DE355716C - Sender oder Empfaenger fuer Schallwellen - Google Patents

Description

• Sender oder Empfänger für Schallwellen. Das Patent 3¢75o8 betrifft eine Einrichtung zum Senden und Empfangen von Schallwellen, bei welcher die Übermittlung der Schallenergie zwischen einem dort als Membran dargestellten Strahlungsorgan und dem eigentlichen Seride- oder Empfangsorgan durch Vermittlung eines sehr kleinen, mit kompressiblen Medien gefüllten Raumes erfolgt. Die Praxis zeigt, daß für eine befriedigende Schallübertragung dieser Kopplungsraum unter Umständen so klein werden muß, daß die Reibungsdämpfung der in dem engen Raum bewegten Luftmenge einen sehr großen Teil der Schwingungsenergie verzehrt. Die Erfindung, die sich die Aufgabe stellt, z. B. diesen Übelstand zu vermeiden, besteht darin, daß der kleine Raum auf die Frequenz des Strahlungsorgans (Membran) abgestimmt ist. Durch die Abstimmung wird ohne weiteres eine engere Kopplung zwischen Membran und Kopplungsraum herbeigeführt als bei der Einrichtung des Hauptpatentes, so daß bei gleichem und sogar wesentlich größerem Kopplungsgrad zwischen beiden der Kopplungsraum größer und somit die Reibungsdämpfung kleiner gemacht werden kann. Immer aber muß die Größe des Kopplungsraumes noch sehr gering sein, damit überhaupt eine in Betracht kommende akustische Kopplung zwischen dem Strahlungsorgan und dem Luftraum eintritt. Dieses zeigt sich in der besonderen Art seiner Gestaltung, indem er zwar eine große Ausdehnung parallel zum Strahlungsorgan, aber sehr geringe Höhe haben, d. h. sehr flach sein muß. Zweckmäßig wird die flache Form des Kopplungsraumes, die im Hauptpatent dargestellt ist, beibehalten. Es sind jedoch auch andere Raumformen verwendbar.
• Die Abstimmung sowohl des Strahlorgans als auch des Gasraumes bedingt das Zustandekommen einer Doppelwelligkeit des Schallapparates, und es ist Sorge zu tragen, daß bei der Aussendung oder dem Empfang eines bestimmten Tones (z. B. bei Signalverkehr) von den beiden auftretenden Eigenfrequenzen die eine mit diesem Ton (Signalton) übereinstimmt. Will man zwei verschiedene Töne aussenden oder empfangen, so kann man die Schwingungsgebilde derart abstimmen und ihre Kopplung so bemessen, daß die beiden sich ergebenden Kopplungsfrequenzen mit diesen Tönen zusammenfallen. Unter Umständen wird vorteilhaft bei Emp# fang eines bestimmten Tones oder einer bestimmten Tongruppe die Abstimmung beider Gebilde, des Strahlorgans (Membran) und des Gasraumes, für sich allein mit der verwendeten Frequenz in Übereinstimmung gebracht. Allgemein liegt alsdann die eine der Kopplungsfrequenzen oberhalb, die zweite unterhalb der verwendeten Signalfrequenz. Gesamtdämpfung und Kopplungsgrad werden dann zweckmäßig so gewählt, daß der mit s bezeichnete Sattel in der Resonanzkurve des Schallapparates (Abb.2) in die Signalfrequenz x zu liegen kommt und hinsichtlich der Lautstärke nicht wesentlich tiefer liegt als die beiden Spitzen der Resonanzkurve. Auf diese Weise erhält der Schallapparat hinsichtlich seiner Frequenz einen vollkommen klaren Charakter. Er ist alsdann darauf eingerichtet, mit dieser im vorstehenden hervorgehobenen Frequenz bevorzugt Töne aufzunehmen oder auszusenden, besitzt also eine jederzeit nachweisbare und ein für allemal festgelegte Betriebsfrequenz oder eine bestimmte Anzahl solcher Betriebsfrequenzen, die ein integrierendes Charakteristikum des Apparates sind.
• Abgesehen davon, daß man durch Abstimmung des Gaskopplungsraumes (Resonator) auf die Membran an sich bereits eine bessere Kopplung zwischen beiden erzielt als bei Nichtabstimmung beider aufeinander, kann man den Grad der Kopplung an sich wiederum einstellen durch die Größe, und zwar insbesondere die Höhe des Raumes. Je kleiner, d. h. niedriger oder flacher der Resonatorraum gemacht wird, um so enger ist die Kopplung desselben mit der Membran. Dadurch, daß man den Resonatorraum in seiner Größe variabel macht, kann man den Kopplungsgrad auch während des Betriebes einstellen.
• Will man die Schallenergie aus dem Kopplungsraum oder zu ihm in Luft fortleiten, so kann man das in beqeuemer Weise dadurch erreichen, daß man ihn mit der Außenluft durch eine Öffnung bestimmter Größe verbindet. Es ist hierbei zu beachten, daß bei gegebener Tonhöhe jeder Größe des Resonatorraumes auch eine bestimmte Größe dieser Offnung entsprechen muß, und zwar nimmt sie bei konstanter Tonhöhe mit abnehmendem Volumen, d. h. bei immer niedriger oder flacher werdender Gestalt des Resonatorraumes ebenfalls ab.
• In der Abb. i ist eine Einrichtung nach der Erfindung als Beispiel dargestellt. Es bezeichnet i die als Strahlorgan dienende Membran, die das den Resonatorraum q. enthaltende Gehäuse 2 abschließt. Der Resonatorraum wird anderseits begrenzt durch eine Blende g mit einer die Schallwellen nach dem Leitungsrohr 6 hindurchlassenden Öffnung 5.
• In der Abb. 2 ist eine Resonanzkurve einer Einrichtung nach der Erfindung dargestellt, wie man sie erhält, wenn der Apparat als Empfangsapparat mit Schallwellen von allmählich ansteigender sekundlicher Schwingungszahl erregt wird. Die Abszisse enthält die Erregerfrequenz; die Ordinaten die Lautstärke. Als Signalfrequenz wird die Frequenz n verwendet. Strahlungsorgan und Resonator nun sind hierbei auf die Frequenz n abgestimmt und der Kopplungsgrad zwischen beiden ist so gewählt, daß die Einsattelung s zwischen den beiden Resonanzspitzen nicht erheblich unter die maximalen Amplituden herabsinkt. Man erreicht dadurch eine wesentlich größere Breite des Frequenzbereiches, in welcher der Apparat noch mit befriedigender Lautstärke arbeitet. Durch Vergrößerung der Dämpfung kann man naturgemäß auf Kosten der Lautstärke -diesen Be reich beliebig verbreitern, z. B. wenn es sich darum handelt, Schallsender von unter sich nicht gleicher Frequenz mit demselben Empfangsapparat abzuhören, oder Tonkomplexe aufzunehmen oder auszusenden, welche verschiedene Töne enthalten (Geräuschempfang, Telephonie).
• In den Abb. 3, 4 und 5 sind verschiedene Unterbringungsarten von Schallapparaten der geschilderten Art dargestellt.
• In der Abb. 3 ist eine Einrichtung gezeichnet, bei welcher der Schallapparat in eine in der Bordwand 7 ausgesparte Öffnung eingesetzt ist. Das Gehäuse des Apparates ist mit einem Flansch 8 versehen, welcher sich gegen den Rand des Ausschnittes in der Bordwand legt und mit ihr wasserdicht vereinigt ist.
• In der Abb. 4 ist dieselbe Einrichtung dargestellt mit dem Unterschied, daß an Stelle der Bordwand die Hinterwand 9 eines Innenbords an der Bordwand befestigten Wasserkastens getreten ist.
• Bei der Einrichtung der Abb. 5 ragt der Schallapparat in das Innere eines Innenbords befestigten Wasserkastens hinein. Das Gehäuse des Schallapparates ist zu diesem Zwecke mit einem Hals io versehen, an dem sich an seinem hinteren Ende ein Flansch 8 ansetzt. Dieser ist in derselben Weise wie in den Abb. 3 und 4 an die Behälterwand angenietet.
• Schallapparate der beschriebenen Art können vorteilhaft für die Schallübertragung zwischen verschiedenen Medien, insbesondere zwischen Wasser und Luft oder auch in gleichen Medien, also vonLuft zuLuft, verwendet werden. Sie können jedoch auch zur Umwandlung von elektrischer oder mechanischer Energie in Schallenergie und umgekehrt benutzt werden, indem beispielsweise die Membran nicht als Strahlungsorgan eines Mediums dient, sondern irgendwie anders, z. B. elektromagnetisch, bewegt wird. .

