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Die Aufnahme von 35mm Tonfilmen erfolgt bekanntlich je nach den vorliegenden Verhältnissen gleichzeitig oder getrennt nach Bild und Ton. Sofern - wie heute allgemein üblich - der Ton auf Magnetfilm aufgenommen wird, kann er zur Kontrolle während der Aufzeichnung oder sofort anschließend abgehört werden, während die Bildaufzeichnung zunächst entwickelt und kopiert werden muß, ehe eine Kontrolle möglich ist.

Um auch für die Bildseite eine ähnliche Kontrolle zu schaffen, wie für die Tonaufzeichnung, wird neuerdings ein Verfahren angewendet, das bereits früher von Du Mont entwickelt wurde und von Arnold & Richter in Zusammenarbeit mit der Fernseh GmbH und Siemens für die Herstellung von Film- und Fernseh-Produktionen verbessert wurde. Dieses auf Anregung der Bavaria-Atelier GmbH entwickelte neuartige Aufnahmeverfahren erhielt die Bezeichnung „Electronic-Cam" und beruht in seinen Grundzügen darauf, daß für die Bildaufnahme mehrere ARRIFLEX-Kameras in Spezial-Ausführung mit eingebauter Fernseh-Vidikon-Kamera benutzt werden, die miteinander gekoppelt sind und auf diese Weise gleichzeitig mit der normalen Bildaufzeichnung über die Vidikon-Kameras ein Kontrollbild erzeugen, das mit Hilfe eines besonderen Markierungssystems auf Fernseh-Monitoren, die jeder Bildkamera zugeordnet sind, betrachtet und kontrolliert werden kann.

In einem besonderen Bild- und Tonregieraum mit kombiniertem Steuerpult, Regie- und Bildmischpult befindet sich außer diesen Einzelmonitoren noch ein besonderer Ausgangs-Monitor, der die jeweils für die Bildaufnahme bestimmte Szene aufzeigt. - Die Aufnahme zeigt einen Blick in den Regieraum im Bavaria-Atelier in Geiselgasteig. Näheres hierüber in Kürze. (Foto: Bavaria-Atelier GmbH)

Schon die ersten „Sprechmaschinen" der Aera Edison besaßen Trichter-Lautsprecher, die im wesentlichen aus einem Kohlemikrofon und einem angebauten Blechtrichter zur Tonverstärkung bestanden. Geräte diese Art wurden auch in der Stummfilmzeit anfänglich benutzt, um den vorgeführten Film durch Musikuntermalung „tönend" zu machen.

Mit der Einführung des Rundfunks und der Musik-Übertragungsanlagen erfuhren die bis dahin zur Verfügung stehenden Lautsprecher-Systeme gewisse Verbesserungen; jedoch erst der Tonfilm mit seinen gesteigerten Anforderungen an die Tonwiedergabe- Qualität führte zur Entwicklung leistungsfähiger Lautsprecher-Systeme. Der nachstehende Überblick soll in großen Zügen die Entwicklung und Technik der Lautsprecher, insbesondere der Kino-Lautsprecher, aufzeigen.
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Sieht man von den eingangs erwähnten verhältnismäßig primitiven „Sprechmaschinen" mit Trichterlautsprechern ab, begann die eigentliche Entwicklung der Kinolautsprecher mit Systemen, bei denen der Ton durch Preßluft verstärkt wurde.

Geräte dieser Art wurden z. B. von der Deutschen Grammophon AG um das Jahr 1910 herausgebracht, während Gaumont in Frankreich zur gleichen Zeit zur Erzielung größerer Lautstärken einen Kompressorlautsprecher entwickelte. Bei beiden Systemen wurde die Stärke eines konstanten Luftstromes durch Ventile gesteuert.

Alle diese Versuche führten jedoch nicht dazu, die gewünschte Erhöhung der für die Tonwiedergabe erforderlichen Schalleistung bei entsprechender Qualitätssteigerung zu erreichen. Erst nach weiteren zehn Jahren wurde es durch die Erfindung der Elektronenröhre und der Entwicklung von Verstärkern möglich, Lautsprecher auf elektrischer Grundlage zu konstruieren.

Der erste Schritt auf diesem Wege wurde von den Erfindern des Tonfilms (Engel, Massolle und Voigt [TRIER-GON]) gemacht, die für die Wiedergabe ihrer ersten Lichttonfilme Lautsprecher auf elektrostatischer Grundlage entwickelten, die unter der Bezeichnung „Statophone" im Anfang der Tonfilmzeit auftauchten.
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Nach der Gründung der Klangfilm GmbH im Jahre 1928 entstanden der „Blatthaller-Lautsprecher" als erster Großflächenlautsprecher, der allerdings ursprünglich in erster Linie für Lautsprecheranlagen im Freien vorgesehen war, in der Anfangszeit des Tonfilms jedoch auch im Filmtheater Verwendung fand.

Eine weitere Entwicklung auf diesem Gebiet war der sogenannte „Riffel-Lautsprecher" von Klangfilm, der - wie der Blatthaller - in den Laboratorien von Siemens und Telefunken entstanden war.

Dieses Lautsprechersystem besaß als Membran eine Leichtmetallfolie, die zur Erhöhung der Steifigkeit „geriffelt" war. Lange Zeit hindurch wurde der Riffel-Lautsprecher, insbesondere wegen seiner guten Abstrahlung der hohen Frequenzen, entweder allein oder in Verbindung mit anderen Lautsprechertypen, z. B. auch mit dem Blatthaller, in den Lichtspieltheatern verwendet.

Beide Lautsprechersysteme waren sehr robust gebaut und zeichneten sich durch ein sehr hohes Gewicht aus, was manchem der älteren Vorführer noch in „bleibender Erinnerung" sein dürfte.

