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Steueranordnung für pneumatische Lautsprecher Gegenstand der Erfindung
ist eine Steueranordnung für pneumatische Lautsprecher.
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Es ist bereits eine Anordnung bekannt, bei der der Luftstrom durch
ein den Querschnitt abschließendes Organ gesteuert wird und bei der der Trichter
sich ohne plötzliche Querschnittsveränderung vom Trichtergründ aus verbreitert.
Bei dieser Vorrichtung erfolgt die Bewegung des Steuerorgans aber nicht unabhängig
vom Luftdruck, so daß die beiden Schwingungsphasen des Steuerorgans nicht gleichmäßig
wiedergegeben werden, wodurch nichtlineare Verzerrungen auftreten. Es sind ferner
pneumatische Lautsprecher bekannt, bei denen der Luftstrom durch nach Art von Blattfedern
einseitig eingespannte Zungen gesteuert wird. Auch bei diesen Lautsprechern treten
nichtlineare Verzerrungen auf, weil die eintretende Druckluft durch Auftreffen auf
verhältnismäßig große Luftvolumina ihre Druckenergie zu schnell und ungeregelt verliert.
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Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß
ein Steuerorgan mit einer nach Art von Blattfedern eingespannten, frei vor dem Mund
des sich stetig erweiternden Trichters senkrecht zur Bewegung des Luftstroms schwingende
Zunge Verwendung findet, die gleichzeitig den bewegten Teil eines elektrischer.
Systems bildet und deren steuernde Fläche in der Größenordnung des Trichtermundquerschnittes
liegt. a Auf diese Weise wird erreicht, daß der Luftstrahl möglichst frequenzgetreu
gesteuert wird, und daß das steuernde Organ verlustarm und ohne Reibung arbeitet,
dicht schließt und vom Luftstrom selbst unbeeinflußt bleibt.
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In der beiliegenden Zeichnung sind scheinatisch einige Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
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Fig. i zeigt die grundsätzliche Anordnung, Fig. 2 die Ausbildung der
Zunge als Anker eines elektrischen Systems, Fig.3 eine abgeänderte Ausbildung der
Luftführung und Fig. q, eine Anordnung, bei der eine Zunge zwei Trichtermünder steuert.
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In Fig. i ist i eine Luftkammer, 2 das Zuführungsrohr, 3 die Zunge,
die um den Punkt 4 schwingbar gelagert ist, 5 ist die der Zungenform entsprechende.
Öffnung eines Trichters.
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Bei Fig. 2- schwingt die Zunge an der öffnung 5 vorbei. Die Üffnung
steht mit einem Trichter, vorzugsweise einem Exponentialtr ichter genügender Größe,
in direkter Verbindung. Die Zunge 3 ist gleichzeitig der Anker eines elektromagnetischen
Systems 6 und ist im Punkt 9 eingeklemmt, so daß sie als Blattfeder um den Einspannpunkt
schwingt. io ist der Magnet des elektrischen Systems.
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yDie Entfernung der oberen Zungenfläche, d. h: der Zungenfläche, die
an dem Trichtermund
v arbeischwingt, muß bis zu dem Trichtermund
außerordentlich klein sein; da sonst zuviel Nebenluft durchgeht, wie überhaupt die
gesamten Abmessungen des Steuerorgans so gering wie möglich zu: halten sind. In
der Praxis wird dieser Abstand dadurch erzielt, daß die Zunge mit der Luftkammerwand
zusaminen abgeschliffen wird, wobei die Zunge selbst in Schwingungen versetzt wird.
Dadurch erhält die Zungenfläche auch die richtige Wölbung. Erst nach Schleifen von
Zunge und Luftkammerwand (Schnitt X-Y; Fig. 2) wird der vorgeschliffene Deckel mit
der Luftkammer zusammengeschraubt. Der Deckel enthält gleichzeitig den Trichtermund
5.
