DE2058351C3 - Aufhängung für nachhallerzeugende Schraubenfedersysteme - Google Patents

Description

In der Elektroakustik tritt sehr oft das Problem auf, erschütterungsempfindliche Anordnungen so zu lagern oder aufzuhängen, daß sie durch unerwünschte mechanische Beeinflußung, beispielsweise durch Stoß oder Körperschall, nicht zu Schwingungen angeregt werden, die sich als Störgeräusche bemerkbar machen.

Ein typischer Fall, bei dem dieses Problem besonders hervortritt, sind die elektromechanischen Anordnungen zur Erzeugung künstlichen Nachhalles, die mit Schraubenfedern ausgerüstet sind. Ihr Vorteil gegenüber anderen bekannten Einrichtungen liegt in der Kleinheit, wodurch sie auch für tragbare Geräte interessant geworden sind. Als nachteilig hat sich jedoch hier ihre hohe Empfindlichkeit gegen mechanische Erschütterungen erwiesen, denn bei den Schraubenfedern, die als Laufzeitelemente verwendet werden, handelt es sich fast ausschließlich um schwach gespannte Federn mit sehr tief liegender Eigenresonanz, die nur wenig gedämpft sind und daher schon durch verhältnismäßig geringe Kräfte zum Schwingen angeregt Werden, was einen hohen Störpegel zur Folge hat,

Die tiefsten Eigenresonanzen solcher Federanord^ nungen liegen etwa bei 3 bis 5 Hz, Um zu vermeiden, daß äußere Kräfte bis zu den Sctifaubenfedern gelangen Und diese in Bewegung setzen, muß die Eigenfrequenz der Aufhängung noch tiefer liegen, z, B, bei 1 Hz₁ Darüber hinaus muß verlangt werden, daß auch eine gute Abschirmung gegen Luft- und Störschall, insbesondere gegen Körperschall, sichergestellt ist. Um die letztgenannte Forderung zu erfüllen, dürfen nur sehr wenig verbundungen zwischen der Halterung für das Gesamtsystem und den aufgehängten erschütterungsempfindlichen Teilen bestehen.

Die Erfindung betrifft nun eine Aufhängung für nachhallerzeugende Schraubenfedersysteme elektromechanischer Einrichtungen zur Erzeugung von künstlichem Nachhall, mit der alle eingangs gestellten Forderungen erfüllt werden können. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein oder mehrere Schraubenfedersysteme und sämtliche zugehörigen Teile, wie Halterungen, Aufhängungen, Antriebs- und Abnahmesysteme usw. zu einer starren Einheit zusammengefaßt sind, von deren Schwerpunkt oder von Stützpunkten, die in der horizontalen Schwerpunktebene Hegen, eine oder mehrere elastische, mechanische Verbindungen zu einzigen starren Aufhängepunkt oder zu Stützpunkten eines starren Zwischenteiles und von diesem wiederum über eine mechanische Verbindung zu dem einzigen starren Aufhängepunkt führen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung stellt eine solche elastische mechanische Verbindung zwischen der Einheit und dem Aufhängepunkt einen Tiefpaß dar, der aus beliebig vielen Gliedern aus Feuerung-Masse-Federung bestehen kann.

Im allgemeinen kann jedoch auf die Ausbildung der elastischen Verbindung als Tiefpaß mit besonderen Masseelementen verzichtet werden, insbesondere bei geringeren Ansprüchen, so daß die Verbindung nur aus Federelementen gebildet ist, die zusammen mit der Masse der Einheit bzw. Einheiten ein tiefabgestimmtes Schwingungssystem ergeben, dessen Eigenfrequenz tiefer liegt als die Eigenresonanz der als Laufzeitelement verwendeten Schraubenfeder.

Ein sehr wesentliches Merkmal der Erfindung ist in der Maßnahme zu erblicken, zwischen dem starren Aufhängepunkt und einer zentralen Halterung, an welcher die elastischen mechanischen Verbindungen enden, eine körperschallisolierende Verbindung, beispielsweise ein Seil anzuordnen.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen nur anhand der Zeichnung näher beschrieben werden, in der die

Fig. 1 und 2 direkt im Schwerpunkt aufgehängte Einheiten zeigen, wogegen in den

Fig. 3 und 4 die Aufhängung jeder Einheit an Stützpunkten in der horizontalen Schwerpunktebene dargestellt ist.

