DE2926554C2

DE2926554C2 -

Info

Publication number: DE2926554C2
Application number: DE2926554A
Authority: DE
Inventors: Roland Skelleftea Se Sandstroem; Mats Anders Bromma Se Olsson
Original assignee: Infrasonik AB
Current assignee: Infrasonik AB
Priority date: 1978-07-03
Filing date: 1979-06-30
Publication date: 1990-06-28
Also published as: DE2926554A1; US4517915A; IT7924062A0; SE446157B; DK154110B; JPS5855834B2; EP0006833B1; DK154110C; CA1146663A; IT1123459B; ES482118A1; NO147461C; FI792037A; GB2033130A; EP0006833A2; NO147461B; SE7905616L; GB2033130B; ATE4662T1; FR2430270A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Niederfrequenz-Schallgeber zum Erzeugen von Tönen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus der DE-AS 12 77 715 ist ein mechanischer Oszillator für Arbeitsdruckmittel mit einem Stimmgabel-Resonator bekannt. Der bekannte Oszillator weist eine Zufuhreinrichtung bzw. Anspeisung für die gesteuerte Zufuhr einer modulierten Druckgasströmung zu der Stimmgabel auf. Weiterhin ist eine Einrichtung für eine positive Rückkopplung bei einer vorbestimmten, der Resonanzfrequenz an der Stimmgabel als Resonator entsprechenden Frequenz des Schalldruckes in seine Zufuhreinrichtung vorgesehen.

Es wurde nun festgestellt, daß die Ergebnisse im Entrußen oder Reinigen von Boilern, Feuerungsanlagen und ähnlichen Verfahrensapparaten mittels Schall beträchtlich verbessert werden können, und zwar durch Benutzung von intensiven Impulsen oder Vibrationen bei niederen Frequenzen. Bisher war jedoch noch keine geeignete Einrichtung für einen industriellen Einsatz vorhanden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Niederfrequenz-Schallerzeuger der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem intensive Schallimpulse von niederer Frequenz erzeugt werden können, wobei der Schallerzeuger für einen industriellen Einsatz geeignet sein soll.

Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst.

Die Erfindung basiert auf der Tatsache, daß Gasstöße unter Überdruck in dem Resonator durch die Frequenz des Schalldruckes kontolliert werden. Hierfür ist ein Rückkopplungssystem vorgesehen, in dem die Zugabe von Gas unter Überdruck so gesteuert ist, daß sie den Veränderungen der Schallfrequenz folgt.

Der erfindungsgemäße Schallgeber ist durch seine Ausgestaltung für einen industriellen Einsatz, insbesondere zum Entrußen, sehr geeignet.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen des Schallgebers sind aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.

Nachfolgend wird hierzu ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des Schallgebers gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht der Zufuhreinrichtung bzw. Anspeisung in einer Ruheposition;

Fig. 3 und 4 Ansichten gemäß der Fig. 2, wobei sich die Zufuhreinrichtung in verschiedenen Operationsstellungen befindet;

Fig. 5 eine vergrößerte Detailansicht einer konstruktiven Ausgestaltung der Zufuhreinrichtung;

Fig. 6 eine Ansicht eines Niederfrequenzschallgebers gemäß der Erfindung in einer abgewandelten Bauart, mit einer schematisch dargestellten Gaszufuhr und einem Kontrollsystem;

Fig. 7 eine ausschnittsweise Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer weiteren Ausführungsform eines Niederfrequenzschallgebers gemäß der Erfindung.

Der in den Fig. 1-4 dargestellte Schallgeber weist ein Rohr 10 mit einem konstanten Durchmesser über ihre gesamte Länge auf. Das Rohr 10 ist an einem Ende 11 offen und am anderen Ende 12 geschlossen. Ein Rohr, das offene und geschlossene Enden aufweist, wirkt als ein Resonator, so daß darin stehende Schallwellen erzeugt werden können. Diese stehenden Schallwellen haben einen Wellenbauch am offenen Ende und einen Knotenpunkt am geschlossenen Ende des Resonatorrohres, wobei sie der Bedingung genügen müssen:

l = λ (2n + 1)/4

wobei
l = die Länge des Resonatorrohres
λ = Wellenlänge der stehenden Wellen, und
n = 0, 1, 2, 3, . . .

