DE1138344B

DE1138344B - Sound generator

Info

Publication number: DE1138344B
Application number: DES64652A
Authority: DE
Inventors: Keiichi Shintaku
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-09-10
Filing date: 1959-08-28
Publication date: 1962-10-18

Description

Schallerzeuger Die Erfindung bezieht sich auf Schallerzeuger, deren Gehäuse durch eine Membran in eine rückwärtige Kammer und eine Druckkammer unterteilt ist, der ein Druckmedium zuführbar ist und in der ein Halsteil des Resonanztrichters angeordnet ist, dessen rückwärtiges Ende gasdicht an der in Ruhe befindlichen Membran anliegt, die in einer Ringnut in der Gehäusewandung geführt und durch eine Feder gegen die Mündung des Halstelles gedrückt ist.Sound generator The invention relates to sound generator whose Housing divided by a membrane into a rear chamber and a pressure chamber is to which a pressure medium can be fed and in which a neck part of the resonance funnel is arranged, the rear end of which is gas-tight to the membrane at rest is applied, which is guided in an annular groove in the housing wall and by a spring is pressed against the mouth of the neck.

Schallerzeuger, die mit Membranen arbeiten, welche durch Druckluft in Schwingungen versetzt werden können, sind in zahlreichen Ausführungsformen bereits bekannt. Ein großer Teil der bekannten Schallerzeuger verwendet Membranen, deren Außenrand fest eingespannt ist, so daß sich die Membran bei Beaufschlagung mit dem Druckmedium durchbiegt. Zu diesen Ausführungsformen gehören auch solche Schallerzeuger, bei denen der Außenrand der Membran sich en eine Feder abstützt, während das Druckmedium auf die Mitte der Membran wirkt. Diese Ausführungsformen haben den Nachteil, daß die Membran während der Schallerzeugung einer dauernden Biegebeanspruchung ausgesetzt ist, die die Lebensdauer der Membran begrenzt. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß nur ein geringer Teil der Membranfläche zur Erzeugung der Schallenergie ausgenutzt wird.Sound generators that work with membranes, which are powered by compressed air can be made to vibrate, are already in numerous embodiments known. A large part of the known sound generator uses membranes, their The outer edge is firmly clamped, so that the membrane when exposed to the Print medium sags. These embodiments also include such sound generators, in which the outer edge of the membrane is supported by a spring, while the pressure medium acts on the center of the membrane. These embodiments have the disadvantage that the membrane is subjected to permanent bending stress during the generation of sound which limits the life of the membrane. Another disadvantage is that only a small part of the membrane surface is used to generate the sound energy will.

Es sind weiterhin Schallerzeuger bekannt, die im Gegensatz zu den eben beschriebenen Ausführungen die oben erläuterte Bauart, nämlich eine in einer Ringnut des Gehäuses geführte Membran aufweisen, die nicht nur eine Durchbiegung erfährt, sondern auch als Ganzes eine hin- und hergehende Bewegung ausführen kann. Bei einem Schallerzeuger dieser Bauart wird der Membranrand vom Außenrand einer aewölbten Federscheibe abgestützt, während sich die Meinbranmitte an einer zweiten Federscheibe abstützt. Die in diesem Falle zentral zugeführte Druckluft führt nun neben einer Hin- und Herbewegung der Membran im wesentlichen zu einer Durchbiegung, da der Meinbranumfang durch die Federscheibee in gewisser Weise festgehalten wird. Weiterhin wird die Membran bei der Schwingung verhältnismäßig hart auf die Mündung des Halsteiles auftreffen, wodurch eine höherfrequente Sekundärschwingung angeregt wird, die den Klang stört.There are also sound generators known that, in contrast to the the embodiments just described, the type explained above, namely one in one Annular groove of the housing have guided membrane that not only bends experiences, but can also perform a reciprocating movement as a whole. In the case of a sound generator of this type, the edge of the membrane becomes a a curved spring washer, while the middle of the Meinbran is supported by a second Spring washer supported. The compressed air supplied centrally in this case now leads in addition to a to-and-fro movement of the membrane essentially to a deflection, because the circumference of the mybranch is held in a certain way by the spring washer. Furthermore, the membrane becomes relatively hard on the mouth when it vibrates of the neck part, which stimulates a higher-frequency secondary oscillation that disturbs the sound.

