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Elektrischer Tongeber Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tongeber,
insbesondere einen Tongeber mit elektrisch betätigter Membran, durch die die Luftsäule
in einem Schallrohr in Schwingungen versetzt wird; ein Zweck der Erfindung besteht
darin, eine Vorrichtung der beschriebenen Art vorzusehen, in der die so in bezug
auf das Schallrohr angeordnet ist, daß das Höchstmaß von Luftschwingungen erzielt
wird, und ein weiterer Zweck der Erfindung liegt darin, Tongeber der beschriebenen
Art vorzusehen, die bei der Herstellung ohne weiteres auf verschiedene Töne abgestimmt
werden können.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, einen verbesserten
Tongeber der erwähnten' Art vorzusehen, der eine ventilartige, von der Membran betätigte
Anordnung besitzt, die die von der Membran erzeugten Schwingungen der Luftsäule
in dem Schallrohr unterstützt.
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Auf den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht.
Fig..r ist ein senkrechter Schnitt durch einen Tongeber gemäß vorliegender Erfindung.
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Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Anordnung der Fig. i, wobei jedoch
das Schallrohr und der Deckel der Anordnung, in Fig. i abgenommen sind.
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Fig. 3 ist eine Ansicht von unten der in Fig. i veranschaulichten
Anordnung, wobei wiederum der Deckel abgenommen ist und verschiedene Teile gebrochen
gezeichnet sind.
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Fig.4 ist ein Schaltbild der elektrischen Verbindungen der Anordnung
nach Fig. i und 2.
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Fig. 5 ist eine Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung,
und Fig. 6 ist ein Längsschnitt durch die Ausführungsform nach Fig. 5.
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Wie aus den Fig. i bis 4 hervorgeht, besitzt der Tongeber gemäß .vorliegender
Erfindung einen Vorder- oder Bodenteil i; dessen Fläche 3 mit Wellen 2 versehen
ist, die konzentrisch zu der mittleren Öffnung 4 des Bodenteiles i liegen. Die Öffnung
4 erstreckt sich durch den aBodenteil i und geht in, das innere Ende eines spiralförmigen
Durchgangsweges 5 über, der von einem fortlaufenden spiraligen und von der-gegenüberliegenden
.Fläche 7 des Teiles z -abstehenden Flansch 6 gebildet wird. Der spiralige Flansch
6 bildet mit dem Bodenteil i ein Ganzes und besitzt an seinem äußeren Ende einen
rohrförmigen Ansatz 8, der eine Verlängerung des spiraligen Durchgangsweges bildet
und an dem das Schallrohr io befestigt ist. Um den spiraligen Durchgangsweg 5 zu
schließen, so daß eine rohrförmige Verbindung zwischen der Öffnung 4 und dem Horn
zo entsteht, ist ein Deckel 12 mit dem Bodenteil
i durch Schrauben
14 derart verbunden, daß er an der oberen Kante des spiraligen Flansches 6 anliegt.
Ein Schraubenstöpsel 15 schließt die mit einem Gewinde versehene mittlere Öffnung
in dem Teil 16 des Deckels. i2; durch die erwähnte Öffnung hat man Zugang in das
Innere der Vorrichtung, um die Teile einzustellen oder festzustellen, wenn die Vorrichtung
vollständig zusammengebaut ist. Eine kreisförmige Wand oder ein Flansch 18 umgibt
die spiralige Wand 6 in einem gewissen Abstand und liegt ebenfalls an dem Deckel
12 an. Die äußere Wand 18, die Versteifungswände 2o und die zur Aufnahme von Bolzen
bestimmten Naben 22 bilden ebenfalls mit dem Bodenteil i ein Ganzes.