Die Schallwelle, deren Wellenlänge einem Viertel der Länge des Resonatorrohres (l = λ/4, d. h. n = 0) entspricht, stellt den Grundton dar. Die anderen Schallwellen sind die erste Harmonische, zweite Harmonische, usw. Im vorliegenden Falle ist angenommen, daß das Resonatorrohr 10 eine Länge aufweist, die einem Viertel der Frequenz entspricht, die von dem Schallgeber erzeugt wird. Die stehenden Schallwellen bewirken einen sich ändernden Luftdruck in dem Resonatorrohr, wobei die größte Druckamplitude am geschlossenen Ende des Resonatorrohres auftritt.

Die Schallfrequenz und die Wellenlänge hängen ab von

f = c/λ

wobei
f = Schallfrequenz
c = Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Schallwelle und
λ = die Wellenlänge.

Wenn ein Grundton in einem Resonatorrohr mit einem offenen und einem geschlossenen Ende erzeugt wird, ergibt sich entsprechend den obigen Ausführungen

f = c/4l

In Luft ergibt sich bei einer Temperatur von 20°C eine Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Schallwellen von 340 m/sec. Unter Berücksichtigung der obigen Ausführungen ergibt dies eine Länge von 5 m für das Resonatorrohr. Die Frequenz des Grundtones ist dabei

f = 340/4 · 5

womit eine Frequenz von f = 17 Hz entsprechend erhalten wird. Auf diese Weise kann somit Schall in einem Resonatorrohr erzeugt werden, das eine Länge von 5 m aufweist, durch Zuführung von Luftstößen der Frequenz 17 Hz. Wenn in dem Resonatorrohr eine andere Temperatur herrscht, ändert sich auch die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Schallwelle und bewirkt damit eine Änderung in der Frequenz gemäß den obigen Ausführungen.

Das geschlossene Ende 12 des Resonatorrohres 10 ist mit einer Zufuhreinrichtung bzw. Anspeisung 13 versehen, die die Zufuhr von Gas unter Überdruck zu dem Schallgeber kontrolliert. Im allgemeinen wird Preßluft zugeführt, obwohl selbstverständlich im Rahmen der Erfindung auch andere Gase, z. B. inerte Gase verwendet werden können.

In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1-4 weist die Zufuhreinrichtung 13 ein stationäres Teil 14 auf, das aus einem Zylinder gebildet ist und konzentrisch zu dem Resonatorrohr angeordnet ist. Der Zylinder 14 hat jedoch einen geringeren Durchmesser als das Rohr 10. Ein bewegliches Ventilglied 15 ist in dem stationären Teil 14 für eine Axialverschiebung angeordnet. Das bewegliche Ventilglied ist als hülsenartiger Schieber mit einer Kontrollöffnung 16 ausgebildet. Auf dem stationären Teil 14 sind zwei Kammern 17 A und 17 B angeordnet. Die Kammer 17 A ist mit einem Sauggebläse 18 A verbunden und die Kammer 17 B mit einem Druckgebläse 18 B. Auf diese Weise kann in den Kammern entsprechend Über- und Unterdruck erhalten werden. Jede Kammer weist eine Öffnung 19 A bzw. 19 B auf. Über diese Öffnungen 19 A und 19 B in Verbindung mit der Kontrollöffnung 16 sind die beiden Kammern 19 A und 19 B - je nach der Stellung des Schiebers 15 - mit dem Innenraum des Schiebers 15 verbunden.

Der Schieber ist mit einer Membran 20 verbunden, die in dem Resonatorrohr an deren geschlossenem Ende befestigt ist. Der Schieber 15 ist gegen die Kraft einer Druckfeder 21 in Abhängigkeit von dem Druck an dem geschlossenen Ende des Resonatorrohres verschiebbar, wobei der Druck auf die Membran 20 wirkt. In einer Gleichgewichtslage, wie in der Fig. 2 dargestellt, in der der Druck an dem geschlossenen Ende des Resonatorrohres ebenso groß ist wie der Umgebungsdruck, ist der Schieber 15 in einer Position, in der die Kammer 17 A nicht mit dem Resonatorrohr 10 in Verbindung steht. Dies wird dadurch erreicht, daß die Verbindung durch die Öffnung 19 A und die Kontrollöffnung 16 unterbrochen ist. Die Kammer 17 B hingegen ist mit dem Inneren des Schiebers 15 durch die Öffnung 19 B und die Kontrollöffnung 16 über eine enge Öffnung 22 verbunden. Auf diese Weise ist die Kammer 17 B auch mit dem Inneren des Resonatorrohres 10 verbunden.