Bei einer anderen Schallquelle der oben beschriebenen Bauart ist die Membran in der Mitte mit einer Federscheibe verbunden und wird auf einen Kreisring mit der Druckluft beaufschlagt. Auch hierbei stellt sich mehr eine Biegung als eine Hin- und Herbewegung ein, und man erhält wie oben beim Auftreffen der Membran auf die Mündung des Schalltrichters eine hochfrequente Sekundärschwingung. Die Beanspruchung der Membran durch die Biegung ist ebenfalls verhältnismäßig hoch.Another sound source of the type described above is the The membrane is connected in the middle with a spring washer and is attached to a circular ring pressurized with the compressed air. Here, too, there is more of a bend than one A back and forth movement, and as above, when the membrane hits the mouth of the horn a high-frequency secondary oscillation. The stress the diaphragm due to the bend is also relatively high.

Ziel der Erfindung ist ein Schallerzeuger, bei dem die hohen Beanspruchungen der Membran vermieden werden, bei dem die gesamte Fläche der Membran zur Schallerzeugung ausgenutzt wird und bei dem keine den Klang störenden Sekundärschwingungen auftreten können.The aim of the invention is a sound generator in which the high loads the membrane can be avoided in which the entire surface of the membrane to generate sound is exploited and in which no secondary vibrations disturbing the sound occur can.

Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß die Feder direkt gegenüber der Mündung des Halsteiles auf einem Kreisring an der Membran anliegt.According to the invention this object is achieved in that the spring directly opposite the mouth of the neck part rests on a circular ring on the membrane.

Auf diese Weise gelingt es, das Auftreten der störenden Sekundärschwingungen durch die Unterstützung, der Membran an der Stelle des Auftreffens auf die Mündung vollkommen zu unterdrücken. Weiterhin wird durch die erfindungsgemäße Unterstützung der Membran längs eines Kreises mit dem Durchmesser der Mündung die Beanspruchung der Membran erheblich verringert, da die Durchbiegung praktisch vermieden wird. Gleichzeitig wird dadurch auch die gesamte Membranfläche zur Schallerzeugung ausgenutzt.In this way it is possible to prevent the disturbing secondary vibrations from occurring by supporting the membrane at the point of meeting the muzzle to suppress completely. Furthermore, through the support according to the invention the membrane along a circle with the diameter of the mouth the stress the membrane is significantly reduced, since the deflection is practically avoided. At the same time, the entire membrane surface is used to generate sound.

Eine gemäß der Erfindung angeordnete und unterstützte Membran besitzt gegenüber den bekannten Einrichtungen eine bedeutend erhöhte Lebensdauer und kann zur Erzielung des gleichen Effektes in ihrer Dicke verkleinert werden, wodurch auch der Verbrauch an Druckmedium sinkt. Ein weiterer Vorteil liegt noch darin, daß die Schallcharakteristik bei einem Schallerzeuger gemäß der Erfindung durch zwei unabhängige Faktoren 1estimmt wird, nämlich die Art der Membran und die Feder, so daß die Anpassungsfähigkeit und der Anwendungsbereich sehr aro , ßwird.DiebekanntenSchallerzeugerlassensichin ihrer Charakteristik im wesentlichen nur durch die die Biegeeigenschaften bestimmenden Abmessungen der Membran verändern, so daß sie nicht so vielseitig anwendbar sind wie der Gegenstand der Erfindung.A membrane arranged and supported in accordance with the invention has a significantly longer service life than the known devices and can be reduced in thickness to achieve the same effect, which also reduces the consumption of pressure medium. Another advantage is that the sound characteristics in a sound generator according to the invention are determined by two independent factors, namely the type of membrane and the spring, so that the adaptability and the range of application are very aro , ß by changing the dimensions of the membrane, which determine the bending properties, so that they are not as versatile as the subject matter of the invention.

Die Unterstützung der Membran kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mit - einer Federscheibe erfolgen, die mit einer Erhöh ng an der Meinbran anliegt, deren Durchmesser dem Durchmesser der Mündung des Halsteiles gleich ist.The support of the membrane may according to a further feature of the invention - a spring washer carried out, the ng with a time increment applied to the Meinbran whose diameter is the diameter of the mouth of the neck portion of the same.

Andererseits kann auch eine Schraubenfeder verwendet werden, die die Membran gegen die Mündung drückt und den gleichen Durchmesser wie diese besitzt.On the other hand, a coil spring can also be used, which the Membrane presses against the mouth and has the same diameter as this.

