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Tonerzeuger mit biegsamer Membran.
Die Erfindung hat eine Vorrichtung zur Erzeugung von Tönen zum Gegenstande, die als Signalinstrument bei Automobilen sowie für alle mit Luft betriebenen Musikinstrumente anwendbar ist. Vermöge der besonderen Kombination der Teile ermöglicht die Vorrichtung, nach Belieben sehr starke oder sehr sanfte, kurze oder lang anhaltende Töne zu erzeugen, die in allen Fällen von einer bei weitem angenehmeren Klangfarbe sind, als die mit Hilfe der bisher bekannten Apparate mit freien Mundstücken oder Klappen erzielbaren Töne.
Der Tonerzeuger gemäss der Erfindung gehört zu der Klasse der schwingenden Ton- Ct zeuger, die eine biegsame, durch Druckluft oder ein anderes Druckmittel in Schwingung versetzte Membran enthalten und bei denen die verdichtete Luft nur in Form eines wellenförmigen Stromes entweichen kann.
Die Vorrichtung ist im wesentlichen durch folgende Merkmale gekennzeichnet : a) die biegsame Membran liegt am Ende der Leitung an, durch die der schwingende Luftstrom unter einem beliebig einzustellenden Drucke entweicht, de ! art, dass die Membran auf ihrem Sitze unter einem Rückdrucke anliegt, der dem Drucke des eingeführten Luftstromes entsprechend bemessen werden kann ; b) die besondere Anordnung der Leitung für die Rückführung des schwingenden Luftstromes, die derart ausgebildet ist, dass sie das Mundstück und den Eingang für das Resonanzrohr bzw. das Rohr des Verstärkungstrichters bildet.
Bei der neuen Einrichtung liegt die Membran im Ruhezustand dauernd fest am Ende
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eizeugt wird. Ausserdem hat infolge der besonderen Ano. dnung des Rückführungsrohres, das den Ansatz des Schalltrichters bzw. Resonanzrohres bildet, der erzeugte Ton, wie stark er auch sei, stets eine sehr angenehme Klangfarbe.
In den Zeichnungen ist die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht. Die Fig. I bis 7 zeigen in Längsschnitten sieben verschiedene Ausführungsformen der neuen Vorrichtung. Fig. 8 veranschaulicht in perspektivischer Darstellung eine mit einem konischen Schalltrichter versehenen Apparat. Fig. 9 zeigt im Längsschnitt eine andere Ausführungsform und Fig 10 stellt eine Einzelheit dieser Ausführungsform dar.
Wie Fig. i erkennen lässt, enthält der Tonerzeuger einen d : e Luftkammer bildenden Dosenkörper a, der mit einem Rohransatz al ausgerüstet ist. Dieser Ansatz dient zum Anschluss des Schlauches für die Druckluft, die durch einen Gummiball, eine kleine Pumpe oder von einem beliebigen DJ : uckluftbehälter aus zugeführt wird. In dem Dosenkörper ist eine kreisrunde Öffnung a2 angebracht, die von einer Membran b bedeckt ist. Die Membran ist auf dem ganzen Umfange zwischen einen durch den Dosenkörper a gebildeten Sitz a3 und den Boden oder Deckel c eingeklemmt, der entweder minds Schrauben, oder durch Einschrauben, oder in anderer Weise befestigt ist. Der Deckel ist auf der Innenseite mit einer Ausnehmung versehen, um ein freies Spielen der Membran zu ermöglichen.
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An dem Dosenkörper a ist ausserdem ein Rohr d befestigt, dessen hinterer Rand unter Druck an der Membran anliegt. Das Rohr d ist in einen innen mit Gewinde versehenen Stutzen e, der einen Teil des Dosenkörpers a bildet, eingeschraubt. Dadurch, dass man das Rohr d mehr oder weniger weit in den Stutzen e einschraubt, kann man den Grad der Anpressung des Rohrendes dl an die Membran b und damit die Spannung der letzteren regeln. An das Rohr d schliesst sich der Verstärkungstrichter f bzw. das Resonanzrohr des Tonerzeugers an. Das Rohr d erhält im Innern zweckmässig eine kegelförmig verlaufende Wandung d'z, die sich der Innenfläche des Trichters f allmählich anschliesst, derart, dass das Rohr d den hinteren Teil des Trichters bildet.
Ausserdem verjüngt sich die Wandung des hinteren Rohrendes d'derart, dass ein Mundstück von kegeliger Form entsteht, dessen Rand an allen Stellen an der Fläche der Membran anliegt.