Parallel zu diesen Lautsprechersystemen entwickelte Siemens ein Trichter-Lautsprechersystem Ela L73, das mit einem Trichter versehen war, dessen Länge davon abhing, bis zu welcher niedrigsten Frequenz übertragen werden sollte.

Eine weitere Lautsprecherserie dieser Zeit waren die „Teledyn"-Lautsprecher, die je nach gewünschter Abstrahlleistung in mittleren und großen Theatern, vielfach in Kombination mit Riffel-Lautsprechern, eingesetzt wurden.

Gegen Ende des Jahres 1931 tauchten zum ersten Male die Klangfilm-Lautsprecher der „EUROPA"-Reihe auf, die eine neue Epoche im Tonfilm-Lautsprecherbau einleiteten. Sie waren so konstruiert, daß die mittleren und hohen Frequenzen Trichterlautsprechern, die tiefen Frequenzen dagegen einem Spezialtiefenkonus zugeführt wurden.

Bei der Anordnung der Trichter für die hohen Töne wurde dabei schon sehr weitgehend auf die zu dieser Zeit aufkommenden Raumformen der meisten Theater Rücksicht genommen, so daß der „EUROPA"-Lautsprecher eine sehr günstige Abstrahlung aufwies.

Als logische Weiterentwicklung auf diesem Gebiet entstand der „EUROPA-Klartonlautsprecher". Das besonders bemerkenswerte an dieser Lautsprecherkombination war der große Holztrichter zur Verbesserung der Tiefenabstrahlung und die Aufteilung der Höhentrichter in einzelne Streukanäle, wodurch die Schallverteilung noch gleichmäßiger als bisher wurde. Gleichzeitig wurde durch die Verwendung der großen Holztrichter die Tonqualität wesentlich verbessert.

War der „EUROPA-Klartonlautsprecher" zur damaligen Zeit schon als ein „Gigant" auf dem Lautsprechergebiet anzusehen, so wurde er noch übertroffen durch den „EURONOR-Lautsprecher", der in seinen äußeren Abmessungen über das Normalmaß ähnlicher Lautsprechersysteme wesentlich hinausging.

Die für höchste Ansprüche und für größte Theater, d. h. für solche über 1.500 Sitzplätze - in damaliger Zeit keine Seltenheit - entwickelte Lautsprecherkombination hatte eine Höhe von vier Metern.

Das mit 60 Watt elektrischer Sprechleistung belastbare Tiefensystem konnte in Verbindung mit dem 2,6m langen Trichter, der eine Austrittsöffnung von 4qm besaß, eine akustische Leistung von etwa 10 Watt - auch bei den tiefsten Frequenzen - abstrahlen.

Die vier Höhentrichter gestatteten durch ihre Richtmöglichkeit eine besonders gute Anpassung an die Raumverhältnisse in großen Theatern. Das Tieftonsystem besaß eine Membran von 48cm Durchmesser, die auf 22 Hz abgestimmt war. Da die Rückstellkraft der Einspannung nicht in der Lage war, das Gewicht der Membran einschließlich Schwingspule zu halten, wurde die Systemachse senkrecht angeordnet und die Membran in ihrer Mitte an einer Schraubenfeder aufgehängt, deren Eigenschwingungen durch einen innen gepolsterten und die Membran umgebenden Zylinder gedämpft wurden.

Infolge der Abmessungen war das Schwingspulenvolumen und damit der Luftspalt verhältnismäßig groß. Die dadurch bedingte hohe Spaltinduktion wurde durch einen besonders kräftigen Feldmagneten erzeugt, so daß der Lautsprecher ein Gewicht von etwa 130 kg erhielt.

Der vor dem System angeordnete Schalltrichter hatte Exponentialform, eine Grenzfrequenz von 30 Hz und war rechtwinklig gebogen, so daß sich eine Bautiefe von nur 1,70m ergab. Mit Hilfe einer „elektrischen Weiche" wurden dem Tiefenlautsprecher nur Frequenzen bis zu 250 Hz zugeführt.

Das Hochtonsystem des EURONOR-Groß-lautsprechers war ein Riffellautsprecher. Die oberhalb der Austrittsöffnung des Exponentialtrichters angeordneten vier Höhentrichter konnten so gerichtet werden, daß sich eine besonders gute Anpassung an die jeweiligen Raumverhältnisse in großen Theatern ergab.

Bilder :
Blatthaller-Lautsprecher von Klangfilm aus dem Jahre 1928, der auch als Bühnenlautsprecher in Tonfilm-Anlagen benutzt wurde. (Foto: Archiv)
Elektrodynamischer Großlautsprecher für Tonfilmwiedergabe von Gaumont.
Riffel-Lautsprecher von Klangfilm für die Ab-strahlung hoher Frequenzen mit- einer geriffelten Membran aus Leichtmetallfolie. (Foto: Archiv)
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Die Zeit nach 1945 brachte auch auf dem Gebiet der Lautsprecherentwicklung - wie in der gesamten Kinotechnik - zunächst einen Zustand des völligen Erliegens.

Erst nach 1948 tauchten weitere Neuerungen auf, die ihren Niederschlag in Entwicklungen von Siemens-Klangfilm und von Zeiss Ikon - damals noch in Stuttgart - fanden. Auch andere Spezialfirmen beteiligten sich an der Entwicklung moderner Lautsprecherkombinationen, die z. T. einen ähnlichen Aufbau hatten, wie die elektrodynamischen Systeme von Klangfilm oder in Form von Gruppenstrahlern konstruiert waren.

So entstanden die Kombinationen CELOPHON der C. Lorenz AG, kleine und große Kombinationen mit mehrzelligem Hochton-Lautsprecher, Tiefton-Lautsprecher und elektrischer Weiche; die CINEVOX-Serie von Telefunken, eine Kombination von Vierergruppen nach dem Strahlergruppenprinzip; ein permanent-dynamisches System UNIPHON von UFA-Handel, mit vier Hochton-, einem Tiefton-, einem Breitband-Lautsprecher und elektrischer Weiche.

