DE544375C - Elektrodynamischer Schallsender - Google Patents

Elektrodynamischer Schallsender

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DE544375C
DE544375C DES89887D DES0089887D DE544375C DE 544375 C DE544375 C DE 544375C DE S89887 D DES89887 D DE S89887D DE S0089887 D DES0089887 D DE S0089887D DE 544375 C DE544375 C DE 544375C
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sound
membrane
electrodynamic
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    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K9/00Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/12Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
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  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)

Description

  • Elektrodynamischer Schallsender Die Erfindung betrifft eine Luftschalleinrichtung, und insbesondere solche Luftschalleinrichtungen, bei denen ein verhältnismäßig lauter Ton abgegeben wird, der gebraucht wird zum Signalgeben auf Schiffen, Feuerschiffen, Küstenstationen usw. oder als Feueralarmsignaleinrichtung oder für andere Zwecke, wo ein lauter Ton erforderlich ist.
  • Die Erfindung bezweckt die Herstellung einer Schallsignalvorrichtung, die einen besonders lauten Ton hervorruft.
  • hin weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung dieser Art zu schaffen, die eine größere Reichweite besitzt als die bisherigen und bessere Leistungen als die bisher verwendeten Einrichtungen aufweist.
  • Schalleinrichtungen, welche durch periodische Schwingungen einer Membran einen Ton hervorrufen, sind oft als Oszillatoren bezeichnet «-orden. Oszillatoren nach dem elektromagnetischen und nach dem elektrodynamischen Prinzip sind seit einiger Zeit für Unterwasserschallsignale verwendet worden. Für Signalzwecke unter Verwendung der Luft als Schalleiter ist das elektromagnetische Prinzip hauptsächlich verwendet worden. Der elektromagnetische Oszillator ist insbesondere für Unterwasserschallsignale geeignet. Bei dieser Verwendung kann das schallgebende Element oder die Membran, weil Wasser nicht komprimiert werden kann, nur eine sehr geringe Amplitude besitzen, die sogar geringer sein muß, als die Größe des Luftspaltes zwischen dem Elektromagneten und dem Anker sein darf. Der elektromagnetische Oszillator besitzt infolgedessen eine sehr geringe Schwingungsamplitude, da der Luftspalt zwischen dem Anker und dem Magnetpol zur Erzielung eines guten Wirkungsgrades klein gehalten werden muß. Infolgedessen wird bei Unterwassersignaleinrichtungen ein guter Wirkungsgrad nicht verhindert, wenn man die Größe des Luftspaltes klein wählt.
  • Bei Verwendung der Luft als Schallträger muß dagegen die Membran eine große Schwingungsweite besitzen. Daraus ergibt sich, daß der elektromagnetische Oszillatortyp in seiner Leistung beim Signalisieren in der Luft wegen des Anschlagens der Anker an die Polflächen stark beschränkt ist. Der Luftspalt zwischen den beiden Teilen kann nicht vergrößert werden, da er zur Erzielung eines guten Wirkungsgrades klein gehalten werden muß.
  • Um diese Beschränkung, die dem elektromagnetischen Oszillator anhaftet, zu vermeiden, wird ein elektrodynamischer Oszillatortyp verwendet, bei dem die Höchstamplitude der Membran nur durch ihre Elastizität begrenzt ist. Es werden ferner zwei Membranen benutzt, deren mittlere Teile starr miteinander verbunden sind und die im Gleichklang schwingen. Die Antriebsvorrichtung wird ebenfalls abgestimmt. Der die Schwingungen erzeugende Teil, der unmittelbar verbunden ist und im Gleichklang mit den Membranen schwingt, ist auf eine im Vergleich zur Schwingungshöhe der Membran sehr große Tonhöhe abgestimmt; mit anderen Worten, der die Schwingungen erzeugende Teil ist so unelastisch wie möglich.
  • Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt; es zeigen Abb. i einen Längsschnitt durch den Erfindungsgegenstand, Abb.2 eine andere Ausführungsform, als in Abb. i dargestellt, und Abb. 3 eine weitere Ausführungsform.
