DE370132C

DE370132C - Sound transmitter or receiver

Info

Publication number: DE370132C
Application number: DES47392D
Authority: DE
Original assignee: Signal GmbH
Current assignee: Signal GmbH
Priority date: 1917-03-11
Filing date: 1917-11-15
Publication date: 1923-02-28
Also published as: FR532120A; DE355715C; DE347508C; DE355714C; DE355716C; DE348984C

Description

Schallsender oder -empfänger. Das Patent '3475o8 betrifft einen Schallapparat, bei welchem zwischen zwei Schwingungsgebilden, von denen das eine als Strahlungsorgan an das schallübertragende Medium grenzt, ein mit kompressiblen Medien (Gasen) gefüllter, sehr klein gehaltener Raum vorgesehen ist, dessen Füllung eine rein elastische Kopplung zwischen den beiden Schwingungsgebilden darstellt. Diese Einrichtung ist vorzugsweise so getroffen, daß zur Erzielung einer großen Strahlungsdämpfung das den Kopplungsraum gegen das schallübertragende Außenmedium abschließende Strahlungsorgan eine sehr erhebliche Ausdehnung besitzt und daß das zweite Schwingungsgebilde, auf welches der Schall durch das eingeschlossene kompressible Medium übertragen werden soll und das in wirksamer Verbindung mit dem eigentlichen Erreger oder Detektor steht, zum Zweck der Erzielung großer Bewegungsamplituden an diesem Gebilde eine gegenüber dem Strahlungsorgan verhältnismäßig geringe Ausdehnung aufweist. Infolge der großen Fläche des vgn dem Kopplungsraum vollständig bedeckten Strahlungsorgans aber ist es, wenn man einen genügend hohen Kopplungsgrad erzielen will, erforderlich, den Kopplungsraum außerordentlich flach auszubilden und nach dem kleineren Schwingungsgebilde zu stark zu verjüngen. Dadurch wird bedingt, daß das Gas in dem Kopplungsraum außer der in der Richtung der gewünschten Schwingungsamplituden stattfindenden Bewegung eine sehr erhebliche tangentiale Bewegung ausführt. Diese letztere, die keineswegs gewollt ist, kann unter Umständen die erstgenannte überwiegen, so daß der akustische Vorgang äußerst kompliziert und unübersichtlich wird. Da außerdem diese tangentiale Bewegung zwischen Flächen stattfindet, die einander äußerst nahe gegenüberliegen, ist sie mit einer sehr erheblichen Reibungsdämpfung verblinden und verursacht ` störende Energieverluste, die in-vielen Fällen ganz vermieden werden müssen, zum mindesten aber nicht in einem Betrage zulässig sind, wie er bei dem Gegenstand des Hauptpatents tatsächlich auftritt.Sound transmitter or receiver. The '3475o8 patent relates to a sound apparatus in which between two oscillation structures, one of which is a radiation organ adjoins the sound-transmitting medium, a filled with compressible media (gases), Very small space is provided, the filling of which is a purely elastic coupling represents between the two oscillation structures. This facility is preferred taken so that the coupling space to achieve a large radiation attenuation a radiating organ that closes off the sound-transmitting external medium has considerable expansion and that the second oscillation structure on which the sound should be transmitted through the enclosed compressible medium and that is in effective connection with the actual pathogen or detector, for the purpose of achieving large amplitudes of movement in this structure, one opposite the radiating organ has a relatively small extent. As a result of the great However, the area of the radiating organ completely covered by the coupling space is it, if you want to achieve a sufficiently high degree of coupling, required the To train coupling space extremely flat and according to the smaller oscillation structure to rejuvenate too much. This means that the gas in the coupling space except the movement taking place in the direction of the desired oscillation amplitudes performs a very significant tangential movement. This latter by no means is wanted, the former can under certain circumstances predominate, so that the acoustic Process becomes extremely complicated and confusing. Since this is also tangential Movement takes place between surfaces that are extremely close to each other, blinding and causing it with a very considerable amount of friction damping disturbing energy losses, which in-many cases have to be avoided completely at least but not in an amount as it is for the subject of the Main patent actually occurs.

