Lautsprecher. Dur 1Hauptmangel der bisher gebräuchli- chen Lautsprecher besteht bekanntlich darin, dass sie die harmonischen Obcrschwin#unben nicht gut wiedergeben können.
Zwar bringen die besseren Lautsprecher die Grundtöne der Hörskala ziemlich bleichmässig zu Gehör, aber die harmonischen Obertöne, besonders die von höheren FrI-quenzen, werden dabei stark be nachteiligt oder überhaupt nicht @viederbe- gebcn. Die Folge dieser mangelhaften Wie- dergabe der Obertöne ist die allen Laut sprechern eigentümliche stumpfe und farb lose Musik,
welche die Feinheiten lind charakteristischen Iilaiiäfärbunben der Ori- bin;ildarbicfunben vermi.:sen lässt.
Da alle bisherigen Vorschläge. durch Xn- derung der Membranforni bezw. des lleni- branstoffcs die 'Wiedergabe zu verbessern;
keine befriedigende Lösung gebracht haben, so scheint es, dass das Problem der ganz blcichmüssiäeii Wiedergabe der ganzen Hör skala einschliesslich aller harmonischen Ober- schwinbunben durch Verwendung der Mem- bran allein nicht gelöst werden könne.
Bei der vorlienenclen La iitsprecherkon- struktion ist cIalier eine C@rossfiücücnmembr@;i mit einer =1iiz;ilil von Saiten so kombiniert worden, dass das Antriebsystein neben der Membran auch mit (1e11 Saiten gekoppelt ist.
Die durch das Antricbs5-stern in Schwingung versetzten Saiten erzeugen hierbei die bar- CD Obertöne,
welche mit den haupt- sächlich von der Membran herrührenden Grundtönen zusammen die charakteristischen rlanbfarben der @ribinaldarbietunbcn zrt- stande bringen.
Die @'urwendunb von Saiten für Laut- sprecherzwecke ist an und für sich zwar be kannt, aber nur die Verwendunn von Saiten allein,
und nicht in der Kombination mit einer Grossflächenineinbran. Die nur mit Sai ten ausgerüsteten Lautsprecher können aber naturgemäss nur für @Vieclerbabe von Saiten- instrunienteri in Betracht komineii. Da ferner -die bekannten @a@ten@autsprechcr-Iionstruk- tionen eine unzweel:
mässibe Übertrabungs- inethode der Schwingungen auf die Saiten aufweisen, so konnte bisher die Verwendung von Saiten für Lautsprecherzwecke keinen Einbang in die Praxis finden. , So sind Vorschläge bekannt geworden, die bew;
ilililiclieli Salteninstriimente, wie Geige, Cello und dergleichen zur elektrischen Wiedergabe zii benutzen, indem man ein elektroniaguetischea Anti'iel)
sy stelle mit der obern Decke oder dem Steg des Instrilnierites koppelt. Diese Methode könnte natürlich 1(#diglicli für die elektrische 'Wiedergabe des betreffenden Instrninentes in Frage kom- nien. Aber wie Versuche zeigen, ist sie auch für diesen Zweck wenig geeignet.
Denn in- folbe der mangelhaften Scliwingiin,süber- trabuiig auf die Saiten kommen die letzteren kaiini zu einem nennenswerten Sehwin,en, so dass es praktisch keinen Unterschied macht, o1)
nian für den Zweck ein mit Saiten besponnenes oder iinbesponnenes Instrument verwendet. Anderseits sind auch Vorschläge geinaeht -orden, die über lIabnetpole gespannten Stalils@iiteli direkt elektroma-netisch in ,Schwingungen 711 versetzen.
Da auch bei die-en Mutboden ] < eine Möglichkeit vorbe- .cLen ist, die S@iitcil mit einer Membran zii kombinieren, so könnten sie nur zur \Vieder- -abe von Saiteninstrumenten in Betracht kommen. Die tberlegung zeigt aber,
dass diese Art der Übertrabunb eler @ch -irigunbs- eiicrgie auf die Saiten an und für sich nicht zwecl:müssit; ist.
Die elektromagnetischen .lntrichsysteine ergeben bekanntlieb mir (l;inn einen braiieliharen Wirkungsgrad, wenn dür Ankerabstand von den llabnetpolen ganz klein ist.