Druckluft (oder ein anderes Gas) kann somit durch die enge Öffnung 22 von der Kammer 17 B über den Schieber 15 in das Resonatorrohr 10 gelangen. Wenn die Luft durch die Zufuhreinrichtung und das Resonatorrohr gelangt, wird ein Niederfrequenzton durch Turbulenz und Reibung des Luftstromes erzeugt.

Der so erzeugte Schall wirkt auf das geschlossene Ende 12 des Resonatorrohres 10 mit einem unterschiedlichen Druck. Die so in dem Resonatorrohr erzeugten Druckschwankungen bewirken eine reziproke Axialbewegung auf die Membran 20 und damit auch auf den Schieber 15 mit einer Frequenz, die der Frequenz des Grundtones entspricht. Diese Frequenz ist abhängig von der Länge (l) des Resonatorrohres 10, wie vorstehend erläutert. Um diese Bewegung zu erreichen, ist es lediglich erforderlich, daß eine Bedingung erfüllt ist; nämlich daß der bewegliche Teil 15 der Zufuhreinrichtung 13 eine natürliche Frequenz zwischen der Frequenz des Grundtones und der Frequenz des ersten harmonischen Tones hat.

Wenn der Schalldruck an dem geschlossenen Ende des Resonatorrohres 10 bei einem Maximum ist (über dem atmosphärischen Druck), dann wird der Schieber 15 nach rechts entgegen der Kraft der Feder 21 verschoben. Wie in der Fig. 3 dargestellt, wird auf diese Weise der Durchflußquerschnitt zwischen der Kammer 17 B und dem Resonatorrohr vergrößert, was bedeutet, daß der Druck an dem geschlossenen Ende des Resonatorrohres erhöht wird. Wenn der Schalldruck an einem Minimum ist (unter dem atmosphärischen Druck) wird der Schieber 15 nach links in die in der Fig. 4 dargestellte Position verschoben, so daß die Verbindung zwischen dem Resonatorrohr und der Kammer 17 geschlossen wird und eine Verbindung zwischen dem Resonatorrohr und der Kammer 17 A hergestellt wird. Dies bedeutet, daß der Druck an dem geschlossenen Ende des Resonators weiter reduziert wird.

Wie ersichtlich, wird am Start des Schallgebers, wenn der bewegliche Teil der Zufuhreinrichtung (die Membran 20 und der Schieber 15) in einer Gleichgewichtslage sind, gemäß Fig. 2, und wenn die Gebläse 18 A und 18 B gerade in Betrieb gesetzt worden sind, ein schwacher Niederfrequenzton in das Resonatorrohr 10 durch die Luftströmung erzeugt. Dieser Ton bewirkt eine oszillierende Bewegung des beweglichen Teiles der Zufuhreinrichtung 13. Der Luftdruck in dem Resonatorrohr wird erhöht, bis er, nach einer bestimmten Zeit, eine konstante Stärke erreicht, bei der ein intensiver Niederfrequenzton in dem Schallgeber erzeugt wird.

Das Verfahren bleibt prinzipiell das gleiche, wenn auf die Kammer 17 A verzichtet wird. In dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 5 ist dieser Fall dargestellt. Die Membran 20 ist zwischen O-Ringen 23 geklemmt, die zwischen einer Schulter 24 in dem hinteren Ende des Resonatorrohres 10 und einer Hülse 26 liegen. Die Hülse 26 ist durch eine Endplatte 25 mit Schrauben 26 gesichert. Der Raum 27 hinter der Membran 20 ist mit der Atmosphäre durch Rohrstutzen 28 auf der Stirnplatte 25 verbunden. Über diese Rohrstutzen 28 ist jeweils eine zylinderförmige Kappe 29 gestülpt, und zwar so, daß sich eine Labyrinthpassage 30 ergibt. Auf diese Weise ist eine Verbindung zwischen dem Raum 27 und der freien Atmosphäre geschaffen, wobei ein Eindringen von Schmutz in den Raum 27 vermieden wird.

