DE225623C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVr 225623 -. KLASSE 42g. GRUPPE

Einrichtung zur Verstärkung des Schalles. Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. Mai 1909 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Verstärkung des Schalles durch eine von dem Schallerzeuger mehr oder weniger durchgebogene und dabei den Durchlaß eines unter Druck stehenden Gas- oder Flüssigkeitsstromes mehr oder weniger absperrende elastische Membran und besteht in der Verwendung eines weichen elastischen Stoffes, wie z. B. Kautschuk, zur Herstellung der Membran, wodurch sich diese, namentlich bei mehreren Durchlaßöffnungen, der Oberfläche besser anpaßt und somit eine gleichförmigere Drosselung und deshalb bessere Wiedergabe der Klangfarbe ermöglicht. Damit diese Vorzüge hervortreten können, muß man dafür Sorge tragen, daß die Membran auf der von den Durchlaßöffnungen abgewandten Seite dauernd unter einem gewissen Druck steht, weil eine Membran der gedachten Art ja im Gegensatz zu starren elastisehen Membranen keine bestimmte Gleichgewichtslage hat und deshalb nur durch einseitigen Überdruck, nicht durch die eigene Elastizität bewegt werden kann. Man kann dies z. B. dadurch erreichen, daß man hinter der Membran eine abgeschlossene kleine Druckkammer anbringt, in der sich die Luft komprimiert, sobald die Membran von den Durchlaßöffnungen abgedrückt wird, und die deshalb die Membran sofort wieder gegen die Durchlaßöffnungen drückt, sobald hinter diesen der Druck nachläßt. Noch besser ist es aber, die eben erwähnte Druckkammer ebenfalls von einem Gas- oder Flüssigkeitsstrom durchströmen zu lassen. Die Einrichtung ist besonders dann von Vorteil, wenn man die Drosselung durch den Schallstift auf den eben genannten besonderen Strom wirken läßt. Man hat dann eine Doppelrelaiswirkung. Der Schallstift drosselt einen primären Strom und verbiegt dadurch eine Membran, die ihrerseits einen sekundären, zur Schällwiedergabe benutzten Strom drosselt.

Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt.

Fig. ι zeigt eine Anordnung der biegsamen Membran in Gestalt einer Röhre.

Die Fig. 2 stellt dieselbe Membran dar, welche dazu benutzt ist, die Öffnungen zu verschließen, die um sie herum liegen, und zwar ist Fig. 2 ein Längsschnitt nach Linie M-M der Fig. 3.

Die Fig. 3 ist ein Querschnitt der durch Fig. 2 veranschaulichten Vorrichtung.

Die Fig. 4 zeigt eine Einrichtung, bei welcher dieselbe rohrförmige Membran benutzt wird, bei der jedoch die Anordnung eine solche ist, daß der Druck von außen auf die Membran einwirkt.

Fig. 5 .bezieht sich auf eine Anwendung der durch Fig. 4 veranschaulichten Membran bei einem Apparat, der so eingerichtet ist, daß die durch die Membran zu verschließenden Kanäle -innerhalb der Membran liegen.

Die Fig. 6 ist ein Querschnitt der aus Fig. 5 ersichtlichen Anordnung.

Die Fig. 7, 8 und 9 betreffen einen senkrechten Schnitt, einen Querschnitt sowie einen wagerechten Schnitt einer Einrichtung, bei welcher die verwendete biegsame Membran flach bzw. eben ist und zwischen zwei Hauptteilen des Apparates eingeklemmt ist.

Die Fig. 10 veranschaulicht einen Apparat, bei welchem eine Membran, die die Gestalt einer länglichen Röhre besitzt, dazu dient, um einen

Luftstrom zwischen zwei ihrer Erzeugenden sowie zwei Gummibändern zu drosseln bzw. abzusperren.

Die . Fig. ii veranschaulicht eine Einrichtung, die eine ähnliche Anordnung, wie in Fig. io gezeigt, besitzt, bei welcher jedoch mehrere röhrenförmige Membranen dazu bestimmt sind, um den zwischen ihnen hindurchtretenden Luftstrom zu drosseln bzw. abzusperren.

Die Fig. 12 ist eine schematische Anordnung ■ einer Einrichtung, bei welcher die Membran durch ein mechanisches Mittel gesteuert bzw. bewegt wird.

Bei der aus Fig. 1 ersichtlichen Einrichtung besitzt der Flansch A eine Einmündung a, durch welche die komprimierte Luft, welche von einem Druckbehälter herkommt, eintritt. Der Flansch B ist außerdem mit einer Ausmündung b versehen, durch welche das betreffende Fluidum nach außen entweicht.