Da hei den erwähnten Methoden die Saiten die Stelle eines Ankers einnehmen, ^o können die dabei erzielbaren Schwin- gnngsamplitnden nur minimal sein (in der Grö sscnorclnnnn von einigen <B>0,1</B> Millinietern)
. Da ferner die Mö-liclikeit des Anklebens der Saiten a11 dc'n lll101'lietpolen bestellt, so 1ö n- licn, 11n1 (lies zii vermeiden,
die Saiten ver- hü@tn@sni < iss@ä- mir lmrz sein uiid miisseii stark an-espannt sein. Deshalb können die \@ilt(ii wir die hiiheren Töne erzeugen, und die Lautstärke kann infolge der beringen Länge der Saiten und der schwachen Schwin- biingsamplitiiden mir klein sein.
Diese den bekannten Konstruktionen an haftenden Nachteile, sind bei der vorliegen <B>,</B> den Erfindung völli- vermieden @vordari.
einerseits durch hombinierung der Sait@:i mit. einer Membran, anderseits durch eine viel zweclanässibere Schwinbiinbsübertra- gung a111 die Saiten, wie dies aus der folgen den Besehreibung näher zu ersehen ist.
Die Erfinchinb ist in Ausführuli,sbei- spielen durch die Fig. 1 bis 6 veranschau licht. Und zwar stellen die Fib. 1 und 2 im Aufriss und Längsschnitt das Prinzip schematisch dar;
Fig. 3 und 5 stellen im Aufriss zwei prak tische Ausfüliriingsbeispiele des Laiitapre- chers dar, wobei die Fib. 4 der ihnen beiden ,eineinsame Längsschnitt ist; die Fig. 6 zeigt eine Änderung der Span nungsmetlioclc von Saiten in perspektivischer Darstellung.
In allen Fiäuren sind die entsprechenden Teile mit gleichen 13n(2listaben gekennzeich- net.
"lie atis den Fig. l uncl ? ersiehtli,A, ist eine grössere Anzahl von verschieden starken Saiten a so gespannt, (lass sie alle mit je einem I@lidc am Resoriarizlaisten b und mit dem andern 1in einem freischwebenden Ver- 1>indung#g@ied c befestigt sind.
Dieses Ver- l;indungsglied c ist mit (lein beweglichen Teil des Antriebs5-stems s, welches entweder elektromagnetischer oder elektrodynariliseher Art. sein l_linn, gekoppelt. Wird der Laut- sprecher von einem modulierten Strom darcll- flossen,
so geriet jeweils lllir diejenige Saite bezw. Saiten in Resonanzseliwiriäiinb, deren @i@l'nlid#ehwlrigiliig oder eine der Ober.(hwin.- giingen der jeweiligen Seli-,viiibiin"sfrediieli des Antriebsystemes entsprielit. Ändert sieh die Frequenz,
so wird dadurch die in Schwin- ino, versetzte<B>, 1</B> W<B>01</B> Saite sofort -,vieder selbsu tätig- becliiinpft. Ein sellädliches \ach- schwiligen der einmal erregten Saiten '',anii daher nicht stattfinden. Diese Schwingungsübertragungsmethode hat gegenüber bekannten Methoden also den vorteilhaften Unterschied,
dass bei ihr die Schwingungsenergie den Saiten an ihren an die zentrale Scheibe befestigten Enden zuge- fiihrt wird.
Hierdurch wird erzielt, dass trotz der schwachen Schwingungsamplitude dieser mit dein Verbindungsglied c gekoppelten Enden die Saiten infolge des Fehlens irgend welcher Amplitudenbegrenzung durch Reso nanz sich kräftig aussch-,vingen können. (So können die längeren Saiten sogar bei V er- wendung eines elektromagnetischen Antrieb- systemes bei lauten Stellen eine Amplitude von 2 bis 3 mm und darüber erreichen.)
Ferner hat. die vorliegende Methode den grossen Vorteil, dass hier im Gegensatz zai bekannten Konstruktionen eine Möglichkeit des Anklebens der Saiten an Magnetpolen überhaupt nicht besteht.
Infolgedessen kön nen die Saiten von beliebiger Länge unct be liebiger Spannung sein. Durch diese Mög- lichkeit, den Saiten grössere Lungen zu ;eben, Und durch die erzielbaren grossen Schwin- gungsamplitudden lassen sich auch bei Ver- wendung von kleinen Antriebsystemen ganz beträchtliche Lautstärken erzielen.
Um eine Dämpfen; durch Rassenträg heit zu vermeiden, ist es nötig, das Z'erbüi- dungsglied c miigliclist klein und leicht her zustellen. Deutlichkeitshalber ist dieses aber in allen Figuren mehr oder weniger über trieben gross gezeichnet.