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An der wellenförmigen Fläche 3 des Bodenteiles i ist mittels der Schrauben
24 eine in ähnlicher Weise wellenförmig gestaltete Membran 26 und ein ringförmiger
Rahmen 28 befestigt. Der Rahmen 28 trägt einen E-förmigen Magnetkern 3o, sauf dessen
mittlerem Teil 31 die Erregerspule 32 sitzt. Der mittlere Teil 31 des Magnetkerns
besitzt eine Öffnung, in der eine Hülse oder ein Rohr 34 mit einem Stift 35 lose
gelagert ist. Die Hülse 34 und der Stift 35 erstrecken sich durch eine Öffnung der
Membran 26, und die Hülse 34 ist mit einem Gewinde versehen, so daß sie den Bund
36 aufnehmen kann, an dem der Innenumfang der Membran 26 befestigt ist. Eine Gegenmutter
38 hält den Bund 36 in seiner Lage an der Hülse 34, während eine Distanzbüchse
39 und eine auf dem Stift 35 aufgeschraubte Mutter 4o eine gegenseitige Bewegung
zwischen dem Stift und der Hülse verhindern. An ihrem gegenüberliegenden Ende legt
sich die Hülse 34 gegen einen Anker 42, der sich über die Enden des Magnetkernes
erstreckt und innerhalb des magnetischen Feldes jedes der vorspringenden Teile 31,
31' und 31" des E-förrnigen Kernes 30 liegt. Der Stift 35 erstreckt sich durch den
Anker 42 und ist an seinem Ende mit einem Gewinde versehen zwecks Befestigung des
U-förmigen Teiles 44, der einerseits den Anker 42 an dem Stift 35 befestigt und
andererseits an dem Anker und dem Stift das eine Ende einer Feder 46 hält, deren
anderes Ende an einem Halter 48 angeordnet ist, der mit dem ringförmigen Rahmen
28 ein Ganzes bildet.
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An dem Halter 48 ist ein fester Kontaktträgerarm So mit einem Kontakt
5, und ein federnder Kontaktarm 52 mit einem Kontakt 53 vorgesehen, der derart
angeordnet ist, daß er mit dem Kontakt 51 zusammenarbeitet. Die Kontakte sind unter
sich und von dem Halter 48 isoliert. Der Federkontaktarm 52 erstreckt sich über
den Kontakt 53 bis zu einem Punkt gegenüber dem U-förmigen Teil 44, so daß das Ende
des Federkontaktarmes derart angeordnet ist, daß es an der Schraube 55 anliegt,
die einstellbar in dem einen Schenkel des U-förmigen Teiles 44 sitzt und in ihrer
eingestellten Lage durch eine Feststellmutter 57 gehalten wird. Um eine elektrische
Berührung zwischen der Schraube 55 und dem Federkontaktarm 52 zu verhindern, sind
diese Teile in geeigneter Weise voneinander isoliert. Die an dem ringförmigen Rahmen
28 vorgesehenen Ansätze 58 tragen eine Widerstandsspule 6o, deren Enden mit den
Kontaktarmen So und 52 verbunden sind, so daß der Widerstand 6o in den Stromkreis
in Reihe mit der Spule 32 eingeschaltet wird, wenn der Stromkreis an den Kontakten
51 und 53 geöffnet wird.
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Der Stromkreis des Tongebers enthält einen Schalter und eine Stromquelle,
z. B. die übliche Anlasser- und Lichtbatterie bei Automobilen, die beide in den
Zeichnungen weggelassen worden sind, da sie bei derartigen elektrischen Vorrichtungen
ganz allgemein üblich sind. Durch das Schließen des Schalters wird die Spule 32
erregt, so daß der Magnetkern 30 seinen Anker 4.2 anzieht. Der Anker 42 nimmt
bei seiner Bewegung gegen den Kern 3o hin den Stift 35 und die Hülse 34 mit, so
daß auch der U-förmige Teil 44 bewegt und der Federkontaktarm 42 derart betätigt
wird, däß der Kontakt 53 von dem Kontakt 51 abgehoben und der Stromkreis an den
Kontakten 51, 52 unterbrochen wird.
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Wie in Fig. 4 veranschaulicht ist, liegt der Widerstand 6o im Nebenschluß
zu den Kontakters 51 und 53, und wenn die Kontakte getrennt sind, fließt der Strom
durch die Widerstandsspule 6o. Der Widerstand der Spule 6o ist ausreichend, um den
Strom in dem Stromkreis so weit zu verringern, daß die Kraft der verspannten Membran
26 und der Feder 46 in der Lage ist, die Anziehung des Magnetkernes 3o auf den Anker
42 zu überwinden und den Anker 42 von dem Magnetkern 3o hinwegzudrücken. Durch die
Bewegung des Ankers 42. von dem Kern 30 hinweg wird der Stift 35 umgeschaltet,
und der U-förmige Teil 44 ermöglicht dem Federkontaktarm 52, sich mit dem Kontakt
53 gegen den Kontakt 51 zu legen, so daß die Spule 32 wiederum erregt und infolgedessen
der Anker 44 wieder angezogen wird. Diese Vorgänge des Anziehens und der Freigabe
des Ankers wiederholen sich so lange, als der Stromkreis . geschlossen gehalten
wird.
