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Membran für Tonwiedergabe mit mechanischer Dämpfung.
Die Beseitigung bzw. Schwächung der Eigenschwingungen einer Membran ist auf mannigfache Weise versucht worden, aber in eigentlich befriedigender Weise nicht gelungen. Denn die meisten Anordnungen dämpften gleichzeitig auch stark die erzwungenen Schwingungen oder es wurden nur vereinzelt bestimmte Frequenzen ausgeschaltet, so dass die den Klangcharakter störenden Einflüsse im wesentlichen bestehen blieben bzw. andere, neue dazu kamen.
Im folgenden wird eine Dämpfungsanordnung angegeben, welche geeignet ist, gerade die die besondere Klangfarbe bestimmenden eigenen Obertöne der Membran abzuschwächen und diese ausserdem zu befähigen, leichter auf höhere, erzwungene Schwingungen anzusprechen, so dass ein in hohem Masse natürlicher Klangcharakter erzielt werden kann. Die Anordnung gibt besonders gute Wirkungen an äusserst starren Membranen aus einem Material höchster Elastizität, bei dem die Eigenschwingungen besonders leicht ansprechen. Sie verwendet eine Reihe besonderer einzelner Dämpfer aus äusserst feinen Drahtgebilden oder drahtähnlichen Gebilden, welche in besonderer Weise an der Membran verteilt und angebracht sind. Als Material kommen dafür hochelastisch Stoffe, welche sich bei Dauerschwingungen nicht verändern, in Frage, wie z.
B. hart gezogener Wolframdraht oder Stahldraht. Ihre Anordnung erfolgt so, dass sie nur an den Schwingungsbäuchen der Eigenoberschwingung der Membran diese und auch dort nur in ganz kleinen Bereichen möglichst punktförmig berühren bzw. dort befestigt sind. Ihre elastische Gegenkraft wird so abgeglichen, dass sie gerade ausreicht, um den durch die Resonanz beim Aufschaukeln auftretenden Amplitudenzuwachs bei mittlerer Erregung aufzunehmen. Sie ist je nach Art der abzubremsenden Schwingung abgestuft. Diese verschiedene Gegenkraft wird durch geeignete Auswahl des Materials, der Drahtstärke, der Anzahl, der Krümmung und des Durchmessers geregelt.
Dabei darf über eine gewisse Grenze nicht hinausgegangen werden. Nur bei äusserst feinen Drähten ist es dabei möglich, Nebengeräusche zu vermeiden, anderseits besteht die Möglichkeit, eine zusätzliche Dämpfung zu erzeugen, indem einzelne der Drahtgebilde in Reibungsberührung miteinander angeordnet werden. Die Verwendung hochelastischer Materialien ist notwendig, da Stoffe mit auch nur geringen plastischen Eigenschaften bei den Dauerschwingungen sich fortlaufend verändern, wodurch Geräusche u. dgl. entstehen können.
Derartige Anordnungen dämpfen nicht nur die Eigenschwingungen ab, sondern erleichtern auch das reinere Auftreten erzwungener Schwingungen besonders höherer Frequenz, da es sich gewissermassen um eine unterteilte Membran handelt, so dass das gesamte Klangbild nicht nur wegen des Fortfalles des Nachhalles ein sauberes wird.
Wenn man dabei ausserdem eine geringe Anzahl der Dämpfer für niedrigste Obertöne etwas verstärkt, so gelingt es auch, den Grundton erheblich zu beschränken.
Bei den Obertönen treten mit wachsender Frequenz eine immer grössere Zahl von Schwingungbäuchen auf, welche nicht alle mit Dämpfern versehen zu werden brauchen. Es ist dies im Gegenteil zu vermeiden, damit die erzwungenen Schwingungen nicht gestört werden. Immer ist es zweckmässig, die Dämpfungspunkte symmetrisch in beschränkten Zonen und in genügendem Abstand voneinander anzuordnen. In jedem Falle erreicht man besonders gute Wirkungen, wenn man die Stellen des stärksten Antriebes völlig freilässt, insbesondere sich bei mässig ausgedehnten Membranen nur auf eine oder zwei Zonen beschränkt.
