DE182550C

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Publication number: DE182550C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-'Ju 182550 KLASSE 74 d. GRUPPE L.

OTTO SCHLICK in HAMBURG.

Richtung zu erteilen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Mai 1906 ab.

Die gewöhnlichen Dampfpfeifen verbreiten : den von ihnen erzeugten Schall fast gleichmäßig nach allen Richtungen im Raum, während es doch in den meisten Fällen nur darauf ankommt, den Schall in einer wage- j rechten Schicht fortzupflanzen. j

Der Umstand, daß der Ton in gleicher j Stärke auch nach unten zu verbreitet wird, verursacht namentlich auf Dampfern eine i

ίο große Belästigung der Passagiere und Mann- I schaft, ein Ubelstand, der sich besonders bei Nebel, bei dem man die Dampfpfeife in kurzen Zwischenräumen mitunter stundenlang ertönen lassen muß, sehr störend und nachteilig bemerkbar macht, indem das Gehör der wachhabenden Offiziere usw. derart abgestumpft wird, daß sie ein in weiterer Ferne gegebenes Gegensignal eines anderen Fahrzeuges weniger deutlich oder gar nicht vernehmen werden. Die bislang gebräuchlichen Dampfpfeifen pflanzen den erzeugten Ton aber auch noch in gleicher Stärke nach oben hin fort, in welcher Richtung er natürlich gänzlich zwecklos verhallt.

Es sind bereits Dampfpfeifen bekannt, bei denen zwei hohle Kapseln, deren sich dicht gegenüberliegende Böden mit als Pfeifen wirkenden Löchern versehen sind, welche die Schallwellen durch einen Spalt austreten lassen und daher nur in einer dünnen Schicht sich ausbreiten. Es sind jedoch keine Mittel angewandt, die im Einklang mit der Wellenlehre den Schallwellen eine bestimmte Richtung zu erteilen und sie gleichzeitig zu verstärken bestimmt sind.

Es sind ferner Dampfpfeifen bezw. Nebelhörner bekannt, die mit Schallrohren oder Schalltrichtern versehen sind, um den Schallwellen eine bestimmte Richtung zu erteilen, d. h. die Schallwellen zur Zeit, ähnlich wie ein Sprachrohr, nur nach einer einzigen Richtung innerhalb einer wagerechten Ebene hin zu leiten. Bei diesen Apparaten kann die Richtung, in der der Schall fortgeleitet werden soll, nur durch eine Drehung des ganzen Apparates oder des Schallrohres mit Hilfe ' einer besonderen Drehvorrichtung geändert werden. Da es bei Nebel und Dunkelheit meistens unbekannt ist, aus welcher Richtung her von einem anderen Fahrzeug Gefahr droht, d. h. nach welcher Richtung hin vom eigenen Fahrzeug aus die Signalschallwellen zu entsenden sind, so kann es bei den mittels Schallrohr nur in einer einzigen Richtung wirkenden Signalvorrichtungen vorkommen, daß die Signale nach falscher Richtung hin gegeben werden und dann von dem gefahrbringenden Fahrzeug erst recht nicht gehört werden.

Zweck und Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nun, einer Dampfpfeife oder einem sonstigen Tonerzeuger, ζ. Β. einer Sirene usw., eine solche Konstruktion und Form zu geben, daß bei Vermeidung der störenden und nachteiligen Verbreitung des Tones nach unten und der zwecklosen Ver-

breitung des Tones nach oben die Schallwellen nicht nur in einer einzigen Richtung, sondern gleichzeitig in allen Richtungen eines wagerechten Kreises fortgeleitet werden, so daß der Ton in einer wagerechten oder nahezu wagerechten Schicht und durch das Sammeln bezw. Zusammenhalten der Schallwellen auch in entsprechend verstärktem Maße verbreitet wird. Der Schall soll also

ίο von den Richtungen abgelenkt werden, in denen er nutzlos ist, dagegen in allen Richtungen der Kompaßrose verstärkt auftreten. Der angestrebte Zweck wird durch geeignete Schallschirme oder Schallscheiben erreicht, die sowohl oberhalb als auch unterhalb der Tonquelle angeordnet sind und an denen sich die Schallwellen so brechen, daß sie in einer vorwiegend wagerechten Ebene oder Schicht nach allen Richtungen hin reflektiert werden. Zur möglichst vollkommenen Erreichung dieses Zweckes erhalten diese Schallschirme in Übereinstimmung mit den Gesetzen der Akustik am besten eine Form, die durch die Rotation eines Parabelbogens entsteht, dessen Brennpunkt mit der Tonquelle ganz oder ungefähr zusammenfällt.

ν Auf den Zeichnungen ist die Erfindung zur Veranschaulichung gebracht.

Fig. ι ist eine der Erfindung gemäß eingerichtete Dampfpfeife in senkrechtem Mittelschnitt.

Fig. 2 bis 4 zeigen in ähnlicher Darstellung etwas abgeänderte Ausführungsformen der neuen Dampfpfeife.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform stellt f eine Dampfpfeife gewöhnlicher Bauart dar, deren Dampfaustrittsöffnung a gleichzeitig die eigentliche Tonquelle bildet.

