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Akustische Vorrichtung.
Die Erfindung bezieht sich auf akustische Vorrichtungen, die mechanische Energie in hörbare Tonwellen umsetzen.
Es ist bekannt, dass tiefe Töne weniger deutlich gehört werden als hohe, jedoch ist der musikalische Effekt für das Ohr gefälliger, wenn die tieferen Töne deutlicher erzeugt werden. Um dies zu erreichen, wurden nun verschiedene Methoden benützt und wurde gefunden, dass bessere Ergebnisse bei Benutzung von Membranen grossen Durchmessers erzielt werden, indem tatsächlich bei sonst gleichbleibenden andern Bedingungen die Grundsehwingung der Membrane um so tiefer ist, je grösser die Membrane ist. Es war bereits bekannt, an der Peripherie freischwingende Membranen anzuwenden, die jedoch bisher immer in Vereinigung mit einem besonderen Schalltrichter verwendet wurden.
Gemäss vorliegender Erfindung wird durch entsprechende Versteifung des Membranrandes eine verbesserte 1\Iembranmontierung und-Kupplung geschaffen, wodurch das System derart schwingt, dass, wenn die tiefste Schwingung scharfe Resonanz gibt, die Schwingungen unterhalb des Sprechbereiches oder wenn die Schwingungsart breite bzw. annähernde Resonanz ergibt, die Schwingungen in dem tieferen Teil des Sprechbereiehes liegen können, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist. um die Impedanz des Antriebselementes jener der Membrane anzupassen, wodurch die Schwingungen wirksam und getreu übertragen werden.
Unter mechanischer Impedanz versteht man den sich der Bewegung entgegensetzenden gesamten Widerstand. Letzterer setzt sieh aus dem mechanischen Widerstand bei der Bewegung, der Trägheit der Masse und der Steifheit zusammen. Wenn ein Blattanker durch ein System von Hebeln auf eine Membrane wirkt, so besitzt der Anker beim Schwingen einen gewissen Widerstand zufolge des mechanischen Widerstandes (Reibung), seiner Masse und seiner Steifheit (Biegungswiderstand). Die schwingende Membrane wird ebenfalls gleiche entgegenwirkende Kräfte besitzen. Es ist klar, dass die Frequenz der Schwingungen des Ankers und des Diaphragmas verschieden sind, wobei jene des Ankers viel grösser ist als die der Membrane.
Bei einer Ausführungsform der Erfindungen wird demgemäss das den Blattanker mit der Membrane verbindende Hebelsystem so angeordnet, dass letzteres die Impedanz des Blattankers gleich macht jener der Membrane, so dass die Höchstwirkung erzielt wird, da die Impedanz des einen Teiles durch die Impedanz des ändern ausgeglichen wird.
Die Erfindung sieht nun eine Membrane vor, die in bekannter Weise vollkommen frei schwingen kann, jedoch im Umfang versteift ist, um ihre Symmetrie aufrechtzuerhalten.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung besitzt die Membrane einen Durchmesser, der ungefähr 1/8 der Wellenlänge des tiefsten wiederzugebenden Tones beträgt, und ist die Membrane aus einem Material von solcher Dicke und Steifheit hergestellt, dass diese Membrane Schwingungen bis zu 5000 Perioden wirksam übertragen kann.
Eine solche Membrane kann aus Faserrnaterial, wie Papier hergestellt sein und wird vorteilhaft nach einer Kegelfläche von solcher Steigung ausgeführt, dass die Steifheit des Materials hauptsächlich von der Biegungsfestigkeit und nicht von der Druckfestigkeit herrührt, wobei die Umfangsversteifung der Membrane durch Umbiegen ihres Randes wesentlich parallel zur Membranachse oder senkrecht zur Membranfläche oder auch durch Anwendung besonderer Verstärkungsmittel erzielt und mit der Membrane eine geeignete Betäigungsvorrichtung gekuppelt wird.
Eine in dieser Weise eingerichtete Membrane, die durch das Schwingungsmittel eines Empfangs-
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speziell solche niedriger. Frequenzen, die Schalltrichter nicht frei übertragen können, genau und wirksani wiedergeben.
Diese Anordnung besitzt den Vorteil einer tatsächlich freien Membrane und hat demgemäss eine tiefere Eigenschwingung als eine starr montierte Membrane. Ein laut sprechender Empfänger dieser Art hat vorteilhaft eine Grundschwingung unterhalb des Sprechbereiches, die zwischen 3C und 70 Perioden pro Sekunde beträgt aber nicht unterhalb der tiefsten Schwingung im Musikbereich liegt, die ungefähr 18 Perioden pro Sekunde betätigt.
