DE358861C

DE358861C - Signal instrument with a pneumatic sounder and a diaphragm pump

Info

Publication number: DE358861C
Application number: DEB95939D
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1920-09-14
Filing date: 1920-09-14
Publication date: 1922-09-16

Description

Signalinstrument mit einem pneumatischen Schallgeber und einer gembranpumpe. Die Erfindung bezieht sich auf Signalinstrumente mit einem pneumatischen Schallgeber. Unter einem pneumatischen Schallgeber ist jede Anordnung zu verstehen, bei der die Luftsäule in einem Schallrohr dadurch in akustische Schwingungen versetzt wird, daB man an ihrem unteren Ende einen periodisch veränderlichen Luftdruck erzeugt.Signal instrument with a pneumatic sounder and a gembran pump. The invention relates to signal instruments with a pneumatic sounder. A pneumatic sounder is understood to mean any arrangement in which the The air column in a sound tube is thereby caused to vibrate acoustically, that at its lower end a periodically variable air pressure is generated.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art ist die ,gewöhnliche Zungenpfeife, bei der ein dauernder Luftstrom durch ein Zungenventil geleitet wind. Die Ventilzunge braucht nicht notwendig längliche Form zu besitzen, sondern sie kann beispielsweise auch aus einer in der Mitte eingespannten, kreisförmigen elastischen Platte bestehen; sie kann ferner »einschlagend«, »ausschlagend« oder »durchschlagend« sein.A well-known device of this type is the common reed whistle, at the one continuous air flow passed through a reed valve wind. The valve tongue need not necessarily have an elongated shape, but rather it can, for example, also consist of a circular one clamped in the middle consist of elastic plate; it can also be »striking«, »striking« or To be "resounding".

Der Luftstrom für solche pneti.matischen Scballgeb,er wird' in der Regel mittels eines Gummiballs, eines Blasebalgs, einer Kolben-oder Kapselpumpe erzeugt. Man hat aber auch schon vorgeschlagen, eine Membranpumpe zu verwenden, deren Membran aus Gummi oder einem ähnlichen nachgiebigen Stoff besteht. Diese bekannten Membranpumpen haben aber den Mangel, daß sie nicht mit genügend hoher Frequenz betrieben werden können, um bei kleinen Abmessungen eine ausreichende Leistung der Pumpe zu erhalten. Sie sind ferner deshalb unvorteilhaft, weil die nachgiebige Membran bei einem Anstoß an einem einzigen Punkt ihrer Fläche nur eine rein örtliche Auswölbung und damit ein ganz unzureichendes Hubvolumen ergibt. Endlich leiden Membranen aus Gummi oder anderen ähnlichen Stoffen auch noch an einer sehr geringen Haltbarkeit und Lebensdauer.The flow of air for such a pneti.matic ballgeb, it is' in the Usually by means of a rubber ball, a bellows, a piston or capsule pump generated. But it has also been suggested to use a diaphragm pump, whose membrane is made of rubber or a similar flexible material. These well-known However, diaphragm pumps have the disadvantage that they do not operate at a sufficiently high frequency can be in order to achieve sufficient performance of the pump with small dimensions obtain. They are also disadvantageous because of the compliant membrane an impact at a single point on its surface is only a purely local bulge and thus results in a completely inadequate stroke volume. Membranes are finally suffering Rubber or other similar materials also have a very low durability and lifespan.