Man denke sich nun eine Parabel p°, p¹, p² mit dem Punkt a als Brennpunkt konstruiert, so bildet der Parabelbogen p°, p¹ die Kurve, die durch Rotation um die senkrechte Achse der Dampfpfeife die geeignete Form des oberen Schallschirmes s¹ erzeugt. In ganz gleicher Weise ergibt sich die Form des unteren Schallschirmes s².

Es ist nicht erforderlich, daß die beiden Parabelbogen p°, p^l und p°, p'² symmetrisch zu einer durch den Brennpunkt α gehenden Wagerechten, der Parabelachse P, sind; die beiden Parabelbogen können vielmehr, wenn erforderlich oder wünschenswert, mit verschiedenen Parametern konstruiert sein.

Die von α ausgehenden Schallwellen werden dann von den Schallschirmen in wagerechter Richtung reflektiert, wie das durch die Linien w in Fig. 1 angedeutet ist.

Die beschriebene Konstruktion verbreitet den Schall vorwiegend in einer wagerechten Ebene oder Schicht nach allen Richtungen der Kompaßrose und eignet sich deshalb besonders zum Abgeben von Warn- oder Nebelsignalen auf Dampfern, Feuerschiffen oder dergl.

Unter Umständen kann es aber wünschenswert sein, die Einrichtung so zu treffen, daß sich der Schall nur über einen Teil eines wagerechten Kreises verbreitet, z. B. in dem Falle, wenn die als Nebel- oder Warnungssignal dienende Dampfpfeife oder Sirene auf dem Lande aufgestellt ist.

In einem solchen Falle kommen derartige Schallschirme zur Anwendung, welche die Form eines Sektors der parabolischen Rotationsfläche haben und die seitlich, in diesem Falle nach dem Lande hin, durch parabolisch gestaltete Schirme begrenzt werden.

Der Horizontalschnitt einer solchen Dampfpfeife ist in Fig. 2 dargestellt.

Es möge die Bedingung gestellt sein, daß sich der Schall hauptsächlich über den Winkel A, f, B verbreiten soll. Es werden dann zwei Parabeln b, c und d, c mit geeignet gewählten Parametern zu konstruieren sein, von denen die eine die Linie f-A und die andere die Linie f-B als Achse hat. Eine Fläche, die durch das Entlanggleiten einer senkrechten Geraden an diesen beiden Parabeln b, c und d, c entsteht, bildet alsdann die Form des Schallschirmes s³, der den Raum zwischen den oberen und unteren parabolischen Schallschirmen s^l und s² nach der Seite hin abschließt, nach der der Schall sich nicht verbreiten soll. Der Schall wird dann durch den Schirm s^s in wagerechter Richtung so abgelenkt, wie durch die Linien w¹ angedeutet ist.

Es kann unter Umständen wünschenswert sein, den Ton der Dampfpfeife nicht genau parallel in horizontaler Richtung, sondern von der Tonquelle ausgehend etwas divergierend fortzuleiten, um die Schicht, in der der Ton vorwiegend hörbar sein soll, seiner Dicke nach zu vergrößern. In einem solchen Falle wird die Anordnung so zu treffen sein, daß die Tonquelle nicht mit dem Brennpunkt der Parabel zusammenfällt, sondern zwischen dem Brennpunkt α der Parabel und deni Scheitel p° liegt.

Wenn es hingegen darauf ankommt, den Ton in einer bestimmten Entfernung besonders vernehmlich zu machen, so würde die Tonquelle nicht zwischen Brennpunkt und Scheitel der Parabel, sondern etwas vor dem Brennpunkt der Parabel anzuordnen sein.

Wenn die Dampfpfeife sehr hoch aufgestellt werden muß, so kann es sich unter Umständen empfehlen, den Schallschirmen eine solche Form zu geben, die durch die Rotation einer Parabel entsteht, deren Achse nicht senkrecht, sondern etwas geneigt zu

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der senkrechten Mittellinie der Dampfpfeife liegt, Die Verbreitung des Tones erfolgt dann nicht mehr in einer wagerechten Schicht, sondern vorwiegend in einer Schicht von flach kegelförmiger Gestalt. Eine derartig konstruierte Dampfpfeife ist in Fig. 3 in senkrechtem Schnitt dargestellt. Die von den Schallschirmen s⁴ und s⁵ reflektierten Schallwellen n> sind etwas nach abwärts gerichtet.

