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Akustische Vorrichtung.
Die Erfindung betrifft akustische Vorrichtungen, insbesondere elektrodynamische Mikrophone, ist jedoch nicht nur auf diese beschränkt.
Gegenstand der Erfindung ist die Verbesserung des Aufbaues und der Eigenschaften akustischer, insbesondere elektro-dynamischer Schallwellen-Umwandlungsvorrichtungen. Die Verbesserung wird dadurch erreicht, dass das Gehäuse dieser Vorrichtungen mit einer Scheidewand versehen ist, wodurch es in zwei Kammern unterteilt wird und ausserdem ein zusätzlicher Schallweg von der Innenseite der
Membran zur Aussenluft vorgesehen wird.
Im Nachfolgenden wird die erfindungsgemässe Anordnung an Hand der beiliegenden Zeichnungen genau beschrieben.
Fig. 1 ist ein vergrösserter Querschnitt einer akustischen Vorrichtung nach der Erfindung. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 längs der Linie 2-2. Fig. 3 zeigt eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 von der Linie 3-3. Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch den Deckel oder die Abdeckung der Vorrichtung nach Fig. 1 längs der Linie 4-4. Fig. 5 zeigt im Aufriss, ungefähr in natürlicher Grösse, die in Fig. 1-4 dargestellte Vorrichtung zusammen mit einem damit verbundenen Verbindungsstück. Fig. 6 zeigt in vergrössertem Masse eine andere akustische Vorrichtung nach der Erfindung im Querschnitt. Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch Fig. 6 längs der Linie 7-7, bei abgenommenem Deckel und teilweise ausgebrochen, um die Schnur zu zeigen.
Fig. 8 ist ein Querschnitt in ungefähr natürlicher Grösse durch die Vorrichtung der Fig. 6 längs der Linie 8-8. Fig. 9 ist ein vergrösserter Querschnitt durch eine andere Ausführungsform einer akustischen Vorrichtung nach der Erfindung. Fig. 10 ist ein Querschnitt, ungefähr in natürlicher Grösse, durch Fig. 9 längs der Linie 10-10, Fig. 11 stellt ungefähr in natürlicher Grösse die Vorderansicht einer andern akustischen Vorrichtung nach der Erfindung dar. Fig. 12 ist ein Schnitt der in Fig. 11 dargestellten Vorrichtung. Fig. 13 ist ein vergrösserter Querschnitt der Vorrichtung nach Fig. 11 längs der Linie 13-13, wobei der vordere Deckel und dessen Auflage weggelassen ist. Fig. 14 zeigt einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach den Fig. 11-13 längs der Linie 14-14 in Fig. 13.
Fig. 15 ist eine Draufsicht eines Teiles der Vorrichtung nach Fig. 11.
Die in Fig. 1-5 dargestellte akustische Vorrichtung enthält ein elektrodynamisches Mikrophon, im allgemeinen mit 20 bezeichnet. Es besteht aus einem hohlen Gehäuse oder Behälter 21 aus Isoliermaterial, z. B. mit hart gewordenem Phenolharz imprägniertem Leinen, das nach einwärts gekrümmt ist, so dass am vorderen Ende 22 eine im wesentlichen halbkugelförmige Aussenfläche entsteht mit einer kreisförmigen Öffnung 23, in welcher sich eine gelochte Platte oder ein Schutzgitter 24, z. B. aus Messing, befindet. Innen ist das Gehäuse durch eine Scheibe, Platte oder Scheidewand 27 in zwei Luftkammern oder Abteile 25, 26 geteilt.
Diese Scheidewand 27 wird gegen einen innen vorspringenden Flansch oder Ansatz 28 mittels eines Klemmringes 29, der aussen mit Gewinde versehen ist, um mit dem an seiner Innenseite mit Gewinde versehenen, ringförmigen Teil 30 des Gehäuses in Eingriff zu stehen, gehalten.
Eine elektrodynamische Vorrichtung 31 ist in der Kammer 25 angebracht und enthält einen U-förmigen Permanentmagnet 32, der vorzugsweise aus Kobaltstahl oder Kobalt-Molybdän-Stahl besteht, ein äusseres Polstück 33, vorzugsweise aus Magneteisen, ein inneres oder mittleres, vorzugsweise zylindrisches Polstück 34, vorzugsweise aus Kobaltstahl oder Kobalt-Molybdän-Stahl, und einen kuppelförmigen Teil oder eine Kappe 35, vorzugsweise aus Magneteisen. Der äussere Pol hat einen
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mit einer kreisförmigen Bohrung versehen ist, während der andere einen Schlitz 40 von seinem Umfang nach innen hat : die Bohrung und der Schlitz dienen zur Aufnahme von z. B. aus Stahl bestehenden Stiften 41, die aus den Enden 42 des Magneten herausragen.
