DE671896C

DE671896C - Electrical membrane sound transmitter system

Info

Publication number: DE671896C
Application number: DEN35351D
Authority: DE
Original assignee: Julius Pintsch AG
Current assignee: Julius Pintsch AG
Priority date: 1933-06-16
Filing date: 1933-06-16
Publication date: 1939-02-16

Description

Elektrische Membranschallsenderanlage Breielektrisch betriebenen Luftschallsendern besitzt die Membran eine Eigenschwingung. Diese Eigenschwingung wird mit Lufträumen gekoppelt, deren Eigenschwingung mit der Membraneigenschwingung übereinstimmt, so daß Resonanz zwischen diesen Schwingungssystemlen besteht. je nach dem Grade der losen oder festen Kopplung zwischen den Schwingungsgebilden erhält man Kurven, denen Charakter ein- (Abt. i) oder mehrwellig (Abt. 2) ist. Der Arbeitspunkt, bei welchem die Sender betrieben werden, liegt bei dem Punkt A.Electric membrane sound transmitter system Broad electrically operated airborne sound transmitters the membrane has a natural oscillation. This natural oscillation is associated with air spaces coupled whose natural oscillation coincides with the membrane natural oscillation, see above that there is resonance between these oscillation systems. depending on the degree of loose or fixed coupling between the oscillation structures gives you curves that Character is one (Section i) or multi-wave (Section 2). The working point at which the transmitters are operated is at point A.

Luftschallsender mit fester Kopplung, wie in Abb. 2 dargestellt, scheinen auf den ersten Blick für den praktischen Betrieb günstiger zu sein, da bei Fr.equenzänderungen, die durch Drehzahländerungen des speisenden Generators sich ergeben, die Schalleistung nicht abnimmt, sondern zunimmt, während bei der Kurve nach Abb. i sowohl bei steigender als auch bei fallender Umdrehungszahl die ausgesandte Schalleistung schnell abnimmt. In der Praxis ist jedoch das Gegenteil der Fall; da die mit der Membran gekoppelten Lufträume von der Lufttemperatur abhängig sind, ändern sich die Eigenschwingungen der Lufträume bei steigender oder fallender Temperatur, während die Membran ihre Eigenschwingung unverändert beibehält. Bei fester Kopplung wird durch Veränderung der Luftraumabstimmung eine starke Einwirkung auf das gesamte Kurvenfeld hervorgerufen, während dieses bei loser Kopplung nach Abb. i nicht zutrifft. Demgemäß finden im wesentlichen immer Membranluftschallsender mit Kurvenform Verwendung, deren Charakter durch lose Kopplung möglichst einwellig ist. Hieraus :ergibt sich alsdann, daß es unbedingt notwendig ist, die Umformer mit möglichst konstanter Umdrehungszahl laufen zu lassen, damit die Tonhöhe und die abzugebende Schalleistung konstant bleiben. Alle Bemühungen der Technik bei Membranschallsenderanlagen zielten deshalb bisher darauf ab, die Umdrehungszahl der Umformer konstant zu halten. Man verwandte deshalb bei mit Gleichstrommotoren angetriebenen Generatoren Regler und/oder künstliche Belastungskreise, bei Drehstrommoboren synchrone Motorenoder asynchrone Motoren mit konstantem Schlupf.Airborne sound transmitters with a fixed coupling, as shown in Fig. 2, appear at first glance to be cheaper for practical operation, since with frequency changes, which result from changes in the speed of the feeding generator, the sound power does not decrease, but increases, while in the curve according to Fig. i both with increasing as well as the emitted sound power decreases rapidly when the number of revolutions falls. In practice, however, the opposite is true; because those coupled to the membrane Air spaces are dependent on the air temperature, the natural vibrations change of the air spaces with rising or falling temperature, while the membrane its Natural oscillation remains unchanged. With a tight coupling there is a change the airspace coordination caused a strong effect on the entire curve field, while this does not apply with loose coupling according to Fig. i. Accordingly, in the essential always membrane airborne sound transmitter with curve shape use, their character is as single-wave as possible due to loose coupling. From this: it then follows that it it is absolutely necessary that the converters run at as constant a speed as possible so that the pitch and the output sound power remain constant. All technical efforts in membrane sound transmitter systems have therefore been aimed so far on keeping the number of revolutions of the converters constant. One used therefore in the case of generators driven by DC motors, regulators and / or artificial ones Load circuits, synchronous motors or asynchronous motors for three-phase motors with constant slip.

