DE471684C

DE471684C - Horns for sound reproduction devices

Info

Publication number: DE471684C
Application number: DEC39438D
Authority: DE
Original assignee: COLUMBIA GRAPHOPHONE CO Ltd
Current assignee: COLUMBIA GRAPHOPHONE CO Ltd
Priority date: 1926-02-26
Filing date: 1927-02-26
Publication date: 1929-02-16

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.The invention relates to a peeling funnel for sound reproduction devices, speaking machines, electric loudspeakers or the like. made of any material, namely such a horn, which gradually and lawfully expands from its beginning to the mouth of the sound and of one or more, optionally two, of a common Starting pipe made of dividing, appropriately curved backwards and, if necessary, an the sound orifice can consist of reuniting sound tubes.

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.It is known that in order to achieve the most perfect sound reproduction possible over a wide range of musical vibrations, a sound guide of increased length compared to that of conventional construction must be used, and that the diameter and shape also affect the quality of the reproduction. Mathematically defined rules have already been given (see patent 425 367) that must be followed in order to achieve the most suitable surface area for sound amplification over the entire length of the bell and thus the most perfect sound reproduction possible.
The invention is based on the observation that to ensure the best possible results in terms of uniformity of the sound amplification for all musical vibrations in question, there must be a certain relationship between the length and the area of the cross-section (as opposed to the entire amplifying surface area). In those cases where the area of the cross-section of the sound guide is less than the total required sound-amplifying area, the horn is divided in a manner known per se into two or more sound tubes, each of which corresponds to the rules set out here with regard to the partial cross-section, in such a way that that the sum of the areas of these partial cross-sections gives the total area required for sound amplification.

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:According to the invention, the total area of the cross section is each Sound tube at one point to about two thirds of the total length of the funnel from The inlet end is chosen in such a way that it is expressed in square centimeters by the formula:

a
1,59 a
1.59

τ ll(c — a'· 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-is expressed, where α is the diameter at the inlet end of the bell in centimeters, c is the area at the outlet end of the bell in square centimeters

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.mieren, e is an integer that represents the length of the bell in centimeters and χ is equal to Yp. Further, j> is an oscillation number whose value is between that of the highest fundamental tone used in the musical frequency range (ie about 4138 oscillations per second) and that of the highest audible tone (ie about 28,000 per second). As has been shown, if this condition is observed, it is possible to achieve excellent uniformity of the sound amplification for all musical vibrations in question. Thus there is the possibility, by applying this law, to obtain horns with uniform sound amplification over the entire vibration range at all times and in all circumstances.

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 In the drawings, two embodiments of the subject matter of the invention are illustrated, namely: Horn, Fig. 3 is a partial sectional view of a speaking machine housing with the horn according to Fig. 1, Fig. 4 is a plan view of the two halves of the sound amplifier with certain parts broken away, Fig. 5 is a diagrammatic representation of the horn according to Fig. 4 and Fig. 6 shows an oblique view, similar to FIG. 5, of a somewhat modified embodiment of the horn. -According to the invention, the horn is designed so that it gradually widens from its inlet end to a point on about two thirds of its total length, so that the surface area of the transverse. Section at this latter point is determined by the value given by the formula given above, namely to 45

^a Λ ß
ΐ,59 V~ ^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 FormelIn making such horns, the diameter of the inlet end is used usually determined by the type of speaking machine in which the horn is used shall be. The total length of the bell can be derived from the formula

1 /v = 1.59 ^π y j 1 / v = 1.59 ^π yj

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 sollwhere ν is the speed of the sound in centimeters per second (i.e. 35 527) and / \ a number of vibrations, the value of which lies between the lowest possible number of vibrations of a spoken tone (i.e. about 154 vibrations per second) and the lowest number of vibrations for a sound that can still be heard (ie about 10 vibrations per second). With a lower vibration value of 85.6 per second, the length of the bell would be 99 cm. The diameter at the inlet end of the funnel could be 1.90 cm, while the area at the outlet end would generally be determined by the size of the housing or other structural features of the speaking machine and could be assumed to be about 654.8 square cm (i.e. the mouth area would e.g. B. measure 36.83 cm in one direction and 17.78 cm in the other). If the area of the transverse section of the horn is now designated by h at one point over two thirds of its length, calculated from the inlet end, then should

α ι Il (c — α ι Il (c -

'~ΐ~59 \ J '~ 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 demgemäßso that for the dimensions just given and for a high Schwingraigswert of φ = 25000 per second * ~ Yf = about 157 and accordingly

₌ I₁QO -1/99(654,8-36) ₌ ₌ I ₁ QO -1/99 (654.8-36) ₌

i,59 ψ 157i, 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.Accordingly, the particular horn chosen here has a length of 99 cm, an inlet diameter of 1.90 cm and an outlet cross-section of 654.8 square cm the surface area of the cross-section at a point about 66 cm from the Entrance end is away: 24.18 sq cm, i.e. the expansion in one direction for example, it would be two inches and that in the other direction could be four inches. However, from the rules given in the 425,367 patent, it is found that the entire sound-amplifying The area at this point of the length of the bell is more than twice the area given above should be, and therefore the arrangement is made so that the bell divided into two tubes in a manner known per se (cf. French patent specification 574 999) , of which each of the above given formula for the partial cross-section is now of the area in relation to the length follows, while both cross-sections add together give approximately the entire sound-reinforcing cross-section that is required at this point for the length of the horn is.

