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Lautsprecher.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem Prinzip der elektromagnetisch betriebenen Stimmgabel. Bei dieser schwingen die Zinken seitwärts, das Joch und der Stiel in der Richtung der Längsachse, die Schwingungen des Stieles sind stampfende. Wird der Zwischenraum zwischen den Stimmgabelzinken durch ein Kartonblatt, bzw. durch ein darüber gezogenes Rohr auf beiden Seiten ohne Berührung geschlossen. so schwillt der Stimmgabelton an ; wird dazu noch der Stiel durchhohrl. so entweicht die im Raum zwischen den Zinken zum Mit-
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die Form von hohlen Halbzylindern (Fig. J 9. 20. Am Joch des Glockenmagneteu ist in das Loch 21. Fig. . ein Rohr '.
Fig. l. ebenfalls aus ferromagnetischem Material mit kleiner lichtyer Weiten eingezogen oder eingeschraubt. das bei 17 im Mittelpunkt einer als Pesonanzkörper (Schallkörper) dienenden Kugel 18 endet, die entweder aus elastischem Metall (Stahl, Aluminiumlegierung u. dgl. ) oder aus Nichtmetallen (Hartgummi, Zelluloid. Papier u. dgl.) besteht.
Es kann aber statt des Rohres 1 (j ein massiver Stiel verwendet werden, an dessen Ende eine dickwandige oder ganz massive Kugel aus den genannten Materalien angebracht ist. wobei die Schallübertragung auf die Kugel nicht durch die innerhalb des Glocken-
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Magneten erzeugt werden, so dass dann die molekularen Schwingungen der Kugel auf die umgebende Luft übertragen werden. Um nun die mit der Luft in Berührung befindliche
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grösstenteils unterdrückt und In molekulare Schwingungen umgewandelt werden, welche die ganze Masse des Magneten, namentlich des Stieles 16 in Schwingungen von grosser Intensitä
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windungen bzw.
Spulen gelegt (Sekundärwicklung),'welche über den regelbaren Kondensator 11 und eventuell eine Hochspannungsgeleichstromquelle (Jambonische Säule od. dgl.) 12 durch die Spule 14 geschlossen sind. Parallel zur Hochspannungsgleichstromquelle ist ein Helium-, Neon-od. dgl. Rohr geschaltet. Die Spule 14 ist auf irgendeine Weise mit der in die
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verbunden. wobei der erregende Strom von den Klemmen 4,'7 zugeführt wird.
Über die beiden Schenkel des Glockenmagneten 1 ist ein längsgeschlitztes Eisenrohr aufgezogen. dessen lichte Weite solche Dimensionen aufweist, dass es einerseits in seinem unteren Teile die beiden Magnetschenkel fest zusammenpresst, anderseits aber in seinem oberen Teile Raum für die Sekundärwindungen bietet.
Die Einrichtung kann aber auch so getroffen werden, dass die sekundäre Wicklung nicht. auf den Schenkeln des G10ckenmagneten aufgebracht ist. sondern auf dem ebenfalls aus ferromagnetischem Material bestehenden Stiel, wodurch die Intensität der am Stiel vermittelten Schwingungen wächst, oder es können beide Schaltungen vereint werden. Es ist auch vorteilhaft. den über die Wicklungen der Schenkel gelegten ferromagnetischen Mantel aus feinem Eisenpulver oder Feilspänen ferromagnetischer Substanzen herzustellen oder über die Windungen
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bestehender Mantel als Schutzhülle aufgezogen.
In Fig. 4 ist eine wagrecht angeordnete Ausführungsform dargestellt, die mit parabolischem Trichter 22 versehen ist und die Schallwellen hauptsächlich. in einer eingestellten
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Jochgegend auf dem vertikalen Ständer 23 befestigt und dieser ist auf seiner Unterlage 9 drehbar eingerichtet. Die jeweilige Stellung bzw. Richtung wird durch den Zeiger 24 angegeben, der über die halbkreisförmige Skala 25 streift. Der hohle Stiel Iss des Glockenmagneten 1 trägt den parabolischen Trichter 2, 2 und endet im Brennpunkt des Paraboloides bei 1 7.
