DE640544C

DE640544C - Motor siren in which the housing containing the siren is hermetically sealed by a membrane

Info

Publication number: DE640544C
Application number: DEE46446D
Authority: DE
Original assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Current assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Priority date: 1935-01-09
Filing date: 1935-01-09
Publication date: 1937-01-07

Description

Motorsirene, bei der das die Sirene enthaltende Gehäuse von einer Membran luftdicht abgeschlossen ist Die üblichen. Bauarten der Motorsirenen haben den Nachteil, daß sie durch Verschmutzen oder Einfrieren leicht betriebsunfähig werden können, indem sich in den schmalen Luftspalt zwischen Sirenenständer und Läufer, der unmittelbar mit der Außenluft in Verbindung steht, Schmutz festsetzt oder Eis bildet. Dieser Nachteil ist besonders groß bei solchen Sirenen, die nur gelegentlich zu Alarmzwecken benützt werden und daher die größte Zeit des Jahres unbenutzt stehen und wenig gewartet werden, aber im Alarmfall trotzdem ganz zuverlässig arbeiten müssen.Motor siren in which the housing containing the siren is controlled by a Membrane is hermetically sealed The usual. Have types of motor sirens the disadvantage that they easily become inoperable due to contamination or freezing can be made by going into the narrow air gap between the siren stand and Runner, which is in direct contact with the outside air, traps dirt or ice forms. This disadvantage is particularly great with such sirens that only Occasionally used for alarm purposes and therefore the largest time of the year stand unused and require little maintenance, but still very reliable in the event of an alarm have to work.

Es sind Sirenen. bekannt, bei denen Läufer und Ständer in ein durch eine Membran luftdicht abgeschlossenes Gehäuse eingebaut sind. Die Druck- und Saugstöße bei der Drehung des Sirenenläufers bewirken einen- Kreislauf des Betriebsmittels im Gehäuse, z. B. Öl oder Luft, und erregen ferner die Membran zu Schwingungen. Durch diese . geschlossene Bauart wird der obengenannte Nachteil der mangelnden Betriebssicherheit vermieden.They are sirens. known, in which runner and stand in one through a membrane is installed in an airtight housing. The pressure and suction surges with the rotation of the siren runner cause the equipment to circulate in the housing, e.g. B. oil or air, and also excite the membrane to vibrate. Through this . closed design is the aforementioned disadvantage of the lack of Operational safety avoided.

Dagegen weisen die bekannten Bauarten von geschlossenen Sirenen den Nachteil geringen Wirkungsgrades auf. Der größte Teil der der Sirene zugeführten Energie wird statt in Druck- in Geschwindigkeitsschwankungen umgesetzt, die große Verluste durch äußere und innere Reibung mit sich bringen. Die Druck- und Saugstöße der Sirene wirken gleichzeitig auf die Membran, die dadurch teilweise nach außen, teilweise nach innen gebogen wird und somit nur kleine Schallamplituden aussenden kann.In contrast, the known types of closed sirens have the Disadvantage of low efficiency. Most of that fed to the siren Energy is converted into speed fluctuations instead of pressure fluctuations, which are large Bring losses through external and internal friction. The pressure and suction surges the siren act at the same time on the membrane, which is partially outward, is partially bent inwards and therefore only emits small sound amplitudes can.

Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung der geschlossenen Sirenen, derart, daß jetzt ein wesentlich größerer Teil der Sirenenleistung in Druckschwankungen und damit in Schalleistung umgesetzt-wird. Die Erfindung geht also von einer Motorsirene aus, bei der das die Sirene enthaltende Gehäuse von einer Membran luftdicht abgeschlossen ist, wobei die Membran von den durch die Sirene erzeugten Druckschwangungen in Schwingungen versetzt wird; gemäß der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine solche Ausbildung und Anordnung von Sirenenständer und Sirenenläufer, daß die Sirene mittels der von ihr in Bewegung gesetzten Luft in. dem gesamten an die Membran angrenzenden Teil des Sirenengehäuses abwechselnd Über- und Unterdruck erzeugt. Die Membran wird durch diese Luftdruckschwankuhgen in Schwingungen versetzt und gibt diese Schwingungen entweder unmittelbar oder mittels eines vorgesetzten Resonators, einer Pfeife oder eines Trichters als Schall an die Außenluft ab. Durch geeignete Abstimmung der Membran und, soweit vorhanden, der Luftschwinguingsgebilde wird außerdem, wenigstens in bestimmten Frequenzbereichen, ein Arbeiten der Sirene mit besonders gutem Wirkungsgrad erreicht.The object of the invention is to improve the closed sirens, so that now a much larger part of the siren's power in pressure fluctuations and thus converted into sound power. The invention is based on a motor siren in which the housing containing the siren is hermetically sealed by a membrane is, the membrane vibrating from the pressure fluctuations generated by the siren is displaced; According to the invention, the object is achieved by such a design and arrangement of the siren stand and siren runner that the siren by means of the its air set in motion in. the entire part adjoining the membrane of the siren housing alternately overpressure and underpressure generated. The membrane is through these air pressure fluctuations vibrate and give these vibrations either directly or by means of a preceding resonator, a whistle or a funnel as sound to the outside air. By suitable coordination of the membrane and, if available, the air swing structure is also, at least In certain frequency ranges, the siren works with particularly good efficiency achieved.

Den schematischen Aufbau einer Sirene nach der vorliegenden Erfindung zeigt Abb-. i im Schnitt und Abb. 2 in der Aufsicht von der Membranseite her. In Abb. i ist z das mit demAntriebsfnotor 2 fest verbundene Sirenengehäuse und 3 der Sirenenständer, der einen inneren Kranz von Schlitzen q. (Abb. 2) und einen äußeren Kranz von Schlitzen 5 trägt und in' seiner Mitte gegebenenfalls noch ein Lager 6 für die Motorwelle 7 besitzt. Zwischen dem Gehäuse und dem Sirenenständer befindet sich der auf der Welle befestigte Sirenenläufer 8 mit ebenfalls zwei Schlitzkränzen 9 und io und den radialen Schaufeln i i. i2 ist die Membran, die durch den Haltering 13 auf dem Sirenenständer befestigt ist. In Abb. 2 sind mit 5 und q. die Schlitze und mit 15 die Stege der Schlitzkränze des Sirenenständers bezeichnet. Die Schlitze und Stege von Läufer und Ständer sind so angeordnet, daß der innere Kranz gerade vollständig geschlossen ist, wenn der äußere vollständig geöffnet ist, und umgekehrt. Der Luftraum, gebildet aus dem Läufer 8, einem Teil des Gehäuses 3 und der Membran 12 ist vollständig geschlossen. Er ist durch die An--)rdnung der Stege und Schlitze in zwei Kammern unterteilt.The schematic structure of a siren according to the present invention shows fig-. i in section and Fig. 2 in plan view from the membrane side. In Fig. I is z the siren housing firmly connected to the drive motor 2 and 3 the Siren stand, which has an inner wreath of slots q. (Fig. 2) and an outer one Wreath of slots 5 carries and in 'its center, if necessary, a bearing 6 for the motor shaft 7 has. Located between the housing and the siren stand the siren runner 8, which is attached to the shaft, also has two slotted rings 9 and io and the radial blades i i. i2 is the membrane that is held by the retaining ring 13 is attached to the siren stand. In Fig. 2, 5 and q. the slots and with 15 denotes the webs of the slot wreaths of the siren stand. The slots and bars of the rotor and stator are arranged so that the inner rim is straight is fully closed when the outer one is fully open, and vice versa. The air space, formed from the rotor 8, part of the housing 3 and the membrane 12 is completely closed. It is due to the layout of the bars and slots divided into two chambers.