Gemäß der Erfindung wird nun zur Erzeugung des Luftstroms für einen pneumatischen Schallgeber eine Membranpumpe verwendet, deren Me@nb'ran aus einer elastischen Platte von so hoher Steifigkeit besteht, daß ihre Eigenschwingungen von genlügend hoher Frequenz sind, um trotz ihres verhältnismäßig geringen iSchwingungsvoltimens eine ausreichende Leistung der Pumpe zu erzielen. Zweckmäßig wählt man die elastische Eigenschwingungszahl der Pumpenmembran so, .daß sie der Frequenz .ihres Antriebs entspricht. Eine Luftpumpe dieser Art nimmt nur einen so geringen Raum in Anspruch und baut sich außerordentlich einfach: Ihre Betriebssicherheit und ihre Lebensdauer sind groß, weil die steife Platte nur einer ganz geringen Abnützung unterworfen ist.According to the invention is now to generate the air flow for a pneumatic sounder uses a diaphragm pump, whose Me @ nb'ran consists of a elastic plate of such high rigidity that its natural vibrations are of sufficiently high frequency to, despite their relatively low vibration voltage to achieve sufficient pump performance. It is advisable to choose the elastic one The natural frequency of oscillation of the pump diaphragm so that it matches the frequency of its drive is equivalent to. An air pump of this type takes up so little space and is extremely simple to build: its operational reliability and its service life are large because the rigid plate is subject to very little wear is.

Man kann das neue Luftpumpensystein wie eine gewöhnliche Luftpumpe mit einem Saug-und einem Druckventil arbeiten lassen. Der pneumatische Schallgeber ist dann entweder vor dem Saugventil oder hinter dem Druckventil anzuordnen. Man kann aber auch das Druckventil zwischen .der Pumpe und dem Schallgeber ganz weglassen, in welchem Falle das Ansaugen der Luft natürlich teilweise durch den Schallgeber hindurch stattfindet. Eine andere Ausführungsform besteht darin, besondere Ventile überhaupt nicht anzubringen, sondern den Schallgeber selbst zugleich das einzige Ventil der Pumpe bilden zu lassen.The new air pump system can be used like an ordinary air pump let work with a suction and a pressure valve. The pneumatic sounder must then be arranged either in front of the suction valve or behind the pressure valve. Man but can also completely omit the pressure valve between the pump and the sounder, in which case the air is sucked in, of course, partly by the sounder takes place through. Another embodiment consists in special valves not to be attached at all, but the sounder itself is the only thing at the same time Let the pump valve form.

Bei den hohen Frequenzen, mit denen die elastische Platte der Pumpe schwingen soll, gibt diese Platte natürlich einen hörbaren Ton von sich, falls sie mit der Außenluft in Verbindung steht oder nicht durch konstruktive Maßnahmen Schwingungen des Pumpengehäuses verhütet sind. Man hat es aber natürlich in .der Hand, die !dem Schallgeber abgekehrte Seite der Platte entweder ebenfalls zu der Pumparbeit mit heranzuziehen und so eine doppeltrmrkende Luftpumpe zu schaffen oder den Räum hinter der Platte mit einem schalldichten Gehäuse derart abzuschließen, daß man d'en-.dort erzeugten Ton nicht hört. Schließlich aber kann man die untere Plattenseite auch .in beliebiger Weise mit einem eigenen Schallrohr versehen und diesen Ton mit zur Signalgebung heranziehen.At the high frequencies with which the elastic plate of the pump is supposed to vibrate, this record will of course emit an audible sound if it is in contact with the outside air or is not vibrations due to structural measures the pump housing are prevented. But of course you have it in your hand, the! Sounder facing away from the plate either also to the pumping work to use and thus to create a double-power air pump or the room behind to close the plate with a soundproof housing in such a way that one d'en-.dort produced sound does not hear. Finally, however, you can also use the lower side of the plate . Provided in any way with its own sound tube and this tone with the Use signaling.

Im allgemeinen wird man dieEigenfrequenz der Pfeifenzunge höher wählen als die Frequenz der Pumpenplatte, beispielsweise etwa doppelt so groß. Man kann,die Verhältnisse aber auch umkehren und diese Platte schneller als die Pfeifenzunge schwingen lassen.In general, the natural frequency of the pipe tongue will be chosen to be higher than the frequency of the pump plate, for example about twice as great. You can do that But also reverse the situation and this plate faster than the pipe tongue let it swing.

