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Vorrichtung zur akustischen Signalgebung, insbesondere für Hupen Die
älteste und bekannteste Hupe beruht auf dem Prinzip der Zungenpfeife, wobei ein
Luftweg in bekannter Weise durch die schwingende 'Zunge abwechselnd gedrosselt bzw.
freigegeben wird. Hupen dieser Art werden in der Regel von Hand durch einen Gummiball
betrieben. Der Fahrer muß infolgedessen meist vom Steuerrad loslassen, was als unangenehme
Unterbrechung empfunden wird. In späterer Zeit führte sich infolgedessen eine Reihe
von Bauarten ein,, die mittels Druckknopfes unter Umständen vom Steuerrad betätigt
werden konnten, d. h. elektrische Hupen, die meist auf dem Prinzip des Unterbrecherkontakts
beruhten. Ein .Nachteil dieser Bauart besteht in der Abnutzung des Unterbrecherkontakts
und in der damit entstehenden Tonänderung, was dann in jüngster 'Zeit zur Einführung
der Motorhupe Veranlassung gab. Die bekannt gewordenen Hupen dieser Type bewegen
die Membranen zwangläufig und erzeugen auf diese Weise meist einen zwar lauten,-
aber sehr unreinen Ton.
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Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, unter Benutzung
mechanisch schwingender, abgestimmter und lose gekoppelter Systeme (Systeme mit
ausgesprochener Eigenschwingung) einen lauten, harmonischen Ton zu erzeugen und
hierbei Triebmittel zu verwenden, bei denen die obenerwähnten Nachteile vermieden
sind. Eine beispielsweisse Ausführung einer solchen Vorrichtung ist in Abb. i dargestellt.
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Sieht man die Membran b einer Hupe, die im vorliegenden Falle durch
die Masse des Bügelsa beschwert ist, als ein mechanisches, schwingungsfähiges System
von ausgesprochener Eigenschwingung an, so kann man nach den in letzter Zeit gesammelten
Erfahrungen auf dem Gebiete der mechanischen Schwingungen dieses System durch eine
lose Kopplung von außen :erregen und unter Anwendung von Abstimmung zum kräftigen
Schwingen anregen und damit zum Tönen bringen.
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In Abb. i wird dieses Tönen dadurch erreicht, daß die Masse k, die
drehbar im Bügel a angebracht- ist, durch den Gummiriemen r vom Motor aus in Umlauf
gesetzt wird. Die Masse k, die aus einer kleinen Schnurscheibe mit zwei exzentrisch
angebrachten Gewichten besteht, biegt nämlich beim Umlauf die Membran entsprechend
ihrem Freiheitsgrad je Schwingung einmal in der einen und in der anderen Richtung
durch. Die zur Erzielung der akustischen Wirkung erforderliche Leistung wird also
im vorliegenden Falle durch ausgesprochene Massenkopplung übertragen. Da die Umdrehungszahl
des Motors a- bis 3000 beträgt und die tibersetzung in weiten Grenzen gewählt
werden kann, so ist es, möglich, auf diesem Wege jede beliebige innerhalb der Tonskala
fallende Schwingung zu erzeugen. Der zur Anwendung
gebrachte Gummiriemen
r hat sich insofern als besonders vorteilhaft erwiesen; als er die Schwingungen
der Membran, nicht merkbar dämpft, und der Motor kann somit einen außerordentlich
hohen Prozentsatz seiner Leistung in Schwingungsenergie umsetzen.
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Mit Hupen dieser Art kann man bei jeder beliebigen Abmessung einen
großen Teil der Tonskala durch Einstellung der Motordrehzahl bestreichen. Bei günstiger
Wahl der Verhältnisse .stellt .sich aber heraus, daß die größte Leistung dann übertragen
wird, wenn die Drehzahl der Masse k mit der Eigenschwingungszahl der Membran a nahezu
oder vollkommen übereinstimmt. Die Tonhöhe ändert sich natürlich mit der Drehzahl
des Motors und ist beim Anlauf somit kleiner als bei: der Betriebsdrehzahl.
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Will man erzielen, daß ein großer Teil der Tonskala nach Art einer
Sirene durchlaufen wird, so kann man dies mit Leichtigkeit erreichen durch Aufbringen
eignes schweren Schwungrades auf den Motor (großes Trägheitsmoment). Will man dagegen
umgekehrt, was bei: Hupen für Fahrzeuge erwünscht sein dürfte, geringe Tonänderungen
beim Anlauf bis zur Betriebsdrehzahl erreichen, dann muß man umgekehrt die Trägheit
des Motor= ankers bzw. der bewegten Teile möglichst klein wählen. Man kann aber
diesem Ziel auch durch Anwendung eines zwischengeschalteten schwingungsfähigen Systems
geringer Dämpfung ('Zwischenkreis) näherkommen.