Die IKOVOX-Serie von Zeiss Ikon, mit permanent-dynamischer Kombination von Hochton-Konuslautsprechern, Tiefton-Lautsprechern und Trennkondensator bzw. mit Hochton-Druckkammersystem mit Vielzellenhorn, Tieftonsystem mit Exponentialtrichter und elektrischer Weiche, sowie die Lautsprecher-Kombinationen EURODYN, BIONOR, EURONOR JUNIOR und EURONOR II von Klangfilm, die z. T. mit „Kugelwellentrichter" ausgestattet sind.
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Als besonders interessante Neuerung, die allerdings für Kinolautsprecher kaum Verwendung gefunden hat, tauchte auf der Deutschen Industrie-Messe Hannover 1955 ein von Telefunken entwickelter „membranloser" Lautsprecher IONOPHON auf, bei dem im Gegensatz zu dem sonst üblichen Verfahren an Stelle einer Membran mit Schwingspule zur Schallerzeugung ein mit Hochfrequenz ionisiertes Luftkissen benutzt wurde, wobei die Hochfrequenzspannung mit der abzustrahlenden Tonfrequenzspannung amplitudenmoduliert ist, d. h. einfacher ausgedrückt:

In der Anordnung wird ein Luftkissen so ionisiert, daß es bei der Zuführung einer Tonmodulation selbst in Schwingungen gerät und diese Schwingungen an die angrenzende Luft weitergibt. So entstand frei von jeder Masse und deren Schwere und innerer Spannung eine unmittelbare Umsetzung von elektrischer in akustische Energie mit hoher Klangreinheit und Unmittelbarkeit der Schalleinwirkung.

Der besondere Vorteil dieser Erfindung, die von dem französischen Forscher S. Klein stammt und von Telefunken ausgenutzt wurde, bestand darin, daß das System praktisch masselos arbeitete und damit die Nachteile eines üblichen dynamischen Lautsprechers vermeiden konnte.

Wie eingangs angedeutet, bestand die primitivste Form des Lautsprechers aus einem Kohlemikrofon mit angesetztem geraden oder gebogenen Blechtrichter. Die Schallerzeugung erfolgte dabei in der Weise, daß die vor dem Mikrofon befindliche Luftmenge im Schalltrichter im Rhythmus der Schallwellen angestoßen wurde.

Erst mit der Einführung der Verstärkertechnik gelang es, auf elektroakustischem Wege elektrische Energie (in diesem Fall Sprech-Wechselstrom) in Schall umzuformen. Hierfür werden verschiedene Methoden angewendet, wobei man im Prinzip elektromagnetische und elektrodynamische Lautsprecher unterscheidet.

In beiden Fällen werden dabei die von der Endröhre des Verstärkers kommenden elektrischen Schwingungen in Luftschwingungen umgesetzt, die das Ohr als „Schall" wahrnimmt.

Ein elektromagnetisches Lautsprechersystem besteht aus einem permanenten Magneten, zwischen dessen Polschuhen sich ein Anker im Gleichgewicht befindet. Die Polschuhe sind mit einer Wicklung versehen, die vom Sprechwechselstrom durchflössen wird.

Hierdurch entsteht ein Wechselfeld, das sich dem konstanten Feld des permanenten (Dauer-)Magneten überlagert und den Anker in entsprechende Vibrationsbewegungen versetzt, die den Schwingungen des Sprechwechselstromes entsprechen. An dem Anker ist die - meist konusförmige - Membran befestigt, die ihrerseits die Schwingungen des Ankers auf die Luft überträgt.

Ein Lautsprechersystem dieser Art ist zwar einfach in seinem Aufbau, jedoch treten leicht Verzerrungen auf, die nicht in genügendem Maße beseitigt werden können.
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Nachteile dieser Art werden unter gewissen technischen Voraussetzungen bei den elektrodynamischen Lautsprechersystemen vermieden. Bei diesen hat man zwei verschiedene Methoden zu unterscheiden, nämlich das sogenannte „Rice-Kellog-System" mit Tauchspule und konusförmiger Membran und das Schwingabtastsystem mit geriffelter Membran (s. o.).

Der elektrodynamische Lautsprecher besteht im Prinzip aus einem Dauer- oder Elektromagneten, der so ausgebildet ist, daß der eine Pol einen Ring bildet, der andere einen Zylinder, der in der Mitte dieses Ringes sitzt. Auf diese Weise entsteht zwischen den beiden Polen ein ringförmiger Schlitz, in dem die Tauchspule angeordnet ist, die auf einen dünnen Pappzylinder aufgewickelt wird.

An diesem Pappzylinder ist die konusförmige Membran befestigt. Die Schwingspule wird mit den von der Endröhre des Verstärkers kommenden Sprechwechselströmen beschickt, so daß diese mit Hilfe des festen Magnetfeldes des - seiner Form nach als „Topfmagnet" bezeichneten - Magneten und dieses wechselmagnetischen Feldes kolbenförmig in dem Schlitz im Rhythmus des Sprechwechselstromes bewegt wird. Diese Bewegungen werden auf die konusförmige Membran und damit auf die Luft übertragen.

