DE2116273A1

DE2116273A1 - Einrichtung zur Erzeugung künstlichen Nachhalles

Info

Publication number: DE2116273A1
Application number: DE19712116273
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr. Wien; Fidi Wernr Dipl.-Ing. Baden Görike (Österreich)
Original assignee: AKG Akustische und Kino Geraete GmbH
Current assignee: AKG Acoustics GmbH
Priority date: 1970-04-08
Filing date: 1971-04-02
Publication date: 1971-10-21
Also published as: GB1278227A; NL7104661A; FR2089260A5; AT300399B

Description

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A K Gr Akustische u. Kino-Ge rät β Gesellschaft m.b.H. 1150 Wien, Nobilegasse 50 (Österreich)

Einrichtung zur Eraeugung künstliches Nachhallte

Segenstand der Erfindung ist eine Einrichtung gur Erzeugung künstlichen Nachhalles mittels wenigsten« einer zu Biegeschwingungen angeregten Platte, mit wenigsten« 3« einem Antriebs- und Abnahme sys tem.

Eine solche Einrichtung ist beispielsweise aus der deutschen Auslege schrift Nr. 1 001 011 bekannt geworden.. Als Material für die Platte wird beispielsweise Stahl rerwendet. Die Dicke der Platte bewegt sich in der Größenordnung von 1 mm, Länge und Breite betragen etwa 1 m. In der Praxis werden metallische Platten mit aen Abmessungen 1 χ 2 m und einer Dicke von 0,5 bis 1 mm verwendet.

Aus diesen wenigen Angaben lassen sich bereits die Nachteile einer solchen mit metallischen Platten auig«rüsteten Nachhalleinrichtung infolge der Abmessungen erkennen, die ihren Einsatz begrenzen, obwohl die erzielbaren Ergebnisse auch sehr hohen Ansprüchen gerecht werden. Doch in technologischer Hinsicht sind noch bedeutendere Sachteile mit den Me tallplatten verbunden.

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Metalle, z.B. Stahl, sind Elemente mit kristalliner Struktur hoher Symmetrie, hoher plastischer, über die elastische Formänderung hinausgehender Verformbarkeit. Diese für die Technik allgemein wichtigen Eigenschaften sind aber gerade die Ursache für Schwierigkeiten, die sich der Erfüllung jener physikalischen Bedingungen entgegenstellen, die bei einer Metallplatte in Einrichtungen zur Erzeugung künstlichen Nachhalles erfüllt sein müssen. Die durch mechanische Verformung hergestellten Platten sind nämlich nicht so eben und spannungsfrei, daß sie sich bei der Ausbildung von Biegewellen richtungsunabhängig verhalten. Insbesondere, wenn einzelne Zonen vorspannungsfrei sind (sog, Ausbeulungen aufweisen), wird neben einer unerwünschten Beeinflussung der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Biegewellen auf der Platte eine solche Zone praktisch, auch von jedem Signal zu Schwingungen angeregt, was tu den gefürchteten nicht linearen Verzerrungen führt. Diese techiielQgieQlwn Schwltrigkelteii sind nur durch •intn heben Aufwand bei der Htretellung 4er Platten und durch Selektion aue einer Vielzahl von Platten einigermaßen au beherrschen, was in einem hohen Plattenpreis bzw. in einer geringen wirtschaftlichen Ausbeute zum Ausdruck kommt. Trotzdem sind Unterschiede von Kachhallgerät zu Nachhallgerät festzustellen.

Ba die Platten auch sehr groß sind, so daß derzeit ihre Verwendung nur für Studios in Frage kommt und für die Aufstellung gesonderte Räume erforderlich sind, wurde der Versuch unternommen, auch mit kleineren Platten das Auslangen zu finden. Die dabei auftretenden technologischen Probleme, gedacht wurde an Platten in der Größe von etwa 10 χ 20 cm Seitenlänge und einer Dicke von einigen ya, sind jedoch derart, dafl eine Realisierung nicht möglich ist.

Die Erfindung zeigt nun einen Weg, sowohl die technologischen ale auch die räumlichen Probleme einer mit Platten ausgerüsteten Nachhalleinrichtung zu überwinden u.sw. dadurch, daß als Material für die Platte bsw. Platten Glas verwendet wird.

