-
Sirene mit einem Laufrad und einem das Laufrad umgebenden, mit Luftöffnungen
versehenen und drehbaren Mantel Sirenen, insbesondere für Signalgebung, bestehen
in der bisher bekannten Bauart für gewöhnlich aus einem Flügelrad oder Rotor und
einem dieses umgebenden feststehenden Gehäuse oder Stator, in dem das Flügelrad
mit hoher Geschwindigkeit umläuft und in bestimmten Zeitzwischenräumen Luft durch
einen Kranz von öffnungen im Stator wzter Druck .austreten läßt.
-
Es sind ferner Sirenen bekannt, bei denen das Laufrad von einem mit
Luftöffnungen versehenen drehbaren Mantel umgeben ist. Diese besitzen gegenüber
den Sirenen mit feststehendem Gehäuse vor .allem den großen Vorteil leichter Einstellbarkeit
der erzeugten Tonhöhe. Um nun bei solchen Sirenen mit einem Laufrad und einem das
Laufrad umgebenden, mit Luftöffnungen versehenen und drehbaren Mantel den Antrieb
des Mantels möglichst einfach zu gestalten, erfolgt gemäß der Erfindung der Anrieb
des Mantels entweder vom Laufrad in an sich bekannter Weise durch Reihung oder:
durch die tonerzeugende Druckluft mit einstellbarer Geschwindigkeit. Hierdurch wird
es ferner möglich, das Signal in einer oder mehreren bestimmten Richtungen auszusenden
oder auch die Signalrichtung ununterbrochen oder je nach Wunsch zu ändern. An die
Schallöffnungen des Mantels können zweckmäßig Hörner angeschlossen werden. Ferner
können Schiebereinrichtungen benutzt werden, um eint konzentrierte Signalgebung
in der betreffenden bestimmten Richtung oder Richtungen zu bewirken.
-
Durch die Erfindung wird, wie schon gesagt, eine beliebige Änderung
der die Schallfrequen7 bestimmenden gegenseitigen Bewegung des Rotors und des Mantels
zueinander ermöglicht. Eine weitere Verbesserung liegt darin, daß die Signalgebung
für jede Frequenz mit praktisch maximaler Stärke :erfolgen kann, 'und zwar innerhalb
von Zeitgrenzen, die unbedingt unter der Kontrolle des Wärters stehen, so daß die
Signalgebiung beispielsweise praktisch augenblicklich ohne An- oder Abschwellen
des Tones anfangen und aufhören kann.
-
Diese und noch weitere Merkmale für die Erfindung sind in der Beschreibung
unter Hinweis auf die Zeichnungen beschrieben.
-
Fig. i ist ein .axialer Schnitt einer Ausführungsform mit Mantel ohne
Stator. , Fig. a ist ein Querschnitt einer zweiten Ausführungsform.
-
Fig.3 ist ein.. Endansicht einer dritten Ausführungsform.
-
Fig. 4. ist ein axialer Schnitt, 'und Fig.5 ist ein Querschnitt einer
Ausführungsform mit Stator und Mantel.
Fig. 6 ist ein. Querschnitt
einer abgeänderten Ausführungsform mit Stator und Mantel.
-
In Fig. i bezeichnet i einen Motor mit hoher Geschwindigkeit, z. B.einen
elektrischen Motor. Die Motorwelle 2 trägt : ein Laufrad 3. Dieses Rad weist an
seinem @Umfang einen Flansch 4 auf, in dem ein Krariä von zweckmäßig gleichförmig
verteilten Öffnungen angeordnet ist. Beispielsweise hat der Flansch 4 ebensoviel
Offnungen, wie das Rad 3 Flügel 3o besitzt. Die Motorwelle 2 trägt oberhalb des
Laufrades 3 eine auf ihr drehbar und verschiebbar gelagerte Scheibe 5, die mittels
des Hebels 6 auf der Welle bewegt werden. kann, und zwar ohne Beeinträchtigung ihrer
freien Drehbarkeit in bezug auf die Welle und den Hebel. Die Scheibe 5 trägt an
ihrem Umfang einen den Flansch 4 des Laufrades #3 umschließenden und mit einer oder
mehreren Luftdurchtrittsöftnungen versehenen Mantel 7 und innerhalb des letzteren
einen kegelförmigen Ring 8, der zwischen einer kegelförmigen Fläche 9 des Laufrades
und einer umgebenden kegelförmigen Fläche to eines festen Ringes i i liegt, Mit
Hilfe des Hebels 6 kamt der kegelförmige Teil ,entweder mit der kegClförmigen Fläche
9, die mit dem Laufrad umläuft, oder mit der feststehenden kegelförmigen Fläche
io in Eingriff gebracht -werden.
