-
Elektromagnetische Hupe mit einem spiralförmig angeordneten Schallkanal
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Hupe mit einem spiralförmig angeordneten
Schallkanal, über welchen der Schalltrichter mit derjenigen Kammer in Verbindung
steht, in welcher die Membran angeordnet ist, wobei der Schallkanal im Anschluß
an die Kammer einen ersten Abschnitt mit auf der Länge konstanten Querschnitt, darauffolgend
einen Abschnitt mit sich linear in Richtung auf den Schalltrichter erweiterndem
Querschnitt und einen dritten Abschnitt mit sich in Richtung zur Öffnung exponentiell
erweiterndem Querschnitt aufweist.
-
Drucklufthupen haben im Vergleich zu elektromagnetischen Hupen bei
Zugrundelegung etwa gleicher äußerer Abmessungen eine erheblich größere Schallstärke
und werden insbesondere deswegen den elektrischen Hupen an Fahrzeugen vorgezogen,
die ohnedies bereits eine meist zum Bremsen dienende Druckluftanlage haben. Bei
Fahrzeugen, die keine eigene Druckluftanlage haben, müßte also bei Einbau einer
Drucklufthupe ein eigener Druckluftgenerator - meist ein elektrisch betriebener
Kompressor -vorgesehen werden. Eine Drucklufthupe mit Kompressor ist aber auf jeden
Fall wesentlich teurer als eine elektromagnetische Hupe vergleichbarer Lautstärke.
Allerdings ist einzuräumen, daß ohne Berücksichtigung des Kompressors unter Zugrundelegung
gleicher Schallstärke eine Drucklufthupe in ihrer Bauart kleiner ist als eine elektrische
Hupe, so daß also der Einbau der Hupe selbst konstruktiv meist weniger Schwierigkeiten
macht, wenn eine Drucklufthupe verwendet wird, da für den Kompressor meist Platz
im Motorraum vorhanden ist, während die Hupe selbst an möglichst ausgesetzter Stelle
hinter dem Kühlergrill oder unter dem Vorderkotflügel angebracht werden soll.
-
Ausgehend von dieser Erkenntnis hat sich die Erfindung die Aufgabe
gestellt, eine elektromagnetische Hupe zu schaffen, die eine wesentlich größere
Schallstärke erzeugen kann, als dies bei den bekannten elektromagnetischen Hupen
der Fall ist, die aber hinsichtlich ihrer Größenabmessungen mit Drucklufthupen vergleichbar
ist. Die gestellte Aufgabe läßt sich also nur dadurch lösen, daß im Verhältnis zu
den Abmessungen die Schallausbeute im Vergleich zu bekannten elektromagnetischen
Hupen erheblich verbessert wird.
-
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß bei einer elektromagnetischen
Hupe der eingangs bezeichneten Gattung die Länge des ersten Abschnittes gleich ist
dem Quotienten aus der Wellenlänge des Grundtones und einem ersten Koeffizienten
von 4,4 ± 100/0, daß die Länge des zweiten Abschnittes gleich ist dem Quotienten
aus dem wirksamen Querschnitt der Membran und einem Koeffizienten von 3,1 ± 10%
und daß die Länge des sich exponentiell erweiternden Abschnittes gleich ist dem
Koeffizienten aus der Länge des zweiten Abschnittes und einem Koeffizienten von
2,5 ± 10%.
-
Besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
unter Schutz gestellt. Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnungen
erläutert. In diesen zeigt F i g. 1 den Schallkanal einer Hupe im Schnitt nach der
Linie I-I in F i g. 3, F i g. 2 schematisch den Kanal abgerollt, F i g. 3 die Hupe
auseinandergezogen, wobei der elektrische Teil im Schnitt gezeigt ist, F i g. 4,
4 a, 4 b und 4 c verschiedene Verbindungsstücke, F i g. 5 perspektivisch den festen
Streifen, F i g. 6 perspektivisch das Ende des Stiftes, F i g. 7 und 8 zwei Phasen
des Arbeitsspieles des Unterbrechers.