Ein in dieser _NVeise hergestellter Laut sprecher mit einer genügend grossen Anzahl von Saiten kann auch ohne jede Membran zur llaisikwiedergabe heilutzt werden. Da er aber in dieser Ansführmigsform naturgemiiss lecliälicli für die Wiedergabe von Saiter:
- instrume.ntcri sich eignet, so kann er nur für spezielle 7R-ecke Verwendung finden. ssci Lautsprechern für den allgenieinf,n (;:
,- brauch ist es nötig, die Saiten reit eiu11r leichten @rrossfl@ichenmembran, d1,- voll irgend eitler 0'l'eignetE'ii Forin sein kann, zu kombinieren. Tii der Fis.
2 ist eine -Hein- bran d in Konnsforni liunktiert ano.,edentel, welche ebenso wie das 7.entralverbindungs- glied c mit dem Antriebsy stein gekoppelt ist. Diese Ausführungsform kann alle möglichen Musikdarbietungen sehr naturgetreu wieder geben.
Da die Membran und das Saiten system vollkommen unabhängig voneinander schwingen können, so stören sie sich gegen <B>s</B> ei 'tieD nicht, sondern ero ",änzen sich sehr vor- teilhaft. Da bei dieser Anordnung die Sai ten hauptsächlich nur zur Erzeugung von Obertönen dienen, so braucht ihre Anzahl nicht allzugross zu sein.
Denn beim Schwingen jeder Saite treten bekanntlich eine. sehr grosse Anzahl von harmonischen Obertönen auf. Daher geniigt eine verhältnismässig beringe Anzahl von Saiten (zirka 10 bis 20), um den durch die Membran erzeugten Grundtönen durch Überlagerung von Obertönen die nötige Färbung zu geben.
Nur bei lauten \Wiedergaben der Sprache wirken die Saitenschwingungen etwas stö rend. Daher ist es zweckmässig. irgend eine geeignete Vorrichtung vorzusehen, nin die'. Saiten nach 'nnscli (1,-impfen oder freilegen zu können.
Die aus den schernatischeii Fi-. 1 und 2, welche nur "ui, Erläuterung des Prinzips dienen, ersichtliche Anordnurl-" der rlli7.el- teilc ist für eine praktische Aiasfiilir@nug des Lautsprechers nicht ganz zwecl;nüissig. <B>Be-</B> kanntlich ist slic:
@Vicdcrgabc einer Gross- flä chenmembran nur dann iniverzerrt, wenn keine Luftschwiiigrrngen sich kurzschliessen können. Diaher ist die Anbrino-ung der @feni- bran vor deni Resonanzlasten, wie dies in der Fig. ? der Fall ist, nicht zweel;mässi#o,.
Ein Beispiel der praktischen Ausfüh- rungsform ist aus den Fig. 3 und -1 ersi@@ht- lich. Hier ist der Resoüanzhasten h so aus gebildet, dass er die Membran d ähnlich einer Schall-.@bschirniplatte allseitig nmgibl,
so dass die ScliR-ingnnäen sowohl der Membran wie auch des Resonanzkastens, ohne sich gegenseitig ztr stören, direkt nach beiden Seiten ausstrahlen können.
Eine solche Gestaltung des Rc.sonanz- bodens hat aber ausserdem noch (Ion Vorteil, dass sie zii einer möglieh.st nleieliniässi;en Wiedergabe der ganzen Hörskala durch den Lautsprecher wesentlich beiträgt, und zwar aus dem im Folgenden dargelegten Grunde. Nenn eine Grossflächenmenibran die tieferen Töne wiedergibt, so haben die diesen Ton lagen entsprechenden langsamen Luftschwin gungen beiderseits der Membran die Nei gung, sich um den Rand der Membran aus zugleichen.
Um dies zti verhindern, bringt man bekanntlich um den Rand der Membran eine Schall-Abschirmplatte an. Da bei der vorliegenden Lautsprecherkonstruktion statt einer starren Abschirmplatte ein Resonanz boden auftritt, so ist seine -Wirkung gewis sermassen eine doppelte.
Er verhindert nicht nur das direkte Ausgleichen der den tieferen Tonlagen entsprechenden Luftschwingungen, sondern er verstärkt sie gleichzeitig durch Resonanz. Die den höheren Tonlagen ent sprechenden Luftschwingungen dagegen, die bekanntlich hauptsächlich geradeaus in der Richtung der lfeinbranachse sich fortpflan zen, werden je nach der Frequenz entweder nur wenig oder gar nicht von der verstärken den \Wirkung des Resonanzbodens betroffen.
