191770. lajstromszámú szabadalom • Hangdobos csillapító nyílásokkal, tölcséres rácselőtéttel (rácselőtétekkel)
1 és a zárt doboz összevetése során csak annyit lehetett a reflexnyílásos javára megállapítani, hogy valamivel tisztábban, szabadabban szól. Itt merült fel a kételyem azzal kapcsolatban, amit a reflexnyílásos doboz Helmholtz-rezonátoros viselkedéséről leírtak. Ezután jött az a próbálkozás, amelynek során az említett cikkben javasolt furatszámot létrehozva a doboz elején egy csekély javulást tapasztaltam a hangminőségben. (A későbbiekben még szó lesz az első furatok hatásáról.) Az előbbi próbálkozzás minimális eredményét látva jutottam el végül találmányom alapfelismeréséhez, amikor a csillapított doboz Helmholtz-rezonátoros magyarázatát elvetve arra az egyszerű magyarázatra kezdtem gondolni, hogy a nyílásokon egyszerűen levezetődnek a lökéshullámok (ki- és beáramlik rajtuk a levegő) és ezáltal nem verődhetnek vissza a nagy hangszóró membránjára.) Megemlítem, hogy egyébként ez is a Helmholtz-rezonátor egyik határesete, csak nem éppen az, amire a leírások utalnak.) Az előbbi minimális eredményt ekkor azzal hoztam öszszefüggésbe, hogy a nagy hangszóró membránjának működése elsődlegesen a hátsó falnak löki a hullámokat, amelyek már csak visszaverődés után jutnak az elsőhöz, miáltal az elöl lévő nyílások levezető hatása csak közvetve érvényesül. Ekkor adódott az a gondolat. amely az egész kérdés próbaköve is volt: ha az előbbi gondolatmenet helyes, akkor a hátsó falon kell nyílásokat készíteni. Ezt az elképzelést a nagy hangszóró tengelyétől két oldalra fekvő 6x10 cm-es nyílások kivágásával valósítottam meg: az eredmény azonban mindaddig szinte a semmivel volt egyenlő, amíg meg nem hallgattam, hogy mi is jön ki a hátsó nyílásokon. Az eredmény ismét meglepő volt: semmit nem lehetett hallani, pedig a dobozban lévő vattától (amely magas hangelnyelőként ismert) nem vártam a mély hangok elnyelését. Ezután magától adódott, hogy az egész csillapítási elképzelés csak akkor valósulhat meg. ha a doboz belsejéből és a nyílások elől elveszem a vattát. Ennek megtörténte után a következőkben megnyilvánuló igen jelentős javulás állt be a hangdoboz ill. az alsó nagy hangszóró működésében: olyan erősen visszaszorultak a torzító középmagas hangok, hogy az előzőekben említett énekhangbeli aránytalanságok megszűntek és egyúttal sokkal tisztább, sőt felszabadultabb lett a sugárzott zene. Említésreméltó, hogy mindezt a térérzet növekedése kísérte. Ezután még arról kellett meggyőződnöm, hogy a hangminőség javulásában milyen szerepe van az egyes nyílásoknak, ezért a legváltozatosabb sorrendben zártam és nyitottam az egyes nyílásokat: az elöllévő furatokat, a hátsó nyílásokat és a reflexnyílást. Az eredmény egyszerűen jellemezhető: minél több nyílás volt nyitva, annál szebben, tisztábban szólt a zene. Ki lehet viszont emelni a hátsó nyílások szerepét, amelyek különösen előnyösen hatottak a mélyhangok tisztaságára és bizonyos mértékigaz erősségére is. de nem okoztak dübörgést. Végül az első furatok reális hatása is itt mutatkozott meg - vattabélés nélkül. Az eddigiekből adódik még néhány fontos megállapítás. amelyek segítséget adnak a találmány célszerű kiviteli alakjának meghatározásához, ezért először ezeket tekintjük át. Mindenekelőtt azt kell megállapítani, hogy a doboz falain lévő nyílások (ha nincsenek befelé elzárva 2 nyillapítóanyaggal) alkalmasak a