Schlitzes (46, 46B) aufweist, wobei die abgestrahlte Schallenergie pro Flächeneinheit an einem ersten Abschnitt des Schlitzes (46, 46B) am geringsten ist und an einem zweiten Abschnitt des Schlitzes (46, 46B) am größten ist und die Schallenergie zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Schlitzes (46, 46B) progressiv ansteigt.

2. Trichterlautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte der Wände (48, 50, 52, 54) des Trichters (24), die den Schlitz (46) bilden, die Vorrichtung zur Steuerung der Schallenergie entlang der Längsachse des Schlitzes (46) darstellen und die Breite des Schlitzes (46) senkrecht zur Längsachse des Schlitzes entlang einer Länge des Schlitzes (46) variiert, wobei der Schlitz in der Nähe seines ersten Abschnittes (54) eine minimale Breite aufweist, welche von dem ersten Abschnitt aus auf eine maximale Breite in der Nähe seines zweiten Abschnittes (50) ansteigt.

3. Trichterlautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (34) des Schalltrichters (24) kreisförmig ist und der Koppelabschnitt (42) des Trichters (24) einen ersten Bereich mit vier flachen, sich von dem Schlitz (46) erstreckenden Wänden (48, 50, 52, 54) und einem zweiten Bereich (40), der zwischen dem ersten Bereich (42) und der Einlaßöffnung (34) verläuft, aufweist, wobei der zweite Bereich (40) einen akustischen Übergang für den Schallweg zwischen den vier flachen Wänden (48, 50, 52, 54) und der kreisförmigen Einlaßöffnung (34) bildet.

4. Trichterlautsprecher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt des Schlitzes (46) an einem Ende des Schlitzes (46) und der zweite Abschnitt des Schlitzes (46) am anderen Ende des Schlitzes (46) vorgesehen ist, die Länge der ersten und zweiten Abschnitte auf der Längsachse des Schlitzes (46) gemessen jeweils gleich ist, und die Fläche des ersten Abschnittes ungefähr ein Sechstel der Fläche des zweiten Abschnittes des Schlitzes (46) beträgt.

5. Trichterlautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nach außen strebend erweiterte Abschnitt (44) des Schalltrichters (24) einen ersten Bereich hat, der von dem Schlitz (46) aus verläuft, und einen zweiten Bereich, der von dem ersten Bereich zur Öffnung (38) des Trichters (24) verläuft, wobei der zweite Bereich eine Glocke ist, die nach außen von dem ersten Bereich weg strebend erweitert ist, wobei der Erweiterungsgrad erheblich stärker ist als der Erweiterungsgrad eines jeden Abschnittes des ersten Bereiches des nach außen erweiterten Abschnittes (44) des Trichters (24).

6. Trichterlautsprecher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung des Schalltrichters rechtwinklig ist.

7. Trichterlautsprecher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (38) des Trichters (24) zwei parallele Kanten (50, 54) hat, die zur Mittelachse des Schlitzes (46) senkrecht verlaufen, wobei eine (54) dieser Kanten (50, 54) in der Nähe eines Endes des Schlitzes (46) angeordnet ist und kürzer ist als die andere (50) der Kanten am anderen Ende des Schlitzes (46).

8. Schalltrichter für einen Trichterlautsprecher nach einem der vorausgehenden Ansprüche gekennzeichnet durch Wände (48, 50, 52, 54), die einen Schallweg (36) definieren, welcher zwischen einer Schalleinlaßöffnung (34) und einer Trichteröffnung (38) verläuft, wobei die Schalleinlaßöffnung (34) des Schalltrichters (24) zur akustischen Kopplung mit einem Wandler (22) ausgelegt ist, wobei der Schalltrichter (24) einen Koppelabschnitt (42) umfaßt, der von der Einlaßöffnung (34) zu einer Übergangsfläche (47) verläuft, und einen nach außen erweiterten Abschnitt (44), der von der Übergangsfläche zur Trichteröffnung (38) verläuft, wobei Abschnitte der Wände (48, 50, 52, 54) des Schalltrichters (24) einen Schlitz (46) bilden, der über den Schallweg (36) an der Übergangsfläche zwischen dem Koppelabschnitt (42) und dem nach außen erweiterten Abschnitt (44) von wesentlich geringerem Querschnitt als die Trichteröffnung (38) verläuft, wobei dieser Schlitz (46) eine mittlere Längsachse sowie gegenüberliegende Enden auf der Längsachse aufweist, wobei diese Wände (48, 50, 52, 54) des Schalltrichters (24) einen glatten Übergang zwischen der Einlaßöffnung (34) des Trichters (24) und dem Schlitz (46) bewirken, und der Trichter (24) eine Vorrichtung zur Steuerung der Schallenergie entlang der Längsachse des Schlitzes (46) aufweist, wobei die Schallenergie pro Flächeneinheit an einem Ende des Schlitzes (46) am geringsten ist und zu dem anderen Ende des Schlitzes (46) hin progressiv ansteigt.

9. Schalltrichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte der Wände (48, 50, 52, 54) des Trichters (24), welche den Schlitz (46) bilden, die Vorrichtung zur Steuerung der Schallenergie entlang der Längsachse des Schlitzes (46) darstellen und der Schlitz (46) in der Nähe seines einen Endes (54) eine minimale Breite hat und diese von dem einen Ende auf eine maximale Breite bei dem anderen Schlitzende (50) ansteigt, wobei die Abschnitte der Wände (48, 50, 52, 54) des Trichters (24) den Schlitz (46) definieren.