Bilder:
Großlautsprecher-Kombination EURONOR II von Klangfilm mit großem Tieftontrichter mit vier Tieftonsystemen und darüber angeordneten vier Höhensystemen für mittlere und hohe Frequenzen. (Foto: Siemens-Klangfilm)

Lautspecher-Kombination BIONOR von Klangfilm mit zwei' permanent- dynamischen Tiefton- und einem Hochtonsystem mit Kugelwellentrichter. (Foto: Siemens-Klangfilm)
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Bei den Lautsprechern mit geriffelter Membran, die vorzugsweise für die Wiedergabe hoher Frequenzen benutzt werden, ist in dem schlitzförmigen Zwischenraum zwischen den Polen eines Magneten ein Aluminiumstab federnd aufgehängt, der unter Einfluß und im Rhythmus des Sprechwechselstromes senkrecht zu den Feldlinien des Magneten Bewegungen ausführt, die auf eine leichte, geriffelte und mit dem Stab verbundene Aluminiumfolie und damit auf die umgebende Luft übertragen werden.
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Im Anfang der Entwicklung dieser Systeme wurde im allgemeinen Fremderregung der Magneten mit Gleichstrom verwendet. Später ging man fast ausschließlich dazu über, permanente Magnete zu verwenden, so daß Lautsprecher dieser Art als „permanentdynamisch" bezeichnet werden. Je nach Bauart besitzen sie eine entsprechend hohe Leistungsaufnahme.

Maßgebend für den Anschluß an den "Sprechwechselstromausgang" des Verstärkers ist der Scheinwiderstand der Schwingspule, der bei neuzeitlichen dynamischen Konuslautsprechern zwischen 5 und 15 Ohm bei Bezugsfrequenzen zwischen 300 und 800 Hz liegt.

Der geringe Scheinwiderstand der Schwingspulen hat den Vorteil, daß die Windungszahl und damit ihr Gewicht verhältnismäßig gering ist, so daß auch ihre Trägheit sehr gering ist. Das hat im übrigen auch Einfluß auf den Wirkungsgrad des Lautsprechers, der naturgemäß mit abnehmender Windungszahl steigt, da der Schlitz der Topfspule um so enger sein kann, je weniger Windungen die Schwingspule hat.

Als Wirkungsgrad versteht man bei einem Lautsprecher den Umsetzungsgrad der elektrischen Leistung in Schalleistung. Bei einfachen Systemen mit Schallwand beträgt dieser bis zu 4%, bei Trichter-Lautsprechern je nach Bauart bis zu 50%.
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Wenn die volle Ausnutzung der Verstärkerleistung für den Lautsprecher erreicht werden soll, muß die sogenannte „Anpassung" in Ordnung sein. Das ist dann der Fall, wenn die Endröhre des Verstärkers mit dem günstigsten Außenwiderstand arbeitet. Ist das nicht erreicht, dann treten Energieverluste ein.

Da dieser Außenwiderstand im Verhältnis zum Scheinwiderstand der Schwingspule verhältnismäßig hoch ist, werden zur Anpassung der Lautsprecher an die Endröhre sogenannte „Übertrager" benutzt. Diese Übertrager sind Kleintransformatoren, welche die Widerstandswerte umsetzen.

• Anmerkung : Wir nennen die heute Ausgangsübertrager.

Um zu vermeiden, daß die Stromstärke in der Leitung zur Schwingspule zu hoch wird und einen entsprechenden Leitungsquerschnitt erfordern würde, wird für die Sekundärspule des Übertragers ein höherer Ohmwert gewählt, als dem Scheinwiderstand der Schwingspule entspricht und zur Herabsetzung dieses Wertes (weit weg) am Lautsprecher ein zweiter Übertrager angeordnet.

Um diese Übertrager für mehrere Anpassungswerte verwendbar zu machen, werden sie handelsüblich mit mehreren entsprechenden Anzapfungen versehen. Ist der Scheinwiderstand der Schwingspule größer als der des Ausgangsübertragers, so liegt eine „Überanpassung" vor und die Wiedergabe wird tiefer; ist er kleiner, spricht man von einer „Unteranpassung", wodurch die Wiedergabe höher wird.

Jedoch tritt eine merkliche Beeinflussung der Tonlage erst bei größeren Abweichungen (±50%) vom Anpassungswert ein. Im allgemeinen werden bei modernen Tonanlagen mehrere Lautsprecher oder auch Lautsprechergruppen an einen Verstärker angeschlossen. Das ist natürlich nur dann möglich, wenn der Gesamtwert der Scheinwiderstände der einzelnen Lautsprecherschwingspulen bzw. der Anpassungsübertrager dem Scheinwiderstand des Ausgangsübertragers entspricht.

Sofern die einzelnen angeschlossenen Lautsprecher gleiche Leistungsaufnahme haben, ist eine solche Anpassung mit Hilfe von Serien- oder Parallelschaltung der Anpassungsübertrager verhältnismäßig einfach. Schwieriger wird es hingegegen, wenn Lautsprecher für verschiedene Leistungsaufnahmen angeschlossen werden sollen.

Bei Lautsprechern mit Felderregung ist außerdem beim Anschluß mehrerer Lautsprecher darauf zu achten, daß alle Feldspulen beim Anschluß an das Gleichstromnetz gleichmäßig gepolt sind.

Ist das nicht der Fall, dann erfolgen die Kolbenbewegungen der Schwingspule des falsch angeschlossenen Lautsprechers in entgegengesetzter Richtung. Das Gleiche tritt ein, wenn eine der Schwingspulen bei mehreren Lautsprechern falsch angeschlossen ist.

Der Effekt ist dann so, daß im gleichen Moment der eine Lautsprecher ein gewisses Luftvolumen nach vorn drückt, der andere das gleiche Volumen nach hinten. Die Luft wird in diesem Fall also lediglich zwischen der Vorder-und Rückseite der Lautsprecheranordnung hin- und hergeblasen, so daß in einiger Entfernung von der Schallwand kein Luftdruckunterschied mehr auftritt und daher fast kein Ton hörbar ist. Zumindest treten starke lineare Verzerrungen auf.
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Besonders wichtig ist die einwandfreie Polung mehrerer angeschlossener Lautsprecher in mehrkanaligen Tonanlagen mit stereophonischer Wiedergabe. Hierbei kann es nämlich nicht nur vorkommen, daß eine der Schwingspulen falsch angeschlossen ist, sondern u. U. auch eine Leitung zwischen Magnetkopf und Vorverstärker oder zwischen Vorverstärker und Endverstärker bzw. zwischen Endverstärker und Lautsprecher vertauscht wurde.