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Durch die Bewegung des Ankers 42 gegen und von dem Magnetkern
30 hinweg werden auch die Hülse 34 sowie der an der Hülse 34 angeordnete
Bund 36 und der mittlere Teil j der Membran 26, der an dem Bund 36 befestigt ist,
entsprechend bewegt. Der äußere
Rand der Membran 36 ist nur in einem
sehr geringen Abstand von der gewellten Fläche 3 des Bodenteiles i angeordnet und
in ähnlicher Weise gewellt, so daß bei dem Anziehen des Ankers 42 gegen den Magnetkern
3o die Membran 26 gegen die gewellte Fläche 3 des Bodenteiles i gezogen wird, bis
sie im wesentlichen über den gesamten gewellten Teil der Fläche 3 in Berührung mit
dieser Fläche liegt, so daß die zwischen der Membran 26 und der gewellten Fläche
3 bestehende Kammer fast vollständig zusammengedrückt wird und die dazwischen befindliche
Luft durch die Öffnung 4 in den spiraligen zu dem Schallrohr iö führenden Durchgang
5 gedrückt wird. Bei der Öffnung des Stromkreises an den Kontakten 5, und
53 bewegt sich die Membran 26 von der gewellten Fläche 3 hinweg, so daß die Kammer
zwischen der Membran 26 und dem Bodenteil i wiederhergestellt bzw. erweitert und
somit auch Luft aus dem spiraligen Durchgangsweg 5 und dem Schallrohr io angesaugt
wird. Bei Vervollständigung- des Stromkreises an den Kontakten 51 und 53 wird der
Anker 42 wiederum angezogen und bewegt die Membran 26 gegen den Bodenteil i, so
daß die Luft zwischen der Membran 26 und dem Bodenteil i in den spiraligen. Durchgangsweg
5 gedrückt wird. Auf diese Weise wird. also die Luftsäule in dem spiraligen Durchgangsweg
5 und dem Schallrohr io in Schwingungen bestimmter Tonhöhe versetzt. Da die Luft
zwischen der Membran 26 und dem Bodenteil i fast vollständig in den spiraligen Durchgang
5 gedrückt wird, wenn die Membran 26 von dem Anker 42 gegen den Bodenteil i bewegt
wird, ist der in dem Einlaß des spiraligen Durchgangsweges 5 entstehende Druck ziemlich
hoch. Die Wirkung der Bewegung der Membran 26 gegen den Bodenteil i durch den Anker
42 zwecks Erzeugung von Schwingungen in dem.spiraligen Durchgangsweg 5 und dem Schallrohr
io wird noch durch die Bewegung der Membran 2.6 von dem Bodenteil i hinweg erhöht,
wenn die Membran 26 ihre Vorwärtsbewegung vollendet hat und wenn der größte Druck
in dem spiraligen Durchgang 5 und dem Schallrohr io besteht.
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Der Ton des Schallrohres hängt bis zu einem gewissen Grad von der
angewandten Membran ab, da Membranen verschiedener Dicke und Härte sich in ihrer
Elastizität unterscheiden und der schwingenden Anordnung des Ankers, der Membran
und den dazu gehörenden Teilen verschiedene Eigenschwingungszahlen verleihen. Verschiedene
Membranen werden daher auch Luftsäulen verschiedener Länge erfordern, wenn die richtigen
Resonanzbedingungen eingehalten werden sollen. Die beschriebene ,Ausführung ermöglicht
es, Membranen mit Bodenteilen, in denen spiralige Durchgangswege geeigneter Länge
vorgesehen sind, zusammenzubauen, so daß Tongeber mit angenehmem Ton erhalten werden
können, die im wesentlichen für verschiedene Töne das gleiche Aussehen besitzen.
Die beschriebene Bauweise vermindert auch die Anzahl und Verschiedenartigkeit der
für die Herstellung von Tongebern verschiedener Töne erforderlichen Teile, da nur
die Membranen und die Bodenteile in Tongebern verschiedener Töne verschieden sind.
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Wie in den Fig. 5 und 6 der Zeichnungen veranschaulicht ist, kann
'ein Tongeber gemäß vorliegender Erfindung einen kreisförmigen Körper oder Tragplatte
61 mit einem abgesetzten Ringflansch 62 enthalten, der mit dem Hauptteil
63 der Tragplatte durch den Ring 64 verbunden ist, der seinerseits gleichzeitig
als. Sitz für eine Kappe oder ein Gehäuse 66 dient. An dem Hauptteil 63 der
Tragplatte ist ein elektrischer Schwingungserzeuger 68 irgendeiner geeigneten oder
gewünschten Art vorgesehen; der in den Zeichnungen veranschaulichte enthält einen
ringförmigen Kern 7o, eine Spule 72 und einen Anker 74, die in den Zeichnungen schematisch
veranschaulicht sind. Das Antriebsystem 68 kann von einem elektrischen Strom in
irgendeiner bekannten Weise angetrieben werden. Die Stromkreise sind weiter nicht
veranschaulicht, da sie nicht die vorliegende Erfindung betreffen.
