DE462497C - Akustische Vorrichtung, Sprechmaschine o. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung· betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung· mechanischer Schwingungen in akustische Schwingungen und ist besonders geeignet zur Anwendung bei Sprechmaschinen. Sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern überall da anwendbar, wo mechanische Schwingungen in Tonschwingungen,, und insbesondere in verstärkte Tonschwingungen, umgewandelt werden sollen.

Bisher wurde für die verstärkte Wiedergabe von mechanischen Schwingungen, z. B. einer Membran, wie es bei Sprechmaschinen allgemein verwandt wird, ein Schalltrichter benutzt. Für eine tongetreue Wiedergabe ist es nötig, daß ein solcher Schalltrichter bestimmte Abmessungen in der Länge und im Querschnitt hat. Aber der für den Schalltrichter zur Verfügung stehende Raum ist meist, insbesondere bei Kastensprechmaschi-

ao nen, beschränkt. Zur Vermeidung eines Schalltrichters ist bereits vorgeschlagen worden, die Töne durch eine Membran von so großem Durchmesser wiederzugeben, daß das in Schwingung versetzte Luft volumen unmittelbar., die gewünschte Tonstärke ergibt. Aber solche Großmembranien bei Sprechmaschinen weisen den Übelstand auf, daß sie, wenn sie dicht an der Nadel angebracht sind und sich mit dieser über die Platte bewegen, eine ziemliche Last bilden, die die Nadel zu tragen hat, und dadurch, eine sehr starke Abnutzung der Platte bewirken. Wenn anderseits die Großmembran in einiger Entfernung von der Nadel angebracht ist, um diese nicht zu belasten, so macht die Her-Stellung einer genügend starren Verbindung zwischen Nadel und Großmembran, um die Bewegung der ersteren unvermindert auf letztere zu Überträgen, Schwierigkeiten infolge des vermehrten Gewichtes, des Trägheitsmomentes und der relativ schweren schwingenden Teile sowie auch der Eigenschwingungen einer solchen Vorrichtung.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Bewegungen der Nadel nach einem relativ entfernten Punkt von der Nadel mittels einer dazwischengelegten Gas- oder Flüssigkeitssäule zu übertragen. Soweit derartige Vorrichtungen bisher vorgeschlagen worden sind, haben sie jedoch fast ausnahmslos eine Flüs- 50.. sigkeit als Medium zur Übertragung des durch die Membranschwingungen erzeugten Druckes verwendet. Derartige Vorrichtung zn haben sich aber nicht bewährt, teils weil as schwierig ist, die Verbindungsstellen dauernd dicht zu halten, teils weil besondere Vorrichtungen für die Relativbewegung zwischen Nadel und Platte vorgesehen werden mußten, teils weil das Gewicht einer relativ langen Flüssigkeitssäule und infolgedessen der ver-

stärkte Druck die Schallplatten schnell abnutzt; weitere Schwierigkeiten ergeben sich aus der relativen Unnachgiebigkeit einer Flüssigkeitssäule,, so· daß die an ihrem Ende angebrachte Membran mit der mit der Nadel verbundenen Membran nicht im Gleichklang schwingt.

Es ist auch schon versucht worden, zur Übertragung des Druckes von 'einer mit der ίο Nadel in Verbindung stehenden Membran auf eine andere, !entferntere Membran eine Gassäule zu vierwenden; aber in keiner der bisher vorgeschlagenen Vorrichtungen ist es gelungen, die Druckschwankungen derart zu übertragen und in akustische Schwingungen umzusetzen, um eine befriedigende Wirkung zu erzielen, und die Schwingungen derart zu übertragen, daß das gewünschte Tonvolumen von einer sogenannten Großmembran, also ohne Schalltrichter, in der gewünschten Tonstärke wiedergegeben wird.