In allen Figuren ist jedes erschütterungsempfindliche Schraubenfedersystem, das mit allen seinen zugehörigen Teilen zu einer starren Einheit zusammengefaßt ist, nur symbolisch in Form eines Rechteckes, das eine Schraubenlinie umschließt, dargestellt und mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet. Soferne zwei solcher Einheiten zu einer weiteren Einheit zusammengefaßt sind, was, wie den Fig. Ί und 2 zu entnehmen ist, beispielsweise durch Verbindung der beiden Einheiten mittels eines starren Körpers 2 geschehen kann, dessen Achse die Schwerpunkte der Einzelsysteme 1 verbindet, ergibt sich ein resultierender Schwerpunkt 3, der auf dem Verbindungsteil 2 liegt. Bei dieser Anordnung ist der gemeinsame Schwerpunkt 3 der beiden Einheiten 1 direkt zugänglich und es kann daher erfindungsgemäß die elastische mechanische Verbindung, in F i g, 1 beispielsweise eine einfache Feder 4, einerends direkt im

Punkt 3 befestigt werden. Das andere Ende der Feder 4 kann direkt an dem starren Punkt 6, der ein Punkt eines Übergehäuses 8 sein kann, befestigt sein. Zur Vermeidung der Übertragung von Körperschall ist es jedoch zweckmäßig, zwischen Federende 5 und dem Aufhängepunkt 6 ein körperschallisoiierendes Element, beispielsweise einen Faden oder ein Seil 7 anzuordnen.

Den Figuren der Zeichnung könnte entnommen werden, daß die Schraubenfedern stets senkrecht anzuordnen sind, was aber nicht zutreffend ist. Grundsätzlich können sie jede beliebige Lage einnehmen, beispielsweise auch horizontal liegen oder zueinander einen beliebigen Winkel einschließen. Wesentlich für die Erfindung ist, daß entweder der Schwerpunkt der zusammengesetzten Einheit oder zumindest einige Punkte einer durch den Schwerpunkt gehenden horizontalen Ebene zugänglich sind.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig.2 unterscheidet sich von dem der F i g. 1 dadurch, daß an Stelle einer einfachen Feder 4 eine Masse-Feder-Kombination zwischen dem Schwerpunkt 3 der Einheit und dem starren Aufhängepunkt 6 bzw. dem Punkt 5 am Sei! 7 angeordnet ist.

Die Masse-Feder-Kombination stellt einen Tiefpaß dar, der Frequenzen über 2 bis 3 Hz sperrt Das in F i g. 2 gezeigte Tiefpaßsystem besteht in seiner einfachsten Form aus den beiden Federteilen 4a, 46 und der zwischengeschalteten Masse 9. Gegebenenfalls können beliebig viele Feder-Masse-Glieder hintereinander geschaltet werden, um den Wirkungsgrad der Aufhängung nach der Erfindung zu verbessern.

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß sich die Schraubenfeder in einem zylindrischen Gehäuse befindet, das auch sämtliche zugehörige Teile enthält. Es liegt demnach nur eine einzige Einheit 1 vor, deren Schwerpunkt nicht zugänglich ist. In diesem Falle dienen zur Aufhängung des Systems 1 die drei Punkte 3a, 3b, 3c, die in einer durch den Schwerpunkt der Einheit 1 gehenden horizontalen Ebene liegen. Die Punkte können beispielsv,eise an den Enden von Tragelementen 2a, 2b, 2c liegen. In Analogie zum Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 sind auch hier nur einfache Federn 4a, 4b, 4c zur Verbindung mit dem einzigen Aufhängepunkt 6 vorgesehen, die zur Unterbindung der Übertragung von Körperschall durch die Seilstücke 7a, Tb, Tc unterbrochen sein können.