Um in solchen Fällen eine einwandfreie Überprüfung der Tonanlage vornehmen zu können, wurde von Zeiss Ikon ein „Phasenprüfkopf" entwickelt, der für die Prüfung an Stelle des Magnetkopfes eingesetzt wird und jedem der vier Vorverstärker über einen Trafo Netzwechselstrom zuleitet, so daß an jedem Lautsprecher die gleiche Tonfrequenzspannung liegt.

Bei Phasengleichheit muß dann zwischen den gleichen Anschlußklemmen zweier Lautsprecher die Spannung gleich Null sein, vorausgesetzt, daß die betreffenden Schwingspulen gleichsinnig gewickelt und die Spulenanschlüsse gleichsinnig gekennzeichnet sind.

Für den Fall, daß beabsichtigt wird, an die vorhandene Tonanlage zusätzlich weitere Lautsprecher z. B. für Mikrofon- oder Schallplatten- bzw. Tonbandübertragungen in den Vorräumen des Theaters, anzuschließen, muß ein besonderer Verstärker verwendet werden, da bei Anschluß solcher Lautsprecher an den Hauptverstärkerübertrager die vorhandene Anpassung der Lautsprecherkombinationen auf der Bühne gestört und damit die Tonwiedergabe verschlechtert würde.

Das Gleiche tritt ein, wenn bei Verwendung mehrerer Lautsprecher aus irgendeinem Grund einer abgeschaltet wird oder die Schwingspule des Kontroll-Lautsprechers durch einen Schalter unterbrochen wird. Das ist nur durchführbar, ohne die Anpassung zu stören, wenn an Stelle der Schwingspule oder des Anpassungsübertragers ein Ersatzwiderstand über einen Schalter parallel geschaltet wird.

Bei fremderregten elektrodynamischen Lautsprechern ist es ebenfalls unzulässig, die Erregung abzuschalten, weil in diesem Fall durch die fehlende Vormagnetisierung die Schwingspule überlastet und zerstört werden kann.

Bilder :
Elektrodynamisches Lautsprechersystem. 1 = Topfmagnet, 2 = Luftspalt, 3 = Schwingspule, 4 = Konusmembran, 5 = Zentriermembran, 6 = Sicken, 7 = Elektromagnet mit Erregerspule. (Aus: Zeiss Ikon „Bild und Ton")

Große Lautsprecher-Kombination von Philips mit Hochtonsystem mit 15zelligem Trichter und vier Tieftonlautsprechern. (Foto: Philips)
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Bei den heute allgemein üblichen Projektionsflächen mit entsprechenden Bildwandbreiten ist - auch bei ein-kanaliger Tonwiedergabe - die Verwendung mehrerer Lautsprecher bzw. Lautsprechergruppen und -kom-binationen unerläßlich, um die nötige Schalleistung zu erreichen. Das hat seinen Grund darin, daß mit dieser Methode der aus den Lautsprechern kommende Schall gleichmäßiger verteilt wird, als wenn er nur von einer Schallquelle in der Mitte der Bühne kommen würde und daß der Lautsprecher die Eigentümlichkeit hat, die einzelnen Frequenzlagen verschieden abzustrahlen.

Während sich nämlich die tiefen Töne nach allen Richtungen ausbreiten, werden die hohen Töne bevorzugt in der Lautsprecherachse abgestrahlt, so daß die seitlichen Sitzplätze bei Verwendung von nur einem Lautsprecher in Bezug auf die hohen Frequenzen (Zischlaute) benachteiligt würden.

Die Verwendung von Kombinationen mit Tiefton- und Hochton-Systemen, die in ihrer Richtwirkung verstellbar eingerichtet sind, ist daher von besonderer Bedeutung für eine zufriedenstellende Tonwiedergabe.
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Zur Verbesserung der Schallabstrahlung benutzt man Schallwände, die in ihrer einfachsten Form als Schallbrett von etwa 1,20 m Kantenlänge ausgebildet sind.

Eine solche Schallwand verhindert, daß sich der Schalldruck in vorder- und rückseitiger Richtung ausgleicht, wie es bei z. B. falscher Polung (s. o.) der Fall ist. Besonders die tiefen Frequenzen haben das Bestreben, über die Kante der Membran nach hinten abzuwandern, wenn sie nicht durch die Schallwand daran gehindert werden, die den Weg von der Vorder- zur Rückseite verlängert.

Da die Schallwand nicht mitschwingen darf, muß sie aus „schalltotem" Material bestehen. Man verwendet hierzu vorzugsweise Sperrholz von mindestens 20 mm Dicke oder Platten aus Holzfaserstoff. Das auf die Schallwand aufgesetzte Lautsprecherchassis wird zur Verhinderung von Schallübertragungen von dieser durch einen Filzring isoliert.

Eine andere Methode zum Zweck der Trennung des vorder- und rückseitigen Luftraumes, d. h. zur Vermeidung eines „akustischen Kurzschluß", ist die Verwendung von großen Schalltrichtern (Anmerung : auch Hörner genannt), die dazu beitragen, eine Vergrößerung des Lautsprecher-Wirkungsgrades infolge des größeren Druckwiderstandes zu erzielen. Sie sind so konstruiert, daß ihr Querschnitt linear mit der Länge des Trichters zunimmt.