Der scheibenförmige Anker 2 mit der eingefrästen Spule 3 trägt die Drahtwindungen, die über die Rückkopplungsspule ss zu den Klemmen 7 und 4 führen, wo entweder die Fernleitung oder der periodische Schwingungskreis usw. angeschlossen wird.
Über die Schenkel des Glockenmagneten 1 in Fig. 4 sind die Spulenwicklungen 10 gelegt, Welche über den spezifischen Übergangswiderstand 13 mit parallelen regelbaren Kondensator 11 und Kopplungsspule 14 zu einem sekundären Stromkreis geschlossen sind. Über die Polenden der Magnetsehenkel in Fig.
1 und 4 und über die sekundären Drahtwindungen ist ein Rohr 15 gezogen, welches einerseits die Schwingungen der Polenden hindert, anderseits aber auch den seitlichen Luftspalt schliesst und so die molekularen Schwingungen des Magneten in Schwingungen der Luftsäule in der Glocke des Magneten umwandelt, die durch das
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Trichter übertragen werden und dieselbe vom Brennpunkt aus in Schwingungen versetzen.
Anstatt eines parabolischen Trichters kann ein solcher nach Fig.) verwendet werden. Hier ist zwischen zwei flachen, kegelstumpfförmigen Trichtern ein zylindrisches Rohr 26 eingeschaltet.
Fig. 6 zeigt einen Schallkörper in Form einer aus konzentrisch gewelltem Material hergestellten
Dose, die mit Luft oder Dämpfen von höherem als dem Atmosphärendruck erfüllt ist und. an dem hohlen oder massiven Stiel des Glockemnagneten befestigt, die Schwingungen des letz- teren auf die umgebende Luft überträgt.
Fig. 7 zeigt einen Schallschirm, der aus einem Rohransatz 27 besteht. welcher auf den
Stiel oder den Körper des Glockenmagneten aufgeschoben werden kann und durch radiale
Drahtspangen verbunden einen Ring 30 trägt, wodurch ein kegelstumpfförmiger Rahmen ent- steht, über den, in radiale Falten 29 gelegt, ein Überzug aus Seide, Wolle, Papier od. dgl. gespannt ist. In der Mitte des Schirmes ist der. kreisplattenförmige Radiator 28 mit gewellter
Oberfläche an dem massiven Stiel Iss angeordnet ; der weiche elastische Schirm hat nicht den
Zweck, als Trichter, d. h. Schallverstärker zu dienen, sondern um unerwünschte Reflexionen und Interferenzen zu vermeiden.
Fig. 9 zeigt eine Abänderung der Grundidee, indem der magnetische Kurzschlussallker in Form einer isolierten Membran ausgebildet ist, die von den zu verstärkenden Strömen durchflossen wird. Auf der Stirnseite des Glockenmagneten ist eine kreisringförmige Isolier- scheibe 41 angeordnet ; unter dieser die mit zwei diametralen Klemmen versehene Membran 42, welche durch die zweite Isolierscheibe 4'3 von dem eigentlichen Anker 44 isoliert ist, der ebenfalls die Form einer ziemlich dickwandigen kreisringförmigen Scheibe hat. Durch die
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magnetische Anziehung zwischen den Polen des Glockenmagneten 1 und des Weicheisenankers 44 wird die Membran fixiert, auch wenn sie nicht aus ferromagnetischem Material ist.