F i g. 3 zeigt, daß die Hupe
aus dem elektromagnetischen Teil l besteht, welcher mit Hilfe einer nicht gezeigten
Schraube am Schallgeber 2 befestigt ist. Der Schallgeber selbst besteht aus einer
unteren Schale 3 und einer oberen Schale 4, vorzugsweise aus gegossenem Material,
und die Schalen sind in der in F i g. 3 durch die Linie 1-I gekennzeichneten Ebene
zusammengeklebt.
-
F i g. 1 ist ein Schnitt durch die Ebene dieser Verbindung. Man sieht,
daß der in Form einer Spirale aufgewickelte Schalltrichter vollständig innerhalb
eines Kreises 5 liegt, dessen Durchmesser etwa gleich dem Durchmesser des elektromagnetischen
Teiles 1 ist, wobei jedoch ein Teil des eigentlichen Schalltrichters 6 über diesen
Kreiss hinausragt. Der Schalltrichter insgesamt wird von einer Leitung mit sich
veränderndem Querschnitt gebildet, welche von der Mitte 7 der Kompressionskammer
ausgeht und über der oberen Schale 4 und unter der Membran 8 liegt, um beim Schalltrichter
9 zu enden, wodurch diese Leitung bzw. der Kanal mit der Außenluft in Verbindung
steht.
-
Zur Erleichterung der Beschreibung ist in F i g. 2 der ganze Schalltrichter,
d. h. der Kanal in solcher Weise abgewickelt dargestellt, daß die Mittellinie 10
desselben als Gerade erscheint. Ausgehend von der Druckkammer mit Querschnitt S1,
welcher dem verwendbaren Bereich der Membran 8 entspricht, tritt der Kanal mit einem
Knick aus dieser Kammer in der Mitte der Membran bei 7 aus. über eine bestimmte
Länge L1 ist der Querschnitt des Kanals konstant bis S2; über ein folgendes Stück
der L2 verändert sich der Querschnitt divergierent linear von S2 bis S3, wobei der
Querschnitt nicht genau konisch ist, da er im wesentlichen einem Rechteck mit abgerundeten
Ecken entspricht. Vom Beginn des Querschnittes S3 aus wird der Querschnitt schnell
immer größer, und zwar nach einer Exponentialfunktion, um nach einem weiteren Längsabschnitt
L3 einen Querschnitt S4 zu erreichen, welcher gleich dem Querschnitt des Endes 9
des Schalltrichters ist.
-
Die Gesamtlänge des Schalltrichters hängt von der Wellenlänge A des
erwünschten Grundtones ab, aber man darf die Gesamtform des Schalltrichters nicht
beliebig wählen, da man sonst eine zu geringe Stärke des Schalles erhält, die übrigens
noch kleiner werden kann, als wenn der Durchmesser des Hornes noch kleiner wäre..
Weiterhin bestünde die Gefahr, daß der Ton besonders unschön würde, und zwar als
Folge falscher Verteilung der verschiedenen Harmonischen, welche den Grundton begleiten.
-
Um ein gutes Resultat zu erhalten, und zwar sowohl im Hinblick auf
die Qualität des Tones wie auch die Schallstärke, werden nach der Erfindung die
verschiedenen Abmessungen wie folgt errechnet bzw. gewählt.
Man wählt dabei K1 zu 4,4 ± 10%, K2 zu 3,1 ± 10 01o und K3 zu 2,5 -- 10 0/0.