Das Polstück 34 ist mit einer Mittel- öffnung 43 für den Klemmteil oder Bolzen 44 versehen, wobei der mittlere Pol und die Kappe durch diesen Bolzen an dem mittleren und geraden Teil 45 des Permanentmagneten befestigt sind und das mit einem Gewinde versehene Ende 46 des Bolzens zwei Muttern 47 trägt.
Die Membran 48 besteht aus irgendeinem geeigneten Material, das leicht und widerstandsfähig sein soll, z. B. Duraluminium. Sie hat einen in der Mitte versteiften, kuppelförmigen Teil 49, einen äusseren, ringförmigen Randteil 50 und einen biegsamen, tangential gewellten Zwischenteil JY. Der ringförmige Teil 60 ist an dem ringförmigen RÜcken oder Flansch 52 des äusseren Pols vorzugsweise durch ein geeignetes Klebemittel befestigt, u. zw. so, dass die Spule 53, die aus hochkant gewickelte, isoliertem Aluminiumband bestehen und an der Membran in der Verbindungsstelle 64 ihrer Teile 49
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und diese Lötspitzenstreifen sind wieder an der Innenfläche 57 des Polstüekes 33 befestigt.
Unter dem Luftspalt befindet sich ein akustisches Dämpfungsmittel, bestehend aus einem Ringteil 58 aus dämpfendem Stoff, vorzugsweise aus Seide. Es befindet sich auf einem Platten-oder Ringteil 59 aus nichtmagnetischem Material, z. B. aus Messing, der mit mehreren Längsdurch- gängen 91 versehen ist. Der Ring 59 wird in seiner Lage durch eine erschütterungsfreie Hülse oder einen Ring 60, vorzugsweise aus Weichgummi, gehalten, der den Mittelpol umgibt und in seiner Lage durch den Ringteil 61 gehalten wird, der auf dem Vorsprung oder Rand 62 ruht. und der
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schütterungsfreie Beilagscheibe 65, z. B. aus Gummi, zwischen dem äusseren Teil der Membran und dem radial verlaufenden Flanschenteil 66 angebracht wird, um luftdicht abzuschiessen.
Die an und für si"h kompakte elektrodynamische Vorrichtung. 31 kann in dem beschränkten und im wesentlichen halbkugelförmigen Raum so angebracht werden, dass dieser möglichst ausgenutzt wird.
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einen Durchgang 67, der die Kammern : 25, 26 verbindet, wobei die schmälere Seite bei der Kammer 26 liegt. In dieser befinden sich zwei innen mit Gewinde versehene Hülsen 68 und ein kelchförmiger Teil 69,
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an ihrem Platz ist, unter Drunk befindet, wobei der Teil 31 nach vorwärts gedruckt wird und bewirkt, dass der äussere Teil der Membran gegen die Zwischenlagscheibe 65 drückt. Die Hülsen 68 sind durch (nicht dargestellte) geeignete Leiter mit den Spulenzuführungsklemmen an den Teilen. 56 verbunden.
Die zweite Kammer 26 wird durch die Scheidewand und einen abnehmbaren Teil oder Deckel ì1
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bunden ist. In einer nach Fig. l-a konstruierten Vorrichtung war der rohrförmige Teil ungefähr 15 cm lang und hatte einen inneren Durchmesser von ungefähr 3 mi;1'.
Der Denkel ist mit einem Längssehlitz oder einer Nut 77 versehen zur Aufnahme einer Klinke 78, die in Eingriff mit den drei Stiften 79 steht, die in dem Gehäuse befestigt sind und in den Schlitz hineinragen. Die Stiften sind an ihren Enden80 mit einem Gewinde versehen, mit welchem sie in die an der isolierenden Scheidewand 27 befestigten Hülsen 68, 69 eingeschraubt sind und so den Deckel an dem übrigen Teil des Gehäuses befestigen. Wo die Stiften aus dem Deckel heraus-und in den Schlitz hineinragen, sind sie mit einer geeigneten FÜllmasse 81, z. B. Wachs, umgeben.
Ein fester Abschluss zwischen dem Deckel und dem übrigen Gehäuse wird dadurch errei ht, dass man den Deckel mit einer scharfkantigen Ausnehmung 8 : 2 versieht und zwischen dieser und dem abgekanteten Teil 83 des Gehäuses einen elastischen Ring 84 einfügt, der zusammengepresst werden kann, wenn der Deckel auf das Gehäuse aufgesetzt wird.
