Tractrix-Phase-Plug

[Farad]

Hallo,

Hörner die sich nach der Tractrixfunktion öffnen haben verschiedene Vorteile, das habe ich in mehreren Threads schon geschrieben und teilweise auch erläutert. Durch den Umstand dass es auf die Kontur ankommt und nicht nur auf die Fläche kann aber kein Phaseplug eingesetzt werden. Mit einer Ausnahme: Der Phaseplug verjüngt sich ebenfalls mit der Tractrixfunktion und endet am Hornhals genau auf Null. Gegebenenfalls natürlich auch früher.

Wenn man sich die alten Turbosound Topteile ansieht fallen einem sofort die riesigen Bullet-Phaseplugs auf die deutlich größer sind als was man sonst so kennt. Der Klang war für Exponentialhörner sagenhaft. Wenn man das Konzept auf die Tractrixfunktion übertragen könnte, müßte sich Hi-Fi Klang erzeugen lassen.

Problem: Das Kompressionsverhältnis muß sehr groß sein, der verwendete Treiber muß groß sein. Vielleicht könnte man um die Phasepluglänge zu vergrößern einen zylindrischen Teil am Hornhals starten lassen. Entscheidend ist, dass die aussenkontur möglichst genau eingehalten wird.

Hat schonmal jemand Versuche in die Richtung unternommen? Was haltet ihr davon? Könnte mir evtl sogar jemand ein klitzekleines Programm schreiben, dass Tractrix-Phase-Plugs in die Fläche miteinrechnet? Im Prinzip würde auch ein Excel-Sheet reichen, aber ich kann das nicht.



Das ist nur eine Prinzipskizze, rein geometrisch so gemacht, dass man erkennt worum es geht, da ist jetzt noch nix gerechnet.

Beim Treiber handelt es sich wiedermal um den Ti100 weil man mit seinen Phaseplug einfach erweitern kann und somit keiner Dustcap ins Gehege kommt. Er hat sich bei den bisherigen Hornversuchen bestens bewährt.

Der Trick diesmal ist also, dass der Phaseplug sich gerade nach der gespiegelten Tractrixfunktion verjüngt und somit die Kontur sowohl am Horn als auch am Phaseplug stimmt! Es dürfte keine Reflexionen geben und die Sache müßte die Vorteile von Tractrix und Phaseplug verienen!!

Gruß, farad

[Farad]

Hi,

nach dem ich den Imageshack jetzt verstanden hab, hier der Inhalt einer Mail die ich mal an Mr.Pit wegen Hornfertigung geschrieben hatte. Es ging da um ein Tractrixhorn mit dem B200.


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Hi,

hier, könnte dich interessieren.

http://vincent.brient.free.fr/round_horns.htm

ich würde die Scheiben aber noch wesentlich dünner machen. Und dann folgendes:

Einen Teller bauen, der in der Mitte eine richtig satt dicke Gewindestange hat. Etwa M20 oder M30 oder so. Die Bohrung muß ziemlich genau stimmen, dann wird die Gewindestange zentrisch in der Platte verspannt. Und dann kannst du mit einem einfachen, kleinen Kegel das Horn aufspannen. Wichtig ist, dass alles in einer Einspannung passiert, der Kegel also relativ tief sitzt, damit du soviel wie möglich auf der Vorrichtung bearbeiten kannst.

Über den Transmissionsriemen und die Scheibe die du auf eine gewöhnliche Drehmomentstarke Bohrmaschine aufspannen kannst ist die Drehzahl regelbar. Am Anfang würde ich sehr langsam mit einer Raspel arbeiten, dann mit 23er Schleifpapier, dann mit 40er und so weiter. Man könnte mit einem Winkelschleifer arbeiten. Auch der Fein-Multimaster könnte hier hilfreich sein. Je feiner das Papier wird, desto größer die Drehzahl. Immer nur soviel Anpresskraft, dass die Geschwindigkeit nicht merklich niedriger wird. Evtl könnte man auch mit einer Ziehklinge arbeiten. Stechbeitel oder dgl. würde ich nicht verwenden, weil du keine Auflage hast. Mit einer einfachen Pappschablone die du am Gewinde anlegst kannst du sehen, wo du noch was wegnehmen mußt. Der Teller muß wohl fast Kugelgelagert sein und ich würde ihn aussen noch zusätzlich mit Masse behaften, soviel wie geht. Das Massenträgheitsmoment wird dann groß und wenn es einmal dreht geht es nicht so schnell in die Knie, wenn man doch mal zu fest drückt.