Dieselbe kann z. B. aus ein-er Aluminiumscheibe oder aus einer zum Zwecke der Stromführung versilberten Scheibe aus Glas, Glimmer, Kohle od. dgl. bestehen. Auch'kann die Dicke der Membran grösser sein als die der gebräuchlichen Telephonmembranen. Über die Schenkel des Glockenrnagneten ist eine sekundäre Wicklung 10 gelegt, welche über die eine Belegung 47 eines regelbaren Drehplattenkondensators kurzgeschlossen ist, während die andere Belegung 48 des Kondensators in die Erregerleitung eingeschaltet ist, wodurch eine kapazitive regelbare Rückkopplung zustandekommt, deren Resonanzverhältnis durch eine teils mit der primären, teils mit der sekundären Leitung in Verbindung stehende Heliumröhre angezeigt wird.
Da nun aber bei dieser kapazitiven Rückkopplung die Spannung am Kondensator die Hauptsache ist, so erreicht man im Sekundärkreise des Magneten ein Maximum derselben, wenn jedes Polende mit einer ringförmigen Kurzschlusswicklung 45, 46 bzw. beide Pole zusammen mit einer sich kreuzenden Kurzschlusswicklung umgeben sind.
Als beispielsweiser Schallkörper ist hier ein abgestimmter Resonator 18 mit Trichter 50 auf das Joch bzw. auf den Stiel des Glockenmagneten aufgesetzt. Doch kann hier auch jeder andere Schallkörper oder Trichter Verwendung finden.
Fig. 10 zeigt eine Abänderung der Fig. 9. Der Glockenmagnet ist mit seinem massiven Stiel 16 in eine Scheibe 52 eingenietet od. dgl., welche auf eine Grundplatte geschraubt ist. Auf die Stirnseite der Pole des Magneten ist zuerst die kreisringförmige Isolierscheibe 41, dann die beschriebene Membran 42 aufgelegt, auf welcher der zweite Isolierring 43 und auf diesem der eigentliche Ankerring 44 angeordnet ist.
Auf diesem Ankerring oder in der zentrischen Aussparung desselben ist ein Trichter einer der beschriebenen Formen angeordnet. Die sekundären Magnetwicklungen sind über den regelbaren Kondensator 11 und die Kopplungsspule 14 kurz geschlossen. Die zweite Kopplungsspule 6 ist in die primäre (Erreger-) Leitung eingeschaltet und bildet mit der genannten Spule 14 eine regelbare magnetisch induktive Rückkopplung.
Um bei dieser Rückkopplung die Verluste durch das magnetische Streufeld zu beseitigen, ist eine Einrichtung nach Fig. 8 anzuwenden. Die eine Kopplungsspule 14, welche in den sekundären (Magnet-) Stromkreis eingeschaltet ist, enthält entweder gar keinen Eisenkern oder eine aus einem Papierstreifen gewickelte Rolle, deren eine Seite schellackiert und mit feinem Eisenpulver od. dgl. bestreut und an einem fixen Ständer 32 aus ferromagnetischem Material grosser Anfangspermeabilität befestigt ist. An diesen Ständer 32 ist ein wagrechter Stab 31 drehbar angeordnet, welcher mit dem gleichartigen fix verbundenen Ständer 32 einen rechten Winkel bildet. Auf dem wagrechten Teil des Winkels ist die primäre (Erreger-) Spule mittels der Hülse 39 verschiebbar und mittels der Schraube 40 fixierbar angeordnet.
Der wagrechte Teil besitzt einen mit Knopf 36 versehenen Fensterzeiger, durch dessen Fenster 37 mittels einer Marke auf einem darunterliegenden Gradbogen 38 genau der Kopplungswinkel eingestellt werden kann.
Fliesst der bei den Klemmen 4 und 7 zugeführte Wechselstrom über die Kopplungspule 6 durch die den Weicheisenanker 2 des Glockenmagneten 1 bildende Spule 3, so wird der durch den Anker 5'geschlossene magnetische Kraftlinienfluss in seiner Intensität nach dem Rhythmus des aufgedrückten Wechselfeldes schwanken und es würde nach Analogie einer elektromagnetisch betriebenen Stimmgabel zu mechanischen Elongationen'der beiden Schenkel und zu stampfenden Bewegungen des Stieles 16 kommen, verbunden mit Schwingungen der in der Glocke befindlichen Luft, die aus den seitlichen Mantelschlitzen des Glockenmagneten hinausgepresst wird und wieder einströmt. Ebenso wird die Luftsäule des hohlen Stieles 16 schwingen.