-
Wenn der kegelförmige Teil 8 mit der feststehenden Fläche io in Eingriff
gebracht -wird, so daß die Umdrehung der Scheibe 5 verhindert wird, so wird die
durch das Laufrad durch die öffnungen im Flansch 4 und Mantel 7 .ausgepreßte Luft
ein Signal eines Tones erzeugen, dessen Höhe auf der Umlaufgeschwindigkeit des Laufrades
beruht. Wenn man den kegelförmigen Tei18 von der Fläche io entfernt und mit der
kegelförmigen Fläche g des Laufrades in Eingriff bringt, dann -wird die Scheibe
5 in Drehung versetzt, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die enty@eder gleich
derjenigen des Laufrades ist oder dieser je nach dem Anpressungsdruck mehr,oder
weniger nacheilt. Im ersteren Fall. wird die Scheibe 5 fest an das Laufrad gehalten,
und @es wird kein Ton erzeugt. Im letzteren Fall wird ein. Signal erzeugt, dessen
Tonhöhe von der verschiedenen Drehung des Laufrades und der Scheibe 5 abhängig ist.
Dieser Apparat läßt somit bei gleichbleibender Drehzahl des Laufrades eine beliebige
Änderung der Schallfrequenz zu.
-
Ferner ist zu bemerken, daß die Tongebung immer mit höchster Intensität
erfölgt und daß das Ein- und Abschalten des Signals augenblicklich erfolgen kann,
und zwar ohne allmähliches An- und Abschwellen des Tones. Dies hängt von der Scheibe
5 ab, die im Verhältnis zum Laufrad 3 und zum Anker des darangekuppelten Treibmotors
eine sehr geringe Schwungmasse besitzt. Um eine kurze Anlaufperiode zu sichern,
kann die .:Motorwelle 2 ein Schwungrad 12 trägen.
-
Fig. 2 stellt eine Ausführungsform dar, bei der der den Flansch 4
des Laufrades 3 unmittelbar umschließende Mantel? :eine einzige Schallöffnung aufweist,
an die ein .Vorn 13 angeschlossen ist.
-
Der Mantel, der in nicht dargestellter Weise drehbar gelagert ist,
dreht sich entweder durch Kraftübertragung von dem Laufrad etwa in, gleicher Weise,
wie es in. Fig. i dargestellt ist, oder durch entsprechende übertragung von der
Antriebswelle 2 oder schließlich durch entspgechende Ausbildung des Hornes 13, so
daß der Mantel infolge der Reaktion beim Austreten der Druckluft selbsttätig gedreht
wird. Um hierbei den Mantel mit Bezug auf den Luftwiderstand und die Wirkung der
Schwerkraft auszugleichen, kann man auf der von dem Horn abgekehrten Seite, des
Mantels einen flügelähnlichen Vorsprung 14 vorsehen, dessen dem Luftwiderstand ausgesetzte
Oberfläche derjenigen des Hornes entspricht und dessen Gewicht ungefähr gleich groß
ist wie dasjenige des Hornes. Wenn nur :ein Horn benutzt -wird, erfolgt das Luftverdrängen
durch das Horn jedesmal unter der Wirkung mir einer einzigen sektorförmigen Abteilung
des Flügelrades, während dir übrigen Abteilungen gleichzeitig unwirksam sind, was
das Luftauspressen betrifft, und es findet in diesen Abteilungen eine Verdichtung
von Luft unter der Wirkung der Schleuderkraft statt. Wenn man deshalb dafür Sorge
trägt, daß die Abteilungen während desjenigen Teiles jeder Umdrehung, während der
sie außer Verbindung mit dem Horn sind, keine Zufuhr von Luft erhalten, sondern
diese erst 'unmittelbar vor dem Auspressen 'der Luft durch das Horn empfangen, -wird
offenbar die Verdichtungsarbeit, die das Laufrad zu besorgen hat, erheblich herabgesetzt,
weil diese Arbeit jedesmal auf nur eine Abteilung konzentriert -wird. Man kann diesen
Umstand entweder dadurch verwerten, daß man bei unverändertem Laufrad die Antriebskraft
herabsetzt, d. h. .einen schwächeren Treibmotor wähle, oder dadurch, daß man bei
unverändertem Treibmotor die Größe des Laufrades erhöht, so daß die sektorförmigen
Abteilungen größer werden un`d somit kräftiger wirken. Die. erforderliche Regelung
der Luftzufuhr kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das Laufrad durch eine
mit dem Mantel verbundene Wand auch an dem Ende umschlossen ist, än dem das Rad
sonst offen ist, wobei diese Wand nur gerade gegenüber d-2m Horn oder in der Nähe
des
Hornes eine sektorförmige Öffnung aufweist.
-
Eine derartige Ausführung ist in Fig.3 dargestellt. Der drehbare Mantel
i trägt Stirnwände an beiden Enden oder wenigstens an dem Ende, nach dem die sektorförmig,°n
Abteilungen des Laufrades für die Luftzufuhr offen sind. In dieser Fig. 3 ist eine
derartige Stirnwand 15 angedeutet, die eine sektorförmige Öffnung 16 gerade gegenüber
der zum Horn 13 führenden Schallöffnung im Mantel aufweist. Die Öffnung 16 ist zweckmäßig
regelbar, beispielsweise mit Hilfe einer um die Welle 2 drehbaren Klappe 17.
