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Schallgerät nach Patent 443 965 Die Erfindung bezieht sich auf eine
akustische Einrichtung derjenigen Art, wie im Hauptpatent 443 965 gekennzeichnet.
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Gegenstand der Erfindung ist ein kompakter und starker Lautsprecher,
der eine gute und treue Wiedergabe der Schallwellen gewährleistet.
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Ein besonderes Merkmal der Erfindung ist eine große, konische, direkt
wirkende Membran, die aus konzentrischen Abschnitten gebildet ist mit im wesentlichen
verschiedenen Elastizitätseigenschaften und verschiedener Dichte. Auf diese Weise
wird eine Membran gebildet mit gleichförmiger, radialer Verteilung dieser Eigenschaften.
Im speziellen wird eine konische Membran vorgesehen, die aus einer Anzahl konzentrischer
Teile besteht. Jeder Teil hat ein verschiedenes Verhältnis von Elastizitätsmodul
zur Dichte und hat überlappende Kanten, die vorzugsweise gezackt sind, so daß irgendeine
plötzliche Änderung des Verhältnisses des Elestizitätsmoduls zur Dichte und ein
plötzlicher Übergang von einem Material zum nächsten vermieden wird. Auf diese Weise
wird ein gleichförmiger Übergang der Schallwellen längs der Oberfläche der Membran
gewährleistet.
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In der Zeichnung stellt dar Abb. i die Vorderansicht eines Lautsprechers,
der gemäß der Erfindung ausgebildet ist, Abb.2 einen Schnitt durch die Vorrichtung.
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Abb.3 zeigt eine Membran mit einem Merkmal der Erfindung.
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Abb.4 ein vergrößertes Bruchstück der Membran der Abb. 3, Abb.5 eine
Spezifikation der Membran nach Abb. 3 und 4.
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Auf dem Sockel 6 ist ein vertikales Halteglied 7, das die Ringe 8
und 9 und den Ausleger io trägt, gelagert. Mit dem Ring g ist vermittels .der Schraube
12 ein Ring von ungefähr gleichem Durchmesser verbunden. ,Auf dem Ausleger io sitzt-
das- Magnetsystem 13.
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Eine große, direkt wirkende, vertikale, doppelte, konische Membran
15, deren eine Seite abgestumpft und offen oder geschlossen ist, ist mit dem Ring
g in irgendeiner Weise verbunden. Der Anker des Magnetsystems 13 ist vermittels
der Stange 14 mit der Spitze der konischen Membran in Verbindung gebracht.
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Das Gehäuse für das Schwingungssystem besteht vorzugsweise aus Weidengeflecht
oder einem sonstigen derartigen Material. Es enthält drei Teile: den Rahmen 16,
den Deckel 17 und ein Rückteil 18. Der Rahmen 16 ist vorzugsweise über die
Ringe 8 und i i geflochten, und läßt eine Öffnung im Rückteil, welche vermittels
des Teiles i 8 geschlossen werden kann, welcher Teil durch geeignete Mittel, z.
B. federnde Bügel ig, in einer geschlossenen
Lage festgehalten
wird. Der korbförmige Deckel 17 ist vorzugsweise konisch und hat eine umgelegte
Kante, deren innerer Durchmesser etwas kleiner ist als der äußere Durchmesser des
Ringes 8 mit der Geflechtsbedeckung. Der Deckel 17 läßt sich leicht über den Ring
8 schieben, so daß er durch eigene Spannung sicher sich festhält, andererseits jedoch
leicht abgenommen werden kann.
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Die Membran 15 besteht vorzugsweise aus zwei konischen Schwingungsgliedern.
Das eine ist abgestumpft und an seiner inneren Peripherie mit dem Ring g verbunden.
Das Magnetsystem 13 sitzt im Innern der Membran in nächster 'Nähe .der Spitze,
so daß die Verbindungsstange 14 verhältnismäßig leicht und kurz gemacht werden kann.
Das Schwingungsglied, welches das Vorderteil der Membran bildet, zeigt einen zentralen
Teil 22 (siehe Abb. 3, 4 und 5) mit Kanten, welche den äußeren Teil -i überlappen,
jedoch nur so weit, daß eine glatte Verbindung erreicht wird. Der Teil 22 besteht
aus leichtem Material, z. B. aus einer guten Qualität eines dünnen, harten Papiers,
wobei das Verhältnis des Elastizitätsmoduls zur Dichte groß und die innere Reibung
gering ist. Da die Wiedergabe der höheren Frequenzen kleiner Amplituden in hohem
Maße vom mittleren Teil der Membran abhängt, sollte dieser Teil so leicht und so
steif wie möglich gemacht werden. Der äußere Teil, von welchem die Wiedergabe der
niederen Frequenzen abhängt, ist vorzugsweise aus einem Material hergestellt; dessen
Verhältnis von Elastizitätsmodul zur Dichte kleiner ist und welches eine höhere,
innere Reibung besitzt. Als geeignetes Material für den Teil 21 der Membran und
ebenso für den abgestumpften Teil 23 hat sich Löschpapier gezeigt. Der eingelegte
Teil 22 kann aus einem Aluminiumblatt oder irgendeinem der leichteren Metalle oder
Legierungen bestehen. Sowohl Aluminium als dünnes, hartes Zeichenpapier hat gute
Resultate ergeben, wenn man es für den Teil 22 der Membran verwendete.