Eine bequeme, praktische Ausführung geschieht derart, dass aus sehr feinen, hochelastischen Drähten, z. B. Wolframdrähten von wenig mehr als O'Ol ? mm Dieke, sehr dünne Spiralen oder ähnliche
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Gebilde erzeugt werden mit einem Durchmesser von der Grössenordnung 1 mm. Diese Gebilde werden an den im vorstehenden bezeichneten Stellen an der Membran und möglichst starren Trägern angebracht oder befestigt. Diese Träger befinden sich in einem geeigneten Abstand von der Membran. Dieser Abstand
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Die Dämpfung befindet sich dann zwischen Träger und Membran, zweckmässig auf beiden Seiten derselben.
Der Träger kann beispielsweise von einer unmittelbar hinter der Membran liegenden starren Platte gebildet sein. Die drahtähnlichen Gebilde sind mit der Membran in Punktberührung. Diese Art der Dämpfung bewährt sich besonders vorteilhaft bei Anordnungen mit Drucktransformation, d. h. bei solchen Membranen, vor denen eine mit zentraler Schallaustrittsöffnung versehene Platte liegt, in deren Loch eine Druckverstärkung der von der Membran erzeugten Luftschwingungen entsteht, und bei solchen Membranen, bei denen eine starre mechanische Kupplung der Membran mit dem Antriebssystem nicht vorliegt. In diesem Falle bringt man die Dämpfer zweckmässig in den Transformationsraum, d. h. den Raum, der gebildet wird zwischen der Membran und der vor ihr liegenden, mit Schallöffnung versehenen Platte.
Derartige Vorrichtungen gestatten auch die Benutzung völlig frei schwebender Membranen, da die Dämpfer gleichzeitig als Träger der Membran verwendet werden können.
Dämpfer der beschriebenen Art können auch an solchen einzelnen Stellen angebracht sein, welche eine Abschwächung gewisser erzwungener Schwingungen gestatten. Dadurch gewinnt man die Möglichkeit, gewisse Klangverzerrungen, beispielsweise Trichterverzerrungen, auszugleichen.
Im übrigen empfiehlt es sich, die Zonen der stärksten Antriebserregung möglichst frei von den Dämpfern zu halten. Daher wird insbesondere das Mittelfeld nicht mit Dämpfern besetzt.
Die im vorstehenden ausgeführten Grundsätze sind in der Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch einen Fernsprechempfänger, Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2
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Der Fernsprechempfänger nach Fig. 1 und 2 besteht, wie üblich, aus einem Gehäuse a mit Membran b.
An der den Empfänger abdeckenden'Scheibe c sitzt ein Schallrohr 11,. Durch Löcher e im Boden des Gehäuses a werden die Kerne f eines Elektromagneten g eingeführt. An der Membran b liegen Dämpfer aus äusserst feinen, dünnen Drähten h, deren Dicke beispielsweise 0-018 mm beträgt. Die Drähte werden etwa aus WolfraJ1lStahI oder anderem Werkstoff hoher Elastizität hergestellt. Sie liegen am Boden des Gehäuses a und an der Scheibe a an, deren Abstand von der Membran etwa 1-2 mm beträgt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Drähte schraubenförmig gebogen. Sie können lose an der Membran liegen, können aber auch etwa mittels Lack oder Gummi an der Membran befestigt m erden.
Die Dämpfer sind über die Schwingungsbäuche der Membran verteilt. Sie liegen daher bei einer kreisförmigen Membran auf einem oder, bei grösseren Membranen, mehreren konzentrischen Kreisen. Diese Kreise liegen so, dass sie den Radius der Membran ungefähr nach dem Goldenen Schnitt teilen. Demgemäss bildet die-Strecke ! Kin Fig. 2 die Seite des regulären Zehneckes, das in den Kreisumfang der Membran einbesohrieben wird. Bei grösseren Membranen entsteht ein weiterer Schwingungsbauch, dessen Kreis
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die dämpfende Wirkung durch Reibung zu erhöhen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Membran für Tonwiedergabe mit mechanischer Dämpfung, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer oder beiden Seiten der Membran feine, federnde Gebilde aus hartem, hochelastischem Material in einer Stärke von Hundertsteln von Millimetern zwischen der Membran und starren in geringer Entfernung eines Bruchteiles eines Zentimeters davon befindlichen Widerlagern in wenigen eng begrenzten Zonen angebracht sind.