Im Baumarkt gibt es immer mal wieder relaitv billige, aber sehr schwere Bohrhämmer bzw Schlagbohrer. Zum Arbeiten sind sie unmöglich, aber ihr Motor ist kraftvoll. Evtl mal beim örtlichen Motorenwickler umsehen. Einfache Drehstromasynchronmotoren kosten auch kein Vermögen. Alte Waschmaschinen!! Kugellager und Riemen gibt es im Maschinenhandel relativ günstig, das Lager muß ja prinzipiell noch nichtmal axiallasten aushalten. Im Prinzip könnte man es selbst bauen. Stahlkugeln sind billig. Wenn das Ding einmal steht, kann man beliebig viele Horne damit machen. Aus Multiplex gebaut hält es sicher Dutzende Stück Es ist zwar Aufwendig, aber billig und Hobby macht ja Spaß. Allein der Motor und die Armlänge begrenzen die Horngröße.
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gruß, farad

[WW]

Hi Farad,

eins geht mir nicht ein:
warum muss das Phaseplug (gespiegelte) Tractrixfunktion haben?
Es sollte doch reichen wenn: Hornöffnung - Phaseplug = Tractrix!?
oder hab ich da was nicht verstanden/übersehen?

Die Idee zur Fertigung hab ich nur kurz Überflogen, weil ich sowas in Form einer Kartonschablone an den Drechsler meines Vertrauens abgebe(n würde).

Nur, ein Problem bleibt noch immer: wo soll der HT hin? Ich setze mal vorraus dass hier kein BB zum Einsatz kommt.
Hier wird der Koax wieder interessant, aber genau die Fläche die der HT-Hornmund hat, ist im Endeffekt ein Sprung in der Kontur des TMTs...
...aber wenn das HT-Horn "lang" ist, wird der Sprung relativ gesehen "klein".... hmmm

Werde mir die Sache noch ausführlich durch den Kopf gehen lassen...
... vielleicht kann ich nach der Matura ein Paar neue Versuche anstellen...

Wilfried

[Farad]

WW, es geht nicht wie beim Exponentailhorn um die Fläche. Es geht um die Kontur. Wenn ich in die mitte IRGENDWAS reinhänge, dann läuft die Welle einseitig an einen HT oder an was auch immer an und wird reflektiert. Das klingt grausam. Die Welle muß an einer Tractrixkontur entlanglaufen, dann steht die Wellenfront immer senkrecht auf der Kontur und es kommt nie zu einer Reflexion. Das ist natürlich graue Theorie, aber Messungen ohne PP bestätigen das ja. Aber: Die obere Grenzfrequenz ist bescheiden!! Wenn man jetzt in der mitte einfach AUCH die Tractrixkontur nimmt, dann könnt man evtl. beides haben.

farad

[eoh]

hi farad,
vom gedankengang her klingt das alles plausibel, aber warum willst du unbedingt ne tractrixfunktion haben? dann ist nix mehr mit schöner bündelung
greetz
eoh

[harry_m]

Ich sah mir die Fertigungsprozedur nochmals an. Ich glaube, bevor jemand anfängt nach dieser Methode ein Horn zu fertigen, muss er erst zum Buddismus konvertieren. Denn ein durchschnittlicher Sohn(Tochter) der heutigen Abendländischen Kultur bringt die dafür nötige Geduld einfach nicht mit...

[Farad]

@eevilobihoernchen

täusch dich da mal nicht. Das bündelt wunderschön.

[eoh]

ok, ich korrigiere mich: dann ist nix mehr mit starker bündelung.
tractrix ist doch festgelegt auf 90°.

[Farad]

nochmal zur Erinnerung:

Ti100 mit vergrößertem Phaseplug im 300Hz Tractrixhorn


ich finde die Bündelung sehr schön! Die Trennung sollte fast mit einem einzigen Sperrkreis ausreichen. Von einem Tractrixphaseplug verspreche ich mir den Übertragungsbereich nach oben noch etwas zu erweitern (mit dem größeren funktioniert es schon besser als mit dem Originalen) und evtl das hässliche Aufbäumen bei 6k wegzubekommen. mal sehen.

farad

[Patrick]

Die Bündelung ab 60 Hz sieht für mich nach systematischem Messfehler aus.

[UweG]

Ich bin zwar kein Hornexperte, aber wenn in der Mitte irgendetwas steht, dann hat der Schall von der Membran zum Hornende eine andere Laufzeit als in der Idealisierung. Damit ist es doch dann vorbei mit der Traktrix und dem senkrecht stehen.
Müsste nicht zu dem Phaseplug eine neue Horngeometrie errechnet werden, die die Senkrechtbedingung neu erfüllt und dann eben keine Traktrix mehr ist?

Die Sache mit der 60-Hz-Bündelung gibt mir auch zu denken. Ich weiß gar nicht, warum ich das damals nicht gesehen habe. Könnte der Meßfehler, der die 60Hz-Bündelung verursacht hat evtl. der Grund für die (scheinbare?) Bündelung über den ganzen Bereich sein?
Nachtrag: War evtl. unterschiedliche Entfernung zum Schallentstehungsort Ursache für den Pegelabfall?