Die Erfinderin hat erkannt, daß für Zwecke der Alarmierung es im Gegensatz zu dem bisher Gebräuchlichen außerordentlich wichtig ist, ,die Frequenz, d. h. die Umdrehungszahl der Umformer, bei Membranschallsenderanlagen nicht konstant zu halten, sondern sie möglichst labil zu machen, d. h. daß bei geringen Last- oder Spannungsänderungen die Umdrehungszahl der Antriebsmotoren sich stark ändert. Hierbei hat sich gezeigt, daß es besonders vorteilhaft ist, die zeitliche Wiederkehr der gleichen Frequenz nicht über 20 Sekunden .auszudehnen und möglichst die Wiederkehrperiode auch noch ungleichmäßig zu gestalten. Die Toneindrücke, die von derartigen: Sendern bei den Menschen hervor, gerufen werden, sind wesentlich ausgeprägter als die bisherigen einförmigen Signale.The inventor has realized that for the purpose of alerting it is as opposed to in addition to what has hitherto been used, it is extremely important that the frequency, d. H. the Number of revolutions of the converters, cannot be kept constant in membrane sound transmitter systems, but to make them as unstable as possible, d. H. that with small load or voltage changes the number of revolutions of the drive motors changes significantly. It has been shown here that it is particularly advantageous to have the same frequency return in time no over 20 seconds. And if possible the return period also to shape unevenly. The sound impressions from such: transmitters in people, are called out, are much more pronounced than the previous ones uniform signals.

Die regelmäßige Wiederkehr der Tonschwankungen läßt sich dadurch .erreichen, däß man bei Gleichstrommaschinen durch Feldschwächung ein Pendeln des Gleichstrommotors hervorruft, oder indem man durch Veränderung des Ankerwiderstandes die Kurve der Abb. i von dem Punkt B über A bis nach C und zurück durchlaufen läßt. Derartige Drehzahlschwankungen lassen sich leicht erreichen, wenn Widerstände irgendwelcher Art in den Speisestromkreis eingeschaltet werden. Hierbei wird man zweckmäßig die Einschaltung des Widerstandes durch den Umformer selbst vornehmen, oder es kann auch ein besonderer kleiner Hilfsmotor vorgesehen werden, der selbsttätig die Widerstände ein- oder abschaltet. Werden statt Gleichstrommotoren Drehstrommotoren verwendet, so wird man Watt- oder wattlose Widerstände einschalten und hierdurch die Tonveränderung von Hand ,öder selbsttätig beeinflussen.The regular recurrence of the tone fluctuations can be achieved by that in DC machines, field weakening causes the DC motor to oscillate causes, or by changing the armature resistance, the curve of the Fig. I runs from point B via A to C and back. Such Speed fluctuations can easily be achieved if there is any resistance Kind be switched on in the supply circuit. Here one is expediently the Switch on the resistor by the converter itself, or it can a special small auxiliary motor can also be provided, which automatically controls the resistors turns on or off. If three-phase motors are used instead of DC motors, so you will switch on watt or wattless resistors and thereby the tone change Manually or automatically.

Die durch die Drehzahländerung bedingte Tonänderung hat bei den Membranschallsendern infolge der Eigenart der Resonanzkurde eine besonders starke Energieabnahme zur Folgre. Damit dem Beobachter das Signal noch besonders ,ausgeprägt erscheint, wird man von ein und demselben Umformer zwei oder mehrere Sender speisen, wobei die Schallsender jedoch mechanisch oder elektrisch so abgestimmt sind, daß die Maschine die Hauptenergie zeitlich nacheinander immer nur an einen Sender abgibt: Abb.3 stellt eine Kurve -der Leistungsaufnahme von zwei Sendern -dar, die beide von einer Maschirre gespeist werden. Durch diese Anordnung ist erreicht, daß gleichzeitig mit der Frequenzänderung nochmals eine Leistungsänderung, bezogen auf den einzelnen Sender, verbunden ist.The sound change caused by the change in speed has with the membrane sound transmitters due to the peculiarity of the resonance curve, there is a particularly strong decrease in energy Follow. So that the signal appears to the observer to be special, pronounced one and the same transducer feed two or more transmitters, whereby the sound transmitter but are mechanically or electrically tuned so that the machine is the main energy only ever sends to one transmitter one after the other: Fig. 3 shows a curve -the power consumption of two transmitters -dar, both fed by one machine will. This arrangement ensures that the frequency change occurs simultaneously Another change in performance, based on the individual transmitter, is connected.