Gemäß der Erfindung wird eine verstärkte und tongetreue Umwandlung der mechanischen Schwingungen in Tonschwingungen *5 ohne die Verwendung eines Schalltrichters dadurch erreicht, daß ein gasförmiger oder flüssiger Körper, der sich in 'einer langen, gegebenenfalls gekrümmten oder aus zueinander beweglichen Teilen bestehenden Röhre befindiet, zwei zweckmäßig gleichförmige Schwingungskörper, Membranen u. dgl., verbindet, und daß die dritte mechanisch an die zweite Membran gekoppielte Membran eine an sich bekannte Großmembran ist. Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsfoim des Gegenstandes der Erfindung, und zwar:

Abb. ι einen schematischen Längsschnitt durch eine schrankförmdjge Sprechmaischine;, Abb. 2 eine schaubildliche Ansicht 'einer Kastensprechmaschine,

Abb. 3 einen schematischen Querschnitt durch den Teil, welcher die Wirkungsweise der Erfindung zeigt.

Wie Abb. 3 zeigt, enthält die Vorrichtung gemäß der Erfindung vier wesentliche Glieder, nämlich 'eine Vorrichtung· zum Erzeugen von Druckschwankungen, z. B. eine Schalldose G, ferner eine Gas- oder Flüssigkeitssäule T ' zum Übertragen der Druckschwankungen, dann 'eine Vorrichtung M zum Umwandeln der Druckschwankungen in mechanische Schwingungen und schließlich eine Großmembran A zum Umwandeln der mechanischen Schwingungen in Tonschwingungen 'eines verhältnismäßig großen Luftvolumens.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung G eine; SprechmascMnenschaHdaae mit einer Membran 17, 'einem Nadelarm 18 und einer Schallnadel 19.

Die Einrichtung der Schalldose G soE derart sein, daß die Übertragung von der Schallnadel 19 bis zur Gas- oder Flüssigkeitssäule ohne wesentlichen Energieverlust erfolgt.

Die Gas- oder Flüssigkeitssäule T ist vorzugsweise von überall gleichem Querschnitt und von beliebiger Länge. Sie leRtet die von der Schalldose: G erzeugten Druckschwankungen nach der Großmembran A hin. Als Übertragungsmedium kann jedes beliebige Gas verwendet werden und bei jedem beliebigen Druck. Aber es empfiehlt sich, Luft bei Atmosphärendruck zu verwenden, da hierdurch der Aufbau vereinfacht wird, weil dann eine Undichtigkeit zwischen Außenluft und Gassäule keine wesentlichen Druckverluste oder Verluste des gasförmigen Mediums mit sich bringt, welche sonst auftreten und die Wirkungsweise der Vorrichtung beieinträchtigen könnten. Das Rohr, das die Gas- oder Flüssigkeitssäule umgibt, kann aus jedem beliebigen Material bestehen, wie Metall oder Glas. Da dieses Rohr in gewisser Beziehung als Resonanzgefäß wirkt und dazu neigt, die Schwingungszahlen, die seiner eigenen Länge entsprechen, vierstärkt wiederzugeben, so empfiehlt es sich, dieses Rohr nicht geradlinig, sondern mit Krümmungen zu wählen, um das Ansprechen dieses Rohres für verschiedene Schwingungszahlen möglichst gleichmäßig zu gestalten. Durch diese Krümmungen wird die Gassäule in einzelne kleinere Säulen zerteilt, und hiea-durch läßt sich das Ansprechen auf besondere Schwingungszahlen weitgehend vermeiden. Das andere Ende der Gassäule T wird durch eine Vorrichtung M abgeschlossein, welche ein schwingendes Glied, vorzugsweise eine Membran 29, enthält, welche der Schalldosenimembran 17 genau entspricht. Die durch die Gassäule übertragenen Drucksichwankungen erzeugen also in der zweiten Membran 29 Schwingungen von genau derselben Schwingungszahl und -weite wie die der Membran 17.