doboz belsejében — elsősorban a nagy hangszórótól származó - hanghullámzás csillapítására. Minthogy a furatok összfelülete a doboz falainak felületéhez viszonyítva csekély, nyilvánvaló. hogy mindenegyes nyílás (furat) kihat egy bizonyos távolságra a környezetében is. Vagyis mindegyik nyílás egy bizonyos távolságról még le tudja vezetni a +1— nyomásokat a külső levegőbe: mindez persze erősen függ a nyomásváltozás sebességétől. Annál több idő áll rendelkezésre a nyomáskiegyenlítésre, minél lassúbb a nyomásváltozás (vagyis minél alacsonyabb a hanghullám frekvenciája), ennélfogva minél mélyebb hangról van szó, annál nagyobb terület nyomását tudja levezetni egy-egy nyílás. Az eddigiek alapján lehet választ adni arra a gyakorlati tapasztalatra is, hogy miért brummog, dong a reflexdobozok nagy része. Ezeken ugyanis egyetlen nagy nyílás van - ez sem a legoptimálisabb helyen — a belső nyomásingadozás kiegyenlítésére. (Amint a korábbiakban szó volt róla - lehet, hogy van kivétel- gyakorlatilag ezt a szerepet töltik be a reflexnyílások is.) Ez az egy nyílás jókora területről képes levezetni a nagyon mély hangokat, megszabadítva a nagy membránt ezek fékező visszaverődésétől. Ráadásul a belülről kivezetett hangokat ki is sugározza. A magasabb hangokat viszont csak szűk környezetéből engedi át. Mindez a találmány szempontjából azért érdekes, mert aláhúzza, hogy a csillapító nyílásokat (furatokat) széles területre kell elosztani és akkor, ha együttesen ugyanannyi mély hang nyomásingadozását is egyenlítik ki, mint egy reflexnyílás, emellett hatékony csillapítást fognak nyújtani a magasabb hangok hullámainál is. Fontos meggondolni azt is, hogy a belső vatta (akár ömlesztve akár a falakon) miért nem működött úgy, mint a nyílások. Ha a vatta valóban elnyeli a hangokat, akkor ennek így kéne lennie. Ez a dolog is megmagyarázható: egyrészt valóban elfogadható az, amit a hangelnyelő anyagokkal foglalkozó irodalom (Tarnóczy Tamás: Hangnyomás, hangosság, zajosság. Akadémiai Kiadó, Budapest, 1984.) állít, hogy a hanghullámok a lyukacsos anyagban elvesztik mozgási energiájukat (bár ezt is csak elméletként közli). Csakhogy attól még összenyomott állapotban maradnak. Ez a nyomás azonban nyilván kisebb, mint a hanghullám belsejében lévő, mert a lefékezés elnyújtva következik be. Mindamellett ez az összenyomott levegő tágulni igyekszik, és ezzel újabb lökéshullám létrehozására képes, amely — részben - visszafelé indul el, és ezáltal ismét folytatódik a belső hullámverés (esetleg még szűkebb térfogatra összeszorítva), valamint a membrán lökdösése. Ez azonban a hang magasságának a növekedésével egyre kevésbé áll fenn, mert azok elnyújtott nyomáshulláma (az alacsony hullámhossz miatt) egyre erősebb csillapításukhoz vezet, ahogy a hangmagasság nő. A találmány egyik lehetséges kiviteli alakját szemlélteti az 1. ábra (hátulnézetben ábrázolva). Az ábrán látható módon az 1 csillapító nyílások (furatok) helyeit úgy kell a hangdoboz hátsó falán kijelölni, hogy ízok mennyiségének mintegy 2/3-a a 2 mélyhangsugárzó hangszóróval szemben lévő felületre jusson. \z 1 csillapító nyílások (furatok) átmérőjét 8 és 12 mm között célszerű megválasztani. Az 1 csillapító nyílásokat (furatokat) az említett felületen lehetőség szerint egyenletesen kell elosztani, de ugyanerre kell törekedni a hátsó fal többi felületén elhelyezkedő 1 191.77Û 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