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Damit die Menge der Nebenluft in jeder Schwingungslage der Zunge dieselbe
bleibt und keinen Anlaß zu nichtlinearen Verzerrungen gibt, darf die obere Fläche
der Zunge; d. h. die vorbeischwingende Fläche, nicht zu klein bemessen werden. Zweckmäßig
wird die Dicke dieser Zunge mindestens doppelt so groß genommen wie der Trichtermund.
Die Zunge kann auch mit einem breiteren Kopf versehen sein. Die Breite der Zunge
muß den Trichtermund ebenfalls überlappen.
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Das ganze elektromagnetische System ist an einer oder mehreren Blattfedern
i i aufgehängt und mit Hilfe einer Einstellschraube 8 einstellbar gegenüber dem
Trichtermund.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird die Luft nicht mehr durch
eine Luftkammer geschickt, sondern durch einen Kanal 12 seitlich in den Trichter
5 eingeführt. Ein Teil der Luft gelangt somit in den Trichter, der andere Teil durch
den Nebenzweig und das Ventil 3 ins Freie. Dieses System hat insofern Vorzüge, als
es praktisch möglich ist, beliebig hohe Drücke zu verwenden. Bei den Ausführungen
Fig. i und 2 treten bei hohem Luftdruck derartig große Luftgeschwindigkeiten vor
allem in dem Trichterxnund 5 auf, daß an dieser Stelle die Luftgeschwindigkeit größer
sein kann als die Schallgeschwindigkeit. Bei der Ausführung nach Fig. 3 kann dies
jedoch nicht eintreten.
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Sehr wichtig für das Arbeiten von pneumatischen Lautwiedergabegeräten
ist das langsame; stetige Ansteigen des- Trichterquerschnittes von der Ventilöffnung
bis zum wirksamen Trichtermund. Unter keinen Umständen darf der Luftweg in der Nähe
der Ventilöffnung eine unmotivierte Verbreiterung erfahren, da sonst die Luft sich
sofort ausdehnt und die akustische Kompression sich auslöscht. Die Druckenergie
darf sich nur langsam und kontinuierlich in kinetische Energie umwandeln.
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Bei der Ausführung nach Fig. q. sind zwei Trichter vorgesehen, die
beide um i8o° phasenverschoben arbeiten. Die beiden Trichtermünder 13 und i ¢ werden
durch denselben Anker 3 ventilartig gesteuert und arbeiten differential. Die beiden
Trichter können nach einer bestimmten Entfernung vom Ventil wieder in einen gemeinsamen
Trichter münden, wenn dafür gesorgt wird, daß die Mündungen der Zuleitungsrohre
genügend auseinanderliegen.
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Für das gute Arbeiten der Steueranordnung ist eine möglichst geradlinige
Frequenzcharakteristik erforderlich, wobei gegebenenfalls eine Anpassung der Charakteristik
des Systems und des Trichters aneinander vorzunehmen ist. Bei kurzen Trichtern z.
B. ist der Eigenwiderstand für die tiefen Frequenzen klein, so daß man die tiefen
Frequenzen in diesem Fall etwas bevorzugen kann. Ist der Widerstand des Trichters
für den in Frage kommenden Frequenzbereich jedoch groß, ist es zweckmäßig, die Amplitude
konstant zu halten, da anscheinend nur dann eine gleichmäßige Schalleistung gewährleistet
wird.
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Die beschriebenen Anordnungen können sowohl elektrisch als auch rein
mechanisch z. B. durch Abtasten einer Schallplatte betätigt werden.
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Das System kann eine Dämpfung zur Glätturig von Resonanzspitzen besitzen.
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Um das Mindestmaß von Nebengeräusch durch Nebenluft -zu erreichen;
ist es zweckmäßig, das System immer möglichst voll auszusteuern und die Lautstärkeregulierung
durch Änderung des Druckes zu bewerkstelligen, weil die Nebenluft dann bloß einen
Bruchteil von der gesamten durchgelassenen Luftmenge darstellt.