Eine Röhre 31 ist mit der Endplatte 25 verbunden. Das äußere Ende 32 der Röhre 31 dient zur Verbindung mit dem Gebläse 18 B oder einer anderen Quelle für Druckgas. Der übrige Teil der Röhre 31 formt einen Rohrstutzen 33, der sich in das Innere des Resonatorrohres 10 erstreckt. Der Schieber 15 ist zentral auf der Membran 20 gesichert und verschieblich auf dem Rohrstutzen 33. Der Rohrstutzen 33 weist Querbohrungen 34 auf, wodurch der Schieber 15 an der Kante 35 den Verbindungsquerschnitt zwischen der Druckgasquelle und dem Inneren des Resonatorrohres 10 über die Bohrungen 34 kontrolliert. Die Bohrungen 34 entsprechen dabei den Öffnungen 19 B in den Fig. 2-4. Das Verfahren ist in diesem Fall das gleiche wie das in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1-4 beschriebene, außer daß dabei ein resultierender Gasstrom durch das Resonatorrohr erhalten wird, was in einigen Fällen keine Bedeutung hat, in anderen Fällen jedoch erwünscht ist. Eine Feder kann auf der rechten Seite der Membran 20 vorgesehen sein, entsprechend der Feder 21, aber der Schieber 15 kann auch zurückgezogen werden durch die Eigenfederung der Membran selbst.

Wenn das Resonatorrohr 10 des Schallerzeugers in einem Raum angeordnet ist, wie z. B. einem Boiler oder einer Feuerungsanlage, in dem der Druck über dem Atmosphärendruck oder darunter liegt, so wird eine statische Druckdifferenz über der Membran 20 erhalten, wenn der Raum 27 mit der umgebenden Atmosphäre in der Art verbunden ist, wie in der Fig. 5 dargestellt. Als eine Folge davon ist die Gleichgewichtslage der Membran und dadurch auch die Gleichgewichtslage des Schiebers 15 verändert. Dies muß durch eine entsprechende Änderung in der Position des Schiebers 15 kompensiert werden. In der Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, in dem eine derartige Kompensation vorgenommen ist. In diesem Falle wurde auf die Anordnung einer Verbindung des Raumes 27 über die Rohrstutzen 28 und die Passage 30 verzichtet und der Raum 27 ist durch eine Röhre 36 mit der Öffnung des Resonatorrohres 10 verbunden. Auf diese Weise besteht stets der gleiche statische Druck auf beiden Seiten der Membran 20. Dadurch, daß sich die Röhre 36 zur Mündung des Resonatorrohres 10 hin öffnet, wo der Schalldruck einen Knotenpunkt hat, wird der Druck in dem Raum 27 von dem Schalldruck in dem Resonatorrohr nicht beeinflußt. Durch diese Maßnahme kann der Schallgeber gemäß der Fig. 6 in Räumen angeordnet werden, in denen ein Druck oberhalb oder unterhalb des atmosphärischen Druckes herrscht, ohne daß irgendwelche Schwierigkeiten auftreten.

Da es keine direkte Verbindung zwischen dem Raum 27 und der Atmosphäre gemäß Ausführungsbeispiel nach der Fig. 6 gibt und somit dieser Raum als geschlossen angesehen werden kann, bildet der Luftkörper in dem Raum 27 eine Feder hinter der Membran 20. Diese Federwirkung addiert sich zu der Federwirkung der Membran selbst und bewirkt die natürliche Frequenz des beweglichen Systems. Es ist empfehlenswert, eine dünne Membran in dem Schallgeber gemäß der Erfindung zu benützen; aber je dünner die Membran ist, desto geringer ist die Federkonstante. Wenn die Membran zu dünn gemacht wird, kann die Federkonstante zu niedrig werden, im Verhältnis zu der Masse der Membran, wodurch eine zu niedrige natürliche Frequenz entstehen würde. Darüber hinaus ist es schwierig, dünne Membranen so herzustellen, daß sie die gleiche Federkonstante in beiden Richtungen besitzen. Das Luftkissen nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 macht es möglich, eine Membran zu benützen, das eine niedrigere Federkonstante aufweist. Darüber hinaus hat das Luftkissen die gleichen Federeigenschaften, gleichgültig, ob sich die Membran nach außen oder nach innen bewegt. Obwohl eine dünnere Membran per se unterschiedliche Eigenschaften in den beiden Richtungen zeigen kann, so wird dies doch nicht länger die Federkonstante des gesamten Systems in diesem Ausmaße beeinflussen, als wenn kein Luftkissen vorgesehen wäre. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß die Federwirkung der Membran nur einen kleinen Teil der gesamten Federwirkung darstellt. Dies bedeutet, es kann eine Membran verwendet werden, die eine Dicke von 1,5 mm in der Praxis für einen Schallgeber nach der Fig. 5 mit einer Federkonstante von ungefähr 40 000 N/m aufweisen kann, während das Luftkissen in dem Raum 27 gemäß Ausführungsbeispiel nach der Fig. 6, wenn dieser Raum ein Volumen von über 24 Litern hat, die Membran durch Federwirkung betätigt, entsprechend einer Federkonstante der Membran von ungefähr 30 000 N/m. Wenn die gesamte Federkonstante ungefähr 40 000 N/m betragen soll, so muß die Membran per se auf diese Weise nur einen geringeren Anteil zu der erforderlichen Federkonstante beitragen.

