Als eher geradlinig denkender Mensch weiß ich vorerst einmal nicht, was du damit zum Ausdruck bringen möchtest, aber du wirst es mit sicher noch sagen.

Das "Tapped Horn" (etwa "angezapftes Horn") kann man zur Famile der Lautsprecher mit "Laufzeitleitung" oder
"Viertelwellenlängen Lautsprecher" zählen.

In 2007 hat Tom Danley dazu ein Patent eingereicht, in dem er das Funktionsprinzip und praktische Ausführungen
vorstellt, obgleich es auch Vorläufer gab.

Link zur Patentschrift:


Link zu den Tapped Horn Subwoofern bei Danley Sound Labs:

​

Das Prinzip wurde in der Folge in DIY Kreisen recht beliebt unter anderem als mögliche Ausführungsform für
tiefreichende Subwoofer. Über Anwendung und ggf. Weiterentwicklung des Prinzips wird auch von anderen
Konstrukteuren und Marktteilnehmern nachgedacht, hierzu ein Beispiel:

Das Folgende schreibe ich als eigene Einschätzungen und auch Meinung zu dem Prinzip, d.h. ich kann gut damit
leben - es sogar teils verstehen - wenn andere zu unterschiedlichen Einschätzungen gelangen ...


Die Vorteile, die das Prinzip - bei jeweils sinnvoller Auslegung im Einzelfall - in Anspruch nimmt, sind im Wesentlichen

- kompakte Bauweise
- tiefreichende Basswiedergabe
- hoher maximaler Schaldruck (bei vergleichbarer Treiberausstattung gegenüber anderen Bauformen)


Der Einfachheit halber fange ich mit den Aspekten an, denen ich zustimmen kann, wenn auch in Form einer kleinen
"Geschichte":

Gegeben ich sei auf einer einsamen Insel gestrandet und es wird ein geeignetes Treiberchassis (wasserdicht verpackt)
angespült. Auf der Insel wäre genug Holz - Platz sowieso ... - vorhanden und ich hätte die Aufgabe, ein tieffrequentes
Signal abzustrahlen (um Schiffe in der unmittelbaren Umgebung auf mich aufmerksam zu machen ?), welches nicht mehr
als 1,5 bis max. 2 Oktaven Bandbreite aufweist:

Dann würde ich möglicherweise dazu ein Tapped Horn bauen und keine BR-Box.


Maximaler Schalldruck

Möchte man den Vorteil des hohen maximalen Schalldrucks jedoch verwirklichen, so ist dafür ein Preis zu zahlen:
Man muss auf jedwede Bedämpfung der "Laufzeitleitung" praktisch verzichten, was oberhalb des bevorzugten
Übertragungsbereiches zu erheblichen Resonanzerscheinungen führt d.h. zu ausgeprägten "Peaks" und tiefen "Dips"
im Schalldruckfrequenzgang.

Hier kann man sich Beispielauslegungen ansehen und ggf. weitere Links finden:




Jetzt sagen manche DIYer sinngem. "das macht doch nix, wir trennen das Ding doch steilflankig bei nnn Hz".

Hierzu muss man aber zur Kenntnis nehmen, dass besagte Peaks oberhalb des bevorzugten Übertragungsbereiches
auch "Klirrkomponenten" (K2, K3, ...) verstärken können. Da die Klirrkomponenten im Treiber entstehen - also
hinter dem aktiven Tiefpassfilter - kann der Tiefpass dies nicht verhindern.

Dieser potentielle "Einbruch" der Klirrdämpfung für bestimmte Frequenzen tritt bei einer BR-Box prinzipiell nicht auf,
soviel muss man m.E. relativierend zugestehen.

Beginnt man stattdessen, die Laufzeitleitung zu bedämpfen, dann sinkt der bei gegebener Eingangsleistung erzielbare
Schalldruck deutlich ab und fällt bald auf das Niveau einer zielführend ausgelegten BR-Box.


Baugröße

U.a. im Forum diyAudio.com gibt es einige "Spezis", die (ausgewachsene) Tapped Horns gebaut haben und u.a. mit
BR-Boxen verglichen:



Ein häufiges Ergebnis dabei ist, dass man mit dem gleichen Treiber tatsächlich etwa den doppelten Schalldruck
(+ 6db Schalldruck entspricht vierfacher Schalleistung) erzeugen kann. Allerdings wird die Box dabei typischerweise
auch doppelt so groß (Volumen) oder größer.
(Anmerkung: Mich interessiert hier im Vergleich primär der Tiefbass-Bereich !)

Das ist ein beachtliches Ergebnis und von der zugrundeliegenden Akustik sicher sehr interessant, aber man darf m.E.
fragen, welche Perspektive auf die Praxis man primär einnehmen soll: Die des Herstellers oder die des Anwenders ?

(Das geht m.E. sowohl im HiFi als auch im PA Bereich oft durcheinander ... wenn nämlich Anwender unbewusst
eine Herstellerperspektive übernehmen.)