Die Fig. 2 und 3 stellen zwei andere Ausführungsformen dar, bei denen das an der Membran b unter Druck anliegende Rohr durch das hintere Ende des Rohres f1 des Schalltrichters f gebildet wird. Dies'Ende kann im Innern eine konische (Fig. s) oder eine zylindrische (Fig. 3) Gestalt haben.
Die Membran kann an dem Ende des Rohres d bzw. des Rohres f1 des Trichters f auch unter der Wirkung eines Druckes anliegen, der von der anderen Seite her durch den Deckel c auf sie ausgeübt wird. Fig. 4 zeigt eine solche Ausführungsform. Die Membran b
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der an dem Körper befestigt ist. In diesem innen mit Gewinde versehenen Ring wird der Deckel c eingeschraubt, der auf dem ganzen Umfange seiner Innenfläche eine Rippe cl aufweist. Bei dieser Ausbildung erfährt die Membran b auf der einen Seite im mittleren Teile den Druck des Rohres d und auf der anderen Seite am Umfange den Druck des Deckels c. Man kann hier die Spannung der Membran dadurch regeln, dass man entweder das Rohr d oder den Deckel c mehr oder weniger einschraubt.
Die Membran kann auch dadurch gespannt werden, dass man sie selbst verschiebt, wie in Fig. 5 veranschaulicht ist. Hier ist die Membran auf ihrem ganzen Umfange zwischen dem Deckel c und einem Ring h eingeklemmt, der'in den Deckel eingeschraubt ist. Der Ring & ist ausserdem mit Innengewinde versehen und auf ein Gewinde des Dosenkörpers a aufgeschraubt, Dadurch, dass man den ganzen Deckel c mit dem Ring li mehr oder weniger auf den Körper a aufschraubt, kann man die Membran b mit mehr oder weniger Druck gegen das Ende des Rohres d pressen, das selbst fest oder ebenfalls verstellbar mit dem Dosenkörper verbunden sein kann.
Die Anpressung der Membran an das Rohrende kann auch durch eine Druckfeder i (Fig. 6) erfolgen. Diese Feder legt sich zweckmässig gegen das Ende eine Schraube j, die in den Deckel c eingeschraubt ist und mittels deren man den Druck der Feder i und damit den Druck der Membran b regeln kann, unter dem sie an dem Ende des Rohres d anliegt.
Der Deckel c kann bei dieser Ausführungsform mit einem oder mehreren Luftlöchern le versehen sein, deren Durchtrittsöffnung mittels einer Schraube l eingestellt werden kann.
Durch Anbringung dieser Luftlöcher wird jede der guten Wirkung der Membran nachteilige Kompression im Innern des Deckels vermieden.
Die Membran braucht nicht unbedingt aus Metall zu bestehen, sie kann auch aus einem schmiegsamen Stoffe bl, wie Leder, Gewebe o, dgl., hergestellt sein und, wie Fig. 7 zeigt, ein Ventil b2 tragen, das unter der Einwirkung einer Druckfeder i steht und dessen Stange im Innern eines Stiftes m geführt wird, der in den Deckel c eingeschraubt ist und gleichzeitig als Widerlager für die Feder i dient.
Das in den Dosenkörper a eingeschraubte Rohr d, dessen hinteres Ende unter Druck an der Membran b anliegt, kann, wie Fig. 4 darstellt, im Innern ein zweites Rohr n enthalten, das in Form eines Mundstückes oder Ansatzes nl ausgebildet ist. Das Rohr n ist in das Rohr d eingeschraubt, derart, dass man durch mehr oder weniger tiefes Einschrauben den Rauminhalt der Kammer o, die durch die Membran und das Mundstück nu gebildet wird, verändern und auf diese Weise tiefe oder hohe Töne erzeugen kann, je nachdem man die Grösse des Hohlraumes vermehrt oder vermindert. An das Rohr n schliesst sich der Schalltrichter f bzw. das Resonanzrohr an.
Das durch das Ende des Rohres d oder durch das Ende des Rohres n gebildete Mundstück kann eine der bei mit Druckluft betriebenen Instrumenten üblichen Formen aufweisen.,
Die Membran b besteht aus einer metallischen Scheibe von sehr geringer Dicke,
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mit Riefen versehen s3in oder in der Mitte eine Auspressung besitzen, derart, dass der Teil, der sich gegen das Ende des Rohres d legt, genau eben ist und sich nicht verbiegen kann.