In F i g. 4 ist eine in ein Gehäuse 8 eingebaute Einheit 1 dargestellt. Die Konstruktion zeichnet sich durch eine besonders raumsparende Anordnung der Federn aus, so daß die gesamte Nachhalleinrichtung trotz geringster Stoßempfindlichkeit noch immer bemerkenswert klein gebaut werden kann. Dadurch, daß die Federn 4j, 4b, 4c parallel zur Längsachse der Einheit 1 verlaufen, können sie fast anliegend an das Gehäuse derselben angeordnet werden. Die Arme 2a, 2b, 2csind daher nur ganz kurz, im Gegensatz zu den Armen 2a, 2b, 2c beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 3, bei dem die Arme so lange gemacht sein müssen, daß die pyramidenförmig zusammenlaufenden Federn 4a, 4b, 4cdas Gehäuse der Einheit 1 nicht berühren. Es ist demnach der Durchmesser eines für diese Kontruktion geeigneten Gehäuses größer als bei einer Konstruktion gemäß F i g. 4.

Selbstverständlich liegen die Punkte 3a, 36, 3c, in denen die Federn 4a, 4b, 4c angreifen, wieder in einer durch den Schwerpunkt der Einheit 1 gehenden horizontalen Ebene. Oberhalb der Einheit 1 ist eine Haltevorrichtung 5d vorgesehen, die die Punkte 5a, 5b, 5c aufweist, an denen die oberen Federenden befestigt sind. Vom Mittelpunkt der Haltevorrichtung 5d, die scheiben- oder sternförmig au"- rebildet sein kann, führt die Seilverbindung 7 zum starren Aufhängepunkt 6 am Gehäuse 8.

Als Material für das Seilstück 7 eignet sich ein Nylonfaden oder ein Faden aus einem ähnlichen schalltoten Material.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist zu entnehmen, daß es sich bei der erfindungsgemäßen Maßnahme im wesentlichen um ein in seinem Schwerpunkt elastisch

JO aufgehängtes Pendel handelt. Die Aufhängefrequenzen sind in vertikaler Richtung durch die Masse des Gesamtsystems und die Elastizität der Aufhängefeder gegeben, wogegen sie in horizontaler Richtung durch die Pendelfrequenz bestimmt sind. Weiters wird durch die Aufhängung im Schwerpunkt selbst erreicht, daß durch Stöße in horizontaler Richtung das System nicht zu Torkelschwingungen angeregt werden kann. Es verhält sich diesbezüglich ähnlich einer gewuchteten Welle.

Da somit Störungen, die in beliebiger Richtung auf die Halterung oder auf das äußere Gehäuse einwirken, wegen der in allen drei Dimensionen wirksamen tieffrequenten Aufhängung nicht bis zum eigentlichen Hallsystem gelangen können, eignet sich die imit der erfindungsgemäßen Aufhängung ausgerüstete t.lektromechanische Einrichtung zur Eizeugung künstlichen Nachhalles mittels Schraubenfedern besonders für transportable Geräte, die dann selbst bei einer verhältnismäßig rauhen Behandlung einen niederen Störpegel aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   U Aufhängung für nachhallerzeugende Sehraubenfedersysteme elektromechanischer Einrichtungen zur Erzeugung von künstlichem Nachhall, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Schraubenfedersysteme und sämtliche zugehörige Teile, wie Halterungen, Aufhängungen, Antriebs- und Abnahmesysteme usw. zu einer starren Einheit (1) zusammengefaßt sind, von deren Schwerpunkt (3) oder von Stützpunkten, die in der horizontalen Schwerpunktebene liegen, eine oder mehrere elastische, mechanische Verbindungen (4) zu einem einzigen starren Aufhängepunkt (6) oder zu Stützpunkten eines starren Zwischenteiles und von diesem wiederum über eine mechanische Verbindung zu dem einzigen starren Aufhängepunkt (6) führen.
2. 2. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne' daß die elastische mechanische Verbindung aus einem oder mehreren Federelementen (4a, 4b, 4c) besteht, die zusammen mit der Masse der Einheit (1) bzw. Einheiten ein tiefabgestimmtes Schwingungssystem ergeben, dessen Eigenfrequenz tiefer liegt als die Eigenresonanz der als Laufzeitelement verwendeten Schraubenfeder.
3. 3. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische mechanische Verbindung (4) einen aus Masse (9) und Federungselementen (4a, 4b, , 4c) beliebiger Zahl gebildeten mechanischen Tiefpaß darstellt.
4. 4. Auffiängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwkchen c'-.m starren Aufhängungspunkt (6) und dem oberen Ende (5) der elastischen Verbindung bzw. Verbind ngen zu einer starren Haltevorrichtung ein körperschallisolierendes Verbindungsstück, beispielsweise ein Seil (7) eingefügt ist.