Die Kammern 26, 26 und der Durehgang 67 gestatten eine Wellenausbreitung von der Rückseite der Membran aus, wenn das Mikrophon benutzt wird. Der röhrenförmige Teil bewirkt natürlich ein besseres Ansprechen des Mikrophon bei tiefen, niederfrequenten Schallwellen.
An dem Gehäuse befestigt ist vor dem Gitter 24 ein Schirm angeordnet, der aus einer doppelten Stofflage < SJ, vorzugsweise Seide, besteht und zwischen zwei Schutzgittern 86 aus Messing in der Rille eines Ringes 87 angebracht ist zusammen mit einem Ringteil mit drei in gleichen Abständen herausragenden Teilen 89 mit Nieten 90 an ihren Enden zum Eingriff mit drei in gleichen Abständen in dem Gehäuse vorgesehenen Nuten 92. Dieser Schirm ist so angeordnet, um die Ansprechkurve des Mikro-
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phons ohne Rücksicht auf seine Lage in bezug auf die Sehallwellenquelle im wesentlichen gleichmässig zu machen.
Die akustische Vorrichtung nach Fig. 6,7 und 8 enthält ein elektrodynamisches Mikrophon, im allgemeinen mit 100 bezeichnet. Es enthält ein hohles Gehäuse, Behälter oder Kapsel 101, im Innern durch eine Scheidewand 104 in zwei Luftkammern 102, 103 geteilt, wobei diese Seheidewand einen kegelstumpfförmigen Durchgang oder eine Öffnung 105 enthält, die die beiden Kammern verbindet. Mit einem derart geformten Durchgang ist die akustische Wirkung der Luftmasse in dem Durchgang im wesentlichen vernaehlässigbar. Die Kammer 103 ist zum Teil durch den abnehmbaren Teil oder Deckel 106 des Gehäuses begrenzt.
Das Gehäuse ist an einer Seite 107 gebogen, so dass seine Aussenfläche im wesentlichen halbkugelförmig ist, und hat eine kreisförmige Öffnung 23, in welcher
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ihrer Lage durch die Scheidewand gehalten, die wieder durch einen Verschluss- oder Klemmring 114, der aussen mit Gewinde versehen ist und in Eingriff mit dem mit Gewinde versehenen Ringteil115 des Gehäuses steht, in ihrer Lage gehalten wird.
Das Gehäuse hat an der Aussenseite am Umfang eine Nut, Rinne oder Vertiefung 116 und einen darüber angeordneten Verschlussteil oder Ring 117, der auf den ringförmigen Teil 118 des Gehäuses gleitend aufgepasst ist und an der Schulter oder dem vorstehenden Rand 119 anliegt. Der Teil 117 hat eine Öffnung 120 (siehe Fig. 8), die der Rinne von aussen Luft zuführt. Die Rinne steht an einem
Ende mit dem Innern des Gehäuses, insbesondere der Kammer 102, durch einen Durchgang oder eine Öffnung 121 in Verbindung. Diese Öffnungen 120, 121 sind kreisförmig und ungefähr gerade so gross wie der Querschnitt der Rinne oder Nut 116. Der Teil 117 ist drehbar, so dass die Lage der Öffnung 120 mit Bezug auf die Öffnung 121 veränderlich ist, um die wirksame Länge des rohrförmigen Durchganges zu ändern.
Ist der Teil 117 so eingestellt, dass die Öffnung 120 über dem Teil 122 des Gehäuses liegt, , dann ist das Innere des Gehäuses natürlich nach aussen hin abgeschlossen. Diese Rinne oder Nut hat, 'wie der rohrförmige Teil 72, die Aufgabe, das Ansprechen der akustischen Vorrichtung auf Nieder- frequenz zu erhöhen und, da ihre wirksame Länge veränderlich ist, kann das Ansprechen auf Nieder- frequenz willkürlich geändert werden.
Es kann erwiisenht sein, die Wellenausbreitung in den Kammern 102, ? ? abzuändern. Es ist ein Verschluss 123 vorgesehen, um den Durchgangs05 zou sperren und durch Absonderung der Kammer 7M den wirksamen Luftraum hinter der Membran zu verkleinern. Der Verschluss besteht aus einem Polster oder Puffer 124 aus elastischem Material, z. B. Gummi zwischen einem Paar Zwischenlagscheiben 125, und ist durch einen Bolzen 126 und eine Mutter 127 an einem Ende eines Drahtrahmens 128 befestigt, dessen anderes Ende in der Gleitrinne 129 eines U-förmigen Rahmens 1. 30 ruht, der an der Scheide- wand durch geeignete Mittel, z. B. Nieten 131, befestigt ist.