Von der Vorrichtung oder zweiten DoseyW werden die Schwingungen auf die Großmembran A übertragen. Diese hat einen verhältnismäßig großen Durchmesser von beispielsweise 20 bis 25,5 cm und schwingt als Ganzes besonders bei niedrigen Schwingungszahlen; sie ist deshalb möglichst starr und leicht und so befestigt, daß ihrer geradlinig hin und her gehenden Bewegung möglichst wenig Widerstand entgegengesetzt wird. Die Übertragung der Schwingungen der Membran 29 auf die Großmenibran A erfolgt durch einen Hebel, dessen beide Hebelarme so bemessen sind, daß die von dem. Dosenkörper M (Abb. 3) nach außen wirkenden Kräfte mit denen der Schalldose im Gleichgewicht gehalten werden. Die so übertragienen Druck-

Schwankungen werden also in Druckschwankungen des Luftkörpers umgewandelt, welcher die verhältnismäßig· große Fläche der Großmembran bewegt.

S Vorrichtungen, welche die vorliegende Erfindung, wie sie in Abb. 3 schematisch gezeigt und soeben erläutert wurde, verkörpern, können allgemein zur Wiedergabe von Tönen verwendet werden. Die Anwendung der Erfindung bei Sprechmaschinen zeigen die Abb. ι und 2.

In einem Schrank 10 (Abb. 1) ist das Werkbrett 11 mit dem. Triebwerk 12 befestigt. 13 deutet den Deckel an. Auf dem Plattenteller 14 liegt die Schallplatte 15.

Die Schalldose G (Abb. 1) entspricht der Schalldose G der Abb. 3. In Verbindung mit der Rückseite ihrer Membran steht das Übertragungsrohr T, welches sich bei der gezeigten Ausführungsform von der Schalldose G wie ein Tonarm nach hinten erstreckt, dann annähernd rechtwinklig durch das Werkbrett 11 bis zur Tiefe der Großmembran A hindurchgeführt ist, sich dann wieder rechtwinklig umwendet und der Großmembran A geradlinig zugeführt wird. Um den Relativbewegungen zwischen der Schallplatte 1S und der Schalldose G Rechnung zu tragen, ist ein bewegliches Verbindungsstück 21, 22, 23, 24 eingeschaltet.

Die zweite Döse M, mit welcher das Ende 27 des Übertragüngsrohres T abschließt, entspricht derjenigen M der Abb. 3. In oder gegenüber einer Öffnung' in der Vorderseite des Schrankes 10 ist die Großmembran^ angebracht. Sie besteht vorzugsweise aus faserigem Werkstoff und hat beispielsweise einen Durchmesser von 20 bis 25 cm. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht diese Membran aus einem steifen und elastischen kegelförmigen Mittelteil 30, welcher den Vorzug größter Steifigkeit bei geringstem Gewicht aufweist und welcher in geeigneter Weise mit einem gefalteten, ringförmigen Teil 31 verbunden ist, der an seinem Ende an einem Ring 32 aus biegsamem und elastischem Werkstoff befestigt ist. Mit diesem Ring 32 wird die Großmembran A an der Schrankwand angebracht. Die Bewegung der Membran 29 der zweiten Dose M wird auf den Tonverstärker A durch eine geeignete mechanische Vorrichtung übertragen, welche beispielsweise die Form eines Hebels 34 hat. Dieser verhältnismäßig· starre Hebel 34 ist am Gehäuse 28 vermittels einer Blattfeder 3 5 und an seiner einen Außenseite in der Mitte der Membran 29 durch das Verbindungsglied 36 befestigt. An seiner anderen Außenseite j ist er etwa in der Mitte durch das Verbin- 1 dungsglied 37 mit dem kegelförmigen Mittelteil 30 der Großmembran A verbunden. Der [ Abstand des Verbindungsstückes 2>7 von der