B A C ist die Resonanzkurve des einen, B' A' C die Kurve des zweiten Senders. Wird jetzt die Umdrehungszahl der Antriebsmaschine -entsprechend einer Frequenzänderung von B nach C geändert, so durchläuft die Maschine zwei Tonmaxima, so daß außer einer Frequenzänderungeine zweimalige Lautstärkenänderung erfolgt. Aus Gründen des Höreindruckes ist es vorteilhaft, den Frequenzunterschied der Sender nicht größer als i=5.% - der Schwingungszahl des -höherfrequenten Senders zu machen. BAC is the resonance curve of one transmitter, B 'A' C the curve of the second transmitter. If the number of revolutions of the drive machine is now changed according to a frequency change from B to C , the machine passes through two tone maxima, so that, in addition to one frequency change, there is a two-fold change in volume. For reasons of the auditory impression, it is advantageous not to make the frequency difference between the transmitters greater than i = 5.% - the number of vibrations of the higher-frequency transmitter.

Im allgemeinen besitzen die elektrisch,en Membransendereine große Selbstinduktion. Urn diese aufzuheben, werden Kondensatoren in Serie oder parallel mit der Senderspule geschaltet. Hierdurch treten elektrische Ab-,stirnmung:en auf, die den Charakter der Kurve wA-bentlich verändern können. Besonders tritt ,diese Veränderung ein, wenn zwei Sender von einem Generator gespeist werden und diese Sender auf verschiedene Tonhöhe abgestimmt sind. Um zu vermeiden, daß durch die Rückwirkung des einen Senders auf den anderen Sender eine Kurvenverzerrung ;erfolgt, empfiehlt es sich; immer nur einen Sender an der Maschine anzuschließen. So wird man beispielsweise den Sender A bei Frequenzerhöhung nach Erreichen des Punktes C selbsttätig abschalten und den Sender A' gleichzeitig @einschalten. Bei Drehzahlerniedrigung und eingeschaltetem Sender A' wird dieser Sender nach Erreichung einer Frequenz, die in der Nähe von B' ist, abgeschaltet und dafür SenderAeingeschaltet. Diese Umschaltung wird zweckmäßig mechanisch mit der Einrichtung, de die Drehzahländerung hervorruft, verbunden und kann auch durch Relais betätigt werden.In general, the electrical, diaphragm transmitters have a large size Self induction. To cancel this, capacitors are used in series or in parallel switched with the transmitter coil. This leads to electrical differences, which can change the character of the curve. Especially occurs, this one Change on when two transmitters are fed by one generator and this Stations are tuned to different pitches. To avoid that by the The reaction of one transmitter to the other is a curve distortion; occurs, it is recommended; to connect only one transmitter to the machine at a time. So will for example, the transmitter A when the frequency increases after reaching the point C switch off automatically and @switch on transmitter A 'at the same time. When the speed is reduced and switched on transmitter A ', this transmitter is activated after reaching a frequency which is in the vicinity of B 'is switched off and transmitter A is switched on. This switchover is expedient mechanically with the device that causes the speed change, connected and can also be operated by relays.