  • Die Abb. i zeigt die Schalleinrichtung im einzelnen. Zwei scheibenförmige Membranen i und 2 sind an ihrem Umfang durch Magnete 3 und 4. verbunden. Diese werden durch eine mit Gleichstrom gespeiste Spule 5 erregt. Die Magnete 3 und q. sind durch Bolzen 7 mit Muttern 24 verbunden. Mit einem verstärkten Teil jeder Membran ist eine konische Scheibe 8 bzw. 9 verbunden, die aus einer Aluminiumlegierung, z. B. Duraluminium, besteht. Die Scheiben sind auf eine im Vergleich zur Frequenz der Membranen sehr hohe Frequenz abgestimmt.
  • Zwischen den Scheiben ist ein Kupferrohr io angeordnet, das am Umfang der Scheiben in Nuten greift oder in sonst geeigneter Weise befestigt ist. Die Membranen i und 2 sind auch in ihrer Mitte durch eine Zugstange i i verbunden, welche durch die Achse des Kupferrohres, die Mitte der Scheiben 8 und 9, durch die Membranen i und 2 geführt und an letzterer mittels Muttern 12 und 13 befestigt ist.
  • Zwei Bronzeringe i.1 und 15, die an den Magneten befestigt sind, halten einen Stahlkern i0, der innerhalb des Kupferrohres liegt. Urn den Kern sind Wechselstromspulen 17 gewickelt. Die Bronzeringe besitzen Schlitze 18, durch welche Augen geführt sind, die in einen Ansatz des Kupferrohres io geschnitten sind. Das Rohr kann sich infolgedessen unabhängig von den Magneten und dem Kern bewegen. Ein Horn i9, das außen an den Membranen befestigt ist, bildet eine Resonatorkammer 20 und eine Schalltrichterkammer 21. Die Resonatorkammer und der Schalltrichter dienen dazu, die Schwingungsenergie der Membran auf die umgebende Luft zu übertragen. Die Membranen, die Resonatorkammern und die Schalltrichter sind so abgestimmt, daß sie die Schallenergie an die umgebende Luft mit dem besten übertragungswirkungsgrade übertragen; z. B. können das mechanische Schwingungssystem, zu dem die beiden Membranen gehören, die Verbindungsscheiben und das Kupferrohr als Ganzes abgestimmt sein, so daß sie eine Eigenfrequent besitzen, die der Tonfrequenz gleich ist. Die Resonatorkammer mit dem Schalltrichter kann in gleicher Weise auf die Signalfrequenz abgestimmt sein.
  • Der Magnet 3 bildet den Nordpol und der Magnet q. den Südpol. Der magnetische Fluß, der durch die Spule 5 hervorgerufen wird, fließt von dem Magnet 3 durch den Luftspalt, in dem das Rohr io angeordnet ist, nach dem Kern 16, durch den zweiten Luftspalt nach dem Magnet q. und dann zurück zu dem Magnet 3.
  • Die Spule 17 bildet die Primärwicklung eines Transformators, dessen Sekundärspule das Rohr io ist. Da das Rohr in einem starken Magnetfeld liegt, bewirkt der in dem Rohr durch den wechselnden Fluß, der durch den Strom in der Spule 17 erzeugt wird, herrschende Wechselstrom, daß das Rohr sich in axialer Richtung mit der Frequenz des durch die Windung 17 fließenden Stromes hin und her bewegt.
  • Die Bewegung des Rohres wird auf die Membranen durch die konischen Scheiben e und 9 übertragen. Da diese aus einem unelastischen Werkstoff bestehen, so werden sie trotz ihres leichten Gewichtes nicht gebogen, sondern ihre Bewegung wird auf die Membranen unmittelbar übertragen. Das ganze mechanische Schwingungsgebilde kann deshalb verhältnismäßig leicht sein. Indessen kann die Masse des Kupferrohres mitsamt den konischen Scheiben so groß oder größer sein als die wirksame Masse der Membranen, so daß die Membranen eine Bewegung erhalten, die so groß oder größer ist als die des Kupferrohres. Da ferner die Membranen in ihrer Mitte durch die Stange i i verbunden sind, müssen sie im Gleichklang und mit derselben Frequenz wie das Kupferrohr io schwingen. Die durch eine Membran erzeugten Schallwellen besitzen deshalb eine Phasenverschiebung von ißo° gegenüber den Schallwellen, die von der anderen erzeugt werden, da die erste eine Verdünnung der Luft hervorruft, während die zweite eine Verdichtung erzeugt.