Es besteht demnach die Aufgabe, den Kopplungsraum so 7.u gestalten, daß diese Reibungsverluste vermieden werden. Sie wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, däß der Kopplungsraum örtlich und funktionell von dem Strahlungsorgan getrennt und mit diesem über ein besonderes Zwischenglied akustisch verbunden wird. Dadurch gewinnt man überdies mehr Freiheit in der Ausbildung des Raumes überhaupt, insofern, als er nicht mehr von der Größe des Strahlungsorgans. welches bisher eine seiner Wände bildete, mit bestimmt wird. Umgekehrt fallen auch gewisse Beschränkungen bei der Ausbildung des Strahlungsorgans weg, die bisher aus demselben Grunde bestanden. Der Kopplungsraum kann also nun auch größer ausgeführt werden, als es bei der Ausbildung gemäß dem Hauptpatent möglich war.The task is therefore to design the coupling space in such a way that that these frictional losses are avoided. It is achieved according to the invention by that the coupling space is spatially and functionally separated from the radiating organ and is acoustically connected to this via a special intermediate link. This wins one moreover has more freedom in the formation of space in general, insofar as it is no longer the size of the radiating organ. which so far has been one of its walls formed, with is determined. Conversely, certain restrictions also apply to the Training of the radiating organ away, which previously existed for the same reason. The coupling space can now also be made larger than it was in the training was possible according to the main patent.

Im allgemeinen wird man technisch so vorgehen, daß man mit dem Strahlungsorgan ein starres, zum Kopplungsraum hinreichendes Glied verbindet, welches diesen teilweise begrenzt und durch die Bewegung des Strahlungsorgans in ihn hinein und aus ihm heraus bewegt werden kann. Bei der Formgebung der an den Kopplungsraum grenzenden Fläche dieses Gliedes muß Bedacht darauf genommen sein, daß möglichst keine quer zu seiner Bewegungsrichtung verlaufenden Gasbewegungen im Kopplungsraum auftreten. Diese Forderung ist um so leichter erfüllbar, als bei der Anordnung gemäß der Erfindung keinerlei Beschränkung in der Formgebung des Kopplungsraumes mehr besteht.In general, one will proceed technically in such a way that one works with the radiating organ a rigid link which is sufficient for the coupling space and which partially connects it limited and by the movement of the radiating organ in and out of it can be moved. When shaping the area bordering the coupling space this member must be taken into account that, if possible, none at right angles to his Direction of movement running gas movements occur in the coupling space. This requirement can be fulfilled all the more easily than none at all in the arrangement according to the invention There is more restriction in the shape of the coupling space.

Die Durchführung der Erfindung kann daher in verschiedener Weise erfolgen. Eine bewährte Ausführungsform bildet beispielsweise eine solche, bei welcher die Verbindung des Kopplungsraumes mit dem Strahlungsorgan durch ein starres Glied erfolgt, welches nach der Seite des Strahlengebildes hin den Kopplungsraum kolbenartig abschließt; der Kolben muß dabei jedoch so bemessen sein, daß zwischen ihm und der Wand des Kopplungsraumes zwar einerseits ein gewisses Spiel vorhanden ist, welches dem Kolben gestattet, den Schwingungsbewegungen des Strahlungsgebitdes zu folgen, daß aber dieser Spielraum anderseits so eng gehalten ist, daß keinerlei Ausgleich des in dem- Kopplungsraum auftretenden dynamischen Vorgangs an dem Kolben vorbei stattfinden kann.The invention can therefore be carried out in various ways. A proven embodiment forms, for example such, in which the connection of the coupling space with the radiating organ by a rigid member takes place, which towards the side of the radiation structure towards the coupling space closes like a piston; However, the piston must be dimensioned so that between it and the wall of the coupling space on the one hand have a certain amount of play is, which allows the piston, the vibrational movements of the radiation area to follow, but that on the other hand this leeway is so narrow that none Compensation of the dynamic process occurring in the coupling space on the piston can take place over.

Eine größere Sicherheit gegen diese Schlüpfang der Luft, als bei völlig frei beweglichem Kolben, wird erzielt, wenn das Zwischenglied gegen die Öffnung des zweckentsprechend abgedichtet, der Kolben also beispielsweise durch eine Membran (Ringmembran), welche für die Bewegungen des Kolbens weich, gegenüber den im Kopplungsraum vorhandenen Luftschwingungen, aber hoch abgestimmt, ,also hart .ist, mit der Stirnwand des Kopplungsraumes verbunden ist.A greater security against this slip of the air than with completely freely moving piston, is achieved when the intermediate member against the opening appropriately sealed, the piston for example by a membrane (Annular diaphragm), which is soft for the movements of the piston, compared to those in the coupling space existing air vibrations, but highly tuned, i.e. hard. is, with the front wall of the coupling space is connected.