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An dem Anker 74 ist ein Schaft 76 befestigt, der an seinem äußeren
oder freien Ende mit Gewindegängen versehene Abschnitte 78 und 8o verschiedenen
Durchmessers aufweist. An dem mit Gewinde versehenen Teil 78 des Schaftes 76 ist
ein Bund 82 mit einer Nut 83 befestigt, mittels der der Bund in einer Öffnung der
Membran 84 befestigt ist. Die äußere Kante der Membran 84 ist an dem abgesetzten
Flansch 62 durch eine Deckplatte 86 befestigt, die an dem Flansch 62 durch Bolzen
88, die sich durch Öffnungen in der Deckplatte, der 'Membran und dem Flansch erstrecken,
gehalten wird. Die Membran 84 ist gewellt, so daß die er= forderliche Elastizität
erzielt wird, und die Deckplatte 86 ist in gleicher Weise gewellt, so daß ein möglichst
geringer Spielraum zwischen der Membran und der Deckplatte verbleibt.
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In .einer im Mittelpunkt der Deckplatte liegenden Öffnung ist eine
Hülse 9o mit einem Innengewinde angeordnet, deren Mundstück 92 einstellbar an der
Hülse gelagert ist und in der eingestellten Lage durch eine Gegenmutter 94 gesichert
wird. An dem äußeren Ende des Mundstückes 92 ist das Schallrohr 96 angeordnet, während
das innere Ende 93 so angeordnet ist, daß es als Sitz für ein
Ventil
98 dient, das an dem Ankerschaft 76 zwischen dem Bund 82 und einem Bund ioo angeordnet
ist, der gegen das Ventil 98 durch eine Mutter io2 an denn mit Gewinde versehenen
Teil 8o des Schaftes 76 gehalten wird.
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Das Antriebsystem 68 wird in der üblichen Weise beim Schließen eines
elektrischen Stromkreises betätigt, so daß die Membran 84 in Schwingungen versetzt
und das Ventil 98 in ähnlicher Weise gegen und von dem Sitz 93 an dem inneren Ende
des Mundstückes 92 hinweg bewegt wird; das Ventil 98 ist derart angeordnet, daß
es schließt; wenn die Membran 84 am Ende ihrer Bewegung gegen die Deckplatte 86
gelangt. Infolge der Bewegung der Membran 84 gegen und von der Deckplatte 86 hinweg
strömt die Luft in das Mundstück- des Schallrohres 96 hinein und wird wieder hinausgedrückt,
so daß die Luftsäule in dem Schallrohr in Schwingungen versetzt wird. Wenn man den
Abstand zwischen der Membran 84 und der Deckplatte 86 auf ein Mindestmaß verringert,
so entsteht eine Kammer, die mehr oder weniger vollständig zusammengedrückt wird,
wenn die Membran gegen die Deckplatte gedrückt wird, und die es ermöglicht, die
höchstmögliche Luftbewegung in dem Mundstück sowie die größtmöglichen Druckschwankungen
infolge der Bewegungen der Membran zu erzielen. Infolge der Anordnung des Ventils
98, derart, daß es sich mit der Membrananordnung bewegt, ergibt sich ein scharfer
und zwangsläufiger Abschluß oder Unterbrechung des Luftzustromes in das Mundstück
92. Die Verdünnung der Luft in dem Schallrohr, die infolge der Trägheit der Luft
stattfindet, nachdem das Ventil 98 geschlossen ist, wird noch stärker durch den
teilweisen Unterdruck, der durch die Membran während ihrer Rückwärtsbewegung erzeugt
wird, zur Geltung gebracht.
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Durch die Einstellung des Mundstückes 92 in der Hülse 9o kann die
Lage des Sitzes 93 für das Ventil 98 geändert werden. Durch die Lagenänderung
des Sitzes 93 verändert sich auch die Kraft, mit der das Ventil 98 dagegen gedrückt
wird, und es wird somit das Bestreben des Ventils 98, sich von seinem Sitz abzustoßen,
geändert, womit sich auch die Schwingungszahl der Membran und somit auch die Tonhöhe
ändern. Durch die Änderung der Länge oder des Querschnittes des Schallrohres, d.
h. durch die Änderung der Luftsäule desselben, kann die Güte oder die Klangfarbe
des erzeugten Tones geändert werden.