Die beiden Flansche A und B werden durch geeignete Mittel, beispielsweise Bolzen, Anker o. dgl., in der gewünschten Entfernung voneinander gehalten. Um die beiden Flansche A und B ist ferner ein Rohrstück C aus Kautschuk, gummiertem Tuch oder irgendeinem anderen weichen, undurchlässigen Material angeordnet, wodurch die Membran gebildet wird. Tritt nun komprimierte Luft durch die Einmündung α in den Apparat hinein und wird die Ausmündung b durch ein beliebiges Verschlußorgan (Zunge o. dgl.) c zugesperrt, so dehnt sich die Membran C aus und geht in die in Fig. 1 strichpunktiert angedeutete Gestalt über. Entfernt sich jetzt das Verschlußorgan c, und entweicht somit die Luft ins Freie, so nimmt die Membran C ihre ursprüngliche Stellung wieder ein.
Es ist leicht ersichtlich, daß auf diese Weise die Membran alle Bewegungen verfolgt, die dem Verschlußorgan erteilt werden, weil jede Bewegung des Verschlußorganes eine Änderung des Druckes im Innenraum der Vorrichtung verursacht.

Dabei werden die auf Grund der Druckveränderungen hervorgerufenen Bewegungen desto beträchtlicher sein, je kleiner der Innenraum ist, im Vergleich zu der Menge des Fluidums, welche vom Hahn durchgelassen wird, der. an der Eintreffstelle des Fluidums auf dem Flansch A angebracht ist.

Bei der durch Fig. 2 veranschaulichten Einrichtung kommt die eben beschriebene Einrichtung zur Anwendung. Es wird im vorliegenden Falle die Membran C dazu benutzt, Öffnungen d zu verschließen, bzw. abzusperren, die außerhalb liegen. Die Öffnungen d werden gebildet durch die Zwischenräume, die zwischen ringförmigen Leitungen oder Kanälen e vorhanden sind, die ihrerseits an eine Quelle komprimierter Luft durch Röhren f (Fig. 3) angeschlossen sind. Wird die Membran durch keine Kraft beeinflußt, so entweicht die Luft aus den Leitungen oder Kanälen e und tritt in die Zwischenräume d in der Richtung der Pfeile über, um schließlich in den Schalltrichter D des Apparates zu gelangen.

Wird nun komprimierte Luft durch die Einmündung α hineingesandt und die Ausmündung b mittels des Verschlußorganes c verschlossen bzw. abgesperrt, so bewirkt der entstehende Druck sofort, daß die Membran C sich ausdehnt bzw. aufbläht, wodurch diese Membran sich gegen die Öffnungen d legen und dieselben verschließen wird.

Der Druck, der im Innern des Apparates herrscht, kommt auf die ganze Oberfläche der Membran C zur Einwirkung, während der Druck, der in den ringförmigen Leitungen oder Kanälen vorhanden ist, auf die Fläche der die Leitungen oder Kanäle voneinander trennenden Zwischenräume nicht zur Einwirkung gelangen kann. Ist somit der Druck derselbe im Innern der Membran C, wie in den Außenleitungen oder -kanälen e, so ist die Einwirkung des innen herrschenden Druckes die vorherrschende, so daß keine Luft durch die Zwischenräume d entweicht. Öffnet sich jetzt dagegen die Austrittsöffnung b ein wenig, so vermindert sich der Druck hinter der Membran, und es wird dann ein Zeitpunkt eintreten, bei welchem der Druck genügend schwach ist, damit er nicht mehr dem Außendruck das. Gleichgewicht halten kann. In diesem Augenblicke wird die Luft durch die Zwischenräume d in den Schalltrichter D entweichen.

Sobald die Ausmündung b von neuem verschlossen oder einfach durch das Verschlußorgan c in ihrem Querschnitt verändert sein wird, wird der Innendruck, der sich in Gemäßheit der Bewegung des Organes c verändert, in demselben Verhältnis den Austritt der Luft, die in den Schalltrichter entweicht, regeln bzw. verändern. · ■

Wie aus obigen Erläuterungen ersichtlich, besitzt der bewegliche Teil des Apparates keine nennenswerte Masse und kann infolgedessen mit Leichtigkeit Abmessungen annehmen, die bei den bisher verwendeten Verschlußorganen gar nicht zulässig waren. .

Bei der durch die Fig. 4, 5 und 6 veranschaulichten Einrichtung ist der Apparat umgekehrt angeordnet. Es kommt hier der Druck außerhalb der Membran zur Einwirkung.

Das Fluidum tritt durch die Einmündung a (Fig. 4) ein, breitet sich in dem ringförmigen Raum E aus, wodurch die Membran C zum Ausdehnen bzw. Aufblähen gebrächt wird, wie dies strichpunktiert angedeutet ist. Das Fluidum entweicht somit je nach Bedarf durch die Ausmündung b.