  • Die Bauart nach der Erfindung stellt ein verhältnismäßig leichtes Schwingungsgebilde dar, so daß es möglich ist, große Kräfte mit gutem Wirkungsgrad auszusenden, d. h. Kräfte von mehreren Kilowatt. Der Oszillator ist in der Praxis auf große Entfernungen gehört worden und hat sich imWettbewerb mit anderen Schallvorrichtungen in bezug auf Aussenden Von Schallenergie als überlegen erwiesen.
  • Wie in Abb. i dargestellt, sind eine Resonatorkammer 2o und ein Schalltrichter 2,1 an jeder Membran angebracht, so daß der Schall nach allen Richtungen hin ausgesandt wird.
  • Zum Signalgeben in einer einzigen Richtung, wie es oft erwünscht ist, z. B. zur Abgabe von Nebelsignalen durch Küstensignalstationen, kann die Einrichtung nach Abb. 3 verwendet werden. In diesem Fall ist eine Resonatorkammer 2z auf der zweiten Membran angebracht. Von dieser Resonatorkammer führt ein Schallrohr 23 zu der Resonatorkammer 20 über der ersten Membran. Der Schall geht darauf durch den Schalltrichter 21 in die Atmosphäre. Das Schallrohr 23 muß indessen eine Länge besitzen, die gleich einer halben Wellenlänge des erzeugten Tones ist, damit der Schall von dieser Membran mit dem von der ersten Membran erzeugten Schall in Phase ist, und zwar in dem Zeitpunkt, wo er in die Resonatorkammer eintritt. Die Schallwelle, welche durch die beiden Membranen hervorgerufen wird, wird deshalb stärker sein.
  • Wenn es erwünscht ist, kann die Resonatorkamtner und der Schalltrichter an der einen :Membran weggelassen werden, wie in Abb. 2 dargestellt. In diesem Fall ist die Membran, an der die Resonatorkammer befestigt ist, stärker belastet und sendet den größeren Betrag an akustischer Energie aus, während die durch die zweite Membran hervorgerufene Schallabgabe außerordentlich gering ist.
  • Im Rahmen der Erfindung können auch noch andere Abänderungen vorgenommen werden.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrodynamischer Schallsender mit einem Schwingungen erregenden, die Sekundärspule eines Transformators bildenden Schwingungsrohr und einem die Schwingungen auf den Mittelteil zweier Membranen übertragenden Zwischenglied, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Luftschallsender das Zwischenglied als starrer Körper ausgebildet ist, dessen Rückstellkraft groß ist gegenüber der Summe der Rückstellkräfte beider Membranen.
  2. 2. Elektrodynamischer Luftschallsender nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Körper (8, 9) zur Verbindung des Schwingungsrohres (io) mit den Membranen (i2) aus einer leichten Masse (z. B. Aluminiumlegierung) besteht und viel höher als die Membran abgestimmt ist.
  3. 3. Elektrodynamischer Luftschallsender nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Körper (8, 9) zur Verbindung des Schwingungsrohres mit den Membranen tellerartig gewölbt ist. .I.
  4. Elektrodynamischer Luftschallsender nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beide Membranen auf eine bekannte Resonatorkammer (2o) wirken.
  5. 5. Luftschallsender nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonatorkammer vor der einen Membran (2, Abb. 3) mit der Resonatorkammer vor der anderen Membran (i) durch eine Schalleitung (23) verbunden ist, deren Länge ungefähr gleich 1/, der Wellenlänge des auszusendenden Schalles ist.
DES89887D 1928-06-27 1929-02-07 Elektrodynamischer Schallsender Expired DE544375C (de)

Applications Claiming Priority (1)

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US288705A US1923959A (en) 1928-06-27 1928-06-27 Means for producing sound

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DES89887D Expired DE544375C (de) 1928-06-27 1929-02-07 Elektrodynamischer Schallsender

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US (1) US1923959A (de)
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GB (1) GB314422A (de)

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