Claims (1)

1. PATENT-ANsPRÜcHE: i. Sender oder Empfänger für Schallwellen nach Patent 3475o8, dadurch gekennzeichnet, daß der kleine Kopplungsraum auf die Frequenz der Strahlungsmembran abgestimmt ist. z. Sender oder Empfänger nach Anspruch i mit einer oder mehreren zur Aufnahme oder Aussendung eines bestimmten Signaltons dienenden bevorzugten Betriebsfrequenzen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Betriebsfrequenzen durch die infolge der Kopplung von 1VIembran und Kopplungsraum entstehenden Kopplungswellen oder eine derselben gegeben sind. 3. Sender oder Empfänger nach Anspruch i mit einer bevorzugten Betriebsfrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß diese durch die unter sich gleichen Eigenabstimmungen der Membran und des Kopplungsraumes gegeben ist. 4. Sender oder Empfänger nach. Anspruch i und 3, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung des Kopplungsgrades und der Dämpfung, daß die Schallamplitude in der Mitte zwischen den beiden Schallmaxima der Resonanzkurve des Apparates nicht wesentlich geringer ist als in den Schallmaxima selbst. 5. Sender oder Empfänger nach Anspruch i bis 4, gekennzeichnet durch eine den Resonatorraum mit der Schalleitung verbindende Öffnung von kleinerem Querschnitt als dem der Schalleitung selbst. 6. Sender oder Empfänger nach Anspruch i und a, @dadürch gekennzeichnet, daß der Resonatorraum und seine gegebenenfalls als Schalldurchlaß nach der Leitung dienende Öffnung zwecks Variation der Kopplung in ihrer Größe veränderbar sind. 7. Sender oder Empfänger nach Anspruch i liis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem kleinen Raum gekoppelte Abstimmungsgebilde (Membran) mit einem elektrischen oder mechanischen Bewegungsmechanismus verbunden ist zur Umwandlung von elektrischer oder mechanischer Energie in Schallenergie oder umgekehrt.