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Glas ist ein nicht kristalliner, spröder Stoff als unterkühlte Flüssigkeit anzusehen. Es ist nicht schwierig, Glasplatten bis au einer Stärke von 60/u und darunter gleichmäßig herzustellen. Derartige flatten sind homogen und daher schwingungsmechanisch nach allen Richtungen gleich, d.h. richtungsunabhängig. Sie können vor dem Einbau in das eigentliche Gerät leicht überprüft werden, insbesondere auf Spannungsfreiheit mittels Doppelbrechungstee t, und ihre mechanischen Eigenschaften lassen sich durch die Zusammensetzung des Glases bzw. durch entsprechende Zusätze bei der Herstellung in weiten Grenzen verändern.

Als weiterer Vorteil, der sich aus der Verwendung von Glas an Stelle von Metall für Nachhallplatten ergibt, besteht darin, daß von den bisherigen großen Dimensionen abgegangen werden kann und man mit einer Plattengröße von etwa 20 ζ 30 cn bei einer Dicke von etwa 60 bis 80/u das Auslangen findet.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Glasplatte bzw. Folie wenigstens einseitig ganz oder teilweise mit einem elektrisch leitenden Belag, beispielsweise einem aufgedampften Tietallbelag versehen, der als eine Elektrode eines elektrostatischen Antriebssysteme dient. Das Abnahmesystem kann ebenfalls nach dem elektrostatischen Prinzip arbeiten, wobei ebenfalls der elektrisch leitende Belag auf der Folie aus Glas eine Elektrode des Wandlers darstellt.

Als Abnahmesystem kann aber auch ein lichtelektrischer Wandler verwendet werden, wenn man beispielsweise den metallischen Belag wenigstens an einer Stelle als Spiegel ausbildet und mit einem Lichtstrahl abtastet.

Eine variable Dämpfung kann gemäß einem weiteren erfindungsgemäflen Vorschlag dadurch erreicht werden, daß die dünne Glasplatte in einem Gefäß aufgehängt wird, das wahl-

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weise mit Gasen verschiedener innerer Reibung gefüllt werden kann, oder in dem der Gasdruck eines bestimmten Gases oder Gasgemisches je nach dem erwünschten Dämpfungsgrad variierbar ist.

Bei der Erfindung ist auch eine Möglichkeit vorgesehen, die Nachhallzeit der Einrichtung innerhalb gewisser Grenzen verändern zu können. Dies geschieht in an sich bei Metallplatten bekannter Weise durch Anordnung einer schallabsorbierenden Fläche in geringem Abstand von der Glasfläche, wobei zur Beeinflussung der Nachhallzeit der * Abstand zwischen beiden Oberflächen veränderbar gemacht sein kann.

Zum Schütze gegen mechanische Erschütterungen, die einen Bruch der Glasplatte oder -folie bewirken können, ist erfindungsgemäß eine weitere, aus stark perforiertem Material hergestellte Platte vorgesehen, die mit einem dünnen, schalldurchlässigen, elastischen Überzug versehen ist, und mit diesem Belag in geringem Abstand zur Oberfläche der Glasplatte bzw. -folie sich befindet. Der dünne, jedoch elastische Belag wirkt als Polster, der übergroßes Ausschwingen der Glasplatte bzw. -folie begrenzt.

In der folgenden Beschreibung wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der Fig.1 in Draufsicht und

Fig.2 in einer Schnittdarstellung die Aufhängung der erfindungsgemäßen Glasplatte bzw. -folie in einem Rahmen erkennen läßt,

Fig.3 eine Schnittdarstellung in einer Ebene durch das Antriebssystem zeigt und

Fig.4 die äußere Ansicht der erfindungsgemäßen Nachhalleinrichtung in Form einer Einschubeinheit für Verstärkergestelle darstellt.

Die in den Fig. 1 und 2 mit 1 bezeichnete Glasplatte oder -folie ist in einem Rahmen 2 mittels dünner Fäden

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3■aufgehängt, die z.B. durch Klebung einerseits an der Glasplatte 1 bei 4, anderseits am Rahmen 2 in den Punkten 5 befestigt sind. Zur Befestigung des Rahmens 2 in einem Gehäuse od.dgl. dienen die Löcher 6.