Je größer die Austrittsöffnung ist, um so besser werden die tiefen Töne wiedergegeben. Da solche Trichter bei höheren Leistungen eine beträchtliche Länge erhalten würden, werden sie in gebogener Form - wie ein Waldhorn - hergestellt und daher auch als „Hornlautsprecher" bezeichnet. Da der Anstieg des Trichterquerschnittes in Form einer Exponentialkurve erfolgt, verwendet man dafür auch die Bezeichnung „Exponential-horn".


Moderne Lautsprecher sind bekanntlich Kombinationen aus Tief ton- und Hochtonsystemen. Als Hochtonsystem wird dabei vielfach ein Hornlautsprecher mit kurzem Hörn benutzt, bei dem zwar die Tiefen vernachlässigt sind, der aber dafür die Höhen betont. Durch Kombination mit einem dynamischen Tiefenkonus ergibt sich dann eine besonders wirksame und naturgetreue Tonwiedergabe, die noch dadurch verbessert werden kann, daß mehrere solcher Hörner über dem Tiefenkonus schwenkbar angeordnet sind, so daß auch in breiten Zuschauerräumen eine gleichmäßige Beschallung erzielt werden kann.

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Seitenansicht des Hochton-Lautsprechers von Zeiss Ikon mit Druckkammer-System. (Foto: Zeiss Ikon)
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In dem Bestreben, die Qualität der Tonwiedergabe und den Wirkungsgrad der Lautsprecher weiter zu verbessern, wurden im Laufe der letzten Jahre besondere Methoden angewendet, die sich im besonderen mit der Verbesserung der Schallführung, der Verringerung der Membranmasse und Erweiterung des abzustrahlenden Frequenzbandes befaßten. Auf diese Weise entstanden die „Allfrequenz-Lautsprecher", die Lautsprecher mit Druckkammer-System, die Kugelwellen-Trichter und die Lautsprecher mit „akustischer Linse".
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Der von Klangfilm entwickelte „Allfrequenz-Lautsprecher" ist ein 15-Watt- Konuslautsprecher mit einem Magneten hoher Feldstärke - wichtig für die Unterdrückung von Einschwingvorgängen - und einer besonders günstigen Membranform. Er wird vorzugsweise in einer Breitstrahlergruppe verwendet, kann jedoch in kleinen Theatern auch als einzelner Bühnenlautsprecher benutzt werden, sowie auch als Effektkanal-Lautsprecher in stereophonischen Anlagen.

Er hat einen Außendurchmesser von 365 mm und kann einen Frequenzbereich von 60 bis 10.000 Hz übertragen. Der Anpassungs-Scheinwiderstand beträgt 15 Ohm. Die von Klangfilm eingeführte „Breitstrahlergruppe" verwendet zwei dieser Allfrequenz-Lautsprecher, die in einem Rahmen so übereinander angeordnet sind, daß Auslöschungszonen in der Horizontalen nicht auftreten können.

Der Streuwinkel in der Vertikalen ist mit Absicht so eingeengt, daß eine Deckenbestrahlung verhindert wird. In der Horizontalen sind die Achsen der beiden Lautsprechersysteme unter einem Winkel angeordnet, wodurch die Breitenstreuung der Kombination verbessert wird. Die Streuung in der Horizontalen ist so groß, daß auch breitere Zuschauerräume gleichmäßig beschallt werden können.

Die Breitstrahlergruppe mit Allfrequenzlautsprechern zeichnet sich neben dem weiten Frequenzbereich durch eine ausgeglichene Frequenzkurve und hohen Wirkungsgrad aus. Sie kann bei Zuführung natürlicher Schallereignisse mit 30 Watt belastet werden.

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Lautsprecher-Kombination IKOVOX BD von Zeiss Ikon mit Tiefton-Konussystem in Baßreflexgehäuse und Hochton-Druckkammersystem mit Raumstrahltiichter. (Foto: Zeiss Ikon)
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Lautsprecher mit „Druckkammer-System" sind für die Übertragung hoher Töne besonders gut geeignet. Sie zeichnen sich durch guten Frequenzgang und hohen Wirkungsgrad aus. Das Prinzip dieser Lautsprechersysteme beruht auf Drucktransfusion.

Der magnetische Kreis wird durch einen Ringmagneten und aufgesetzte Jochteile gebildet. In den Ringspalt des Magneten greift die Schwingspule, die an einer Membran aus Metallfolie in Form einer Kugelkalotte befestigt ist, welche ihrerseits am Rand in einen Zentrierring eingespannt ist.

Damit die Membran den Bewegungen der Schwingspule im Magnetluftspalt folgen kann, ist sie mit ringförmigen Randsicken ausgebildet. Zwischen der Membran und den kegelförmigen Zwischenstücken liegt der Kompressionsraum, der durch ringförmige Kanäle mit dem Übergangsstutzen zum Exponentialtrichter verbunden ist.

Die Membran ist in Form einer Kugelkalotte ausgebildet, weil andere Membranformen, z. B. Kegel, zu Teilschwingungen neigen. Auf diese Weise erhält man kolbenförmige Schwingungen, durch welche die bewegte Luft in den Trichter gepreßt wird, wenn der Querschnitt des Drucktransformatorraumes an allen Stellen gleich ist.

Dadurch kann auch kein Hin- und Herfluten der Luft zwischen den einzelnen Membranteilen stattfinden und es ergibt sich eine gute Ausnutzung der Antriebsleistung. Infolge des geringen Membrangewichtes ist das Druckkammer-System daher für die Wiedergabe hoher Frequenzen besonders gut geeignet.