Da aber der Glockenmagnet von einem Mantel umgeben ist, der in der Polgegend fest anliegt und jede Elongation hindert, so fallen die sichtbaren mechanischen Schwingungen fort und es kommt zu inneren molekularen Vibrationen grosser Intensität, die auch die Luft der Glocke in Schwingungen versetzen. Da aber das Entweichen dieser Luft aus dem Mantelschlitz der Glocke durch den übergezogenen Mantel verhindert ist, so kommt es zu verstärkten Schwingungen der Luft im Innern der Glocke, die nur durch den hohlen Stiel entweichen und die Aussenluft zu analogen Schwingungen veranlassen.
Die Fortpflanzung des Druckes in Luft und in Gasen geht aber, wenn man von der Kompressibilität absieht, nach denselben Gesetzen vor sich wie bei den inkompressiblen Flüssigkeiten. Es wird daher der an der Mündung 7 entstellende Druck sich auf jede gleich grosse Stelle der Kugelwandung in gleicher Intensität äussern und da das Erregungszentrum im Mittelpunkt einer Kugel liegt und der radiale Weg überall der gleiche ist, so wird sich die Intensität des Druckes auf die die Kugel umgebende Aussenluft ungefähr so verhalten, wie die Oberfläche der Kugel 18 zur Fläche der Miinduug- 17.
Isl aher der Schwingungskürper mit Luft oder Dämpfen von höherer Spannung gefüllt, dann ist die Kompressibilität eine geringere
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und die Druckfortpflanzung wird immer ähnlicher der in Flüssigkeiten z. B. bei der hydraulisehen Presse. Es kommt also zu einer grossen, durch die Oberfläche des Sehallkörpers
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zurückwirken, so dass der verstärkten Erregung eine verstärkte Wirkung usw. bis zum Gleichgewicht entspricht. Die Intensität dieser Rückkopplung ist durch Verstellung der Spielen 6. 14 zu verändern, die Phasengleichheit durch Einstellung des Kondensators 11 zu erreichen. Durch
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schwingungen hervorzurufen.
Wird der die sekundären Wicklungen umgebende Mantel aus unterteiltem ferromagnetisehen Material der beschriebenen Art hergestellt, so kann auch dadurch die Intensität der induzierten Ströme vergrössert werden. Die Wirkung kann ferner auch noch dadurch verstärkt werden, dass in diesen sekundären Sohwingungskreis eine Hoehspannungsgleichstromquelle (Zamhonische Säule od. dgl.) eingeschaltet wird, wobei ein hochohmiger Widerstand (Silitstah) oder eine Indikatorröhre dem Kondensator oder auch der Batterie parallel geschaltet
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werden.
Aber auch bei der Rüekkopplungsvorrichtung kann dadurch an Energie gespart werden. dass man die schädliche Energiestreuung nach Tunlichkeit vermeidet und den Kraftlinienftuss in eine zusammenhängende Bahn vereinigt. Die Wirkungsweise dieser Kopplung ist also nach Fig. 8 folgende : Wird der ferromagnetische Winkel um den Ständer 35 gedreht und mit ihm die rückgekoppelte Spule 6, so wird das magnetische Feld der beiden Spulen zu einander im Winkel gestellt und es tritt eine Schwächung der Induktion ein. Liegen die beiden Spulenfelder gleichachsig, so wächst die Induktion. Um in dem ferromagnetischen Hilfskreis die Erzeugung von Wirbelstromverlusten zu hindern, sind sämtliche Teile durchbohrt und einseitig
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eine sehr grosse Anfangspermeabilität besitzt, z.