Aus den Fig. 5 und 6 sind die für die Zufuhr

der komprimierten Luft bestimmten, innen angeordneten Leitungen oder Kanäle ersichtlich, welche durch drei Röhren f miteinander verbunden sind, die an den Druckluftbehälter angeschlossen sind. Die Wirkungsweise ist dieselbe wie bei dem vorher beschriebenen Apparat. Bei der sich aus den Fig. 7, 8 und 9 ergebenden Einrichtung ist die Membran flach bzw. eben. Es ist diese Membran zwischen den beiden

to Hauptteilen A und B des Apparates eingeklemmt. Die komprimierte Luft tritt durch die Leitung α ein, gelangt in den Raum E und entweicht erforderlichenfalls durch die Ausmündung b. Auf der anderen Seite der Membran befinden sich die zu verschließenden bzw. abzusperrenden Öffnungen. Die Kanäle oder Leitungen e stehen an ihren Enden mit einem ringförmigen Kanal g in Verbindung, zu dem die komprimierte Luft durch eine Leitung f

.20 gelangt. Ist der in dem Raum E herrschende Druck ein genügender, so legt sich die Membran gegen die offenen Teile der Kanäle E, und es kann keine Luft entweichen. Ändert sich dagegen der Druck, so arbeitet der Apparat genau in derselben Weise, wie dies mit Bezug auf röhrenförmige Membranen beschrieben wurde. Es entweicht die Luft durch die Zwischenräume d in den Schalltrichter D in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung.

Aus der Fig. 9, die ein wagerechter Schnitt nach Linie N-N der Fig. 7 ist, ersieht man die Anordnung der eben beschriebenen Innenkanäle oder Leitungen.

Es ist ohne weiteres klar, daß unter Benutzung des beschriebenen Prinzips ganz beliebig gestaltete Membranen benutzt werden können, um Öffnungen jeglicher Art zu verschließen, welche beispielsweise aus Schlitzen bestehen, die in beliebigen Wandungen oder Flächen aus hartem Material, Metall usw. gebildet sind.

In Fig. 10 ist eine röhrenförmige Membran C dargestellt, die nur mit zwei ihrer Erzeugenden einen Kanal verschließt, dessen innere Abgrenzungen aus zwei Kautschukstreifen h, h bestehen, denen die richtige Gestalt und Nachgiebigkeit gegeben wird, damit eine Einrichtung entsteht, die an diejenige des Kehlkopfes oder der Luftröhre erinnert. Die röhrenförmige Membran wird in diesem Falle durch zwei kleine Platten i, i¹ festgehalten, die verhindern, daß sich dieselbe in senkrechter Richtung ausdehnt. Ferner tritt die Luft in den Raum j durch einen Kanal oder eine Einmündung α ein. Ist nun die Membran ausgedehnt bzw. aufgebläht, so breitet sich dieselbe aus, und sie verschließt den Luftdurchgangsquerschnitt, indem sie sich gegen die Kautschuklippen .oder -ränder der Streifen h legt. Verringert sich nun der Druck im Innern der röhrenförmigen Membran, so entweicht die Luft ohne Hindernis ins Freie. Bei dem aus der Fig. 11 ersichtlichen Apparat ist eine Reihe von Röhren C angeordnet, die zur Bildung von Membranen bestimmt sind. Diese Röhren c liegen alle nebeneinander, und es dienen ihre unter dem Einfluß des Innendruckes ausgedehnten bzw. aufgeblähten Seiten dazu, der Luft den Durchtritt zu versperren.

Es wurden bisher an Hand der verschiedenen Figuren stets nur Apparate beschrieben, bei welchen weiche bzw. dehnbare oder nachgiebige Membranen dazu dienen, Luftöffnungen zu versperren bzw. zu drosseln in der Weise, daß diese Membranen beeinflußt werden durch die Druckänderungen, die auf Grund des Umstandes entstehen, daß mehr oder weniger kornprimiertes oder angesaugtes Fluidum herausfließt. Es kann jedoch die Membran auch durch andere Mittel bewegt bzw. gesteuert werden. Auch kann der Bewegungsausschlag, der ihr von dem beliebigen .flüssigen oder gasförmigen Fluidum erteilt wird, je nach Wunsch vergrößert werden, wobei das Fluidum dazu dient, den Druck hinter der Membran zu regeln und ihr Anliegen gegen die zu verschließenden Öffnungen zu sichern.