Bilder
Prinzipskizze des Druckkammersystems. 1 = Ringmagnet, 2 und 3 = Jochteile, 4 = Ringspalt, 5 = Schwingspule, 6 = Membran, 7 = Zentrierung, 8 = Randsicken, 9 = Zwischenstücke, 10 = Kompressionsraum, 11 = Kanäle, 12 = Übergangsstutzen. (Aus: Zeiss Ikon „Bild und Ton"

Zeichnerischer Vergleich zwischen einem Exponentialtrichter üblicher Bauart (a) und einem Kugelwellentrichter gleicher Grenzfrequenz (b). (Zeichnung: Siemens-Klangfilm)
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Da für große Schalleistungen ein hoher Strahlungswiderstand erforderlich ist, werden für den Druckkammer-Lautsprecher Exponentialtrichter (s. o.) benutzt. Um eine günstige Verteilung der stark gerichteten hohen Töne zu erzielen, werden bei dem Druckkammer-Lautsprecher von Zeiss Ikon mehrere gleichartige Exponentialtrichter fächerförmig nebeneinander angeordnet, die als „Vielzellenhörner" bezeichnet werden.

Mit Hilfe einer solchen Anordnung gelingt es, das Schallfeld für die hohen Töne der meist kugelförmigen Charakteristik des Tieftonsystems anzugleichen, wobei allerdings der Streuwinkel in der Vertikalen meist geringer als in der Horizontalen ist.

Daher besitzen die Hornsysteme eine Schwenkmöglichkeit um die horizontale Achse, so daß es bei richtiger Einstellung möglich ist, die gesamte Bestuhlungsfläche des Zuschauerraumes mit dem Hochtonsystem zu beschallen, ohne daß ein merklicher Abfall der Höhen außerhalb der Hornachse erfolgt.

Systeme dieser Art werden in den IKOVOX-Lautsprechern von Zeiss Ikon und in Lautsprecher-Kombinationen von Siemens-Klangfilm verwendet.

Ebenfalls nach dem Prinzip der Drucktransformation arbeitet ein von Zeiss Ikon entwickeltes Hochton-Lautsprechersystem in Verbindung mit einem Exponentialhorn. Um einen handelsüblichen Magneten für dieses System verwenden zu können, ist die innere Schallführung in das Hörn einbezogen worden, während normalerweise der Kern des Ringmagneten den Abschluß der Druckkammer bildet.

Auf den Magneten ist die Metallkalotten-Membran mit dem dazugehörigen Halter aufgesetzt. Um bei herabgesetztem Gewicht eine hohe Stabilität zur Vermeidung von Teilschwingungen zu gewährleisten, weicht die Membrankalotte von der gebräuchlichen Kugelform ab.

Die geringe Masse der Membran ist bekanntlich eine der Grundvoraussetzungen für einwandfreie Wiedergabe der hohen Frequenzen. Entgegen den bei den vorerwähnten Konstruktionen angewendeten kreisförmigen Randsicken ist die Kalotte tangential aufgehängt, um Materialstauchungen bei größerer Auslenkung der Membran zu vermeiden, die zusätzliche nichtlineare Verzerrungen verursachen können.

Als Material für die Membran wird eine Aluminium-Speziallegierung verwendet, die außer mechanischer Festigkeit auch hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist. Die Schwingspule ist durch den Außenrand des Membranhalters auf den Magneten zentriert, so daß bei Beschädigungen infolge Überlastung das Auswechseln der Membraneinheit leicht möglich ist.

Das für den Hochton-Lautsprecher von Zeiss Ikon entwickelte Exponentialhorn ist so konstruiert, daß störende Reflexionen am Trichterrand vermieden werden. Das wurde dadurch erreicht, daß die Hornmantelkurve so korrigiert ist, daß der Verlauf des akustischen Widerstandes zu einer stetigen Funktion wird und ein guter Frequenzgang erzielt wird. Hierdurch ergibt sich noch der Vorteil, daß die störende Bündelung der Abstrahlung der hohen Frequenzen auf ein Minimum herabgedrückt wird. Man erhält also eine gute Streucharakteristik, die dazu beiträgt, daß dieser Hochtonlautsprecher mit Erfolg auch in extrem breiten Theatern mit Erfolg verwendet werden kann.

Bild
Verbesserung der Breitenstrahlung durch seitliche Verwinkelunq der Lautsprecherachsen (von oben gesehen). (Zeichnung: Siemens-Klangfilm)
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Ein Exponentialtrichter besonders günstiger Bauart ist der von Klangfilm verwendete „Kugelwellentrichter". Mit diesem Trichter wurde eine Schallführung gefunden, die eine gegenüber dem Exponentialtrichter üblicher Bauart kürzere Ausdehnung hat.

Damit konnte den Bedürfnissen des Theaters hinsichtlich des Platzbedarfs auf der Bühne entgegengekommen werden, ohne zu gebogenen oder technisch nicht korrekten Lösungen greifen zu müssen.

Der Kugelwellentrichter hat eine grade Achse und bewirkt eine resonanzfreie Abstrahlung, die dem Klangbild eine große Natürlichkeit gibt. Entsprechend einer idealen Schallausbreitung erfolgt die Ablösung der Wellenfronten kugelförmig. Der Kugelwellentrichter strahlt den Schall in einem weiten Winkel ab, so daß alle Sitzplätze des Theaters einen gleichmäßigen Schalleindruck erhalten.

Ein weiterer Vorteil der Lautsprecher mit Kugelwellentrichter ist der hohe Wirkungsgrad, der dazu beiträgt, daß die abgestrahlte Schalleistung mit einer verhältnismäßig geringen Verstärkerleistung erreicht wird, was wiederum der Verzerrungsfreiheit der Tonwiedergabe zugute kommt.

