Verslagen Radiocafé

Verslag 13 december 2011: Hoornluidsprekers

Naar aanleiding van de vorige lezing, die John Hupse hield, over een Engelse oude radio waarbij een Brown hoornluidspreker werd gebruikt, werden er veel vragen gesteld over dergelijke oude hoorns.
Reden om deze avond nu eens dit type luidspreker te bespreken. Speciaal meegebracht een grote Franse hoorn van het merk Hervor, een Amerikaanse telefoon uit Chicago  en een kleine Duitse hoornluidspreker.

We moeten ver teruggaan in de tijd, 1876 het jaar dat door Alexander Bell de telefoon werd uitgevonden. Nu waren er in die tijd al meerdere technici doende om te proberen de telegraaf te vervolmaken om er meerdere berichten tegelijk mee te kunnen verzenden. Begrijpelijk dat het te kunnen overbrengen van de menselijke stem een droom was van iedere uitvinder. Bekend was natuurlijk al de twee blikken dekseltjes met een strak gespannen touw aan elkaar verbonden, waarmee men berichten aan elkaar kan door geven. Maar zo gauw de draad slap hangt is dat niet meer mogelijk. Leuk kinderspel maar meer ook niet.

Men was al bekend met elektromagneten en relais welke gebruikt werden in de telegraafverbindingen. Bell kwam op het idee om een relaisspoel te voorzien van een anker welke verbonden werd met een strak gespannen vlies, een membraam over een ronde houten koker.

De Bell telefoon

De spoelkern werd voorzien van een magneet zodat er een constant magnetisch veld door de spoel loopt. Door het membraam te bewegen wordt het anker meer of minder naar de spoelkern bewogen, zodat er een veranderlijk magnetisch veld door de spoel loopt, overeenkomstig met de beweging van het membraam. Door nu de wikkeling van de spoel te verbinden met de spoel van eenzelfde apparaat bleek het mogelijk deze beweging van het membraam over te brengen.

Met hard spreken tegen het ene membraam moest het dus mogelijk zijn het andere membraam van de ontvanger dezelfde bewegingen te doen maken en de stem daar dus hoorbaar moet zijn. De eerste proeven zijn nog geen daverend succes. Zijn assistent Watson, die hem daar bij behulpzaam is, bevindt zich in een andere kamer met eenzelfde telefoon, die zowel als microfoon als telefoon wordt gebruikt. Men gebruikt daarbij een trechter om te luisteren of omgekeerd om de stem te versterken. Als volgens de overlevering op een dag er een glas omvalt met een zuurhoudende vloeistof schreeuwt Alexander luid: “Mister Watson! Come here I want to see you!“  Watson komt de kamer binnen met de woorden “I hear you by the telephone”.

Van de vaders G.Hubbard en T.Saunders van twee van zijn dove studenten verkreeg hij de benodigde financiële ondersteuning. Thomas Watson hielp hem  met de technische werkzaamheden. Alexander haast zich om patent aan te vragen op zijn telefoon. Ondanks dat zijn apparaat nauwelijks hoorbaar een gesproken woord overbracht, werd op 7 maart het patent verstrekt onder nummer 174 465.

Net op tijd, want twee uur later wil ook Elisha Gray op zijn uitvinding patent aanvragen, een schakeling die beter werkt middels een vloeistofmicrofoon en batterij. Echter te laat.

In 1975, op weg met mijn vrouw van St. Caterines in Canada waar mijn familie woont, via de Queen Elizabeth way en vervolgens de eindeloze 403 naar London, passeerde ik, rijdende met een grote Ford, gehuurd bij Budget cars, het plaatsje Brantford. Aan de weg stond een bord met daarop vermeld “The Bell Museum”. Reden om daar even heen te rijden. Het bleek het woonhuis te zijn waar Alexander Bell lang geleden spraakles gaf aan doven en  aan zijn uitvinding werkte.

Deze eerste telefoon zag er toch wel heel anders uit als dat we nu gewend zijn.

Het huis was nu ingericht als een klein museumpje. In de huiskamer was er toen wij er waren ook nog een expositie van de indiaanse dichteres Emely Pauline Johnson. Ik heb daar nog een gedichtenbundel gekocht ter herinnering. Waaruit blijkt dat ik nog niet door het radiovirus was besmet, want geen enkele folder van Alexander Bell heb ik meegenomen. Wel diezelfde dag enige mijlen verder een RCA Victor gekocht voor de aardigheid (zie radiocafé verslag 18 oktober 2011). Niet bedoeld om te verzamelen, op dat moment  een gelukkig mens, nog  niet besmet met het radiovirus.

Het telegraaf bedrijf Western Union ziet niets in de uitvinding van Bell en wil het dat dan ook niet kopen. Daarom richtte Bell samen met een van zijn financiers G. Hubbard in 1877 de Bell Telephone Compagnie op.

Onderstaande foto toont de latere lange tijd in Amerika veel gebruikte telefoon uit 1910, voorzien van een koolmicrofoon.

Deze heeft geen kiesschijf of drukknoppen. Met het optillen van de telefoonhoorn gaat bij de telefoniste een signaal af. Zij vraagt dan met wie je verbonden wilt worden. Er is een aparte bel, die rinkelt wanneer je wordt opgeroepen. Een systeem dat mogelijk was omdat nog slechts weinigen zich een telefoontoestel konden veroorloven. Deze staande telefoon, die je ook vaak in oude films ziet gebruiken, trok bijzonder veel aandacht bij de aanwezigen.