Für eine Hupe mit tiefem Ton wählt man beispielsweise bei einem Grundton von 410
Hz (Wellenlänge 83 cm) folgende Werte: L1 = 18,9 cm, L2 = 9,84 cm, L3 = 3,97 cm,
S1 = 30,66 cm2 und weiter S., = 0,95 cm2, S3 = 4,33 cm2, S4 = 30,75 cm2. Man erhält
mit dem gleichen Platzbedarf und dem gleichen elektromagnetischen Teil eine Hupe
mit hohem Ton, von beispielsweise 510 Hz (Grundton - Wellenlänge 66,8 cm), indem
man L1 15,1 cm lang macht und die anderen Werte unverändert läßt (s. oben).
-
Für den elektromagnetischen Teil, dessen Durchmesser ebenfalls verringert
werden soll, ohne daß dessen Energieabgabe vermindert wird, besteht die Hauptschwierigkeit
darin, den flexiblen Streifen des Unterbrechers quer zur Achse der Membran anzuordnen.
-
Dieses Problem wird durch Verwendung eines derart angeordneten und
ausgebildeten Unterbrecherstreifens gelöst, daß der mit der Membran 8 und dem Magnetanker
12 fest verbundene Stift 11 zwischen dem Kontakt 14 und dem festen
Ende 13 a des Streifens an den Streifen 13 angreift. Dabei sollte, wie die Erfahrung
gezeigt hat, das Kontaktstück 14 so nahe wie möglich am Stift 11 liegen, und der
Kontaktdruck des Blättchens 14 auf den festen Kontakt 15, der einstückig mit einem
festen Streifen 16 ausgebildet ist, sollte konstant sein und einen vorherbestimmten
Wert haben.
-
Bei der bisher üblichen Anordnung ist die Verschiebung des Endes des
festen Streifens 16 mittels der Regelschraube 17, welche die Schallenergie einzustellen
gestattet, einstellbar; dadurch wird dieser Streifen in seiner Halterung gebogen,
und dies hat zur Folge, daß der Druck zwischen den Kontakten 14
und 15 sich
ändert, und sie werden relativ zueinander verschoben.
-
Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird nach der Erfindung ein Zwischen-
und Verbindungsstück 18
verwendet, an welchem mittels der Schraube 19 gleichzeitig
unter Zwischenfügung von Isolierstücken der flexible Streifen 13 und der feste Streifen
16 be, festigt sind. Dieses Verbindungsstück ist aus einem Stück Metall und dünner
als der feste Streifen 16 und weist eine Ausnehmung 20 auf, die in seitlicher Richtung
den Querschnitt auf solche Weise verringert, daß dieser Bauteil flexibler ist als
der feste Streifen 16.
Man kann dafür das gleiche oder ein anderes Metall
als das des festen Streifens 16 verwenden; wenn man das gleiche Metall verwendet,
kann man es in anderem Zustand verwenden, d. h. also beispielsweise federharten
Stahl für den Streifen 16 und ausgeglühten Stahl für das Bauteil 18.
-
Man sieht, daß auf diese Weise der Druck zwischen den Kontakten 14
und 15 in der Ruhestellung für den Unterbrecher vor dem Einbau desselben in das
Gehäuse eingestellt wird und daß dieser Druck dann nicht mehr durch Verstellen der
Schraube 17
geändert werden kann, d. h. praktisch wird dabei
dann nur noch das Stück 18 verbogen bzw. verspannt, und der Unterbrecher wird auf
diese Weise im Ganzen einfach verschoben.
-
Im Sinne einer möglichst guten Platzausnutzung ist natürlich die Achse
der Schraube 19 so nahe als möglich an die Wand des Gehäuses 21 gelegt, und zu diesem
Zweck hat das Stück 18 vorteilhafterweise die in F i g. 4 dargestellte Form, bei
welcher zwei Befestigungspunkte 22 und 23 vorgesehen sind, deren einer eine isolierte
Durchführung gestattet. Man kann auch dieses Zwischenstück 18 mittels eines Befestigungspunktes
24 befestigen, wie z. B. nach F i g. 4 a oder ihm die Form eines U geben, d. h.
mit Befestigungspunkten 22 und 23 gemäß F i g. 4 b. Man kann auch, wie in F i g.