[Farad]

Ich weiß es nicht. Das Tractrixhorn wurde dreimal gemessen. Einmal mit alten Phaseplug, einmal mit neuem Phaseplug und einmal mit BMS-Koaxialtreiber. Jedesmal hat sich ein ähnliches Verhalten eingestellt. Die Frequenzgangmessung mit ATB funktioniert hervorragend, ich habe zum Test eine VIB170AL gemessen und sie zeigt einen Frequenzgang wie aus dem Lehrbuch.

Das Mikrofon hatte jeweils einen Abstand von rund 50cm, natürlich habe ich das nie auf den Millimeter und das Grad genau eingehalten, ich weiß nicht wie oft ihr schon Messungen gemacht habt, aber ehrlichgesagt bin ich davon überzeugt, dass die grobe Tendenz auch bei einer "schludrigen" Messung herauskommt. Auch wenn die Bündelung bei 60Hz nicht so stark ist, dann ist sie das in den oberen Frequenzen auch nicht. Somit isses mir wieder egal. Mir geht es ja unverändert darum, dass die Bündelung eben überall gleich ist.

Wenn ich den Meßfehler bei 60Hz habe, dann habe ich ihn auch im oberen Frequenzbereich und wenn ich ihn da habe, dann habe ich ihn auch im Hochtonhorn. Der Frequenzgang sieht nämlich nach oben hin nicht viel anders aus.

Auch eine Bodenkopplung oder Materialabhängigkeiten schließe ich aus. Die erste Messung war das Betonhorn auf einem Schemel, die zweite Messung mit dem Zement/Papierhorn gen Wohnzimmerdecke strahlend (dazu gehört auch das obige Diagramm). Also Indoor mit Raumeinfluß, die erste Messung (die fast gleich aussieht) war im Freien. Bei nur 50cm Meßabstand ist das kaum verwunderlich, das Direktschallfeld dominiert stark. Die obige Messung wurde mit 1/3 Oktave geglättet, im freien bekommt man so eine Kurve auch mit 1/5 Oktave-Glättung hin.

Die Bündelung beträgt bei 600Hz und 45° etwa 6dB. Damit wäre der Abstrahlwinkel von 90° erreicht. Wir erinnern uns, dass im Freifeld ein Schalldruckpegel von -6dB der DOPPELTEN Entfernung entsprechen müßte. Also um 50cm hab ich mich nicht vermessen! Die Spannung am Treiber war definitiv jedesmal gleich.

Wenn es endlich Sommer wird mache ich garantiert daran weiter.

farad

[UweG]

Farad, ich wollte deine Messungen durchaus nicht grundsätzlich in Frage stellen. Ich weiß einfach aus eigener Erfahrung und auch aus der Zusammenarbeit mit F.H., dass Messungen sich durch Einflüsse verändern können die hinterher einfach nicht mehr zu erklären sind. Die Bündelung im Tiefbaßbereich ist für mich nicht zu erklären, das Ding ist doch kein Dipol.
Hast du die Entfernung evtl. zu dem jeweils dem Mikrofon nähesten Punkt des Horns gemessen? Ich meine, man müsste immer zur Mitte des Mundes messen.
Wie dem auch sei, könnte es offenbar sein, dass die Bündelung zwar konstant aber gar nicht sooo hoch ist. Meinem Hörgeschmack käme das wahrscheinlich sogar entgegen, ich mag keine Lautsprecher, die mir den Sänger in den Kopf projizieren.
Der Einsatz deiner WGs wäre aber ein ganz anderer. "Schwache" Bündelungen lassen sich auch mit einfacheren Mitteln erzielen (Schaumstoff, Schallwandauslegung, ...), wenngleich ich zugeben muss, dass das Frequenzspektrum in dem dein Hörnchen dies zu leisten vermag schon sehr sehr beachtlich ist.

[Farad]

Uwe, ist schon klar was ihr meint. Mich hat das auch erstaunt, aber da ich es dreimal nachgemessen hab und ATB sonst eigentlich nicht gepfuscht hat hab ichs dann eben gelassen.

Viel mehr kann man jetzt in nem Forum auch nicht machen. Ich wollte das nur nochmal aufgreifen mit dem PP. Wahrscheinlich werde ich noch ein wenig experimentell vorgehen, wenn ich mal wieder dazu komme.

Bestimmt werde ich das Teil eines Tages gegen die Monitor bei Visaton hören und dann wird sich zeigen, ob es einen amtlichen Hörtest besteht. Bis dahin ist alles Theorie.

farad