Die elektromechanischen Wandler zur Anregung der Platte 1 zu Biegeschwingungen bzw. zur Umwandlung der Plattenschwingungen in elektrische Schwingungen können beispielsweise an den mit strichlierten Kreisen 7,8 versehenen Stellen der Platte 1 vorgesehen sein.

Zur Anregung der Platte 1 zu Biegeschwingungen kann ebenso wie zur Umwandlung der Schwingungen in elektrische Größen ein nach einem der bekannten Prinzipien arbeitendes Wandlersystem herangezogen werden. Eingangs wurde darauf hingewiesen, daß sich, wenn man die Glasplatte oder -folie mit Metallbelägen oder sonst einem leitenden Belag versieht, elektrostatische Systeme sowohl zum Aufsprechen als auch zur Abnahme als sehr geeignet anbieten, weil sie nur eine geringe Masse aufweisen.

Nur als Abnahmesystem verwendbar sind photoelektrische Systeme, die den Vorteil haben, die Glasplatte bzw. Glasfolie überhaupt nicht zu belasten, weder durch eine zusätzliche Masse noch durch eine Vorspannungskraft, wie dies beispielsweise bei den elektrostatischen oder dynamischen Wandlern der Pail ist.

In Fig.3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem zum Antrieb der Glasplatte bzw. zur Abnahme der Schwingungen elektrodynamische Wandler nach dem Tauchspulenprinzip vorgesehen sind.

Bei dem in Fig.3 im Schnitt dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Glasplatte bzw. -folie wieder mit t bezeichnet. Sie ist in der in den Fig.1 und 2 beschriebenen Art und Weise in einem Rahmen aufgehängt, weshalb auf eine nochmalige Darstellung der Aufhängung in Fig.3 verzichtet

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wurde. Das elektrodynamische System 16, das entweder ein Antriebs- oder auch ein Abnahmesystem sein kann, besitzt eine kuppeiförmige Membran 9, deren Scheitel die Glasplatte bzw. -folie 1 berührt und mittels eines Klebestoffes mit derselben verbunden ist. Der Wandler 16 ist an einem Winkelsteg 10 befestigt, der seinerseits am (nicht dargestellten) Hahmen 2 fest gelagert ist. Gegebenenfalls kann unter Weglassung der Membran 9 die Tauchspule des elektrodynamischen Wandlers 16 direkt mit der Glasplatte bzw. -folie verbunden sein.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind auf beiden Seiten der Glasplatte bzw. -folie 1 in geringer Entfernung je eine Platte mit weichelastischer Oberfläche angeordnet, um einerseits bei harten Stoßen einen Bruch der Glasplatte zu verhindern, anderseits eine Möglichkeit zu haben, die Nachhallzeit zu beeinflussen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß man wenigstens eine Platte auf einer Seite der Glasplatte als weiche, schallschluckende Auflage 12 auf einem plattenförmigen Träger 11 ausbildet, so daß diese Platte als Schallabsorber arbeitet. Sieht man eine Einrichtung vor, die es ermöglicht, ihren Abstand zur Platte oder Folie 1 zu verändern, so läßt sich damit auch die Nachhallzeit im Sinne einer Verlängerung oder Verkürzung beeinflußen.

Die zweite in geringem Abstand zur Glasplatte oder -folie vorgesehene Platte besteht aus einem starren, stark perforierten Material 13, das auf der dem Nachhallelement 1 aus Glas zugewendeten Seite mit einem sehr dünnen, hochelastischen, schalldurchlässigen Belag 14 versehen ist. Dieser Belag hat nur die Aufgabe, ein elastisches Polster für die Glasplatte zu bilden, wenn diese bei mechanischen Erschütterungen zu starke Schwingungen ausführt. Die Platte 13,14 weist überdies Ausnehmungen auf, durch die die Wandler hindurchgre ifen.