Bei der Betätigung eines Schallerzeugers nach der Erfindung wird, wenn unter Druck stehendes Arbeitsmedium der Druckkammer durch eine dafür vorgesehene Speisevorrichtung zugeführt wird, die Meinbran als Ganzes infolge des Druckanstiegs in der Druckkammer gegen das federnde Glied, dessen Federkraft überwindend, gepreßt und von der rückwärtigen Endkante des Halsteiles und der Seitenwand der Ringnut in der Gehäusewandung abgehoben, so daß sich zwischen der Mernbranoberfläche und der Endkante des Halsteiles eine Durchgangsöffnung bildet. So kann das unter Druck stehende Arbeitsmedium durch diesen Durchgang hindurch in das Innere des Halsteiles ausströmen und von dort in die Außenluft oder Atmosphäre durch den Trichter, der mit dem Halsteil in Verbindung steht, hindurch abgeblasen werden. Dadurch tritt in der Druckkammer ein Druckabfall ein, so daß die Membran durch Einwirkung des Federgliedes in ihre ursprüngliche Lage zurückgeführt wird und wieder zur Anlage an die rückwärtige Endkante des Halsteiles und die Seitenwand der Rincynut kommt. Auf diese Weise kann die kolbenartige Bewegung der Membran wiederholt werden.When operating a sound generator according to the invention, when pressurized working medium of the pressure chamber through a dedicated one Feed device is fed to the Meinbran as a whole as a result of the pressure increase pressed in the pressure chamber against the resilient member, overcoming its spring force and from the rear end edge of the neck portion and the side wall of the annular groove lifted in the housing wall, so that between the Mernbran surface and the end edge of the neck part forms a through opening. This is how it can be done under pressure standing working medium through this passage into the interior of the neck part out and from there into the outside air or atmosphere through the funnel, the is in connection with the neck part, be blown off through. This occurs a pressure drop in the pressure chamber, so that the membrane by the action of the The spring member is returned to its original position and back to the plant comes to the rear end edge of the neck part and the side wall of the Rincynut. In this way the piston-like movement of the membrane can be repeated.

Die Arbeitsweise und Wirkung der erfindungsgemäßen Ausführungsform soll nachfolgend im einzelnen erläutert werden.The mode of operation and effect of the embodiment of the invention should be explained in detail below.

Die auf diese Weise durch die kolbenartige Vibrationsbewegung der Membran erzeugte Schallwelle entsteht im Halsteil und wird von dort durch den Resonanz-Richttrichter hindurch an die Außenluft übertragen.The in this way by the piston-like vibratory movement of the The sound wave generated by the membrane is created in the neck part and is passed through the resonance funnel from there transmitted through to the outside air.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnungen beispielsweise im folgenden dargestellt und im einzelnen beschrieben werden.The invention is based on the drawings, for example, in the following are shown and described in detail.

Fig. 1. ist ein schematischer, teilweise abgebrochener Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Pfeife; Fig. 2 ist eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, zeigt aber eine andere Ausführungsform der Erfindung.Fig. 1 is a schematic, partially broken away longitudinal section of a whistle according to the invention; Figure 2 is a view similar to Figure 1 but showing another embodiment of the invention.

In Fig. 1. besteht die Pfeife aus einem Vibrator 1 und einem Trichter H. Das Gehäuse des Vibrators 1 besteht aus einem schalenförmigen Teil 3, das die Druckkammer 2 bildet, und einem Deckel 5, der die rückwärtige Kammer 4 bildet. Ein Einlaß 6 für das Druckmittel ist an dem schalenförmigen Teil 3 vorgesehen und mit einer nicht dargestellten Speisevorrichtung für das Arbeitsmedium verbunden. Ein Ansatz 7 ist an der Innenwand des Deckels 5 ausgebildet, so daß eine ringförmige Ausnehmung oder Fuge 8 zwischen dem Deckel 5 und dem schalenförmigen Teil beim Zusammenbau, wie dargestellt, gebildet wird. Es braucht nicht darauf hingewiesen zu werden, daß solch eine Ausnehmung auch auf irgendeine andere passende Art als die dargestellte hergestellt werden kann. Die Ausnehmung kann z. B. wie in Fig. 2 dargestellt und später beschrieben, gebildet werden.In FIG. 1 , the whistle consists of a vibrator 1 and a funnel H. The housing of the vibrator 1 consists of a bowl-shaped part 3, which forms the pressure chamber 2, and a cover 5, which forms the rear chamber 4. An inlet 6 for the pressure medium is provided on the shell-shaped part 3 and is connected to a feed device, not shown, for the working medium. A projection 7 is formed on the inner wall of the cover 5 so that an annular recess or joint 8 is formed between the cover 5 and the bowl-shaped part during assembly, as shown. Needless to say, such a recess can be made in any other suitable way than that shown. The recess can, for. B. as shown in Fig. 2 and described later, are formed.