4 c angedeutet ist, nur einen Befestigungspunkt vorsehen. Die Ausnehmung 20 kann
dabei, wie F i g. 4 c ebenfalls zeigt, durch zwei seitliche Einschnitte ersetzt
werden.
-
Der feste Streifen 7.6 hat vorteilhafterweise die in F i g. 5 dargestellte
Form mit einer Ausnehmung 25 zum Durchgriff des Stiftes 11, wobei diese Ausnehmung
sich in Richtung auf das Einspannende durch eine Kerbe 26 fortsetzt, die man durch
nach unten biegen eines Abschnittes 27 erhält, der im übrigen als Anschlußklemme
dient, um auf diese Weise die Notwendigkeit zu vermeiden, eine Anschlußklemme in
der bekannten Weise anzubringen.
-
Aus den obenerwähnten Gründen soll der Kontakt 14 so nahe als
möglich an der Achse des Stiftes liegen, wobei der Kontakt aber selbst eine relativ
große Auflagefläche haben soll, da der Kontaktdruck häufig relativ groß ist. Zu
diesem Zweck kann man nach der Erfindung, wie dies in F i g. 6 dargestellt ist,
auf dem Stift einen Flansch 28 anbringen, der in denjenigen Ebenen halbkreisförmig
(bei 29) abgeschnitten ist, die tangential zum Stift verlaufen und senkrecht zur
Achse des flexiblen Streifens. Durch das Abschneiden bei 29 erreicht man einerseits,
daß man die Achsen des Stiftes einerseits und der Kontakte 14 und 15 andererseits
einander nähern kann, und man kann weiter den Stift durch die Ausnehmung 25 nach
einer Drehung um 90° einführen, ohne daß man damit eine besonders große Ausnehmung
benötigt, wodurch wiederum der feste Streifen 16 relativ groß werden müßte.
-
Um nun zu verhindern, daß der Stift den flexiblen Isolierstreifen
13, der in bekannter Weise zwischen dem Stift 11 und dem flexiblen Streifen
13 angeordnet ist, zerstört, bringt man senkrecht zu dessen Längsachse eine
flach V-förmige Knickung 31 in ihm an, welche genau in der Mitte zwischen den beiden
Kanten oder Schnittflächen 29 liegt. Auf diese Weise wirken also die von den Abschnitten
29 gebildeten Kanten nicht wahlweise, je nachdem ob der Streifen 13 sich in oberer
oder unterer Lage befindet, nacheinander auf den isolierenden Streifen 30; dieser
Isolierstreifen wird vielmehr zwischen der flachen Oberfläche des Flansches 28 und
der Kante 31 gehalten, welche ihrerseits praktisch auf den flexiblen Streifen
30 auf im wesentlichen feststehender Linie rollt. Dabei hat diese letztere
Kante 31 einen sehr wenig von 180° abweichenden Winkel.
-
Selbstverständlich weist die elektromagnetische Anordnung zwei Spulen
und zwei Kerne von Elektromagneten auf (nicht gezeigt), die beiderseits des Unterbrechers
angebracht sind und im Gehäuse 21 befestigt sind, durch welches sich der Magnetkreis
schließt, um periodisch den Magnetanker 12 anzuziehen. Die ganze elektromagnetische
Einrichtung 1 ist mit der Membran 8 mittels nicht gezeigter Schrauben und nach Zwischenfügung
von gelenkartig wirkenden Teilen 32 auf dem oben beschriebenen akustischen Teil
t befestigt, der vorzugsweise, wenn er aus Kunststoff besteht, mit Metall entsprechend
verstärkt ist, damit eine Verschraubung möglich ist.
-
Mit Hilfe der Erfindung erhält man also eine Hupe mit starkem Ton
und guter Tonqualität, die gleichzeitig einen geringen Platzbedarf hat und außerdem
billiger herzustellen ist als bekannte Hupen.