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 dieserFor this purpose, the horn is designed in such a way that it moves away from its connection extending with the tonearm (which may be of the usual rotatable or other type) through a single tube, which slowly expands outwards until it reaches a point where the area of the Cross-section the limit for the sound-reinforcing surface area reached; at this

ίο Stelle wird dann das Schallrohr in zwei Rohre unterteilt, deren jedes im Teilquer schnittίο place the sound tube in two tubes divided, each of which cut in partial cross-section

„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“Has an area which is approximately equal to half of the total required sound-amplifying surface area is. The two pipes also widen in such a way that that the area of its cross-section gradually corresponds to that given above Formula is enlarged, and that each at the exit end has an area

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.which forms half of the total exit area c. That way is for an even increase in the sound-reinforcing surface area of the funnel from its inlet end to a point about two-thirds of its length that end is up for grabs. At this point, the horn can then with the enlarged outlet which is the last third of the length of the funnel and which can be designed like the housing or the case of the speaking machine allowed.

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.In the embodiment of Figs. 1 to 5, the diameter at a would be 1.90 cm, the combined exit surface area of the two funnel parts at c 654.8 sq cm and the length of the funnel from the inlet α to the outlet end c 99 cm. The partial cross-section at h (ie at a point 66 cm from the entry end) is 24.18 sq cm. The enlarged part of the funnel at the outlet end is denoted by i.

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.The first funnel part located at the inlet end α consists of a single widening tube q of approximately square cross-section, which is round at the inlet end α and connected to the tonearm bearing, from which it curves forward and downward (see Fig. Ι to 3 ). The common pipe q divides at its end into two parts m ¹ and m ² , each of which has a cross section at its inlet end which is approximately half the size of the cross section of the outlet end of the pipe q . The tubes w ¹ and m ² are bent outwards and backwards, as can be clearly seen in Figs. 4 and 5, and are then bent again in opposite directions and forwards, as can be seen at nlundn ² , so they are like this bent back so that all bends back are in approximately the same horizontal plane. At h they are then connected to the expanded funnels i , which go to the front wall of the housing and open into a suitable extension, so that the expanded funnels are stored close to one another along one edge, at 0, and accordingly the sound outlet opening on the front of the Can completely fill out the housing.

Zuweilen ist es von Vorteil, einem der Zweige des Schalltrichters eine etwas größere Kapazität zu geben als dem andern, um unerwünschte Resonanzwirkungen auszuschalten.Sometimes it is an advantage to have one of the branches of the bell jar a little larger To give more capacity than the other in order to eliminate undesirable effects of resonance.

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.The horn shown in Figs. 1 to 5 is intended for a centrally located tonearm. If, however, the tonearm has to be attached to one corner of the housing, a bell like the one illustrated in Fig. 1 can be used. In some cases where a longer horn is required for large speaking machine housings, the common horn q can run straight down, where it then splits into the two tubes in the manner described above, and these tubes can then go up towards the inlet end be directed and then bent forward at approximately right angles to the inlet pipe, where they expand outward and connect with each other so that they fill the entire opening in the front of the speaking machine housing. In this case, the horn is expediently arranged under the chamber containing the engine.

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.You can also move the contact edge 0 of the two expanded tubes of the funnel or the two funnel sections back a little so that you can attach sound windows or sound-regulating dampers or flaps that can be rotated about vertical or horizontal axes without coming into contact with the funnel parts come or it would be necessary to enlarge the housing over the ends of the funnel parts for their attachment.

Claims

Patent claims:

i. Horns for sound reproduction devices, speaking machines, electric loudspeakers or the like. Made of any material that gradually expands from its beginning to the mouth of the sound and of one or more, optionally two, of a common Starting pipe made of dividing, expediently curved backwards and, if necessary, at the mouth of the sound reuniting sound tubes can exist, characterized in that the total area of the cross-section

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each sound tube at one point for about two thirds of the total length of the Funnel from the inlet end calculated in square centimeters by the formula

1-59 V

where α is the diameter at the inlet end of the funnel, c is the area at the outlet end Bj, t is the funnel length and χ is the square root of the frequency whose value is between that of the

highest basic dead and the highest audible tone of the musical frequency range lies.

2. A horn according to claim 1, which has a common sound tube at its inlet end, which then divides into several sound tubes which run back towards the inlet end, characterized in that these sound tubes in ¹ , m ² ) are bent back (parts » \ n ² ) that all back bends lie in approximately the same horizontal plane * s (Fig. 4 to 6).

1 sheet of drawings