-
Eine ähnliche Wirkung hinsichtlich der Leistung in der Richtung des
Hornes kann man auch dann -erzielen, wenn der Mantel mehrere Hörner trägt, wenn
nämlich j.edesmal nur ein,einziges Horn in Tätigkeit ist.
-
Das Wesen. der' Erfindung ändert sich nicht, wenn Luft höheren als
atmosphärischen Druckes dem Apparat zugeführt wird. In einem solchen Fall kann man
das Laufrad gegebenenfalls nur .als Beinen Schieber wirken lassen, wenn der Druck
der zugeführten Luft genügend hoch -ist. Die Druckluft kann auf beliebige Weise
erzeugt werden, z. B. mit Hilfe eines auf der Welle des Laufrades angeordneten Kompressorrades
vorzugsweise axial wirkenden Typs.
-
Bei sämtlichen oben beschriebenen Ausführungsformen besteht die Sirene
hauptsächlich aus einem Laufrad oder Rotor und einem diesen Rotor unmittelbar umschließ,znden
drehbaren Mantel. Die Sirene kann aber auch einen Stator enthalten, der dann zwischen
.Rotor und Mantel eingeschaltet ist, so daß er den Rotor -unmittelbar umschließt,
aber selbst durch den Mantel umschlossen ist. Ausführungsformen dieser Bauart sind
in den Fig.4 bis 6 dargestellt.
-
In den Fig. 4. und 5 bezeichnet i den Treibmotor des Laufrades, das,
durch die Motorwelle 2 getragen, aus einer undurchbrochen:en kreisförmigen Scheibe
3 besteht, die auf ihrer oberen Seite mit einer Anzahl radialer Schaufeln 3o zwischen
der Nabe und dem Umfangsflansch 4. der Scheibe versehen ist. Der Flansch ¢ weist
einen Kranz von gleichförmig verteilten Öffnungen 31 ,auf, beispielsweise für jede
Schaufel eine. Das umgebende feststehende Gehäuse oder der Stator 32 hat ebenfalls
einen Kranz von Öffnungen 33. Das feststehende Gehäuse ist durch einen Mantel ;
umschlossen, der an zwei einander dia: metral gegenüberstehenden Stellen Auslaßöffnungen
für die Luft nebst daran angeschlossenen Hörnern 13 .aufweist. Der Mantel ist auf
der Welle 2 drehbar gelagert und hat in seiner oberen Wand Lufteintrittsöffnungen.
34. -Hierbei können Einrichtungen getroffen werden, um den Mantel ununterbrochen
zu drehen, so daß die Hörner ihre Richtungen immer ändern. Diese Drehung kann selbsttätig
erfolgen, indem die Hörner, wie dargestellt,eine derartige Form haben, daß sie als
Turbinenschaufeln wirken und den Mantel unter dem Einfluß der austretenden Luft
in Drehung versetzen. Um eine Regelung der Drehung zu ermöglichen, kann eine entsprechende
regelbare Bremsvorrichtung vorgesehen werden. Diese kann beispielsweise aus einer
gegen den Stator anliegenden Schlüpffeder 35 -mit :einer Schraube g6 zur Einstellung
des Druckes der Feder gegen den Stator bestehen.
-
Bei der Drehung des Laufrades wird die zwischen den Schaufeln eingeschlossene
Luft der Wirkung der Zentrifugalkraft ausgesetzt. Sie erfährt somit eine Verdichtung,
so daß im Mittelpunkt des Rades mehr Luft eingesaugt wird. Sobald eine Öffnung 31
des Lauf -radflansches 4 mit einer Öffnung 33 im Stator in Verbindung kommt, wird
die verdichtet Luft das Bestreben haben zu entweichen; sie wird aber daran durch
den Mantel gehindert, indem der Mantel nur den Austritt durch die Hörner zuläßt.
Die Hörner geben der austretenden Luft und damit auch den Schallwellen eine bestimmte
Richtung oder vielmehr zwei bestimmte Richtungen. Wenn der Mantel gegen Drehung
festgehalten wird, sollen die Hörner gerade gegenüber je einer Öffnung 33 im Stator
eingestellt werden. Bei der Umdrehung des Mantels,werden die Hörner die Schallrichtung
allmählich ändern, und die Signalgebung erfolgt während einer halben. Umdrehung
des Mantels in allen Richtungen: In Fig. 6 ist ein Mantel ? dargestellt, der den
Stator 32 nicht allseitig umschließt, son-: dein mit in die Hörner 13 auslaufenden
Diffusorkanäleli 36 ausgebildet ist, ähnlich wie das Gehäuse einer Zentrifugalpumpe.
Hierdurch wird erreicht, daß sämtliche sektorförmigen Abteilungen des Laufrades
3 während einer Druckphase hinsichtlich der Hörner zusammenwirken.