Bevor der rückwärtige Deckel 5 an dem schalenförmigen Teil befestigt wird, wird eine Membran P in den schalenförnügen Teil 3 eingesetzt. Wenn der Deckel und der schalenförmige Teil zusammengesetzt sind, ergibt die Membran P eine Trennwand zwischen Druckkammer 2 und rückwärtiger Kammer 4.Before the rear cover 5 is attached to the shell-shaped part, a membrane P is inserted into the shell-shaped part 3. When the cover and the bowl-shaped part are assembled, the membrane P results in a partition between the pressure chamber 2 and the rear chamber 4.

Die Mernbranscheibe P kann aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt sein, wie z. B. Phosphorbronze, Aluminiumbronze, das überlicherweise bei dieser Art von Pfeifen verwendet wird, und aus einem oder mehreren dünnen Blechen bestehen. Die in Fig. 1 dargestellte Membran ist vom Doppeltyp, bei der zwei übereinanderliegende Bleche mittels Schraube und Mutter 9 zusammengehalten werden.The core disk P can be made of any suitable material, such as. B. phosphor bronze, aluminum bronze, which is commonly used in this type of pipe, and consist of one or more thin sheets of metal. The membrane shown in FIG. 1 is of the double type, in which two metal sheets lying one above the other are held together by means of a screw and nut 9.

Eine Scheibenfeder 10 ist ebenfalls in die Ausnehmung eingesetzt. Eine kreisförmige Erhebuna, 11. ist in der Scheibenfeder ausgebildet, um die Membran P federnd nach vom zu drücken. Der Rand am Umfang der Scheibenfeder 10 wird durch den Ansatz 7 in der Innenwand des Deckels 5 gehalten.A woodruff key 10 is also inserted into the recess. A circular elevation 11 is formed in the disc spring to press the diaphragm P resiliently forward. The edge on the circumference of the woodruff key 10 is held in the inner wall of the cover 5 by the projection 7 .

Ein sich nach vom öffnender Halsteil 12 erstreckt sich durch die Druckkammer und ist mit dem rückwärtigen Ende des Trichters H verbunden. Die aufgeweitete rückwärtige Kante 13 des Halsteiles 12 liegt gewöhnlich gasdicht an der Membran P an, da die letztere mittels der Feder 10 gegen den Halsteil 12 gepreßt wird. Dabei ist es selbstverständlich, daß die Endfläche der Kante 13 mit der Seitenwandfläche 21 der Ausnehmung 8 in gleicher Ebene liegt.A forwardly from the opening neck portion 12 extends through the pressure chamber and is connected to the rear end of the funnel H. The widened rear edge 13 of the neck part 12 is usually in a gastight manner against the membrane P, since the latter is pressed against the neck part 12 by means of the spring 10. It goes without saying that the end face of the edge 13 lies in the same plane with the side wall face 21 of the recess 8.

Der Deckel 5 kann an dem Teil 3 durch irg gendwelche geeigneten Mittel befestigt werden, z. B., wie dargestellt, durch Schrauben 14. Nach dem Zusammenbau ist die Membran P luftdicht gegen die Endfläche der rückwärtigen Endkante 13 und die Wandfläche 21 der Ausnehmung 8 durch die Kraft der Feder 10 gepreßt.The lid 5 can be attached to the part 3 by any suitable means, e.g. B., as shown, by screws 14. After assembly, the membrane P is pressed airtight against the end surface of the rear end edge 13 and the wall surface 21 of the recess 8 by the force of the spring 10.

Bei 15 ist ein Lüftungsventil für die rückwärtige Kammer 4 angedeutet, durch das der Gegendruck in der rückwärtigen Kammer geeignet eingestellt werden kann.At 15 , a ventilation valve for the rear chamber 4 is indicated, by means of which the counterpressure in the rear chamber can be suitably adjusted.

Die Membran P ist von solchem Durchmesser, daß sie in der ringförinigen Ausnehmung 8 hin- und hergehen kann, aber eine genügende Luftdichtigkeit zwischen dem Mernbranrand und dem Wandungsgrund der Ausnehmung 8 gewährleistet wird.The diameter of the membrane P is such that it can move back and forth in the annular recess 8 , but sufficient airtightness between the membrane edge and the base of the wall of the recess 8 is ensured.