B. Permalloy- oder Heuslersehe Legierungen od. dgl. Es kann aber unter Umständen auch von Vorteil sein. beide Kopplungsspulen In der Weise herzustellen, dass ein schellackiertes und mit Pulver-. Feil-oder Sägespänen von Eisen und feinen permeablen Legierungen bestrentes Papierband als Spulenkern mit Emaildraht bewickelt, wird.
Die mit Fenster 37 versehene elastische Feder 85 fixiert durch Druck auf die Grund- platte die eingestellte Richtung.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 4 ist die gleiche. Nur ist die Anordnung des Glockenmagneten eine wagrechte und der parabolische Trichter konzentriert die Schallwellen in einen scharf begrenzten Schallstrahl, was namentlich bei Lautsprechern von Schiff. zu Schiff, vom Schiff aufs Land und umgekehrt, beim Anrufen von Flugzeugen usw. notwendig wird.
Die Wirkung des Trichters nach Fig. 5 ist folgende : Die nach den Gesetzen der Druckfortpflanzung in Flüssigkeiten und Gasen erfolgende Fortpflanzung der Schallschwingungen erfährt beim Übergang von der kleinen Austrittsöffnung des Schallrohres auf die umgebende Luft zwar eine grosse Verstärkung, aber auch eine ebenso grosse Zerstreuung, so dass das Resultat nicht besonders gross ist. Treten aber die Schallschwingungen aus einem dünnen Rohr in ein Rohr mit grösserem Querschnitt, so werden dieselben nicht nur verstärkt, sondern auch zusammengehalten.
Es schwingt eine grössere Luftsäule. Diese gibt ihre Wucht mit abermaliger Verstärkung an die umgebende Luft ab, wobei die Verstärkung im allgemeinen dem Querschnittsverhältnisse von Rohr und Trichter proportional ist. Die durch die Dimensionen des Zwischenstückes bedingten Eigenschwingungen werden durch Bohrungen in der Wand dieses Zwischenstückes beseitigt, so dass nur die aufgedruckten Schwingungen wiedergegeben werden.
Die Wirkungsweise eines Schallkörpers nach Fig. 6 ergibt sich aus folgender Überlegung : Der aus konzentrischem Wellblech gefertigte hohle Schallkörper ist mit Luft unter höherem als dem Atmosphärendruck oder mit Dämpfen von Äther, Alkohol oder einem Gemisch derselben gefüllt. Da nun mit zunehmender Wärme die Spannkraft der Gase und Dämpfe zunimmt, so ist die Kompressibilität derselben eine geringere und infolgedessen ist die Druckfortpflanzung in diesen Gemischen ähnlich der in einer inkompressiblen Flüssigkeit. Das kann für manche Fälle. in wärmeren Gegenden und Räumen von Vorteil sein.
Wird aber ein plattenförmiger Schallkörper nach Fig. 7 verwendet. so kann dieser entweder glatt sein, wie dargestellt, oder er kann zur Vergrösserung der Oberfläche konzentrisch gerippt und etwas stärker sein. Dadurch wird bei wirklich kleinerem Durchmesser die gleiche
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auch noch durch die zwischengeschaltete, gut isolierte Membran des Telephones durchleitet und die Dose mit Tuch od. dgl. auskleidet.
Es ist aber auch möglich, die vorliegende Erfindung nicht nur als Schallempfänger oder als Schallsender zu verwenden, sondern auch als reines Verstärkungsrelais, bei welchem man nach Belieben entweder die Spannung verstärken kann (kapazitive Rückkopplung) oder den Strom (magnetisch-induktive Rückkopplung). Dabei könen auch die Schaltungen noch innerhalb weiter Grenzen variiert und die Einzelapparate entweder parallel oder hintereinander (in Kaskaden) geschaltet werden. Ebenso kann die vorliegende Einrichtung mit Weglassung
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tivität in Kabel-und lange Leitungen eingeschaltet werden.