In der Zeichnung ist die Erfindung veranschaulicht. Fig. 1 zeigt einen lautsprechenden Empfänger gemäss vorliegender Erfindung perspektivisch. Fig. 2 zeigt im senkrechten Schnitt eine Abänderung der Membrantragvorrichtung. Fig. 3 ist eine Rückansicht der Vorrichtung nach Fig. 2. Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Stütz-und Betätigungsvorrichtung im senkrechten Schnitt.
Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist auf einem Ständer 5 eine Horizontalstange 11 befestigt, die eine
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brane 13 verbunden, die vorteilhaft aus leichtem, elastischem Material, wie Papier oder Leinwand her- gestellt ist, das mit Phenol-Kondensationsprodukten imprägniert ist. Es kann auch Aluminium oder irgendein anderes geeignetes Material benutzt werden. Die Grösse der Membrane hängt einigermassen von der Beschaffenheit der wiederzugebenden Töne ab. Vorteilhaft soll die Membrane nicht weniger als
9"englische (ungefähr 220 mm) im Durchmesser haben ; eine sehr geeignete Grösse ist ungefähr 18"eng- lische (ungefähr 440 mm) und in Fällen, wo besonders tiefe Töne Wichtigkeit besitzen, hat eine Membrane von 36"englische (ungefähr 880 mm) sehr gute Resultate ergeben.
Eine in ihrem Umfange freie Mem- brane hat eine tiefer liegende Eigenschwingung als eine starr montierte. In dieser Hinsicht verhalten sich Membranen wie offene und geschlossene Rohren. Die Grösse 18" engl. (440 min) hat sich für allgemeine Zwecke am geeignetsten erwiesen, da hiedur. ch Schallschwingungen von 80-5000 Perioden äusserst getreu wiedergegeben werden.
Um die Symmetrie der Membrane beim Schwingen aufrecht zu erhalten, kann sie durch irgendein geeignetes Mittel verstärkt werden. vorteilhaft erfindungsgemäss in der Weise, dass der Membranrand-M wesentlich in die Richtung parallel zur Membranachse abgebogen wird. Es können jedoch auch besondere
Mittel, wie in Fig. 2 dargestellt, vorgesehen sein, indem erfindungsgemäss ein Kegel- bzw. kegelstützförmiger
Rückteil 24 benutzt wird, der vorteilhaft aus dem gleichen Material besteht wie die Membrane. Das Verstärkungsmittel muss so leicht sein, als es sieh mit der Starrheit verträg, die erforderlich ist, um die
Symmetrie der Membrane aufrecht zu erhalten.
Der Kegelstutz 24 kann in bekannter Weise mittels eines an seinem Innenrand angebrachten
Ringes 20 durch Speichen 27 mit dem Nabenring 26 verbunden sein, der etwa mittels einer Schraube 17 feststellbar auf der Stange 11 sitzt, die die Betätigungsvorrichtung 1. für die Membrane trägt und in dem Ständer 10 stellbar und feststellbar gehalten ist.
Bei der Anordnung nach Fig. 4 ist der Anker 15 der Betätigungsvorrichtung 12 mit der Membrane 75 erfindungsgemäss durch ein Reduzierhebelsystem verbunden, das einen Zwischenhebel19 enthält, dessen eines Ende mit dem Anker 15 mittels einer Stange 16 verbunden ist, während das andere Ende des Hebels in irgendeiner geeigneten Weise an den Polschuhen gehalten wird. Der Stab 2o verbindet die Membrane 75 mit einem zwischen den Enden des Hebels 19 liegenden Punkt des letzteren. Durch geeignete Hebel-
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werden, so dass die wirksamste Anordnung zur Umsetzung der dem Anker. 16 zugeführten Energie in Schallschwingungen geschaffen ist.
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PATENT-ANSPRÜCHE-
1. Akustische Vorrichtung, die ohne Benutzung einer zusätzlichen Schallkonzentrationseinrichtung, wie z. B. eines Schalltrichters, als Lautsprecher zu benutzen ist und aus einer konisehen Membrane besteht, ) dadurch gekennzeichnet, dass der Rand der Membrane gänzlich ungezwungen und vollkommen frei schwingen kann.