Das Verbindungsglied zwischen, Kopplungsraum: und Strahlungsgebilde kann auch in bekannter Weise selbst als Schwingungsgebilde ausgeführt sein, wobei man dieses gegebenenfalls auch zur Amplitudenübersetzun.g nutzbar machen kann. Zweckmäßig wird die Angriffsstelle des Zwischengebildes, insbesondere wenn dieses starr ausgeführt ist, an dem Strahlungsorgan an .Stellen gelegt, wo dieses bei der zu übertragenden Frequenz mit größter Amplitude schwingt.The link between, coupling space: and radiation structures can also be designed in a known manner as a vibratory structure, with this can also be used for amplitude translation if necessary. Appropriate becomes the point of attack of the intermediate structure, especially if it is rigid is, placed on the radiating organ at .Stellen, where this is to be transmitted Frequency with the greatest amplitude oscillates.

Bei der Verwendung eines besonderen Zwischengebildes zwischen Strahlungsorgan und Kopplungsraum werden zweckmäßig als Strahlungsorgan gerippte, versteifte oder kolbenartige Membranen verwendet. Es, wird dadurch erreicht, daß die .gesamte im Strahlungsgebilde schwingende Energie auf den Kopplungsraum übertragen . und die Ausbildung einer mehr oder weniger als Knotenpunkt wirkenden Zone an der Angriffsstelle des Zwischengliedes am Strahlergehilde vermieden wird.When using a special intermediate structure between the radiating organ and coupling space are expediently ribbed, stiffened or as a radiation organ piston-like membranes are used. It is achieved by the fact that the entire im Radiation structures transmit vibrating energy to the coupling space. and the Formation of a more or less acting as a junction zone at the point of attack of the intermediate member on the radiator housing is avoided.

Im@ übrigen kann der Kopplungsraum: natürlich auch hier, wie beim Gegenstand des Hauptpatents, sowohl beim Schallempfang wie auch bei der Schallerzeugung zur Energieübertragung zwischen dem Strahlungsgebilde sind den weiteren Einrichtungen dienen. Im Falle des Schallempfangs kann: man den Kopplungsrahm auf seiner dem Strahlungsgebilde abgekehrten Seite durch eine weitere, mit einem Detektor irgendwie in Verbindung stehende Membran abschließen. Sollen besondere Detektoren vermieden werden, so kann man. .direkt von dem Kopplungsraum eine .Schalleitung zurr Ohr des Hörenden führen, in welche an beliebiger Stelle, z. B. unmittelbar hinter dem, Kopplungsraum, weitere mit Luft oder Gasen gefüllte Räumeeingeschaltet sein können. Bei Apparaten mit bestimmter Abstimmung können diese Räume als Resonatoren ausgebildet sein.Incidentally, the coupling space can: of course also here, as with the Subject of the main patent, both for sound reception and sound generation for energy transfer between the radiation structure are the other devices to serve. In the case of sound reception: one can place the coupling frame on top of the radiation structure turned away by another, somehow connected to a detector complete standing membrane. If special detectors are to be avoided, so can man .Direct a .sound line to the ear of the listener directly from the coupling room, in which at any point, e.g. B. immediately behind the coupling space, more rooms filled with air or gases can be switched on. For devices with a certain Tuning these spaces can be designed as resonators.

Bei Schallsendern kann man den eigentliehen Schallerzeuger, beispielsweise ein mit Wechselstrom, erregtes Magnetsystem, mittelbar oder unmittelbar auf eine den Kopplungsraum auf der dem; Strahlungsorgan abgekehrten Seite abschließende Membran einwirken lassen. Man kann aber auch einen Luftschallsender beliebiger bekannter Bauart auf einen mit dem Kopplungsraum in Verbindung stehenden Luftraum oder eine zu ihm führende Leitung wirken lassen. Zur Sprachübertragung können an Stelle des Luftschallsenders die Sprachorgane direkt treten.In the case of sound transmitters, the actual sound generator can be used, for example an alternating current, excited magnet system, directly or indirectly to a the coupling space on the dem; Radiating organ facing away from the final membrane let absorb. But you can also use an airborne sound transmitter of any known type Construction on an air space connected to the coupling space or a let the leadership leading to him work. Instead of the Airborne sound transmitter kick the speech organs directly.