Infolge der flachen Bauart der Nachhalleinrichtung 109843/1?66

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gemäß der Erfindung eignet sie sich besonders zum Einbau in Gehäuse, wie sie als Einschub in Verstärkergestelle bekannt sind. In Fig.4 ist ein solcher Einschub in axonometrischer Darstellung abgebildet. Er stellt sich als schmaler, prismatischer Körper dar, an dessen Vorderseite ein Drehknopf 15 mit zugehöriger Skala angeordnet ist, mit dem die Nachhallzeit durch Veränderung des Abstandes der mit schallschluckendem Material" belegten Platte 11 vom Nachhallelement aus Glas eingestellt werden kann. Die elektrischen Anschlüsse sind an der Rückseite des Gehäuses als Steckverbindungen ausgebildet. Im Einschubgehäuse können selbstverständlich auch die zur Nachhallerzeugung notwendigen Verstärker, insbesondere Transistorverstärker, enthalten sein.

Um eine hinreichende Abschirmung des Nachhallelementes aus Glas gegenüber mechanischen Erschütterungen oder Schalleinwirkungen von außen zu erreichen, ist es notwendig, das Gehäuse, das die Glasplatte bzw. -folie und eventuell auch die zugehörigen mechanischen und elektrischen Teile enthält, aus starren, schwingungsdämpfenden Material herzusteilen und zweckmäßig überdies in einem Übergehäuse auf weichen Polstern zu lagern, so daß mechanische Stöße von außen gedämpft bzw. in Wärme umgesetzt werden.

Die beste Abschirmung erzielt man, wenn beide Gehäuse, fugendicht, d.h. schalldicht ausgebildet sind, in welcher Form die erfindungsgemäße Einrichtung sich vorteilhaft zum Einbau in Gestelle, insbesondere Verstärkergestelle, eignet.

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Claims

Patentansprüche

:1.' Einrichtung zur Erzeugung künstlichen Nachhalles, mit wenigstens einer zu Biegeschwingungen angeregten Platte und mit wenigstens je einem Antriebs- und Abnahmesystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (1) aus Glas besteht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasplatte (1) als Glasfolie ausgebildet ist, die vorzugsweise eine Dicke von 50 bis 80 Ai aufweist.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasplatte (1) mittels dünner Fäden (3) oder Zugfedern so gelagert ist, daß oberhalb 200 Hz keine Beeinflussung der Ausbildung von Biegewellen auftritt.
4· Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Glasplatte 1 bzw. -folie wenigstens auf einer Plächenseite in geringem Abstand eine schallabsorbierende Fläche (12) zugeordnet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Glasplatte (1) bzw. -folie und der schallabsorbierenden Fläche einstellbar
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens auf einer Flächenseite der Glasplatte (1) bzw. -folie in geringem Abstand eine starre Platte aus perforiertem Material (13) angeordnet ist, die auf der dem Nachhallelement aus Glas zugewendeten Seite mit einem dünnen, schalldurchlässigen elastischen Belag (H) als Polster versehen ist.
7. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 und 6 oder 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachhallelement

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aus Glas zwischen einer Platte mit schallabsorbierender Oberfläche und einer perforierten Platte mit einem schalldurchlässigen elastischen Polster angeordnet ist.
8. Einrichtung nach den Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb bzw. zur Abnahme der Biegeschwingungen elektrodynamische (16) oder elektromagnetische Wandler vorgesehen sind, die punktförmig an verschiedenen Stellen der Glasplatte (1) angreifen.
9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasplatte (1) bzw. -folie wenigstens auf einer Seite mit wenigstens einem elektrisch leitenden Belag versehen ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß von den elektrisch leitenden Belägen wenigstens einer der Teil eines elektrostatischen Wandlersystems ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß von den elektrisch leitenden Belägen wenigstens einer eine lichtreflektierende Stelle aufweist, die im Wege eines einem photoelektrischen Wandlersystem angehörenden Lichtstrahles liegt.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung des Nachhallelementes als Glasfolie von einer Dicke zwischen 60 und 8O_xA diese etwa die Abmessungen von 20 χ 30 cm aufweist.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die folie(n) in einem Gefäß aufgehängt iet (sind), das wahlweise mit Gasen verschiedener innerer Reibung und verschiedenen spezifischen Gewichtes füllbar ist. *
H. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Pollen in einem gasgefüllten Gefäß aufgehängt sind, in dem der Gasdruck veränderbar ist.
15. Einrichtung nach einem oder mehreren der

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Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie in ein erstes Gehäuse aus starrem, schwingungsdämpfenden Material eingebaut ist, das in einem zweiten Gehäuse elastisch auf weichen Polstern gelagert ist und beide Gehäuse schalldicht verschlossen sind.

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