Auf diese Weise kann die Membran P während der Betätigung der Pfeife wie ein Kolben in der Ausnehmung 8 hin- und hergehen. Die Form und Abmessung des Trichters H kann geeignet ausgewählt werden. Irgendeine besondere Größe und Abmessung liegt nicht innerhalb des Umfanges der vorliegenden Erfindung.In this way, the membrane P can move back and forth in the recess 8 like a piston during the operation of the whistle. The shape and size of the funnel H can be appropriately selected. Any particular size and dimension are not within the scope of the present invention.

In Fio,. 2 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten besonders in der Art der Ausbildung der Ausnehmung 8 und in der Art und Anordnung des Federgli#edes, d. h., in der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist ein ringförmiger Ansatz 16 am Umfang der Innenwandung des schalenförmigen Teiles 3 ausgebildet, und ein Innengewinde 17 ist in der Innenwandung des rückwärtigen Eadteiles von Teil 3 angebracht.In Fio ,. 2 shows another embodiment of the invention. This embodiment differs from that shown in FIG. 1 in particular in the type of design of the recess 8 and in the type and arrangement of the spring members, i.e. h, in the embodiment shown in FIG. 2 embodiment, an annular projection 16 is formed of the shell-shaped portion 3 on the circumference of the inner wall., and a female screw 17 is mounted in the inner wall of the rear part 3 of Eadteiles.

Ein Außengewinde 22, das in das Innengewinde 17 hineinpaßt, ist auf dem äußeren Umfang des vorderen Endteiles des Deckels 5 angebracht, so daß, wenn der Deckel 5 und das schalenförmige Teil 3 zusammengeschraubt sind, eine ringförmige Ausnehmung 8 zwischen der Ansatzfläche 16' und der vorderen Endfläche des Deckels 5 gebildet werden kann. Die Meinbran P ist lose in diese Ausnehmung eingesetzt. In dieser Ausführungsform besteht die Membran aus nur einem Blech. In dem rückwärticren Endteil des Deckels 5 ist ein mit Gewinde versehener Federteller 18 (der Steifheitsregler genannt werden kann) angebracht. Im Teil 18 ist ein Lüftungsventil 15 angeordnet.An external thread 22, which fits into the internal thread 17 , is mounted on the outer periphery of the front end portion of the lid 5 so that when the lid 5 and the cup-shaped part 3 are screwed together, an annular recess 8 between the boss surface 16 ' and the front end face of the lid 5 can be formed. The Meinbran P is loosely inserted into this recess. In this embodiment, the membrane consists of only one sheet metal. In the rear end portion of the lid 5 there is mounted a threaded spring plate 18 (which may be called a stiffness regulator). A ventilation valve 15 is arranged in part 18.

Eine Schraubenfeder 19 ist in der rückwärtigen Kammer 4 oder im Innenraum des Deckels 5 eingebaut. Das hintere Ende der Feder 19 wird von dem Teil 18 gehaften. Das vordere Ende der Feder 1.9 preßt über -eine Unterlegscheibe 20 die Membran P gegen die rückwärtige Endkante 13 des Halsteiles 12 und die Seitenwandfläche 16' der Ausnehmung 8. Es soll darauf hingewiesen werden, daß die Federkraft der Feder 19 gegen die Membran P durch Veränderung der Einschraubtiefe des Teiles 18 in dem Dekkel 5 eingestellt werden kann.A coil spring 19 is installed in the rear chamber 4 or in the interior of the lid 5 . The rear end of the spring 19 is held by the part 18. The front end of the spring 1.9 presses a washer 20, the membrane P against the rear end edge 13 of the neck part 12 and the side wall surface 16 'of the recess 8. It should be noted that the spring force of the spring 19 against the membrane P by change the screw-in depth of the part 18 in the cover 5 can be adjusted.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Sound generator, the housing of which is divided by a membrane into a rear chamber and a pressure chamber to which a pressure medium can be fed and in which a neck part of the resonance funnel is arranged, the rear end of which rests gas-tight against the membrane at rest, which is in an annular groove in the housing wall and is pressed by a spring against the mouth of the neck part, characterized in that the spring (10, 19) directly opposite the mouth (13) of the neck part (12) on a circular ring on the membrane (P) is present.

2. Sound generator according to claim 1, characterized in that a spring washer (10) rests on the membrane (P) with an elevation (11) , the diameter of which is equal to the diameter of the mouth (13) of the neck part (12). 3. Sound generator according to claim 1, characterized in that a helical spring (19) is used which presses the membrane against the mouth (13) and has the same diameter as this.

Considered publications: German Patent Nos. 855 374, 852 96T 839 914, 825 513; German utility model No. 16218 612; French Patent Nos. 764 113, 757 240; U.S. Patent No. 2,248,073-