Die Wirkungsweise der Sirene geht aus folgenden Überlegungen hervor: In dem Augenblick, in .dem beide Schlitzkränze gerade halb geöffnet sind, wird durch die Wirkung der umlaufenden Läuferschaufeln Luft durch die Schlitzkränze q. und 9 angesaugt und durch die Schlitzkränze io und 5 ausgeblasen, so daß ein gleichmäßiger Luftstrom in Richtung der gefiederten Pfeile vorhanden ist. Schließt sich der innere Kranz nun mehr und mehr, während der äußere sich weiter öffnet, so wird mehr Luft ausgeblasen als angesaugt, and es entsteht in dem Raume zwischen Membran und Ständer allmählich ein statischer Überdruck, während im Läuferraum ein statischer Unterdruck entsteht. Der ungleichmäßige Strömungsvorgang erreicht seinen Höhepunkt, wenn der innere Kranz vollständig geschlossen ist. Mit beginnendem Öffnen des inneren und -Schließen des äußeren Kranzes nimmt die ausgeblasene Luftmenge mehr und mehr ab, während die angesaugte zunimmt, bis schließlich wieder die gleichmäßige Strömung bei halb geöffneten Schlitzen erreicht wird. Dann -wiederholt sich das Spiel mit umgekehrten Vorzeichen. Die Drücke im Ständerraum bzw. im Läuferraum erreichen ihre Maxima bzw. ;Minima jeweils, wenn beide Schlitzkränze halb geöffnet sind, und zwar ist im Ständerraum z. B. ein Druckmaximum vorhanden, wenn die Schlitzkränze nach voraufgegangenem Geschlossensein des inneren Kranzes wieder halb geöffnet sind.The way the siren works is based on the following considerations: At the moment when both slot rings are just half open, the the effect of the rotating rotor blades air through the slot rings q. and 9 sucked in and blown out through the slot wreaths io and 5, so that a more even There is air flow in the direction of the feathered arrows. Closes the inner one Now wreath more and more, while the outer one opens further, so there is more air blown out than sucked in, and it arises in the space between the membrane and the stand gradually a static overpressure, while a static underpressure in the rotor area arises. The uneven flow process reaches its climax when the inner wreath is completely closed. With the beginning of opening of the inner and - Closing the outer ring, the amount of air blown out decreases more and more, while the sucked in increases, until finally the steady flow again is reached when the slots are half open. Then the game repeats itself reverse sign. The pressures in the stator space or in the rotor space reach their Maxima or; Minima in each case when both slot rings are half open, namely is in the stand room z. B. a pressure maximum exists when the slot wreaths after are half open again before the inner ring was closed.

Die im Ständerraum auf diese Weise erzeugten Druckschwankungen wirken auf die Membran ähnlich wie die elektromagnetischen oder elektrodynamischen Zugkräfte auf die Membran eines elektromagnetischen oder elektrodynamischen Membransenders, jedoch mit dem Unterschiede, daß die Kräfte hier direkt auf die Membran wirken und nicht erst durch Vermittlung eines Ankers oder einer Spule. In dem Fehlen des Ankers oder der Spule liegt aber ein großer Vorteil der Membransirene gegenüber dem elektrischen Membransender. Die tote Masse eines Ankers oder einer Spule erfordert nämlich bei abgestimmten Sendern eine größere Dicke und Steifheit der verwendeten Membran, und dadurch wird einerseits die Belastbarkeit der Membran und andererseits die Kopplung mit gegebenenfalls -vorgesetzten Luftschwingungsgebilden stark herabgesetzt. Auch wirkt sich bei außerhalb der Abstimmung betriebenen Membransendern die tote Masse eines Ankers oder einer. Spule infolge der zu ihrer Bewegung notwendigen größeren wattlosen Kräfte ungünstig auf den Wirkungsgrad des Senders aus.The pressure fluctuations generated in this way in the stator space act on the membrane similar to the electromagnetic or electrodynamic tensile forces on the membrane of an electromagnetic or electrodynamic membrane transmitter, but with the difference that the forces here act directly on the membrane and not only through the mediation of an armature or a coil. In the absence of the anchor or the coil, but there is a great advantage of the membrane siren over the electric one Membrane transmitter. The dead mass of an armature or a coil requires namely at Tuned transmitters have a greater thickness and rigidity of the membrane used, and this increases the resilience of the membrane on the one hand and the coupling on the other greatly reduced with any superposed air oscillation structures. Even If membrane transmitters are operated outside of the tuning, the dead mass has an effect an anchor or a. Coil as a result of the larger ones necessary for their movement wattless forces have an adverse effect on the efficiency of the transmitter.