Eine Spiralfeder 132 ist mit einem Ende an dem Polsterende des Teiles 128 und mit dem andern Ende an dem Ansatz 133 des Teiles 130 befestigt. Das in einem Winkel vorspringende Ende 1. 34 des Teiles 128. steht mit einem Ende eines
Zwischengliedes 135 in Eingriff, dessen anderes Ende 136 durch die Öffnung 137 in die Gehäuse- wand ragt und in einem Knopf 138 endet, der bei Verwendung des Mikrophons mit den Fingern gefasst werden kann. Normal ist der Verschluss in der in Fig. 6 dargestellten Stellung. Wird es gewünscht, den Durchgang zwischen den Kammern des Gehäuses zu verschliessen, dann wird durch ein leichtes Ziehen mit den Fingern aussen an dem Knopf 138 der Polster 124 herunter über die Öffnung gezogen und nimmt die durch strichlierte Linien gezeigte Stellung ein.
Ein leichtes
Drücken auf den Knopf 138 bringt den Verschluss durch die Wirkung der Feder in seine Normalstellung
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Die Vorrichtungen nach den Fig. 6,7 und 8 und den Fig. 9 und 10 sind im wesentlichen gleich und gleiche Teile sind mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. In Fig. 9 und 10 ist jedoch eine andere Anordnung der Vorrichtung zur Verbesserung der niedrigen Schallfrequenzen dargestellt. An der Innenfläche 150 des Gehäuses 151 ist eine Rille, Nut oder Vertiefung 152 angebracht, Über welcher sich ein ringförmiger Abschlussteil J. 53 befindet, der an der Oberfläche 150 vorzugsweise mittels einer Schraube 154 befestigt ist.
Das Gehäuse hat eine Öffnung oder einen Durchgang 155 an einem Ende der Vertiefung, wodurch dieser von aussen Luft zugeführt wird, und der Abschlussteil hat eine Öffnung oder einen Durchgang 156 am andern Ende der Vertiefung, der letztere mit dem Innern des Gehäuses, insbesondere mit der Kammer 102, verbindet. Die Durchführungen 155, 1pub sind vorzugsweise kreisförmig und ungefähr von derselben Grösse wie der Querschnitt der Rille.
Die akustische Vorrichtung nach Fig. H bis 15 enthält ein elektrodynamisches Mikrophon, im allgemeinen mit 160 bezeichnet. Sie besteht aus einem im wesentlichen kugelförmigen hohlen Gehäuse 161 aus Isoliermaterial, das im Innern in zwei Luftkammern 162, 163 durch eine Scheidewand 164 aus
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Isoliermaterial geteilt ist. Dieser Teil 164 hält die elektrodynamische Vorrichtung 108 in ihrer Stellung gegen das vordere Ende 165 des Gehäuses, so dass die Membran die Öffnung 23 in dieser abschliesst. Die Seheidewand wird wieder durch einen Verschluss-oder Klemmring 166, der aussen zum Eingriff mit dem Gewindeteil 767 des Gehäuses mit einem Gewinde versehen ist, in ihrer Stellung gehalten.
Die Kammer 163 ist zum Teil durch einen abnehmbaren Teil oder Deckel 168 abgeschlossen. An der Aussenseite des Gehäuses ist eine Rille 169 vorgesehen, ähnlich der Rille 116 der Vorrichtung nach Fig. 6-8 und ein ringförmiger Abschlussteil 776 gleitend darüber und an dem Vorsprung oder Rücken 171 des Gehäuses anliegend angebracht. Ein Halteglied oder eine Schraube 172 verhindert das Verschieben des Abschlussteiles nach vorne. Der Abschlussteil hat eine Öffnung 201 ähnlich der Öffnung 120 des Abschlussteiles 117 ; der Durchgang oder die Öffnung 173 verbindet die Rille 169 mit dem Innern des
Gehäuses, insbesondere mit der Kammer 162.
Um sicher zu sein, dass das Abschlussglied in seiner eingestellten Stellung bleibt, ist eine Kante in Abständen mit Kerben 174 versehen, die mit dem abgestuften Ende 175 einer von Hand aus bewegten Stange 176 in Eingriff stehen. Diese Stange geht durch einen Durchgang 177 im oberen Teil des Gehäuses und ist ein Stück lang mit einer Spiralfeder 178 umgeben, die gewöhnlich unter Druck steht. In der Normalstellung arbeitet die Stange daher mit dem Verschlussteil zusammen.