In der Fig. 6 ist eine weitere Verbesserung in dem Schallerzeuger nach der Erfindung dargestellt; nämlich ein pneumatischer Pulsator 38, der mit dem Raum 27 verbunden ist. Wenn der Schallgeber z. B. für rußende Boiler, Feuerungsanlagen und Prozeßeinrichtungen benützt wird, ist es beabsichtigt, daß er intermittierend operiert. In diesem Falle kann es passieren, daß der hülsenförmige Schieber 15, wenn er in einer Ruheposition war und wieder betätigt wird, an dem Rohrstutzen 33 klemmt, insbesondere, wenn der Schallgeber in einer korrosiven Umgebung benutzt wird, so daß der schwache Luftdruck, der durch die Passage der Preßluft erzeugt wird, durch die engen unbedeckten Öffnungen der Querbohrungen 34, die nur 1 mm sein können, nicht genügend groß ist, um die hohe Reibung des beweglichen Systemes zu überwinden und die Membranbewegung zu starten. In diesem Falle kann der Pulsator 38 zum Starten des Schallgebers benützt werden. Dies geschieht durch Zufuhr von Preßluft in dem Raum 27, mit im wesentlichen der gleichen Frequenz wie der Grundton des Schallgebers zur Betätigung der Membran 20.

In der Fig. 6 ist die mit dem Schallgeber nach der Erfindung verbundene Einrichtung ausführlicher dargestellt. Preßluft wird von einer geeigneten Quelle aus (39) in eine Leitung 40 über ein Magnetventil 41 ebenso wie in eine Leitung 42 über ein Magnetventil 43 geleitet. Die Leitung 40 führt zu der Zufuhreinrichtung 13 des Schallgebers und ist mit dem Ende 32 der Röhre 31 verbunden. Die Leitung 42 führt zu dem Pulsator 38. Über das Magnetventil 41 ist eine Drosselleitung 44 geführt, deren Zweck nachfolgend beschrieben wird.

Ein Zeitglied 45 ist bei 46 mit Stammleitungen verbunden und die elektrischen Verbindungen mit dem Zeitglied 45 sind durch strichlierte Linien angedeutet. Wie ersichtlich, ist das Zeitglied mit den beiden Magnetventilen 41 und 43 verbunden, damit die Beschickung des Schallgebers und des Pulsators mit Preßluft kontrolliert wird. Wie oben erwähnt, arbeitet der Schallgeber im allgemeinen intermittierend und die Operations- und Ruhezeiten werden mittels des Zeitgliedes 45 eingestellt. Das Magnetventil 41 wird während der Operationszeit geöffnet. Während der Ruhezeit, wenn das Magnetventil 41 geschlossen ist, wird ein geringer Luftstrom zu dem Schallgeber über die Drosselleitung 44 geschickt. Diese reduzierte Luftzufuhr ist vorgesehen, damit der Schieber 15 und die Membran 20 gekühlt werden. Weiterhin werden dadurch der Schieber 15 und die Röhre 33 vor Staub geschützt. Darüber hinaus wird durch diese Luftzufuhr eine leichte Bewegung der Membran 20 aufrechterhalten, wodurch der Start des Schallgebers erleichtert wird, so daß der Schallgeber, der per se selbststartend ist, sofort tätig werden kann, wenn das Magnetventil 41 geöffnet wird, ohne Hilfe des Pulsators 38, obwohl der Schallgeber in einer korrosiven Umgebung benützt wird, wodurch das Risiko besteht, daß der Schieber 15 steckenbleibt oder sich verklemmt, wenn die Membran 20 vollständig unbeweglich während der Ruheperioden ist. Zur Messung der Bewegung der Membran 20 ist in dem Raum 27 ein Fühler 47 angeordnet. Auf diese Weise wird die Membran 20 auf ihre Bewegung überwacht, wenn der Schallgeber während der geöffneten Position des Magnetventiles 41 operiert. Wenn dieser Fühler 47 keine Bewegung der Membran 20 anzeigt, dann leuchtet eine Signallampe 48 auf. In diesem Falle wird der Pulsator 38 durch Öffnen des Magnetventiles 43 über einen Schalter 49, der mit der Lampe 48 verbunden ist, eingesetzt, so daß die notwendige Hilfe zum Starten des Schallgebers gegeben wird.