Ich kann im o.g. Beispiel also min. 2 BR Lautsprecher anstelle des Tapped Horn aufstellen, ohne dass dafür mehr Platz
benötigt würde. Damit sind +6db Schalldruck problemlos wieder auszugleichen, wenn auch zum Preis doppelter
Verstärkerleistung, die jedoch bei heutigen Schaltverstärkern sehr günstig zu haben ist ...
Ferner ist in den 2 BR-Boxen auch die 2-fache Anzahl an Treibern verbaut, dass steht eindeutig auf der "Kostenseite".

Zum anderen haben die BR-Boxen die beim "radikal unbedämpften" Tapped Horn o.g. Nachteile nicht, und können
breitbandig vom Tiefbass bis in den oberen Bass für hochwertige Wiedergabe betrieben werden:

D.h. dass für eine gegebene PA Anordnung entweder spezialisierte Subwoofer oder - je nach Sichtweise - die gesondert
erforderlichen Systeme für den mittleren und oberen Bass gänzlich entfallen können, d.h. 1 Weg im Übertragungsbereich
weniger, mit allem was damit an Aufwänden einher geht:

Ganz so einfach ist also auch die "Aufwandsbetrachtung" nicht und sie fällt in der Gesamtheit m.E. zumindest nicht immer
zwingend zugunsten des Tapped Horn aus.

Oliver, was mich betrifft, ist es ja nicht so, dass ich davon noch nie gehört habe, ganz im Gegenteil, so wie bei Open Baffle habe ich mir schon viele solcher Konstruktionen angesehen, aber das ist schon "sehr harte Kost", mir würde der Mut fehlen, mit so etwas zu beginnen, weil ganz ungewiss ist, was dabei herauskommt und weil ich dabei sicher wie man so schön sagt, "vom Hundertsten ins Tausendste kommen würde" und am Ende bliebe vermutlich nur Frust übrig. Wie einfach sind dagegen übliche Subwoofer! Und sie funktionieren auch. Und nicht einmal schlecht.

Anders nur, wenn man so etwas als Herausforderung sieht, wenn also "der Weg das Ziel ist", aber so viel Zeit habe ich nicht, bin ja Pensionist. ​

Wie ich oben versucht habe auszuführen, ist z.B. der Einsatz eines Tapped Horn mit reiner Vernunft nicht immer zu rechtfertigen ...
man kann also immer auch "konventionelle" Alternativen in Betracht ziehen, je nach Anwendung

Warum befasse ich mich überhaupt damit ?

Als ich vor mehr als 4 Jahrzehnten begonnen habe Lautsprecher zu bauen, habe ich mich neben BR-Boxen auch mit
Varianten von "Viertelwellenlängen LS" (Quartewave Speaker) befasst.

Klar haben mich anfangs u.a. die abgrundtiefen Bässe fasziniert, die man herausholen kann ...

Später - nachdem ich mich tiefer mit dem BR-Prinzip befasst hatte - musste ich einsehen, dass hinsichtlich Baugröße
und Performance die verschiedenen Spielarten der Quarterwave Speaker zumindest "hinterfragbar" sind bezüglich
ihres Nutzens, um es mal so neutral wie möglich auszudrücken.

Aber solche "gefalteten" Konstruktionen üben dennoch bis heute einen gewissen Reiz auf mich aus, und da geht es
evt. mehr um Interesse "an der Kunst" als um reinen Nutzen, das gebe ich unumwunden zu:

Aber was wäre das Leben, wenn man sich nur um "Nützliches" kümmern würde ?

Außerdem können sich die Dinge u.a. in Wissenschaft und Technik schnell "drehen": Etwas scheinbar "Unnützes"
wie ein best. Effekt oder eine techn. Konstruktion können auf einmal in bestimmten Kontexten doch nützliche
Anwendungen haben, die man zuvor vielleicht nicht gesehen hat.


Zur Motivation

Diesbezüglich ist mir aufgefallen, dass ein übliches Tapped Horn für tiefe Frequenzen so gut wie keine Richtwirkung
aufweist, denn die Mundflächen sind üblicherweise kaum größer als Membranflächen von Tieftontreibern.

Was wäre wenn

• man die intern vorhandene Laufzeitleitung so auslegt, dass über eine Öffnung auf der Rückseite ein abgeschwächtes, laufzeitverzögertes und gegenüber dem Hornmund gegenphasiges Signal abgestrahlt würde ? (Das genau ist die erforderliche Zutat für eine Cardioid Richtcharakteristik.)

• man ein Tapped Horn so dimensioniert und ggf. bedämpft, dass es eine ausgewogene und breitbandigere Übertragung (mit praxisgerechtem "Rolloff" zu tiefen und hohen Frequenzen) ermöglicht ?

Das Bild in meinem Eingangspost ist dabei nur als Illustration der Grundidee zu sehen, d.h. es handelt sich nicht um eine
"vollwertige Simulation":




Das verwendete "Ripple Tank" (Wellenwanne, Flachtank) Applet von Paul Falstad kann einige Aspekte einer realen
elektroakustischen Konstruktion nicht berücksichtigen.