Wird es gewünscht, die Stellung der Öffnung in dem Absehlussteil in bezug auf die von der Rille in das Gehäuse führende Öffnung dadurch einzustellen, dass man die wirksame Länge des Weges zwischen der Aussenseite und der Innenseite des Gehäuses ändert, so wird der von Hand aus zu betätigende Teil 179 an der Stange 176 zurückgedrückt, um das Ende der Stange aus der Kerbe, entgegen der rückstellenden Wirkung der Feder, zu bringen. Der Abschlussteil wird dann so weit als gewünscht gedreht, der Teil 179 freigelassen und die Stange greift wieder in eine Kerbe in dem Abschlussteil ein.
Die Scheidewand enthält in Abständen mehrere Durchgänge 180, vorzugsweise mit kleinerem Durchmesser als die Dicke der Scheidewand, die die Luftkammern 162, 163 verbinden. An einer Seite 182 der Scheidewand ist ein Streifen 181 aus dämpfendem Stoff, z. B. Seide, über diesen Durchgängen angebracht ; ebenso könnten die Öffnungen in den Scheidewänden der in Fig. 1-10 gezeigten Ausfuh- rungsformen mit Dämpfungsmaterial bedeckt sein. An der andern Seite des Teiles 164 befindet sieh ein Schlitten 183, der von Hand aus von aussen mit Hilfe der Stange 184 eingestellt werden kann, so dass einige oder alle Durchgänge verdeckt sind.
Es kann auf diese Weise nicht nur der wirksame Luftraum an der inneren oder Rückseite der Membran gesteuert werden, es wird auch durch die richtige Anzahl von Durchgängen oder Löchern 180 und/oder Dämpfungsmaterial 181 Resonanz des Gehäuses verhindert. Bei kleinen Mikrophonen, bei welchen im Verhältnis zu der elektrodynamischen Vorrich-
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Höhlung vor der Membran ausfüllt und den normalen Bereich der elektrodynamischen Einheit bei hohen Frequenzen durch Verhinderung der Resonanz durch die Luft in der Öffnung 23 bis zu z. B. ungefähr 12. 000-15. 000 Hertz erhöht ; oder es wird die normale Resonanzwirkung der Luft in der Öffnung unverändert gelassen, jedoch eine weitere Resonanz bei höherer Frequenz hinzugefügt.
Die Durchgänge oder Löcher 186 in dem Gitter sind länger dargestellt als ihr Durchmesser ; es kann jedoch ihr Durchmesser grösser sein als ihre Länge und, da sich die Wirkung eines besonderen Gitters mit der Entfernung von der Membran ändert, kann die obere Ansprechgrenze des Mikrophons dadurch ver- änderlich gemacht werden, dass man den Teil 187 des Gitters mit einem Aussengewinde versieht, das in das Innengewinde des Teiles 188 eingreift.
Auf dem Gehäuse 161 und vor dem Gitter 18, 5 ist ein Rahmen 189 angebracht, der aus einer gelochten Platte 190 besteht, hinter der sich ein Streifen aus (nicht dargestelltem) dämpfendem Stoff, z. B. Seide, befindet. Der Teil 190 ist in einem Stück mit mehreren in Abständen vorgesehenen Stützarmen 191, die wieder an ihren Enden ein Stück mit einem Ring 192 bilden, der einen Längsschlitz 193 hat. Ein Führungsteil oder eine Schraube 194 ragt aus dem Gehäuse, insbesondere aus dem Abschlussteil 170, heraus.
Wünscht man, die Lage des Stoffschirmes in bezug auf das Gehäuse einzustellen, dann wird die Schraube gelockert, der Rahmen 189 mit der Schraube, die als Führung in dem Schlitz
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Akustische Vorrichtung, bestehend aus einem an einem Ende offenen Gehäuse und einer Schallwellen-Umwandlungsvorrichtung in diesem Gehäuse mit einer Membran, die das offene Ende abschliesst, gekennzeichnet durch eine Seheidewand (z. B. 27, Fig. 1), welche dieses Gehäuse hinter der Membran in zwei Kammern (z. B. 25, 26, Fig. 1) teilt, und ferner einen zusätzlichen Schallweg, der von der Innenseite der Membran durch die beiden Kammern, eine Öffnung (67) in der Scheidewand (27) und einen rohrförmigen Kanal (72) nach aussen führt.