Durch diese Resonanzverstärkung hauptsäch lich mir der tieferen, von der Membran be- nachtcili;rten Tonlagen wird eine recht ;rlcichntüssi@.#.e Wiedergabe der ganzen Hör skala erreicht. - Ungefidir dieselbe Wirknn@,- wird erzielt, wenn man statt eines ;
grossen, die Membran allseitig am gebenden Resonanzbodens zwei kleinere, ober- und unterhalb der Nembran angeordnete Resonaazl;ästen b verwendet, wie dies in der durch die Fig. 5 veranschau- lichten :
Ausführungsform der Fall ist, wobei die Fig. -1 aueh in diesem Falle den Längs schnitt clarstellt. Diese .-Ausführungsform hat den Vorteil, dass einerseits an teurem Reso nanzholz gespart wird, anderseits lässt sich nuf diese kreise der Lautsprecher in wesent lich. kleinerer Abmessung herstellen. Zweck- m;
issig(,rweise wird dann der Lautsprecher, wie in der Fig. 5 dargestellt, mit zwei Deckeln e versehen, welche in aufgeklapptem Zustande als seitliche Schallabschirmplatten und in zugeklapptem Zustande als Schutz- deckel wirken.
Durch Anbringung von Filzstreifen f kann man es auch so einrichten, da.ss die Deckel in geschlossenem Zustande als Dämp fer der Saiten wirken, so dass bei den \Wie- dergaben der Sprache lediglich die Meinbran- scliwiiigungen sich durch das Gitterwerk g der Deckel ausbreiten.
I)a bei der vorliegenden Lautsprecher konstruktion (las Antriebsystem bleichzeitig mit der lfembran und den Saiten gekoppelt ist, so übt das ganze Saitensystem bei den Hin- und llerbewegungen der Membran eine federnde @\% irkung aus.
Diese elastische Kraft des Saitensystems ist nicht am nicht schädlich, sondern kann, wenn sie in ihrer Stärke dem benutzten Antriebsystem und der Membran angepasst ist, die Frequenzl;urve des Lautsprechers sehr günstig beeinflussen.
Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Spannungsmethode der Saiten hat nun inso fern einen gewissen Nachteil, als hierbei alle Saiten in einer Ebene liegen und daher die federnde Kraft des ganzen Saitensystem verhältnismässig schwach ist;
so dass sie unter Umständen nicht ausreichend ist, um mit der benutzten Membran die erwähnte günstige -Wirkung abzugeben. Sie kann allerdings verst:
irkt werden, wenn man die Saiten kurz nincht. mlfl sie stark anspannt, aber das hat wiederum clon Nachfeil, class dann die indivi- duellen Schwingungen der einzelnen Saiten uni, sehwach werden,
so dass sie keine grossen Lautstärken abgehen Khanen.
In der perspektivischen Fig. G ist sche matisch eine .Abänderung der oben be:e@rie- benen Spannungsmctliode von Saiten dar gestellt, -elche gestattet, die fcderncle -Vir- l;
ung des ganzen Saitensystenies wesentlich zu verstärken, ohne dabei die Einzelsaiten zu stark spannen zli müssen. 'Wie ersichtlich.
sind hierbei einige der Saiten mit einem Vcr- 1)indungsgliec1 c1, die übrigen mit einem älin- liehen Verbindungsglied e' verbunden. Die beiden Verbindungsglieder sind clitrcll ein Zwischenstück h auseinander;
-ehalten. Es ist ohne weiteres klar, dass bei bleicher Span nung der Einzelsaiten die federnde Eraft des ; < amen Saitensystemes umso grösser sein wird, je weiter die beiden Verbindungsglieder auseinandergehalten werden.
Auf diese \'eise hat inan es also in der Hand, durch passende Walil der Länge des Zwischen stückes, sowie der Spannung der Einzelsaiten die elastische Kraft des ganzen Saiten- sy stemes der benutzten -Membran anzupassen.
Für die Wirkungsweise des Lautsprechers ist es bleicligültib, ob die beiden Verbindungs- glieder cl, c2 und das Zwischenstück 1t ge trennt herbestellt oder alle drei Glieder als ein zusammenhängendes Stück ausbcfiihrt sind.