Die Abmessungen des Kopplungsraumes brauchen nicht, wie bisher angenommen, vollkommen unveränderlich zu sein, vielmehr kann man die Einrichtun& auch so treffen, daß -das Volunien des Kopptungsraumes verändert werden kann. Dadurch wird, abgesehen von einer bequemen Art, den Kopplungsgrad zu verändern, gleichzeitig eine kontinuierliche Abstimmbarkeit der Apparatur erzielt. Infolge der elastischen Eigenschaften der Gase stellt der Inhalt des Kopplungsraumes eine elastische Kraft dar, welche sich zur elastischen Kraft der angrenzenden Schwingungsgebilde addiert. Diese elastische Kraft kann. durch die Veränderung der Größe des Raumes in sehr weiten Grenzen verändert werden, und man erreicht dadurch eine sich in gewissem Grenzen bewegende Veränderbarkeit des ganzen Systems. Die praktische Ausführung einer solchen Einrichtung gestaltet sich äußerst einfach, indem man beispielsweise den Köpplungsraumt aus. zwei ineinander posaunenartig verschiebbaren Teilern herstellt oder ihn auch auf der dem Strahlungsorgan abgekehrten Seite durch einen verschiebbaren Kolben verschließt. Dieser Kolben kann seinerseits wiederuni eine Membran oder ein anderes Schwingungsgebilde enthalten oder mit einer zu einer Schalleitung führenden Bohrung versehen sein.The dimensions of the coupling space do not need, as previously assumed, to be completely unchangeable, rather you can set up the & also like that meet that -the volume of the coupling space can be changed. This will apart from a convenient way of changing the degree of coupling, it is also one continuous tunability of the apparatus achieved. As a result of the elastic properties of the gases, the content of the coupling space represents an elastic force, which adds up to the elastic force of the adjacent oscillation structures. This elastic Strength can. changed within very wide limits by changing the size of the room and one thereby achieves a changeability that moves within certain limits of the whole system. The practical implementation of such a facility designed extremely easy, for example by removing the coupling room. two into each other produces trumpet-like displaceable dividers or it on the radiating organ the opposite side is closed by a sliding piston. This piston can in turn contain a membrane or some other oscillation structure or be provided with a hole leading to a sound line.

In der Zeichnung sind: in den Abb. z bis- 3 einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.In the drawing are: in Figs. Z to 3 some exemplary embodiments of the subject matter of the invention illustrated.

Es bedeuten darin r die als Membran ausgebildete strahlende Fläche, 2 das durch die Membran gegen das; schallübertragende Wasser abgeschlossene Gehäuse.Here r is the radiating surface designed as a membrane, 2 that through the membrane against that; sound-transmitting water-sealed housing.

Gemäß! Abb. r ist die Innenwand des Gehäuses 2 der Membranmitte gegenüber mit einer zylindrischen, den Kopplungsraum bildenden Vertiefung 3 versehen, an die sich eine Schalleitung 4 anschließt und in welche ein mit der Membran i fest verbundener Kolben 5 mit geringem Spiel hineinragt. Durch diesen Kolben wird die von der Metnbran i aufgenommene Schallenergie auf den Kopplungsraum 3 übertragen. Der den Kolben 5 umgebende Raum 6 des Gehäuses 2 steht durch Bohrungen 7 mit der Außenluft in Verbindung, um eine Kompression der in diesem Raum eingeschlossenen Luft zu verhindern.According to! Fig. R is the inner wall of the housing 2 opposite the center of the membrane with a cylindrical one that forms the coupling space deepening 3 provided, to which a sound line 4 connects and in which a with the Membrane i firmly connected piston 5 protrudes with little play. Through this The piston is the sound energy absorbed by the Metnbran i on the coupling space 3 transferred. The space 6 of the housing 2 surrounding the piston 5 stands through bores 7 in contact with the outside air to compress the air trapped in this room To prevent air.

Die Ausführungsform nach Abb. 2 ist im wesentlichen die gleiche wie bei Abb. i, lediglich mit dem Unterschied, daß der Kolben 5 durch eine für seine Bewegungen weiche, den Luftschwingungen im Kopplungsraum gegenüber aber harte Ringmembran 8 mit der Innenwand des Gehäuses 2 verbunden, der Raum 6 also gegen den Kopplungsrahm abgedichtet ist.The embodiment of Fig. 2 is essentially the same as that in Fig. i, with the only difference that the piston 5 by one for his Movements are soft, but compared to the air vibrations in the coupling space, the ring membrane is hard 8 connected to the inner wall of the housing 2, the space 6 against the coupling frame is sealed.