Die elastische Platte der Luftpumpe wird am einfachsten an ihrem Rande eingespannt. Namentlich bei doppelt wirkenden Systemen wird man sie aber auch vorteilhaft in der Mitte einspannen können, wobei dann für eine ausreichende Dichtung zwischen dem Plattenrand und der Gehäusewand zu sorgen ist. Diese Dichtung kann man beispielsweise als sogenannte Wirbeldichtung .in Form von Ringnuten in der Gehäusewand oder im Plattenrand ausführen.The elastic plate of the air pump is easiest on its edge clamped. However, it is also advantageous, especially with double-acting systems can clamp in the middle, then for a sufficient seal between the plate edge and the housing wall is to be taken care of. You can use this seal, for example as a so-called vortex seal in the form of annular grooves in the housing wall or in the Execute the plate edge.

Auf der Zeichnung sind zwei Anwendungsbeispiele der Erfindung im Schnitt dargestellt. Abb. i zeigt ein Pumpensystem mit einem Saug- und einem Druckventil, Abb. a ein System, bei welchem besonders Ventile fehlen, und der Schallgeber selbst zugleich als einziges Ventil der Pumpe dient.In the drawing, two examples of application of the invention are shown in section shown. Fig. I shows a pump system with a suction and a pressure valve, Fig.a a system in which valves in particular are missing, and the sounder itself also serves as the only valve of the pump.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i ist das schalenförmige Pumpengehäuse a unten durch eine elastische Platte b abgeschlossen, die an ihrem Rande mit dem Gehäuse a fest verbunden ist. Die Platte b trägt auf ;ihrer Unterseite ein Stück c aus weichem Eisen, welches den Anker eines Elektromagneten d bildet. Die Wicklungen e dieses Elektromagneten können an und für sich von einer beliebigen Stromquelle gespeist werden. Bei Anwendung von Gleichstrom werden die notwendigen rasch aufeinanderfolgenden elektromagnetischen Impulse, welche -die Schwingungen der Platte b 'hervorrufen sollen, zweckmäßig mittels eines Summers erzeugt. Liefert der Generator f dagegen, wie im daugestellten Falle angenommen ist, Wechselstrom, so ist nur dafür zu sorgen, daß dessen Periodenzahl hoch genug ist, um die beabsichtigte Wirkung zu erreichen. Aus bekannten Gründen ;ist es natürlich vorteilhaft, wenn die Eigenschwingungszahl der Platte b mit der Periodenzahl es den Magneten d erregenden Wechselstromes in Resonanz steht.In the embodiment according to Fig. I, the shell-shaped pump housing a is closed at the bottom by an elastic plate b, which is firmly connected at its edge to the housing a. The plate b bears on its underside a piece c made of soft iron, which forms the armature of an electromagnet d. The windings e of this electromagnet can in and of themselves be fed by any power source. When using direct current, the necessary, rapidly successive electromagnetic pulses which are intended to cause the vibrations of the plate b 'are expediently generated by means of a buzzer. If, on the other hand, the generator f supplies alternating current, as is assumed in the case presented here, it is only necessary to ensure that its number of periods is high enough to achieve the intended effect. For known reasons, it is of course advantageous if the natural frequency of the plate b is in resonance with the number of periods of the alternating current exciting the magnet d.

Das Luftpumpengehäuse a ist mit einem Saugventil g und mit einem Druckventil h versehen. Beide Ventile können an und für sich beliebig ausgebildet sein. Bei dem gezeichneten Beispiel bestehen sie einfach aus federn-(len Zungen.The air pump housing a is provided with a suction valve g and with a pressure valve h provided. Both valves can in and of themselves be designed as desired. at In the example shown, they simply consist of spring tongues.

Wird die Platte b durch den. Elektromagneten d nach unten ausgebogen, so wird durch das Ventil g Luft in-das Pumpengehäuse eingesaugt. Beim elastischen Zurückschwingen der Platte b nach oben hin; das natürlich über ihre Ruhelage hinaus stattfindet, wird eine bestimmte Luftmenge durch das Druckventil h in den pneumatischen Schallgeber i gepreßt.If the plate b by the. Electromagnet d bent downwards, so air is sucked into the pump housing through the valve g. With the elastic Swinging the plate b back upwards; that of course beyond their resting position takes place, a certain amount of air through the pressure valve h in the pneumatic Sounder i pressed.

Bei der Aus,füihrungsform nach Abb.2 fehlen besondere Saug- und Druckventile, und das P:umpengehäu-se a steht nur durch den pneumatischen Schallgeber selbst mit der Außenluft in Verbindung. Dieser Schallgeber besteht aus einer in ihrer Mitte eingespannten elastischen Platte k, die bei ihren Schwingungen die zwischen dem Pumpengehäuse a und dem Schallrohr m periodisch öffnet und schließt.The embodiment according to Fig. 2 lacks special suction and pressure valves, and the P: umpengehäu-se a is only connected to the outside air through the pneumatic sounder itself. This sound generator consists of an elastic plate k clamped in its center, which periodically opens and closes the one between the pump housing a and the sound tube m when it vibrates.

Im vorliegenden Falle ist das Pumpengehäuse, in welches die elastische Platte b in derselben Weise wie vorher eingespannt ist, auch unten geschlossen. Durch den Gehäuseboden tritt jedoch eine Stange o hindurch, die in der Mitte der Platte b angreift, und welcher durch irgendeinen beliebigen Antrieb eine hin und her gehende Bewegung von hoher Periodenzahl erteilt wird.In the present case, the pump housing, in which the elastic Plate b is clamped in the same way as before, also closed at the bottom. However, a rod o passes through the bottom of the case, which is in the middle of the Plate b attacks, and which by any drive a back and forth forward movement is granted with a high number of periods.

Die Eigenschwingungszahl der Platte k des Schallgebers kann größer, @gleich oder kleiner sein als die der Plätte b der Luftpumpe. ` Sowohl bei der Ausführungsform nach Abb. i als auch bei derjenigen nach Abb. 2 kann man mehrere Pumpensysteme in Parallel-, Hintereinander- oder gemischter. Schaltung verwenden. Bei der Anordnung nach Abb. i können die Ventile auch in der elastischen Platte selbst angeordnet sein. Endlich kann'bei unten geschlossenem Pumpengeihäuse die elastische Platte zweckmäßig bemessene Durchbrechungen :besitzen.The natural frequency of the plate k of the sounder can be greater, @ be equal to or smaller than that of plate b of the air pump. `Both in the embodiment According to Fig. i as well as the one according to Fig. 2, several pump systems can be used in Parallel, one behind the other or mixed. Use circuit. In the arrangement According to Fig. i, the valves can also be arranged in the elastic plate itself be. Finally, with the pump housing closed at the bottom, the elastic plate can appropriately sized openings: own.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf kreisförrn.ige Platten beschränkt, sondern die Form der volumenändernden Platte ist an und für sich ganz beliebig.Of course, the invention is not limited to circular plates, but the shape of the volume-changing plate is in and of itself quite arbitrary.

Claims

PATENT CLAIMS. i. Signal instrument with a pneumatic sounder and a diaphragm pump for generating the air flow for this sounder, characterized in that the pump diaphragm consists of an elastic plate of so high rigidity that its own vibrations are of sufficiently high frequency to despite their relatively low Vibration volume sufficient power: to achieve the pump.

2. Embodiment of the signaling instrument according to claim i, characterized in that the air pump with a suction and a pressure valve and the pneumatic sounder in front of the suction valve or behind the duek valve is arranged.

3. embodiment of the signaling instrument according to claim i, characterized characterized in that the air pump has only one special suction valve, between the pump and the sounder so no pressure valve is provided.

Embodiment of the signaling instrument according to claim i, characterized in that the pneumatic The sounder itself is the only valve in the pump.

5. Signal instrument after Claim i, characterized in that several pump systems with oscillating plates one and the same pneumatic sounder connected in parallel or in series assigned.