Ein besonderer Vorteil der Membransirene ist noch, daß man die an ihrem Umfang eingespannte Membran mit ihrem Mittelpunkt fest mit dem Lagerbock 6 des Sirenenständers verbinden kann. Hierdurch erreicht man, daß die Membran nur in ihrer Ringschwingung schwingt, also mit verhältnismäßig hoher Eigenabstimmung bei kleiner Schwingungsmasse mit großer wirksamer Strahlungsfläche.A special advantage of the membrane siren is that you can turn on the The center of the membrane, which is clamped in around its circumference, is firmly attached to the bearing block 6 of the siren stand. This achieves that the membrane only oscillates in its ring oscillation, i.e. with a relatively high self-tuning with a small vibration mass with a large effective radiation area.

Es ist zweckmäßig, aus Sirenen der beschriebenen Art einen Schallsender so zusammenzustellen, daß mehrere Senderelemente in Richtung ihrer mittleren Achse zu einer säulenförmigen Gruppe aneinandergereiht und mit Stegen untereinander verbunden werden, so, daß die einander zugekehrten Membranen je zweier Elemente ringscblitzförmige, die Membranränder umlaufende Strahleröffnungen miteinander bilden, die ihrerseits im Abstand von aufeiliander folgen (% = Wellenlänge').It is useful to assemble a sound transmitter from sirens of the type described so that several transmitter elements are lined up in the direction of their central axis to form a columnar group and connected to one another with webs, so that the facing membranes each have two elements in the form of flashes of lightning, the membrane edges circumferential radiator openings form with each other, in turn at a distance of follow one another (% = wavelength ').

Claims

PATENT CLAIMS: i. Motor siren in which the housing containing the siren is hermetically sealed by a membrane, the membrane being set in oscillations by the pressure fluctuations generated by the siren, characterized by such a design and arrangement of the siren stand and siren runner that the siren by means of the air set in motion by it generates alternating positive and negative pressure in the entire part of the siren housing adjacent to the membrane. . z. Siren according to claim i, characterized in that the runner and siren stand form an inner pair of perforated wreaths of smaller diameter and an outer pair of perforated wreaths of larger diameter and the air circulation takes place between the two pairs of perforated wreaths. 3. Siren according to claim i and z, characterized in that the holes and webs of the runner and stand are arranged so that when the runner rotates, the inner hole paths are open when the outer ones are covered, and vice versa. q .. Siren according to claim i to 3, characterized in that the rotor equipped with radial blades forms one housing half and the membrane together with the siren stand forms the other housing half of the flow space for the air movement generated by the blades, while in the siren stand one of the one to the other perforated ring pair extending guide body is used as a core so that there is a loop-like air circulation. Siren according to Claims i to q., Characterized in that the membrane clamped around its periphery is fastened at its center to a central bearing block of the siren stand. 6. Siren according to claim i to 5, characterized in that the siren stand and motor housing are connected by a waterproof housing and the rotor is thus encapsulated on all sides. 7. Siren according to claim i to 6, characterized in that the membrane with a resonator, a whistle, a funnel o. The like. Is coupled. Sound transmitter from sirens according to claims 1 to 7, characterized in that several transmitter elements are put together in a known manner in the direction of their central axis to form a columnar group and connected to one another with webs so that the facing membranes of each two elements are ring-slit-shaped, the membrane edges are circumferential Form emitter openings with each other, which in turn at a distance of follow one another.