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In Abb.2 ist mit dem aus Massee und Membran b bestehenden schwingungsfähigen
System ein zweites schwingungsfähiges Sy-
stem n1, b1 zusammengeschaltet,
welches nur geringe Dämpfung aufweist, d. h.. also bei Beginn der Schwingung wenig
Etaergie und bei Eintritt der Resonanzlage verhältnismäßig große Energiemengen in
S.ehwingungsform aufnimmt, wodurch ein rasches Ansteigen bis zur Betriebsdrehzahl:
(Resonanzfall) gefördert wird. Außerdem :entsteht bei reinen Abstimmungsverhältnissen
durch dieses Zwischensystem ein verhältnismäßig umgedämpfter, reiner Ton. Die Membran
kann in diesem Falle unter Umständen so gewählt werden, daß ihre Eigenperiode ganz
außerhalb der Betriebsdrehzahl fällt, d. h. die Membran lediglich als ein Nutzdämpfung
abgebendes Organ angesehen werden kann. Um die Verluste noch weiter zu verringern
bzw. den Wirkungsgrad der Gesamtanordnung zu erhöhen, kann man noch eine Gleichstimmung
der in der Schallröhre schwingenden Luftsäule mit der erzeugten Tonhöhe, d. h. der
Periodenzahl., herstellen: Es geschieht dies durch Verlängern oder Verkürzen der
-erwähnten Röhre.
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Bringt man, wie in Abb. 3, statt einer zwei oder mehrere Riemenscheibennl,
n2 und n3 und gleichzeitig zwei oder mehrere Kopplungsvorriichtungen k1, k., und
ks, @evtl. auch drei Zwischensystemie z1, z2 und z3 an, so kann man beispielsweise
bei einer Übersetzung von 1:8/2:2 einen harmonisch klingenden Akkord erzeugen.
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In Verbindung mit der letztbeschriebenen Einrichtung oder auch für
sich allein kann ein System von Resonatoren, die beispielsweise nasch Abb. q. ausgeführt
werden können, zur Anwendung gebracht werden. Die Schallwelle, die an der mit o
bezeichneten Stelle erzeugt sein möge, geht durch die Röhre i, die mit der Schallwelle
abgestimmt sein kann oder auch dieselbe aperiodisch weiterleitet, in die Röhre z,
die als Resonator ausgebildet ist und an ihrem äußersten Ende zu ihrer genauen Einstellung
verlängert oder verkürzt werden kann. Die Röhre i mündet, wie aus der Zeichnung
-ersichtlich, in der Nähe des Schwingungsbauches der Luftsäule ein, also an derjenigen
Stelle, wo die Luftbewegung am größten ist. Verschiebt man die Röhre z auf der Röhre
i, so kann der Einfluß der Luftsäule i auf die Luftsäule 2, d. h. der Kopplungsgrad,
vergrößert oder verkleinert werden. In demselben Verhältnis wie die Röhre 2 zur
Röhre i steht der Resonator i zur Röhre 2 bzw. die Röhre 2 zum Resonator 3 usw.
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In .Abt. g. isst eine Vorrichtung zur Darstellung ,gebracht, mit der
aus einem beliebigen Grundton beliebig viele genau bestimmte Obertöne gezogen werden
können.
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Die Erzielung reiner Schwingungen, die bis zur Herstellung eines volltönenden
Akkordes gesteigert werden können, bei gleichzeitig großer Lautstärke der Töne verleiben
der Hupe- einen Vorzug vor anderen seither bekannt ;gewordenen Bauarten.
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Das Auflegen oder Auswechseln der verwendeten. jendlosen Gummiriemen
erfolgt bei frei tragender Anbringung der Kopplung k, wie aus Abb.3 ersichtlich,
durch einfaches. Aufziehen der Riemen auf die betreffenden Scheiben.
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An dem Gegenstand der Erfindung wird nichts geändert, wenn anstatt
der Massenlr,opp1ung irgendeine andere Kopplungsart, d. h. eine elastische Kopplung
mit Kurbeltrieb nach Abb. 5, verwendet wird.
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Bei jeder Anordnung, die reine akustische Schwingungen :erzeugen soll,
muß der ton,-erzeugende Teil freie Schwingungen ausführen können, d. h. er darf
in seiner Amplitude nicht behindert sein. Soll also auf mechanischem Wege ein reiner
Ton erzeugt werden, so müssen zwischen dem antreibenden und dem getriebenen schwingenden
Organ Mittel zur Anwendung gebracht werden, die ein
freies Ausschwingen
des tonerzeugenden Teiles -zulassen. Als solches Mittel hat sich der obenerwähnte
Gummiriemen erwiesen.