Bei nachträglichem Einbau in eine bestehende, mit andersartigen Lautsprechern ausgerüstete Tonanlage ergibt sich deshalb oft eine merkliche Verbesserung der Tonqualität. Auch im Tieftonbereich läßt sich der Wirkungsgrad mit Hilfe eines Kugelwellentrichters bedeutend verbessern, wobei auch hier die Trichterform wegen der geringen Bautiefe von besonderem Vorteil ist und die Qualitätsverbesserung dadurch erzielt wird, daß die Begrenzungsflächen des Trichters knickfrei in die Schallwand übergehen.
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Ein weiteres Verfahren, alle Sitzplätze des Zuschauerraumes gleichmäßig mit Schall zu versorgen, ist schließlich die eingangs zu diesem Abschnitt erwähnte „akustische Linse". Sie beruht ihrer Wirkung nach auf dem Prinzip der optischen Linse, in diesem Fall dem der Zerstreuungslinse, und besteht aus einem vor dem Lautsprecher befestigten Lamellengitter.

Die dem Lautsprecher zugewandte Seite der Lamellen ist linsenförmig ausgeschnitten. Wie bei einer optischen Streulinse werden hier die Schallwellen infolge Brechung mit vergrößertem Raumwinkel zum Austreten gebracht, so daß sie in ihrer Ausbreitung entsprechend beeinflußt werden, wenn sie die akustische Linse durchlaufen.

Die Brechung kommt dadurch zustande, daß die Schallwellen durch die schräg gestellten Lamellen der akustischen Linse zu Umwegen gezwungen werden, die am Rande der Linse größer sind als in der Mitte. Die von den Hochton-Lautsprechern verursachte Bündelung der hohen Frequenzen wird auf diese Weise weitgehend aufgehoben und es ergibt sich ein weiter Streuwinkel, wie er für eine gute Tonwiedergabe erwünscht ist.
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In jedem Fall müssen die Kinolautsprecher auf der Bühne so aufgestellt und gerichtet werden, daß die Schallstrahlung jeden Zuhörer ungehindert erreichen kann. Das setzt voraus, daß die Lautsprecherkombinationen etwa 1 bis 1,5m höher als die Köpfe der vorderen Zuschauer aufgestellt oder aufgehängt werden.

Bei Rangtheatern ist zudem Rücksicht auf die dort sitzenden Zuschauer zu nehmen. Da hierfür keine genauen zahlenmäßigen Angaben gemacht werden können, empfiehlt es sich, die beste Stellung und Richtung der Lautsprecher durch praktische Versuche auszuprobieren.

Es ist ferner darauf zu achten, daß die Lautsprecher dicht hinter der - schalldurchlässigen - Bildwand aufgestellt werden, da nur auf diese Weise das richtige Zusammenwirken von Bild und Ton erreicht wird.

Eine weitere Bedingung für einwandfreie Tonwiedergabe ist natürlich, daß die Bildwand sauber gehalten wird und die Schallporen nicht durch Staub verkleinert oder ganz verschlossen werden. Daher ist auch beim nachträglichen Streichen der Bildwand darauf zu achten, daß die Poren nicht zugeschmiert werden. Es ist ferner darauf zu achten, daß sowohl auf der Bühne hinter den Lautsprechern wie auch im Zuschauerraum nicht Gegenstände angeordnet sind, die bei bestimmten Tonfrequenzen zum Klirren angeregt werden, wie z. B. Glaskörper von Beleuchtungsarmaturen oder auf der Bühne abgestellte, zum Mitschwingen neigende Gegenstände.

Um eine Beeinträchtigung der Bildwiedergabe durch störende Reflexerscheinungen zu verhindern, die von metallischen Teilen der Lautsprecher oder sonstigen glänzenden Teilen von Gegenständen hinter der Bildwand hervorgerufen werden können, sind diese mit entsprechendem stumpfen, dunklen Anstrich zu versehen.

Damit bei mehrkanaligen Tonanlagen nach einer Bühnenschau oder einer sonstigen Darbietung auf der Bühne, für die keine Lautsprecher erforderlich sind, beim Wiederanschließen der Lautsprecher Verwechselungen der Lautsprechergruppen für die einzelnen Kanäle verhindert werden, empfiehlt sich eine Anordnung, die von Zeiss Ikon benutzt wird und darin besteht, daß der Anschluß der drei Lautsprechergruppen über unverwechselbare Steckanschlüsse erfolgt, die zudem so ausgeführt und gekennzeichnet sind, daß eine Falschpolung nicht möglich ist.

Obwohl der Kinolautsprecher hinsichtlich Wartung als der anspruchsloseste Teil der Tonfilmanlage angesehen werden kann, ist doch auch hier eine gewisse Pflege und Wartung erforderlich, die sich vor allem darauf konzentrieren muß, ihn vor Feuchtigkeit und übermäßigen Staub zu schützen. Auftretende Feuchtigkeit, die durch ungenügende Be- und Entlüftung oder sonstige ungünstige Einflüsse auftreten kann, bewirkt ein Verziehen der Pappmembran im Konuslautsprecher, so daß ihre freie Bewegung gehemmt ist. Tritt dieser Fall ein, dann kann nur Abhilfe durch Ersatz des Konus mit Schwingspule geschaffen werden.

Staubteile zwischen Schwingspule und Topfmagnet können zu schweren Störungen führen. Besonders gefährlich für den Lautsprecher sind Eisenfeilspäne, die z. B. während der Montage beim Bohren am Lautsprechergestell oder an anderen Einrichtungsgegenständen auf der Bühne, z. B. beim Anbringen eines neuen Vorhangzuges oder von Bühnenbeleuchtungskörpern anfallen. Diese Fremdkörper müssen vor der Montage des Lautsprechersystems sorgfältig entfernt werden.

Bilder:
Klangfilm-Lautsprecher-Kombination DUOPHON mit akustischer Linse. (Foto: Siemens-Klangfilm)
Rückansicht der EURODYN-Lautsprecher-Kom-bination von Klangfilm mit Druckkammer-System und Kugelwellentrichter. (Foto: Siemens-Klangfilm)