In dem in der Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Leitung 40 vorgesehen zum Zuführen von Druckluft zu dem Schallgeber ebenso wie der Pulsator 38, der zusammen mit dem Magnetventil 43 in dem Raum 27 in dieser Einrichtung liegt. Die Leitung 40 ist verbunden mit einem Verteiler 50, von dem aus Druckluft in dem Pulsator 38 über das Magnetventil 43 geführt werden kann. Ebenso kann von dem Verteiler 50 aus Druckluft in einen Behälter 51 über ein Magnetventil 52 eingeleitet werden. Der Behälter 51 ist ebenso wie das Magnetventil 52 in dem Raum 27 angeordnet. Von dem Behälter 51 aus führt eine Verbindung 53 zu dem Rohrstutzen 33. Wenn der Schallgeber in Betrieb ist, ist das Magnetventil 52 offen und Druckluft zum Betätigen des Schallerzeugers geht durch den Behälter 51. Auf diese Weise wird ein Gleichgewicht der Druckluftschwingungen erreicht, so daß eine schwächere Dimensionierung der Leitung 40 erreicht werden kann, als wenn diese Leitung direkt mit dem Rohrstutzen 33 verbunden wäre. Druckluft kann auch dem Behälter 51 von dem Verteiler 40 aus über ein anpaßbares Drosselventil zugeführt werden, und zwar über eine Verbindung zwischen dem Verteiler 50 und dem Behälter 51. Diese Verbindung ist parallel zu der Verbindung über das Magnetventil 52. Während der Ruheperioden, wenn das Magnetventil 52 geschlossen ist, werden die Membran und der Schieber 15 durch einen gedrosselten Luftstrom in Bewegung gehalten, der in den Behälter 51 und dann in den Rohrstutzen 33 strömt. Diese Einrichtung ersetzt die Drosselleitung 44 nach dem in der Fig. 6 beschriebenen Ausführungsbeispiel.

In dem in der Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Zufuhreinrichtung als eine separate Einrichtung 10′ an dem Resonatorrohr 10 befestigt. Die gleiche Anordnung kann auch bei den Einrichtungen nach den Fig. 5 und 6 vorgesehen werden.

In den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der hülsenartige Absperrschieber 15 mechanisch direkt mit der Membran 20 verbunden. In gleicher Weise ist es jedoch auch möglich, die Verbindung zwischen der Membran und dem Schieber mittels einer elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Übertragung herzustellen. Darüber hinaus kann auch die mechanische Zufuhreinrichtung, wie beschrieben, die eine Membran enthält, auch durch eine elektro-mechanische Einheit ersetzt werden. Ein Mikrophon z. B., das im hinteren Ende des Resonatorrohres zum Fühlen der Druckänderungen der stehenden Welle angeordnet ist und ein Magnetventil, das die Zufuhr von Preßluft zu dem Resonatorrohr kontrolliert (oder die Absaugung aus der Röhre). Mikrophon und Magnetventil sind direkt oder indirekt laufend gleichzeitig mit den Druckveränderungen der stehenden Welle über einen Frequenzbereichfilter kontrolliert.

In den beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Schieber 15 durch die Federwirkung der Membran 20 oder durch diese Federwirkung in Verbindung mit der Luftfederwirkung des Raumes 27 zurückgezogen. Es ist jedoch auch möglich, eine mechanische Feder an der rechten Seite der Membran 20 anzuordnen, die der Feder 21, wie in den Fig. 2-4 dargestellt, entspricht.

Ein Rohr bildet einen einfachen und billigen Resonator, aber es kann auch durch andere Resonatoren, z. B. ein Horn oder einen Helmholtzresonator ersetzt werden.

