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Einrichtung zum Dämpfen der Eigenresonanz mechanischer Schwingungssysteme
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur
Dämpfung der Eigenresonanz eines mechanischen
Schwingungssystems, z. B. einer Membran, Fig. l, die längs ihres Umfanges bei 2 so eingespannt ist, dass unterhalb der Membran ein Luft- polster 3 gebildet wird.
Die Erfahrung hat gezeigt, dass die bei solchen schwingenden Systemen auftretende natürliche
Reibung zu einer wirksamen Dämpfung der
Eigenresonanz nicht ausreicht.
Eine unzureichende Dämpfung bedingt aber eine starke Unregelmässigkeit der Amplitude und
Geschwindigkeit des schwingenden Systems im
Bereich der Resonanzfrequenz. Bei Verwendung derartiger Systeme zur mikrophonischen Übertragung treten in vielen Fällen nicht nur einfache Resonanzkurven auf, sondern häufig auch weitere Schwankungen in der Frequenzkurve.
Auch können die vergrösserten Amplituden zu nicht linearen Verzerrungen Anlass geben. Alle diese Unregelmässigkeiten verschlechtern die Qualität der Übertragung in vielen Fällen bis zur Unbrauchbarkeit des Systems.
Zur Behebung dieser Nachteile hat man in das schwingende System Reibungswiderstände eingeführt, z. B. Kanäle oder mit Poren ausgestattete Körper, in denen die Luft von der schwingenden Membran hin-und hergepumpt wird, wobei der grösste Teil der Bewegungsenergie in Reibungswärme umgewandelt wird.
Der Betrag der Reibung in Kanälen von geometrisch ähnlichem Querschnitt steigt etwa linear mit ihrer Länge und sehr viel mehr als linear mit dem Reziprokwert ihres Querschnitts. Es ist also eine Vergrösserung des Reibungswiderstandes am wirksamsten durch Verkleinerung des Querschnitts der Kanäle erreichbar. Praktisch entstehen aber bei solchen bereits bekannten Ausführungen sehr grosse Schwierigkeiten, sowohl in bezug auf die Möglichkeit der Herstellung der erforderlichen kleinen Strömungsquerschnitte, als auch mit Rücksicht auf die Einhaltung der notwendigen Genauigkeit und Konstanz des Betrages der Reibung, und ferner auch dadurch, dass häufig die in den Kanälen wirksame mitschwingende Luftmasse möglichst klein sein und die Länge der Kanäle einen gewissen Betrag nicht überschreiten soll.
Die erfindungsgemässe Anordnung gestattet es, diese Nachteile einfach und ohne grossen Aufwand zu beheben und ermöglicht die Einhaltung geringster Toleranzen.
Die Zeichnung zeigt in Fig. 2 den Axialschnitt durch eine erfindungsgemässe Membrananordnung. Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 2. Fig. 4 zeigt den Axialschnitt durch eine zweite Membrananordnung. Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 4.
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die Membran längs ihres Randes 2 einge- spannt, so dass ein Luftpolster 3 gebildet wird.
Mit diesem Luftpolster kommuniziert der in der
Achse x-y der Membran angeordnete zylin- drische Kanal 6, der einen verhältnismässig grossen Querschnitt hat. Mit 7 ist ein Kern bezeichnet, der z. B. als Vierkant mit quadratischem Querschnitt ausgebildet sein kann.
Dabei ist das Querschnittsquadrat des Vierkants dem
Querschnittskreis des Kanals 6 eingeschrieben, so dass bei eingesetztem Kern vier Kanäle a, b, c und d entstehen, die im vorliegenden Falle untereinander gleiche Querschnitte haben. Obwohl diese Kanäle sehr kleine Querschnitte haben, können sie als Differenz einer Bohrung und eines in die Bohrung eingesetzten Kernes unter Einhaltung sehr geringer Toleranzen gebildet werden, da Bohrung und Kern mit grosser Genauigkeit hergestellt werden können. Die erfindungsgemässe Anordnung gestattet also auf einfache Art die Herstellung von definierten, kleinsten Querschnitten, eine Herstellung, die nach den bekannten Methoden auf grösste Schwierigkeiten stösst bzw. überhaupt unmöglich ist.
Die häufige Forderung nach kleiner, wirksamer mitschwingender Luftmasse und maximaler Länge der Kanäle ist bei Verwendung erfindunggemässer Anordnungen leichter erfüllbar.
Gemäss den Fig. 4,5 hat der Kern 10 sternförmigen Querschnitt. Er wird aus einer zylindrischen, in die Bohrung 6 des Membranträgers A zügig passenden Grundform durch Einfräsen von Rillen 11 hergestellt und bildet, wenn er in die Bohrung 6 eingesetzt ist, eine grosse Anzahl von Kanälen, die untereinander gleiche (auch ungleiche), jedenfalls aber sehr kleine Querschnitte haben. Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, kann man die Querschnittsfigur des Kernes
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wie auch die Querschnittsfigur der Bohrung nicht nur polygonal, sondern auch unregelmässig ausbilden. Als Grenzfall kann man entweder Bohrung und Kern oder einen dieser beiden Teile an seiner Mantelfläche aufrauhen. Nach Einfügen des Kernes in die Bohrung bildet sich dann ein System sehr zahlreicher überaus feiner Kanäle aus.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Dämpfen der Eigenresonanz mechanischer Schwingungssysteme durch einen oder mehrere über einen Luft- polster angeschlossene lufterfüllte Kanäle, dadurch gekennzeichnet, dass Kanäle sehr kleinen Querschnitts als Differenz einer Bohrung und eines in diese eingesetzten Kernes gebildet werden.