Um einen möglichst großen Teil der Schallstrahlen in die wagerechte Richtung abzulenken, muß der Durchmesser der Schallschirme sehr groß werden, was unter Um-

ständen unbequem ist. Um aber auch bei j kleinem Durchmesser der Schallschirme noch möglichst viel Schallstrahlen in der wagerechten Richtung fortzuwerfen, kann z. B. eine Konstruktion gewählt werden, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Zur Herstellung einer solchen Dampfpfeife konstruiert man mit einem entsprechend kleineren Parameter innerhalb der Parabel p°, p^x, p² eine zweite kleinere Parabel r°, r¹, r², deren Brennpunkt gleichfalls mit der Tonquelle bezw. dem Brennpunkt α der äußeren Parabel zusammenfällt. Man denke sich nun gerade Linien m vom Brennpunkt α nach den äußersten Rändern der beiden Schallschirme s¹, s² gezogen, die die kleinere Parabel oben und unten in i¹ b.ezw. t- schneiden, so bildet der Parabelbogen t¹, r¹ oberhalb der Parabelachse P und der Parabelbogen f², r² unterhalb der Parabelachse die Kurve, durch deren Drehung um die senkrechte Achse der Dampfpfeife die geeignete Form für den oberen und unteren Innenschallschirm i¹ bezw. Γ² erzeugt wird. Diese beiden ringförmigen Innenschällschirme i^s und i², welche mittels geeigneter Verbindungsstege 0 . an den Schallschirmen s^l und s² befestigt sind, fangen dann noch diejenigen Schallstrahlen auf, die zwischen den Geraden m, η oberhalb und unterhalb der Parabelachse liegen. Während die beiden Schallschirme ,9¹ und s² also nur die Schallstrahlen wagerecht ablenken, die innerhalb des Winkels 0} nach oben und α² nach unten ausstrahlen (Fig. ι bezw. Fig. 4), werden bei Verwendung der Innenschällschirme i¹ und z"² alle Schallstrahlen abgelenkt, die sich innerhalb des Winkels ß¹ nach oben und ß² nach unten fortbewegen.

Die aus Metall hergestellten, meistens aus Bronze gegossenen Schallschirme besitzen, ähnlich wie eine Glocke, nur einen bestimmten Ton, den man durch eine geeignete Verteilung der Materialdicke auf eine bestimmte Höhe bringen kann. Wenn der Ton der Schallschirme der gleiche ist wie der der Dampfpfeife oder Sirene (überhaupt des Tonerzeugers), so entsteht Resonanz und die Stärke bezw. die Tragweite der Signalvorrichtung wird dadurch wesentlich erhöht.

Es kann bei Dampfern der Fall eintreten, daß das Fahrzeug, z. B. durch Überschießen der Ladung, eine bleibende beträchtliche Neigung (Schlagseite) erhält. In solchem Falle würde eine in der üblichen Weise angebrachte Dampfpfeife mit Schallschirmen den Ton nicht in einer wagerechten Ebene, sondem in einer entsprechend geneigten Ebene fortleiten, was unter Umständen von Nachteil sein kann. Um diesen Ubelstand zu vermeiden, würde die Dampfpfeife so einzurichten sein, daß das Dampfzuführungsrohr mit einem Gelenk versehen und die Dampfpfeife selbst verstellbar ist, so daß auch bei ständig geneigtem Schiff die Achse der Dampfpfeife senkrecht gestellt werden kann. Die Mittel und die Art und Weise ihrer An-Ordnung zur Erreichung dieses Zweckes können beliebig gewählt werden.

Falls räumliche oder andere Verhältnisse es erfordern, die neue Dampfpfeife dicht an den Schornstein heranzurücken, so kann man die Schallschirme auf der betreffenden Seite entsprechend ausklinken oder ausschneiden.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung an Dampf pfeifen oder ähnlichen Tonerzeugungsvorrichtungen, insbesondere für Warnungs-, Nebel- und andere Signale, zum Zwecke, den Schallwellen eine bestimmte Richtung zu erteilen, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb und unterhalb der Tonquelle Schallschirme, vorzugsweise von parabolischer Gestalt, angeordnet sind, die die Schallstrahlen bezw. Schallwellen derart auffangen und reflektieren, daß sie, je nachdem die Tonquelle im Brennpunkt der Schallschirme oder vor oder hinter demselben liegt, nach allen Richtungen der Kompaßrose hin in einer Schicht vorwiegend wagerecht (parallel, schwach zusammenlaufend oder schwach auseinanderlaufend) fortgeleitet werden.

2. Eine Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der parabo- no lischen Schallschirme geneigt zur senkrechten Mittellinie der Pfeife bezw. der Tonquelle liegt, behufs allseitiger Fortleitung der Schallstrahlen bezw. Schallwellen in einer geneigten Schicht von der Form eines Kegelmantels (Fig. 3).

3. Eine Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Schallschirme (s¹, S²J in gewissem Abstande von diesen noch parabolische Schallringe (i¹, ΐ¹) angeordnet sind, um bei möglichst kleinem

Durchmesser der Schallschirme möglichst der parabolischen Rotationsfläche bilden viele Schallstrahlen bezw. Schallwellen und an den Schnittkanten durch paraboaufzufangen und in der gewünschten ! lisch gestaltete, vorwiegend senkrecht Richtung fortzuleiten (Fig. 4). j stehende Schallschirme (s*) begrenzt wer-4. Eine Ausführungsform der Ein- den, um die Schallstrahlen bezw. Schallrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- j wellen nur in bestimmter Richtung bezw. kennzeichnet, daß die Schallschirme die j über einen bestimmten Winkel der Korn-Form eines Ausschnittes oder Abschnittes j paßrose zu verbreiten (Fig. 2).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

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