Dazu gehören u.a. die Wellenausbreitung in drei Dimensionen und die Rückwirkung der frequenzabhängigen Gehäuseimpedanz
auf die Treiberchassis.

Wohl aber habe ich mir - und ggf. auch Mitlesenden - damit intuitiv erstmal veranschaulicht, dass die rückwärtige Abstrahlung
eines passend verzögerten und gegenphasigen Signals prinzipiell mit so einer Anordnung möglich ist, und das sogar über eine
recht große Bandbreite. Ich spare es mir jedoch aus Platzgründen weitere Bilder für andere Wellenlängen einzustellen, sie
sehen - entgegen meiner Erwartung zumindest - erstaunlich "konsistent" über eine große Bandbreite aus.

Oliver, ich kann das voll verstehen. Ich glaube, wenn ich alles das was ich je auf diesem Gebiet gebaut habe, "wiederbeleben" könnte, würde es die Ladefläche eines LKWs samt Anhänger füllen. Und über Vieles würde ich heute lachen und/oder den Kopf schütteln. Bei den Verstärkern wäre es nicht ganz so arg, aber auch da habe ich einen langen Weg hinter mir. Bei mir kommt dazu, dass ich sehr schnell mit der Herstellung beginne und meist schon mittendrin draufkomme, dass es noch besser ginge. Dann schmeisse ich alles weg und beginne wieder von Vorne nach neuersten Erkenntnissen. Das hat sich bis heute nicht geändert. In meinen Stellagen steht auch schon viel das voll funktionsfähig ist, aber durch "besseres" ersetzt wurde. Verrückt das Ganze!

Dabei wäre für mich vor allem der zweite Punkt erstmal zu zeigen, denn wenn es nicht gelingt, ein dergestalt "zivilisiertes"
Tapped Horn zu konstruieren, dann brauche ich mich auch nicht mit der Einführung von Richtwirkung bei dieser Konstruktion
zu befassen ... aber ich spiele seit ein paar Tagen damit herum und denke inzwischen, dass es möglich ist.

Hier einige vorl. Ergebnisse ...

Schalldruckfrequenzgang:

Membranauslenkung:





Geschwindigkeit am Hornmund:

Und so sieht die Anordnung aus (noch keine rückwärtige Schallquelle !):




Aus Spaß mal ohne Bedämpfung (rot):




Wobei real aufgebaute Gehäuse u.a. aufgrund der Faltung und "inhärenten" Dämpfungseffekten sich oftmals zu
höheren Frequenzen hin nicht ganz so heftig messen, wie die Simulation in "Hornresp" erwarten ließe ...


Um zu dieser ersten - vorerst nur durch Simulation überprüften ... - Auslegung zu kommen, musste ich bereits ziemlich
"frickeln":

Denn das Ganze ist ein äußerst "delikates" Zusammenspiel zwischen passender Dimensionierung, Bedämpfung und
den Treiberparametern.

Ich habe dazu sogar an Treiberparametern "gedreht", dabei jedoch nur solche Parameter verändert, die ich auch an
einem realen Treiber beeinflussen könnte, ohne dazu gleich eine "Lautsprecherfabrik" zu benötigen.

Ein BR-Gehäuse mit vergleichbarer Performance wäre hier sogar deutlich kleiner (ggf. mit etwas anderem Treiber).

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Die Frage: Trotzdem weiterverfolgen "der Kunst wegen" ?

Ich weiß es noch nicht, befürchte aber, ich werde irgendwann einen - erstmal ggf. wellenlängenmäßig/maßstabsgerecht
verkleinerten - Demo Prototypen bauen müssen ....

Der Schalldruckfrequenzgang sieht schon mal super aus.

In Deinem Falle ja, und zwar allein schon deswegen:

Auch wenn ich noch nicht sehe, wie Du dahin kommen würdest, denke ich, daß Du auch davon schon eine Ahnung/(vage?)Vorstellung hast.
Solange es also keine Sackgasse ist/wird und ginge, ohne Dich zu verzetteln…

LG
Bernd

Ist eigentlich ein "hybrider" Aufbau denkbar, mit (unterstützend) einer DSP-basierten Richtwirkung wie bei Kii?

Eine zweite Schallquelle rückseitig anzubringen und mit Verzögerung und in Gegenphase anzusteuern - DSP basiert - geht immer:

Aber beim Tapped Horn würde mich nur eine Lösung interessieren, die das rein akustisch/mechanisch erledigt durch eine
Modifikation des Prinzips, so dass man mit einem vorhandenen Treiber auskommt.

Das Schema in "Hornresp" zeigt zwar zwei Treiber, aber es ist ein und derselbe Treiber der einmal "vorderseitig" in's Horn
schaut und einmal "rückseitig", d.h. der Treiber "sieht" das Horn an zwei Stellen: Das geht real natürlich nur, wenn das Horn
"gefaltet" ist ... in "Hornresp" wird das durch zwei Treiber symbolisiert, die sich aber nur gemeinsam verschieben lassen.

Könntest Du da mal rein zeichnen, wie Du Dir vorstellst, daß der Schall sich ausbreitet?
LG
Bernd