De luisterhoorn werd dan ook gedemonteerd om de grote hoefmagneet te bewonderen.

De telefoon wordt later ook voor de radio gebruikt, die we kennen als de hoofdtelefoon, waarbij twee oorschelpen worden gebruikt. Beide moeten in fase aangesloten zijn om een goed geluid te kunnen ontvangen. Anders gaat het geluid het ene oor in en het andere uit. Als meerdere mensen tegelijk willen luisteren kan nog een extra hoofdtelefoon aangesloten worden echter ten koste van de geluidsterkte. Handiger is om een enkele telefoonschelp in een fruitschaal te leggen. Maar het blijft behelpen. Dan wordt bedacht een hoorn er op te monteren die het geluid versterkt. De luidspreker is geboren! Hoe werkt nu precies zo’n telefoon? Daarvoor heb ik een wat wonderlijk apparaat meegebracht.

Een half model conservenblik met daarin een slotbout als kern met daaromheen een spoel met ongeveer 200 wdg 0,4 mm Povin draad omwikkeld. Het geheel is zodanig gemonteerd dat de kern net vrij loopt met de bodem van het blik. Deze werkt dus als trilplaat.

Wordt nu een wisselspanning aangesloten, dan zal als de amplitude positief is het blik aangetrokken worden. Bij de volgende helft van de periode, als nu de amplitude negatief is zal ook het blik aangetrokken worden. Dat betekent dat de bodem in de dubbele frequentie meetrilt. We kunnen dat voorkomen door een magneet aan te brengen op de slotbout. De bodem wordt nu iets aangetrokken. Sluiten we nu weer een wisselspanning aan en het magnetisch veld van de spoel is in de zelfde richting van de magneet dan wordt de bodem verder aangetrokken, Bij de volgende halve periode is het magnetisch veld van de spoel tegengesteld aan die van de magneet en het totale magnetisch veld verzwakt zodat de bodem nu terugbuigt. Nu blijft dus de frequentie hetzelfde. Omdat te demonstreren heb ik een toongenerator meegenomen.

Er staat wel een dergelijke generator maar die geeft een wat zwakke spanning af en is niet zo geschikt voor deze demonstratie. Normaal wordt die wel gebruikt voor metingen, maar de mensen hebben niet allemaal hetzelfde gehoor. Dat kan zijn een absoluut gehoor, geen gehoor of zelfs absoluut geen gehoor. Vooral deze laatste groep weet geluiden uit een toongenerator te ontlokken die volkomen “out of tune” zijn.

Ik sloot nu het apparaat aan op de meegebrachte generator en stelde deze af op de goed in het gehoor liggende F (349 hertz). We hoorden nu zonder de magneet een toon van 698 hertz dat is een octaaf hoger, wat een verdubbeling van de frequentie van het toegevoerde signaal is. Als de magneet op de slotbout werd geplaatst dan hoorden we duidelijk de toon een octaaf lager en duidelijk de F van 349 hertz. Bij oude hoorns is de magneet soms zo verzwakt dat deze geen invloed meer uitoefent, men zegt dan de hoorn klinkt schel. Alles klinkt dan een octaaf hoger! Enkele bezoekers van deze avond vinden het maar een raar ding dat conservenblik luidsprekertje. Ach dat kan toch eigenlijk geen luidspreker genoemd worden.

Als ik later het deksel met de grote hoorn van de Franse Hervor luidspreker afschroef en over de bodem zet, blijkt het als ik deze aansluit op de meegebrachte radio het een diep bronzen geluid te geven. Eigenlijk zelfs beter dan de echte meegebrachte hoornluidsprekers.
Dus zo moeilijk is het niet om een redelijk hoornluidspreker systeem in elkaar te zetten. Het kan natuurlijk altijd nog beter en verfijnder maar dit is al niet slecht te noemen. Wat er ooit in het conservenblikje heeft gezeten is mij niet bekend. Ter demonstratie werd nog even de Hervor aangesloten om deze te beluisteren.

De grote hoorn liet ons ook een redelijk goed geluid horen.
Ook mee genomen een telefoonhoorn uit Parijs een model uit 1910 en gemaakt in 1934.

Een pracht exemplaar uit een telefooncel van de stad Parijs. Nog in de tijd dat men waarschijnlijk nog alles heel liet. Want deze is gemakkelijk te demonteren. Schroeven we het telefoongedeelte open dan zien we onder het membraam twee spoelen. Deze zijn gemonteerd op een ronde magneet. Nu staat de ene spoel op de zuidpool en de ander op de noordpool. Dat betekent voor een gelijkmatige werking dat de in serie geschakelde spoelen in tegenfase aangesloten moeten worden.

Deze telefoonhoorn versterkt met de grote Hervor hoorn en aangesloten op de radio gaf ook een stevig en redelijk geluid. De Franse Hervor hoorn heeft trouwens een zelfde systeem als driver.

Waarbij echter de kernen schuin tegen elkaar zijn geplaatst.

De meegebrachte Duitse kleine hoornluidspreker heeft in de voet een normale telefoonschelp, die middels een hendel meer of minder naar het membraam bewogen kan worden. Zoals in feite dit bij alle hoornluidsprekers wordt toegepast. Om de twee meegebrachte hoornluidsprekers te demonstreren is een transformator gebruikt om aangesloten te kunnen worden op de laagohmige uitgang van de Philips radio. Over de werking van de hoorns is veel terug te vinden in het verslag van 13 juli 2010.

Piet van Schagen.