Gemäß Abb.3 dient zur Verbindung des Kopplungsraumes 3a mit der Membran i ein besonderes Schwingungsgehilde g, das aus zwei durch ein in der Richtung der aufgezwungenen ?!lembranamplituden schwingendes Glied verbundenen Massenteilen besteht und auf einen bestimmten Ton abgestimmt sein kann oder nicht.According to Fig.3 serves to connect the coupling space 3a with the membrane i a special oscillation structure g, which consists of two through one in the direction of the Imposed?! lembrane amplitudes vibrating member connected mass parts consists and may or may not be tuned to a particular tone.

Der Kopplungsraum 3" ist auf der der Membran i abgekehrten. Seite mit einem verstellbaren Kolbenverschluß i i versehen, durch den die Größe des Raumes zwecks Regelung des Kopplungsgrades verändert werden kann. Über eine Bohrung 12 des Kolbens i i steht der Kopplungsraum 3a wiederum mit einer Schalleitung .I in Verbindung. Um die von der Membran aufgenommene Energie möglichst vollkommen auf dieses Schwingungsgebilde zu übertragen, wird die Membran durch Versteifungsrippen io, die lediglich am Rand der Membran und unmittelbar um den mit ihr verbundenen Massenteil eine freie Zone lassen, zu einer solchen Schwingungsform gezwungen, daß unerwünschte Knotenlinien nicht entstehen können.The coupling space 3 ″ is provided on the side facing away from the diaphragm i with an adjustable piston lock ii, by means of which the size of the space can be changed for the purpose of regulating the degree of coupling. In order to transfer the energy absorbed by the membrane as completely as possible to this oscillation structure, the membrane is forced into such an oscillation shape by stiffening ribs which only leave a free zone at the edge of the membrane and immediately around the mass part connected to it that undesirable knot lines cannot arise.

Bei den Darstellungen nach den Abb. i und 2 ist angenommen, daß lediglich die Grundschwingungen der Membran übertragen werden sollen, doch kann man den in dem Kopplungsraum beweglichen Kolben naturgemäß auch so mit dem Strahlungsorgan koppeln, daß deren Oberschwingungen oder die Grund- und Oberschwingungen in einem gewünschten Verhältnis zueinander auf den i Kopplungsraum zur Einwirkung gebracht werden.In the representations according to Figs. I and 2 it is assumed that only the fundamental vibrations of the membrane are to be transmitted, but the in The piston movable in the coupling space naturally also in the same way with the radiating organ couple that their harmonics or the fundamental and harmonics in one brought the desired relationship to one another on the i coupling space to act will.

Claims

PATENT INSPECTIONS: i. Sound transmitter or receiver according to patent 3475o8, in which the transmission of the vibration energy to or from one to the transmitting medium bordering radiation structures (membrane) through the mediation of a A small space filled with compressible media serving as a coupling element takes place, characterized in that the coupling space from the radiation structure locally separated and connected to this by a special intermediate link.

2. Establishment according to claim i, characterized in that the acoustic connection between the radiating organ and the coupling space by arranging one in an opening the coupling space freely movable with little play and on the other hand on the radiating organ attached piston-like Gebil @ des takes place.

3. Device according to claim i and 2, characterized in that the between the piston-like structure and his Leading space is completed by a membrane (annular membrane).

Device according to claim 3, characterized in that the membrane for the movements of the piston-like intermediate member yielding to the pressure fluctuations of the But the gas in the coupling space is hard (highly tuned).

5. Device according to claim i and 2, characterized in that 'the point of attack of the connecting link between the coupling space and the radiating organ, especially in the case of a rigid design this member is placed in places of the radiating organ where both of these are to be transmitted Frequency with the greatest amplitude oscillates.

6. Device according to claim i to 5, characterized characterized in that the energy transfer between radiating organ and air space serving connecting member is designed as a special vibrating member.

7. Establishment according to claim 6, characterized in that the vibrating member is so constructed and it is switched on that the part acting on the air space has a larger amplitude vibrates as the part that acts on the radiating organ.