Die Membran selbst kann die Form eines Kreises, eines Vieleckes, eines Rechtecks, eines Quadrates o. dgl. erhalten. An Stelle einer einzigen Membran können auch zwei oder
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kann man den Befestigungslappen q gegenüber dem Lufteintrittsstutzen al beliebig verstellen.
Die Fig. 9 und 10 zeigen eine Ausführungsform, bei der die Membran b an zwei konzentrischen Sitzen d', n2 anliegt, die zwischen sich einen ringförmigen Raum lassen, durch den die gegen die Membran treffende Luft eintritt. Der Sitz dl wird durch den hinteren Rand einer Büchse d3 gebildet, während der Sitz n2 durch den hinteren Rand eines in die Büchse d3 eingeschraubten Rohrstückes n3 gebildet wird. Die Büchse d3 ist in einen Ring a4 eingeschraubt, der mit der Dose a fest verbunden ist, wodurch es ermöglicht wird, dass die Sitze dl und n2 unter beliebigem Drucke gegen die Membran gepresst werden können. An den Ring a4 schliesst sich die Leitung s für den Zutritt der Druckluft an, die in einen ringförmigen, durch den Ring und die Büchse d3 gebildeten Hohlraum t mündet.
In der Büchse d3 angebrachte Öffnungen u stellen die Verbindung zwischen diesem Hohlraum und dem Ringraum v her, der durch die Büchse d3 und das Rohrstück n3 gebildet wird. An die Büchse d3 schliesst sich ein Schalltrichter/, eine Trompete oder ein Resonanzrohr irgendwelcher Art an.
Die durch die Leitung s eingeführte Druckluft tritt in den Ringraum t ein, durchstreicht die Öffnungen u und füllt den Raum v aus. Beim Austritt aus dem Ringraum vl trifft sie auf die Membran b, die an den beiden konzentrischen Sitzflächen dl, n2 anliegt.
Der durch die Schwingungen der Membran b beeinflusste Luftstrom erzeugt beim Austritt aus dem Trichter f einen sehr kräftigen Ton.
Der Trichter bzw. das Resonanzrohr kann beliebige Form und Abmessungen erhalten, je nach den Zwecken, für die der Tonerzeuger bestimmt ist ; er kann gerade oder gekrümmt sein, eine konische Form besitzen, oder durch ein zylindrisches Rohr nach Art der Orgelpfeifen gebildet sein. Für gewisse Zwecke kann der Schalltrichter durch ein Horn irgendwelcher Art ersetzt werden.
Die'beschriebene Ausbildung des Tonerzeugers ermöglicht es infolge des Umstandes, dass der Druck der Membran auf das Ende des Luftaustrittsrohres entsprechend dem Druck der eingeführten Luft eingestellt werden kann, das Instrument mit in sehr weiten Grenzen verschiedenen Luftdrücken zu betreiben, ohne dass jemals ein Festsetzen der Membran zu befürchten wäre. Ausserdem ermöglicht es der beschriebene Apparat vermöge seiner allgemeinen Anordnung, hohe oder tiefe Töne von einer Kraft, die derjenigen der bisher üblichen Instrumente weit überlegen ist, und umgekehrt auch sehr zarte Töne zu erzeugen.
Infolge dieser Vorteile ist das beschriebene System vielfacher industriellen Anwendung fähig. Es kann als Warnungsapparat für Automobile, als Anruf-oder Signalvorrichtung usw.
Verwendung finden. Es kann ferner bei Musikinstrumenten benutzt werden, die mit Luft betrieben werden, insbesondere bei Orgeln. In diesem letzteren Falle ermöglicht die Erfindung eine erhebliche Verringerung der Länge der Rohre bzw. Pfeifen und damit des Raumbedarfes des Instrumentes. Je nach der Anwendungsart und der Art des zu erzeugenden Tones kann man die Zusammensetzung der Membran, ihre Dicke, den Grad der Elastizität und den Druck der Anpressung gegen das Ende des Luftzuführungsrohres ändern.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Tonerzeuger mit biegsamer Membran, die durch Druckluft oder ein anderes Druckmittel in Schwingungen versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (b) gegen das Ende des Luftaustrittsrohres mit beliebig regelbarem Druck anliegt, derart, dass die Membran gegen ihren Sitz durch einen Gegendruck angepresst wird, der dem Drucke der eingeführten Luft entsprechend eingestellt werden kann.