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Es sind Membranen bekannt, deren Dicke vom Zentrum nach außen variiert.
Ferner sind Membranen vorgeschlagen worden, die aus einer Reihe von ringförmigen
Teilen bestehen. Solche Membranen wurden bisher bei akustischen Vorrichtungen verwendet,
die mit schallkonzentrierenden Mitteln, z. B. mit Trichtern, arbeiteten. Bei der
Erfindung handelt es sich um eine große, direkt wirkende Membran bei akustischen
Vorrichtungen, die ohne solche schallverstärkenden Mittel arbeiten. Wenn man bisher
bei kleinen Membranen die Dicke der Membran von der Mitte ab variiert, so war das
Ziel, die Schwingungsamplitude zu verstärken. Bei der Erfindung wird die Dicke einer
großen Membran zu dem Zwecke verändert, die Trägheit so zu vermindern, daß die Membran
auf hohe Frequenzen anspricht. Die kleinen Membranen sprechen auf solche hohe Frequenzen
ohne weiteres an, während eine normale, große Membran zu groß ist, um solche Frequenzen
wiederzugeben. Die Erfindung bezweckt also, die Wiedergabe der Sprache und der Musik
bei großen, trichterlosen Membranen, insbesondere bei hohen Frequenzen, zu verbessern.
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Immer, wenn Schallwollen durch die Luft oder durch Leiter gehen, bei
welchen eine plötzliche Änderung in der Dicke, der Form oder im Material eintritt,
wird mehr oder weniger Wellenenergie reflektiert. Dies ist auch der Fall bei Membranen
mit konzentrischen Abschnitten verschiedenen Materials. Um diese Reflexionsverluste
zu vermindern, kann man die überlappenden Ecken benachbarter Teile tief zahnen,
und bildet so eine Zickzackverbindung, so daß ein allmählicher Übergang von einem
Teil zum nächsten gewährleistet wird. Die Vibrationen der Stange 14 können der Membran
vermittels eines kleinen, konischen Aluminiumteiles a5, welcher auf jeder Seite
des Teiles 22 liegt und vermittels der Vorrichtung 26 festgehalten wird, übermittelt
werden. Die Teile 25 können auch gezahnte Kanten haben. Membran und Stange 14 sind
durch die Schraube 27 verbunden. Der Rückteil 23 der Membran, welcher auch
aus Löschpapier oder einem guten Zeichenpapier bestehen kann, ist vorzugsweise an
der äußeren Kante mit der äußeren Peripherie des Teiles 21 verkittet. Der abgestumpfte
Teil 23 wirkt.nicht nur als Membran, sondern bildet auch einen wirksamen Träger
für den Vorderteil, und gestattet, daß die Kante der Membran frei schwingt.
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Es hat sich herausgestellt, daß doppelte, konische Membranen von 23
cm bis 135 cm Durchmesser ganz ausgezeichnete Resultate ergaben. Ein besonders praktisches
Maß ist ein äußerer Durchmesser von ungefähr 55 cm und ein Durchmesser der Einlage
22 von ungefähr 28,6 cm. Die Einlage besteht aus dünnem, gestanztem Zeichenpapier
und der übrige Teil der Oberfläche und der abgestumpften Teile aus Löschpapier.
Übrigens sind die Materialien selbst nicht so sehr von Bedeutung. Der zentrale Teil
sollte so leicht und steif wie möglich sein, je leichter und steifer desto besser.
Er kann auch aus einer Anzahl konzentrischer, überlappender Abschnitte mit verschiedenem
Elastizitätsmodul gemäß Abb.3 und 4 bestehen. Der äußere Teil 2-1 soll einem geringeren
Elastizitätsmodul und eine höhere, innere Reibung haben, so daß er die Welle, wenn
sie die äußere
Kante der Membran erreicht, abdämpft und die Reflexion
an diesem Punkte vermindert. Die Reflexion läßt sich in manchen Fällen dadurch verhindern,
daß man ein dämpfendes Element 28 verwendet, welches aus einem Vibrationen
absorbierenden Material besteht. Man bringt dieses Element nächst der Peripherie
der Membran an. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, kann dieses Element aus einem
ringförmigen Filz bestehen, der auf der Membran festgekittet ist.