Claims

1. Niederfrequenz-Schallgeber, bestehend aus einem offenen Resonator (10) als Schallsender zur Erzeugung von sich in Gasen ausbreitenden, im Resonator einen variierenden Gasdruck bewirkenden Schallstehwellen, und aus einer Anspeisung (13) mit einem beweglichen Ventilglied (15) zur ventilgesteuerten Zufuhr einer modulierten Druckgasströmung zum Resonator, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ventilglied (15) unter Bildung einer beweglichen Einheit ein als eine Trennwand im Resonator (10) angeordnetes, elastisch hin- und herbewegbares Organ (Membran 20) verbunden und in dessen statischer Ruhelage, in der das Ventilglied (15) teilweise geöffnet ist, unabhängig vom Druck des dem Resonator (10) zugeführten Druckgases ist, wobei die Resonanzfrequenz der Einheit höher als die Frequenz des Grundtones des Resonators, jedoch tiefer als die Frequenz der ersten Harmonischen zur Mitkopplung des Schalldruckes im Resonator (10) zum Ventilglied (15) der Anspeisung (13) nur bei einer vorbestimmten Frequenz der Resonanzfrequenzen des Resonators (10) ist.

2. Niederfrequenz-Schallgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch hin- und herbewegbare Organ aus einer Membran (20) besteht, die mit dem beweglichen Ventilglied (15) verbunden ist.

3. Niederfrequenz-Schallgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (20) mechanisch, elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch mit dem Ventilglied (15) verbunden ist.

4. Niederfrequenz-Schallgeber nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (15) aus einem hülsenartigen Schieber besteht, der hinsichtlich seiner Stellung vom Druckgas unbeeinflußt ist.

5. Niederfrequenz-Schallgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der hülsenartige Schieber zur Axialverschiebung auf einem Rohr (33) geführt ist, das sich in den Resonator (10) erstreckt und wenigstens eine vom Gleitschieber gesteuerte Öffnung (34) zur Druckgaszufuhr aufweist.

6. Niederfrequenz-Schallgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (15) in der Ruhelage der Membran (20) zur Aufrechterhaltung einer engen Öffnung (22) in der Anspeisung ausgebildet ist, welche Öffnung zur Schallerzeugung im Resonator (10) bei Druckgaszufuhr eingestellt ist.

7. Niederfrequenz-Schallgeber nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Resonator (10) zwischen der Membran (20) und einer hinter der Membran vorgesehenen Stirnwand (25) ein Raum (27) gebildet ist.

8. Niederfrequenz-Schallgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator (10) aus einem an einem Ende offenen Resonatorrohr besteht, wobei die Anspeisung (13) und die Mitkopplungseinrichtung (Membran 20) am anderen Ende des Resonatorrohres angeordnet sind.

9. Niederfrequenz-Schallgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator (10) aus einem Helmholtz-Resonator besteht.

10. Niederfrequenz-Schallgeber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (27) mit der freien Atmosphäre verbunden ist.

11. Niederfrequenz-Schallgeber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Raum (27) und der freien Atmosphäre durch einen oder mehrere außenliegende Stutzen (28) an der hinteren Stirnwand (25) erfolgt, wobei die äußeren Enden der Stutzen von Kappen (29) abgedeckt sind, die mit den Stutzen einen Labyrinthdurchgang (30) bilden.

12. Niederfrequenz-Schallgeber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (27) mit dem offenen Ende des Resonatorrohres (10) durch eine Leitung (36) verbunden ist.

13. Niederfrequenz-Schallgeber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Raum (27) ein Pulsator (38) zur Erzeugung von Druckgasstößen in den Raum mit einer Frequenz, die im wesentlichen dieselbe wie die Frequenz des Schallgebers ist, angeschlossen ist.

14. Niederfrequenz-Schallgeber nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Fühler (47) zur Anzeige des Betriebszustandes der Bewegung oder der Ruhe der Membran (20).

15. Niederfrequenz-Schallgeber nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Behälter (51) in der Anspeisung, zur Druckgaszufuhr zum beweglichen Ventilglied (15) durch diesen Behälter.

16. Niederfrequenz-Schallgeber nach Anspruch 2 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anspeisung eine Ventileinrichtung (41; 52) zur wahlweise unmittelbaren oder durch eine Drosseleinrichtung (44; 54) erfolgenden Zufuhr einer Druckgasströmung zum Resonator (10) aufweist.