Aus Fig. 12 ist ein Ausführungsbeispiel der letzt erwähnten Einrichtung zu ersehen. Ein Gehäuse A trägt eine Membran C an seinem oberen Teil, während am unteren Teil des Gehäuses A eine kleinere Membran F angeordnet ist. Zwischen den beiden Membranen C und F ist ein Fluidum, Flüssigkeit oder Gas, eingeschlossen. Wird nun mittels des Organes k der Membran F irgendeine Bewegung erteilt, so gibt die obere Membran C unter dem Einflusse des zwischen den beiden Membranen befindlichen Luftkissens die Bewegungen ganz getreu wieder. In ähnlicher Weise wie bei den bereits erläuterten Einrichtungen kann dann die Membran C eine oder mehrere Öffnungen iod verschließen bzw. drosseln, und zwar wird die Membran durch den auf sie übertragenen Druck veranlaßt, sich gegen die betreffenden Öffnungen zu legen. Dabei kann die untere Membran F durch einen Kolben ersetzt werden.

Aus der obigen Beschreibung der verschiedenen, zur Durchführung des Verfahrens zu benutzenden Einrichtungen ist leicht zu ersehen, daß es möglich ist, mit Hilfe dieser Anordnung, die als phonisches Relais (Tonrelais) bezeichnet werden kann, alle Schallaufzeichnungen wiederzugeben und zu verstärken, die auf Platten, Walzen, ausgeschnittenen oder durchlochten (perforierten) oder reliefartigen Streifen in bekannter Weise angebracht sind. Es liegt aber auch die Möglichkeit vor, die Schallschwingungen oder -bewegungen wiederzugeben und zu verstärken, die unmittelbar von einem tönenden Körper, einem Musikinstrument, einem Telephon oder einer Membran bzw. Schallplatte, die unmittelbar von Tönen oder Schall Wirkungen beeinflußt wird, herrühren.

Bedient man sich solcher Phonographenoder Grammophonwalzen bzw. -platten, die augenblicklich im Handel zu finden sind, so genügt es, mittels der auf diesen Platten, Walzen o. dgl. vorhandenen Aufzeichnungen die Verschlußorgane der Apparate nach vorliegender Erfindung zu führen, um auf diese Weise die verstärkten Schwingungen auf die Luftsäule zu übertragen, die auf die weiche,

ίο dehnbare oder biegsame Membran zur Wirkung gelangt. Dieselbe Methode kann ferner ebenfalls für alle tönenden Körper, Musikinstrumente, Telephone, Schallplatten usw. verwendet werden.

Benutzt man den durch Fig. 12 veranschaulichten Apparat, so genügt es, die Stange k der kleinen Membran F mit dem Sprechstift oder der üblichen kleinen Glaskugel, die bei Sprechmaschinen angewendet wird, zu verbinden.

Bedient man sich ausgeschnittener, durchlochter oder reliefartiger Bänder, so genügt es, diese Bänder an einer geeigneten Öffnung vorübergleiten zu lassen, wobei man die Öffnungen bzw. Durchlochungen oder die ausgeschnittenen Profile oder auch die Reliefs bzw. Erhabenheiten der Bänder dazu benutzt, um je nach der Gestalt dieser Durchlochungen, Ausschnitte usw. die Luftmengen und somit die Drucke, welche die Membran gegen die Austrittsöffnungen pressen, zu regeln.

■ Dieselben Bänder können ebenfalls dazu dienen, um unter Zuhilfenahme mechanischer Mittel einen Apparat, der in ähnlicher Weise wie der durch Fig. 12 veranschaulichte eingerichtet ist, zu steuern bzw. iri Betrieb zu setzen.

Claims (5)

Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung zur Verstärkung des Schalles durch eine von dem Schallerzeuger mehr oder weniger durchgebogene und dabei den Durchlaß eines unter Druck stehenden Gas- oder Flüssigkeitsstromes mehr oder weniger absperrende elastische Membran, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Membran aus weichem elastischen Stoff, z. B. Kautschuk, der sich der Oberfläche des. Durchlasses gut anpaßt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit ringförmigem Durchlaß, gekennzeichnet durch eine schlauchförmige Membran.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Druckkammer (A₁B) auf der von den Durchlaßöffnungen (d) .abgewandten Seite der Membran (C), die die Membran (C) gegen die Durchlaßöffnungen (d) zu drücken strebt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vor der Membran (C) angeordnete Druckkammer (A, B) unter dem Druck eines besonderen Gasoder Flüssigkeitsstromes (a, b) steht.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 un,d 4, dadurch gekennzeichnet, daß der besondere Gas- oder Flüssigkeitsstrom (α, b) für die vor der Membran (C) angeordnete Druckkammer (A, B) als primärer, vom Schallstift (c) gedrosselter . Strom dient, der seinerseits durch Durchbiegung der Membran (C) die Durchlaßöffnungen (d) des zur Tonwiedergabe dienenden sekundären Stromes (f, e, D) drosselt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.