10. Schalltrichter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (34) des Trichters (24) kreisförmig ist und der Koppelabschnitt (42) des Trichters (24) einen ersten Bereich mit vier flachen Wänden (48, 50, 52, 54) aufweist, der von dem Schlitz (46) aus verläuft, sowie einen zweiten Bereich (40), der zwischen dem ersten Bereich (42) und der Einlaßöffnung (34) verläuft, wobei der zweite Abschnitt (40) einen akustischen Übergang für den Schallweg (36) zwischen den vier flachen Wänden (48, 50, 52, 54) und der kreisförmigen Einlaßöffnung (34) bildet.

11. Schalltrichter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fläche eines ersten Abschnitts des Schlitzes (46), die von einem seiner Enden über eine gegebene Strecke verläuft, ungefähr ein Sechstel der Fläche eines zweiten Abschnittes des Schlitzes (46) beträgt, der von dem anderen Ende des Schlitzes (46) über die gegebene Strecke verläuft.

12. Schalltrichter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der nach außen erweiterte Abschnitt (44) des Schalltrichters (24) einen ersten Bereich (58, 60) aufweist, der von dem Schlitz (46) aus verläuft, und einen zweiten Bereich (62, 64), der von dem ersten Bereich (58, 60) zur Öffnung (38) einer Glocke verläuft, die sich nach außen von dem ersten Bereich (58, 60) weg mit einem Erweiterungsgrad erweitert, welcher größer ist als der Erweiterungsgrad des Abschnittes des ersten Bereiches (58, 60) des nach außen strebend erweiterten Abschnittes (44) des Schalltrichters (24).

13. Schalltrichter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (38) der Glocke des Trichters (24) rechteckig ist.

14. Schalltrichter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (38) des Schalltrichters (24) zwei parallele Kanten (100, 102) hat, die zur Mittelachse des Schlitzes (46) senkrecht verlaufen, wobei eine (102) der zwei Kanten in der Nähe des einen Endes des Schlitzes (46) angeordnet ist und kürzer ist als die andere (100) der Kanten am anderen Ende des Schlitzes (46).

15. Trichterlautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Steuerung der Schallenergie entlang der Längsachse des Schlitzes (46B) eine Unterteilung des Schallkanals (36B) zwischen dem Hals (40B) des Schalltrichters (24B) und dessen Schlitz (46B) in eine Vielzahl von Schallwegen (84, 86, 88, 90) vorgesehen ist, wobei ein jeder Schallweg (84, 86, 88, 90) einen Einlaß an dem Hals (40B) und einen Auslaß an dem Schlitz (46B) hat, wobei die Schallauslässe der Schallwege (84, 86, 88, 90) die Fläche des Schlitzes (46B) bezüglich der Schallwege (84, 86, 88, 90) in andere Abschnitte unterteilen als die Schalleinlässe die Fläche des Schallkanals (36B) an der Grenzfläche zwischen dem Hals (40B) und dem Koppelabschnitt (42B) bezüglich der Schallwege (84, 86, 88, 90) unterteilen.

16. Trichterlautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Schallenergie entlang der Längsachse des Schlitzes (46B) eine Vielzahl von Rippen (78, 80, 82) vorgesehen sind, die zwischen dem Hals (40B) und dem Schlitz (46B) verlaufen, wobei die Rippen (78, 80, 82) den Schallkanal (36B) in eine Vielzahl von Schallwegen (84, 86, 88, 90) unterteilen, die Einlässe von gleicher Fläche und Auslässe unterschiedlicher Fläche haben.

17. Trichterlautsprecher nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe der Schallwege (84, 86, 88, 90) in einer Reihe entlang der Schlitzachse (56B) angeordnet sind, wobei die Fläche der Auslässe (92, 94, 96, 98) von einem Ende der Reihe zum anderen Ende der Reihe progressiv ansteigt.

18. Trichterlautsprecher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallkanal (36) zwischen zwei gegenüberliegenden Wänden (50, 54) begrenzt ist, und der Schlitz (46) rechtwinklig zu einer der Wände (50, 54) verläuft.

19. Trichterlautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nach außen erweiterte Abschnitt (44) ein Paar Schallwände (48, 52) umfaßt, die symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes (46) angeordnet sind, wobei der Abschnitt der Schallwände, der sich dem anderen Abschnitt des Schlitzes (46) gegenüber befindet, in einem kleineren Winkel verläuft als der Winkel zwischen dem Abschnitt der Schallwände, die dem einen Abschnitt des Schlitzes (46) gegenüberliegen.

20. Trichterlautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalltrichter (24) mit einer Vorrichtung zur Abstrahlung eines Schallmusters von einem Schlitz (46) versehen ist, worin der Schall von dem ersten Abschnitt des Schlitzes (46) abgestrahlt wird, bei dem die Schallenergie pro Flächeneinheit am geringsten ist bei einem größeren Winkel als einem Abstrahlungswinkel von dem zweiten Abschnitt des Schlitzes (46), bei dem die Schallenergie pro Flächeneinheit am größten ist, und der Abstrahlungswinkel von dem zweiten Abschnitt des Schlitzes (46) zu dem ersten Abschnitt des Schlitzes progressiv zunimmt.