CH721492A2 - Mechanischer Tonsignal-Transformator / Verstärker (MTT) - Google Patents

Abstract

Das erfindungsgemässe Gerät ist für den Einsatz als Schallwandler im Bereich der Lautsprecher- und Beschallungstechnik vorgesehen, kann aber auch in anderen Bereichen, wie zum Beispiel in der Robotik eingesetzt werden. Es wandelt ein elektrisches Tonsignal in eine nicht-elastische, mechanisch abtastbare Tonspur um, welche direkt oder indirekt mit einer Lautsprechermembran, oder einer anderen Vorrichtung verbunden ist. Die abgetastete Bewegung ist nicht-elastisch und somit gegen äussere Einflüsse wie zum Beispiel den Luftwiderstand resistent. Das Gerät ist motorbetrieben und kann in ein Lautsprechergehäuse eingebaut oder freistehend betrieben werden.

Description

[0001] Das Gerät ist hauptsächlich für den Einsatz als Schallwandler im Bereich der Lautsprecher- und Beschallungstechnik vorgesehen. Es kann aber auch in der Robotik, oder in bahngesteuerten Abläufen eingesetzt werden.

[0002] Die Membranen von Tauchspulen-Lautsprechern für den Audiobereich sind elastisch aufgehängt und werden durch die Wechselspannung des vom Audioverstärker angelieferten Tonsignals in Schwingung versetzt. Da diese Membranen eine Masse haben und direkt an das angrenzende Luftvolumen gekoppelt sind, entstehen bei der Schallreproduktion Verzögerungen (Masseträgheit) und Überbetonungen (Resonanzen). Die daraus folgenden Wellenform- und Frequenzgangverzerrungen des abgestrahlten Luftschalls sind hörbar und sie werden beim direkten Vergleich mit dem Eingangssignal ersichtlich.

[0003] Wird das Tonsignal des Audioverstärkers an den mechanischen Tonsignal-Transformator angeschlossen, wandelt dieser das angelieferte Tonsignal mittels eines beweglichen Kunststoffringes, gering zeitverzögert, in eine feste, nicht-elastische Tonspur um. Diese Tonspur wird anschliessend mechanisch abgetastet, und die Bewegungen durch die verbundene Membran in Luftschall umgewandelt.

[0004] Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die Wellenform des von der Membran abgestrahlten Luftschalls, kohärent zur Wellenform des Eingangssignals zu halten.

[0005] Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1-4 gelöst.

[0006] Einerseits ermöglicht es die vorliegende Erfindung, die Wellenform des von der Membran erzeugten Luftschalls kohärent zur Wellenform des Eingangssignals zu halten und andererseits, die Grösse des Lautsprechergehäuses freier zu wählen. Die Membranbewegung des MTT wird grundsätzlich nicht durch das Luftvolumen im Gehäuseinnern beeinflusst, insofern dieses eine bestimmte Mindestgrösse aufweist. Konstruktionsbedingt kann auch der Verstärkungsfaktor (Verhältnis von Eingangspegel zu Luftschallpegel) am MTT eingestellt werden. Der Verstärkungsfaktor ist unter anderem abhängig von der Motordrehzahl, des Träger-Spindel-Durchmessers, des Übertragungs-Hebel-Verhältnisses und der Membranfläche.

[0007] Die Maximale Verstärkung wird begrenzt durch die maximale Haftreibung des angepressten Kunststoff-Rings während der Abtastung. Der Kunststoffring besteht aus einem zäh-elastischen Material.

[0008] Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, welches in den Zeichnungen dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1: Draufsicht des gesamten Mechanismus Fig. 2: Vorderansicht des Mechanismus Fig. 3: Rückansicht Übertragungs-Hebel, ohne Anpress-Rollen Fig. 4: Seitenansicht der Träger-Spindel mit Kunststoff-Ring, Anpress-Ring und Anpress-Rollen

[0009] Die Steuerschlitten-Antriebe (2) werden mittels Signal-Anschlussklemmen (1) mit dem Lautsprecherausgang eines Audioverstärkers verbunden. Einer der beiden Steuerschlitten-Antriebe (2) ist gegenphasig angeschlossen. Trifft nun das verstärkte Audio-Signal auf die Steuerschlitten-Antriebe (2), bewegt sich der Steuer-Schlitten (3) dem Signal folgend hin- und her. Die Antriebe (2) können als Permanentmagnete mit Schwingspule, oder als Magnetspulen mit Polkern aufgebaut sein.

[0010] Durch die Bewegung des Steuer-Schlitten (3) wird der Kunststoff-Ring (6) auf der Träger-Spindel (7) hin- und her bewegt. Der Innendurchmesser des Kunststoff-Rings (6) ist leicht grösser, als der Aussendurchmesser der Träger-Spindel (7), womit er sich im Bereich der Steuer-Rollen (4) frei bewegen lässt. Durch den permanenten Anpressdruck der Anpress-Rollen (8), drehen sich, bei eingeschaltetem Motor (19), die Träger-Spindel (7), der Kunststoff-Ring (6) und der Anpress-Ring (5) jeweils gleich schnell. Der durch den Steuer-Schlitten (3) positionierte fiktive Punkt des Kunststoff-Rings (6) befindet sich somit wenig später im Bereich der Anpress-Rollen (8) wo er abgetastet wird. Dreht der abgetastete Punkt weiter, wird er durch die Nullstellungs-Rollen (11) in Ausgangsposition gebracht. Der Anpress-Ring (5) besitzt eine Aussennut und wird durch die Anpress-Rollen (8) und die Führungsrolle (9) geführt. Die Distanz zwischen den Steuer-Rollen (4) und den Abtast-Rollen (10) sollte relativ klein sein, um eine maximale obere Grenzfrequenz der Tonübertragung zu erreichen.

[0011] Die Konstruktion des Steuer-Schlittens (3) ist so gewählt, dass dieser leicht und stabil ist. Er muss durch Dämpfung in seiner Bewegung gehemmt werden, damit die Rückstellkraft für das Positionieren des Kunststoff-Rings (6) möglichst kompensiert wird und die Aufzeichnung aller Frequenzen möglichst gleich ausgeprägt ist.

[0012] Der Übertragungs-Hebel (12) besitzt für die obere Anpress-Rolle (8) eine Aussparung (13). Die Distanz zwischen Hebel-Drehpunkt (15) und Hebel-Kraftpunkt (16) kann einstellbar sein. Das Zwischenstück (17) soll leicht und stabil sein und überträgt die Bewegungen vom Hebel-Kraftpunkt (16) auf die Membran (18).

Claims (4)

1. Gerät zur Wandlung eines elektrischen Tonsignals in eine nicht-elastische, mechanisch abtastbare Tonspur, zur direkten Weiterleitung an eine Lautsprechermembran, oder eine Vorrichtung für andere Nutzen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät motorbetrieben ist und als Einheit in ein Lautsprechergehäuse eingebaut werden kann.

2. Gerät gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsmedium ein flexibler, radial drehender Ring ist, welcher zwischen einer inneren Spindel und einem äusseren Ring liegt.

3. Gerät gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der radial drehende Ring durch eine elektromechanische Vorrichtung (Steuer-Schlitten) positioniert wird.

4. Gerät gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastung der Tonspur sowohl direkt axial, als auch über einen Hebel erfolgen kann.