■ Blattfeder 3 5 ist im Verhältnis zu dem Ab-

■ stand des Verbindungsstückes 36 von der

, Blattfeder 3 S derart gewählt, daß die Belastung oder der Zug der Großmembran A innerhalb des beschriebenen Systems" genau im Gleichgewicht steht mit den auf die Membran 29 (Abb. 3) übertragenen Drücken, oder,

j mit anderen Worten, derart, daß die nach außen gehenden Kräfte der Großmembran A mit den Kräften der Membran 29 der zweiten Dose G im Gleichgewicht sind. Die Amplitude der der Großmembran A von der Membran 29 mitgeteilten Schwingungen wird aui diese Weise verkleinert; aber der Gesamt-

! druck auf die Großmembran A wird propor-

j tional verstärkt, so daß die Großmembran

imstande ist, ein verhältnismäßig großes Luftvolumen in Schwingungen zu versetzen und so das gewünschte große Tonvolumen her ν ο rzub ringen.

In= Abb. 2 ist eine kleinere, tragbare und auf den Tisch zu stellende Sprechmaschine, gezeigt. Mit 41 ist der Kasten, mit 42 der Deckel derselben bezeichnet. Wie in Abb. 1 und 3 steht die Schalldose G durch ein Längsrohr T mit der zweiten Dose M und diese ihrerseits mit der Großmembran A in Verbindung. Entsprechend den kleineren Abmessungen dieser Sprechmaschine ist auch das Verbindumgsroihr T kürzer als in Abb. 1. Ein kurzes rechtwinkliges Stück 43 ist zwischen dem bewegliches! Verbindungsteil 21,22,23, 24,25 und der zweiten Dose^W eingeschaltet. Die Wirkungsweise ist dieselbe, wie oben beschrieben.

Beim Gegenstand der Erfindung liegt weder auf der Nadel noch auf der Platte eine schwere Last auf; es sind keine Übertragungsglieder nötig, deren Gewicht oder Trägheit oder Eigenschwingungen die Übertragung der Ton Schwingungen ungünstig beeinflussen. Durch Anwendung einer Gassäule, insbesondere von Atmosphärendruck, werden die Mißstände, die eine Flüssigkeitssäule mit sich bringt, vermieden. Bei Vorrichtungen gemäß der Erfindung ist die Elastizität und Zusammendrückbarkeit der Gassäule auch imstande, die Eigenschwingungen der Großmembran aufzunehmen. Störende Nebengeräusche werden so außerordentlich vermindert, wenn nicht ganz ausgeschaltet.

Claims (3)

1. Patentansprüche: ^X15

   i. Akustische Vorrichtung, Spreehmaschine o. dgl., mit mehreren hintereinander angeordneten Schwingungskörpern, Membranen o. dgl., deren erste beide miteinander durch einen luftförmigen oder flüssigen Körper und deren zweiter und

   dritter miteinander mechanisch gekoppelt sind, .dadurch gekennzeichnet, daß der die beiden ersten, zweckmäßig gleichförmigen Schwingungskörper, Membranen (17, 29) o. dgl., verbindende gasförmige oder flüssige Körper sich in einer langen, gegebenenfalls gekrümmten (Abb. 1) oder aus zueinander beweglichen Teilen (20 bis 26) bestehenden Höhne (T) befindet und daß die dritte, mechanisch (35) gekoppelte Membran eine an sich bekannte Großmembran (A, 30, 31) ist.
2. 2. Akustische Vorrichtung, Sprechmaschine o·. dgl., nach Anspruch 1, .dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen der ersten beiden Schwinguingskörper (17,29) gleiche oder annähernd gleiche Schwingungszahl 'und -weite haben, daß dagegen der zweite (29) und dritte (.A) Schwinguingskörper derart gekuppelt sind, daß 'die Schwingungen des dritten zwar gleiche oder annähernd gleiche Schwingungszahl, aber leine andere Schwingungsweite haben als die Schwingungen des ersten (17) und zweiten Schwingungskörpers (29).
3. 3. Akustische Vorriichtung, Sprechmaschine o. dgl., nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite (29) und der dritte- Schwingungskörper (A) miteinander durch einen Hiebe! (34) gekuppelt sind, bei welchem die Länge der Hebelarme oder deren gegenseitiges Verhältnis beliebig geändert werden kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen