DE3723693A1 - Signalhorn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Signalhorn, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Membran, die durch einen Antrieb bewegt wird und die auf eine Druckkammer wirkt, mit einem Trichter, der sich an die Druckkammer anschließt, aus einem ersten Teil mit gleichbleibendem Querschnitt aus einem sich konisch erweiternden zweiten Teil und aus einem sich exponentiell erweiternden dritten Teil besteht, in einer Schallaustrittsöffnung endet, wobei der Trichter parallel zu der Membranebene aufgewickelt ist.

Ein derartiges Signalhorn ist als elektromagnetische Fanfare aus dem DE-GM 81 36 680 vorbekannt, dessen Trichter parallel zur Membranebene aufgewickelt ist, um bei geringem Platzbedarf große Trichterlängen zu ermöglichen. Die Schallaustrittsöffnung des Trichters ist senkrecht zur Membranebene angeordnet.

Das vorbekannte Signalhorn hat jedoch Nachteile. Durch die Anordnung der Schallaustrittsöffnung senkrecht zur Membranebene ist die Hauptabstrahlrichtung des vom Signalhorn erzeugten Klanges parallel zur Membranebene. Der Klang setzt sich zusammen aus dem Grundton und einer Reihe von Obertönen. Die Richtwirkung des Trichters ist um so größer, je höher die erzeugten Töne sind. Durch die Hauptabstrahlrichtung des Signalhorns ist eine bevorzugte Anbaulage z. B. in Motorräumen von Kraftfahrzeugen bestimmt, bei der die Schallaustrittsöffnung in Fahrtrichtung angeordnet ist. Der Platzbedarf des Signalhorns, z. B. im Kraftfahrzeug, ist dann in Fahrtrichtung am größten, so daß sich insbesondere beim Einbau im Motorraum des Kraftfahrzeuges Platzprobleme ergeben können.

Wird, um diesen Nachtteil zu umgehen, das Signalhorn um 90 Grad gekippt angeordnet, so weist die Hauptabstrahlrichtung des Klanges senkrecht z. B. zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges. Dadurch werden insbesondere die höherfrequenten Schallanteile im Obertonbereich nicht in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges abgestrahlt, was zu einem dumpfen Klang zu einem Schallpegelverlust und damit zu einer geringeren Signalwirkung führen kann.

Um diesen Nachteil zu umgehen, ist es aus der DE-PS 29 16 333 und der DE-PS 28 35 531 bekannt, den Trichter um 90 Grad aus der Membranebene herauszukrümmen. Bei diesen Signalhörnern erfolgt die Krümmung des Trichters im ersten Teil mit gleichbleibendem Querschnitt oder im zweiten Teil mit sich konisch erweiterndem Querschnitt, damit auch die Obertöne der Krümmung folgen können. Dies führt jedoch zu einem großen Platzbedarf dieser Signalhörner aufgrund des weitabstehenden sich exponentiell erweiternden dritten Teils des Trichters. Deshalb sind diese Signalhörner häufig für den Einbau z. B. in Motorräume von Kraftfahrzeugen nicht geeignet.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Signalhorn zu schaffen, das einen möglichst großen Schalldruckpegel aufweist und das möglichst wenig Platz beansprucht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Abschluß des dritten Teils des Trichters derart aus der Membranebene herausgeschwenkt ist, daß die Schallaustrittsöffnung im wesentlichen parallel zur Membranebene angeordnet ist und daß dieser Abschluß des Trichters eine plane Fläche aufweist, die aus der Membranebene herausgeschwenkt ist und deren eine Seite eine Seite der Schallaustrittsöffnung bildet.

Dadurch, daß die Schallaustrittsöffnung im wesentlichen parallel zur Membranebene angeordnet ist, befindet sich die Hauptabstrahlrichtung des erfindungsgemäßen Signalhorns im wesentlichen senkrecht zur Membranebene. Das heißt, das erfindungsgemäße Signalhorn kann anders als die vorbekannten z. B. im Motorraum des Kraftfahrzeuges mit der Schallaustrittsöffnung in Fahrtrichtung angebracht werden, wobei zugleich das erfindungsgemäße Signalhorn einen geringeren Platzbedarf in Fahrtrichtung aufweist. Das erfindungsgemäße Signalhorn kann also auch in engen Motorräumen von Kraftfahrzeugen häufiger verwendet werden.

Versuche haben jedoch gezeigt, daß allein bei Anwendungen dieser erfindungsgemäßen Maßnahme der Klang des erfindungsgemäßen Signalhorns dumpf wird. Der Grund ist, daß die schalldruckbestimmenden hohen Obertöne der Krümmung des Trichters im Exponentialbereich nicht folgen können. In den Bereichen des Trichters, in denen der Durchmesser vergleichbar zur Wellenlänge der erzeugten Obertöne wird, können an den Krümmungsflächen Teilreflektionen der höherfrequenten Schallanteile auftreten. Anstelle der gewünschten Bündelung der höherfrequenten Schallanteile tritt eine starke Streuung der Obertöne ein, wodurch der Klang dumpf und leise wird.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, weist erfindungsgemäß der Abschluß des dritten Teils des Trichters eine plane Fläche auf, die aus der Membranebene herausgeschwenkt ist und deren eine Seite eine Seite der Schallaustrittsöffnung bildet. Es ergibt sich also im Trichter eine ebene Fläche, deren Abmessungen größer oder vergleichbar sind mit einem Drittel der Wellenlänge der Pegelbestimmenden höherfrequenten Obertöne. Als Folge davon werden diese Schallanteile an dieser Fläche zumindest teilweise einmal reflektiert und dann durch die Schallaustrittsöffnung abgestrahlt. Mehrfachreflektionen an den Trichterwänden unterbleiben im wesentlichen. Der Klang bleibt hell und laut.

Das erfindungsgemäße Signalhorn hat gegenüber dem Vorbekannten den Vorteil, daß es insbesondere durch die Ausbildung des dritten Teils des Trichters bzw. der Schallaustrittsöffnung, z. B. bei der Anbringung in Motorräumen von Kraftfahrzeugen, geringen Platz benötigt.

Weiterhin hat das erfindungsgemäße Signalhorn den Vorteil, daß es trotz der günstigen platzsparenden Bauform einen hohen Schalldruckpegel aufweist, so daß mit dem erfindungsgemäßen Signalhorn eine große Warnwirkung erzielt werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Es ist vorteilhaft, die plane Fläche nur bis zu 60 Grad aus der Membranebene herauszuschwenken, weil ein Zurückwerfen von Schallanteilen in den Trichtern damit vermieden wird. Derartige Reflexionen könnten zu einer Verringerung des Schalldruckpegels und zu einem dumpfen Klang des erfindungsgemäßen Signalhorns führen.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, die plane Fläche um 45 Grad aus der Membranebene herauszuschwenken, weil dadurch die hochfrequenten Obertöne im Mittel um 90 Grad aus der Membranebene herausreflektiert werden und aus der Schallaustrittsöffnung heraustreten. Der Schalldruck des erfindungsgemäßen Signalhorns ist dann in Fahrtrichtung besonders groß.

Genaue Untersuchungen haben gezeigt, daß es vorteilhaft ist, wenn die Abmessung der Seite der Fläche etwa gleich einem Drittel der Wellenlänge des Frequenzbereiches ist, in dem die schalldruckstärksten Obertöne abgestrahlt werden sollen.

Man kann die plane Fläche trapezförmig ausbilden und insbesondere die Kurzparallele etwa gleich dem 1,5fachen der Trapezhöhe wählen. Diese einfache Formgebung der Flächengrenzen erlaubt eine einfache Anpassung an die Reflektionsbedingungen.

Zur Bestimmung der effektiven Trichterlänge an die mechanischen und akustischen Gegebenheiten läßt sich das Ende des Trichters am Auftreffpunkt der Mittellinie des Trichters auf der Fläche annehmen.

Um die Wirkung des Trichters als akustischer Transformator durch die plane Fläche nicht zu beeinträchtigen, ist es weiterhin vorteilhaft, die verbleibende Trichterwandung des dritten Teils so zu formen, daß sich der Trichterquerschnitt längs der nunmehr geknickten Mittelachse erweitert.

Als Antrieb kann vorteilhaft ein elektromagnetischer Antrieb verwendet werden.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstands ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgendem näher erläutert:

Die einzige Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Signalhorn in perspektivischer Darstellung.

Das erfindungsgemäße Signalhorn (1) ist derart perspektivisch dargestellt, daß der Trichter (2) mit seinem dritten, sich exponentiell erweiternden Teil (3), erkennbar ist und einen Blick durch die Schallaustrittsöffnung (4) auf die plane Fläche (5) ermöglicht.

Die übrigen, in der Figur nicht dargestellten Teile des erfindungsgemäßen Signalhorns, entsprechen dem elektromagnetischen Signalhorn des DE-GM 81 36 680, wobei die Membranebene parallel zum Rand (11) des Signalhorns (1) angeordnet ist.

Der Abschluß des dritten Teils des Trichters (2) ist derart aus der Membranebene herausgeschwenkt, daß die Schallaustrittsöffnung (4) parallel zur Membranebene angeordnet ist. Das Herausschwenken des Abschlusses (3) aus der Membranebene ergibt sich im wesentlichen durch die plane Fläche (5), die in den dritten Teil (3) des Trichters (2) eingearbeitet ist. Die plane Fläche (5) ist dabei um 45 Grad aus der Membranebene herausgeschwenkt.

Aufgrund der im wesentlichen rechteckförmigen Ausbildung des Trichterquerschnitts ergibt sich vorteilhaft eine plane Fläche (5), die trapezförmig ist. Die erste Seite des Trapezes bzw. dessen lange Parallele (6) bildet eine Seite der Schallaustrittsöffnung (4). Parallel zur ersten Seite (6) der planen Fläche (5) ist die zweite Seite oder kurze Parallele (7) angeordnet.

Die bevorzugte Anbaulage des erfindungsgemäßen Signalhorn z. B. im Motorraum eines Kraftfahrzeuges ist mit der Ebene der Schallaustrittsöffnung (4) senkrecht zur Fahrtrichtung, so daß die Hauptabstrahlrichtung des erfindungsgemäßen Signalhorns senkrecht zur Schallaustrittsöffnung (4) und damit parallel zur Fahrtrichtung liegt. Dadurch wird der Platzbedarf des erfindungsgemäßen Signalhorns nicht mehr wie beim Vorbekannten durch den Durchmesser des Signalhorns bestimmt, sondern durch die Höhe des Trichters (2) und des in der Figur nicht dargestellten, unterhalb des Trichters (2) befindlichen, Gehäuses. Diese Höhe ist bei heute gebräuchlichen Signalhörnern wesentlich geringer als der Durchmesser des Signalhorns, so daß sich in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges bei der Anordnung des erfindungsgemäßen Signalhorns im Motorraum ein gegenüber dem Vorbekannten wesentlich geringerer Platzbedarf ergibt. Dabei ist der Durchmesser des erfindungsgemäßen Signalhorns gegenüber dem Vorbekannten nicht wesentlich größer.

Zur Anpassung der Trichterlänge an die gegebenen mechanischen und die gewünschten akustischen Eigenschaften ist es zutreffend, als Ende des Trichters (2) den Auftreffpunkt (9) der Mittellinie (8) des Trichters (2) auf der planen Fläche (5) zu definieren. Dies ist ebenfalls in der Figur dargestellt.

Die Mittelachse (10) des Trichters (2) ist nunmehr aufgrund des aus der Membranebene herausgeschwenkten dritten Teils (3) des Trichters (2) und aufgrund der Anordnung der planen Fläche (5) aus der Membranebene herausgeknickt. Um die Eigenschaften des Trichters (2) als akustischer Transformator durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen nicht zu beeinträchtigen, ist es vorteilhaft, die außer der planen Fläche (5) verbleibende Trichterwandung des dritten Teils (3) derart zu formen, daß sich der Trichterquerschnitt längs der nunmehr geknickten Mittelachse (10) erweitert.

Als Antrieb des erfindungsgemäßen Signalhorns (1) nach der Figur kommt ein elektromagnetischer Antrieb in Frage, wie er in dem DE-GM 81 36 680 dargestellt ist. Derartige elektromagnetische Antriebe haben den Vorteil, daß sie auf einfache Art und Weise aus dem Kraftfahrzeugbordnetz mit elektrischer Energie versorgt werden können.

Für andere Anwendungsfälle kann es durchaus vorteilhaft sein, als Antrieb z. B. pneumatische, also druckluftbetriebene Antriebe zu wählen.

Claims (9)

1. Signalhorn, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Membran, die durch einen Antrieb bewegt wird und die auf eine Druckkammer wirkt, mit einem Trichter, der sich an die Druckkammer anschließt, der aus einem ersten Teil mit gleichbleibendem Querschnitt aus einem sich konisch erweiternden zweiten Teil und aus einem sich exponentiell erweiternden dritten Teil besteht, das in einer Schallaustrittsöffnung endet, wobei der Trichter parallel zu der Membranebene aufgewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschluß des dritten Teils (3) des Trichters (2) derart aus der Membranebene herausgeschwenkt ist, daß die Schallaustrittsöffnung im wesentlichen parallel zur Membranebene angeordnet ist und daß dieser Teil (3) des Trichters (2) eine plane Fläche (5) aufweist, die aus der Membranebene herausgeschwenkt ist und deren eine Seite (6) eine Seite der Schallaustrittsöffnung (4) bildet.

2. Signalhorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die plane Fläche (5) bis zu 60 Grad aus der Membranebene herausgeschwenkt ist.

3. Signalhorn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die plane Fläche (5) um 45 Grad aus der Membranebene herausgeschwenkt ist.

4. Signalhorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Seite (6) der Fläche (5) etwa gleich einem Drittel der Wellenlänge des Frequenzbereiches ist, in dem die schalldruckstärksten Obertöne abgestrahlt werden sollen.

5. Signalhorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die plane Fläche (5) trapezförmig ist und daß insbesondere die kurze Parallele (7) etwa gleich dem 2fachen der Trapezhöhe ist.

6. Signalhorn nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der kurzen Parallele (7) größer als 40 mm ist.

7. Signalhorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Trichterlänge am Trichtermund etwa durch den Auftreffpunkt (9) der Mittellinie (8) des Trichters auf der Fläche (5) bestimmt ist.

8. Signalhorn nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verbleibende Trichterwandung des dritten Teils (3) so geformt ist, daß sich der Trichterquerschnitt längs der geknickten Mittelachse (10) erweitert.

9. Signalhorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb ein elektromagnetischer Antrieb ist.