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Halterung für Kolbenschwinger Für N-fessungen an elektroakustischen
Wandlern, insbesondere zur Untersuchung von in der Fernsprechtechnik verwendeten
Mikrophonen, wird eine Schallquelle benötigt, die ein Schallfeld erzeugt, das dem
sich vor dem -.Munde eines sprechenden Menschen ausbildenden Schallfeld in möglichst
guter .#\nnäherung entspricht. Die vor einem Munde abgestrahlten Schallwellen sind
bekanntlich Kugelschall,vellen. Eine derartige Schallquelle i,st demnach geei-liet.
Kohlemikrophone mit Schallwellen konstanten Druckes zu beaufschlagen, wodurch sowohl
die Messung des 1#requenzganges solcher Mikrophone im freien l@ugelschallfeld und
die Erfassung des Einflusses voll Resonanzräumen im Mikrophon selbst soNvie in dessen
Finspraclie auf den Frequenzgang ermöglicht Als konstruktive Lösung der obengenannten
Aufgabe ist eine Schallquelle in Gestalt eines Kolbenschwingers vorgeschlagen worden,
hei dem das Schwingsystem als kleine Kolbenmembran ausgebildet ist, die von einem
kräftigen elektrodynamischen Erregersystem angetrieben wird und einen Durchmesser
besitzt, der dem mittleren Durchmesser des sprechenden Mundes entspricht. Diese
Kolbenmembran, die als kleine, hinreichend steife Kalotte den Schwingzylinder an
seinem vorderen Ende abschließt, ist beispielsweise in eine Schallwand hinreichender
Größe reingesetzt, wobei zur Vermeidung von Störungen der von der Schallwand abgestrahlten
Halbkugelwellen der aku.sti@sche Widerstand des Luftspaltes zwischen Schwinger undSchallwanddurchAnwendung
möglichst kleinen
Luftspaltes und möglichst großer Längen des Spaltweges
besonders groß gemacht ist.
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Es hat sich gezeigt, daß es bei der Realisierung einer Schallquelle
obiger Art erhebliche Schwierigkeiten bereitet, einer solchen Schwingspule durch
das elektrodynamische Antriebssystem die erforderlichen rein axialen Bewegungen
zu erteilen. Vielmehr treten stets noch gewisse Kräfte auf, die den Schwinger zu
Kippbewegungen um einen Durchmesser veranlassen. Die Ursache für diese Kippmomente
um einen Durchmesser ist im wesentlichen darin zu suchen, daß weder das magnetische
Feld auf dein Umfange des Ringspaltes völlig konstant ist, noch die Maße des Kolbens
völlig symmetrisch zu seiner Achse sind.
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Diese Bewegungen machen es unmöglich, den Schwinger mit so kleinem
Luftspalt in einem Zylinder schwingen zu lassen, daß der geforderte 'hohe akustische
Widerstand erreicht wird. Dieser kleine Luftspalt ist insbesondere für die tiefen
Frequenzen wichtig, da bei weiterem Luftspalt dessen akustischer Widerstand so klein
ist, daß sich der Schalldruck vor dem Kolben mit dem dazu gegenphasigen auf seiner
Rückseite auszugleichen vermag. Hierdurch entstehen auch Verzerrungen des gewünschten
Kugelschallfeldes. Außerdem regen diese Bewegungen die Zentrierorgane zu Schwingungen
an, die sich als sehr störende Nebentöne auswirken.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bei Kolbenschwingern
der obengenannten Art auftretenden Schwierigkeiten zu beseitigen. Erfindungsgemäß
wird dies dadurch erreicht, daß die Halterung und Zentrierung des Kolbenschwingers
im Luftspalt mittels zweier, axial versetzter Zentriervorrichtungen erfolgt. Hierdurch
wird das Auftreten der störenden Kippbewegungen des Schwingsystems um einen Durchmesser
praktisch vermieden.
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Als Zentriervorrichtungen werden zweckmäßig sog. Zentrierspinnen an
sich bekannter Art verwendet. Die beigefügte Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel
für,die Erfindung. In diesem ist mit i und 2 das Magnetsystem bezeichnet, das sowohl
ein permanentmagnetisches als auch ein elektrodynamisches System sein kann. In den
durch den zentrischen Kern i und den topfförmigen Mantel 2, dessen Enden den Kernmagneten
ringförmig umgeben, gebildeten ringförmigen Luftspalt taucht das freie Ende des
zylindrischen Schwingkolbens 5 ein, dessen anderes Ende durch eine als Membran dienende
Kalotte 8 abgeschlossen ist. Auf dem freien Ende des Kolbens ist die Schwingspule9
aufgebracht. Vor dem Magnetsystem ist eine Schallwand 6 hinreichender Größe und
Stärke angeordnet, durch deren Bohrung der Kolben mit seinem vorderen, durch die
Kalotte abgeschlossenen Ende hindurchtritt und zwar derart, dall der zvlindrische
Teil des Kolbens etwa mit der Vorderseite der Schallwand abschließt. Die Bohrung
in der Schallwand isst so bemessen, daß zwischen Schallwand und Kolben ein enger
und langer Luftspalt gebildet wird, der den geforderten hohen akustischen \Viderstand
darstellt. Um den Kolben in die richtige konzentrische Lage zu bringen und ihn in
dieser zu halten, ist folgende, die Erfindung bildende Halterung vorgesehen: Auf
dem Magnetkern i ist ein Bolzen ,I befestigt, der mit seinem vorderen Eiide bis
nahe an die Kalotte 8 reicht. An diesem Ende ist die vordere Zentrierspinne 7 als
Innensl»iine befestigt, deren Arme in an sich bekannter Weise mit der Innenwand
des Schwingkolbens 5 verbunden sind. Die zweite Zentrierspinne 3 ist als Aullenspinne
ausgebildet und auf dem Schwingkolben in der Nähe der Schwingspule aufgebracht.
Diese Spinne ist mit ihren Armen zweckmäßig am Magnetsystem befestigt.
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Es können selbstverständlich auch andere Zentriereinrichtungen, w-ie
z. 13. gespannte Saiten, verwendet werden. Da die 1?igenfredttenz des schwingenden
Systems möglichst tief liegen soll, läßt es sich nicht vermeiden, da13, insbesondere
bei Verwendung der bekannten Zentrierspinnen, die radiale Steifigkeit nicht sehr
groß ist. Es ist daher zweckmäßig, den axialen Abstand der Beiden Spinnen möglichst
groß zu wählen, damit die radiale Beanspruchung genügend klein ist.