In Abb. q. ist ein Beispiel ;einer Einrichtung zur Drehzahländerung dargestellt. Dieselbe kann von Hand,: durch Beinen besonderen Motoroder unmittelbar von der Welle des Generators angetrieben werden. Sie ist so ausgebildet, daß die Drehzahl der Maschine erhöht oder erniedrigt wird; in dem Abschnitt, in dem die Drehzahl erhöht oder erniedrigt wird, werden die Schaltvorgänge für die Erhöhung oder Erniedrigung schneller vorgenommen, während in dem Abschnitt, in welchem sich die Frequenzen ü1 dem Resonanzpunkt befinden, eine Drehzahlbeeinflussung der Maschine kurzzeitig nicht erfolgt. Statt dieser Einrichtung kann auch jede andere in der Technik bekannte Vorrichtung angewandt werden.In Fig.q. is an example of a speed change device shown. The same can be done by hand: by legs special motor or directly driven by the shaft of the generator. She is trained so that the Speed of the machine is increased or decreased; in the section where the Speed is increased or decreased, the shifts for the increase or humiliation done more quickly while in the section in which the frequencies ü1 are at the resonance point, influencing the speed of the machine briefly not done. Instead of this facility, any other facility can also be used in the Technique known device can be applied.

Die Einrichtung der Abb. ¢ besteht aus seiner Achse i mit einer drehbaren Kontaktbrücke B. Diese Kontaktbrücke ist einerseits immer mit der Schleifbahn a, die durch Ieitungen mit dem Antriebsmotor in Verbindung steht, verbunden, während andererseits der Drehkontakt 8 mit außenliegenden Kontaktstücken 3; 5, 7 in Verbindung steht: Über diese Kontaktstücke erfolgt die Verbindung mit der Stromzuführung des Netzes. In der dargestellten Stellung des Drehkontaktes B geht der Netzstrom vom Kontaktstück 7 über i Widerstand 6, Kontaktstück 5, Widerstand 4., Kontaktstück 3, Drehkontakt 8 zur Kontaktbahn 2 und damit zum Antriebsmotor. Letzterer hat in dieser Stellung seine geringste Umdrehungszahl. Die Widerstände ¢ und 6 i müssen su bemessen sein, daß der Umformer mit der der Leistung irre Punkt B der Abb. 3 oder darunter entsprechenden Umdrehungszahl läuft. Gelangt durch die Drehung in Pfeilrichtung der Drehkontakt 8 auf das Kontaktstück 5, so, ist nur der Widerstand 6 eingeschaltet, so daß die Drehzahl nach A zu steigt und hier so lange bleibt, bis das Kontaktstück 5 verlassen und der Drehkontakt 8 das Kontaktstück 7 mit der Bahn 2 verbindet. Die Maschine steigt jetzt .auf noch höhere Drehzahl, so daß sie bis zu dem Punkt C der Kurve gelangt. Bei weiterem Drehen des Drehkontaktes wird das untere Kontaktstück 5 mit a verbunden, und durch Zuschalten des Widerstandes 6 geht die Umdrehungszahl zurück, so d.aß wieder :der Resonanzpunkt A erreicht wird. Gelangt bei weiterer Umdrehung in der Pfeilrichtung der Drehkontakt 8 mit Kontaktstück 3 in Berührung, so fällt die Drehzahl weiter ab, und eine volle Periode des Aufundabheulzns ist beendet.The device of Fig. ¢ consists of its axis i with a rotatable Contact bridge B. On the one hand, this contact bridge is always with the sliding path a, which is connected to the drive motor by cables, while on the other hand, the rotary contact 8 with external contact pieces 3; 5, 7 in connection stands: These contact pieces are used to connect to the power supply of the Network. In the illustrated position of the rotary contact B, the mains current is from Contact piece 7 via i resistor 6, contact piece 5, resistor 4th, contact piece 3, rotary contact 8 to the contact track 2 and thus to the drive motor. The latter has in this position has its lowest number of revolutions. The resistors ¢ and 6 i must be dimensioned so that the converter with the power wrong point B of Fig. 3 or below the corresponding number of revolutions runs. Accessed by turning in the direction of the arrow the rotary contact 8 on the contact piece 5, so, only the resistor 6 is switched on, so that the speed increases to A and remains here until the contact piece Leave 5 and the rotary contact 8 connects the contact piece 7 to the web 2. the The machine now rises to an even higher speed, so that it reaches point C of the Curve arrives. If you turn the rotary contact further, the lower contact piece becomes 5 connected to a, and by connecting the resistor 6, the number of revolutions goes back, so d.aß again: the resonance point A is reached. Reaches further Turn in the direction of the arrow of the rotary contact 8 with contact piece 3 in contact, so the speed continues to drop and there is a full period of up and down completed.

Bei Gleichstrommotoren kann man die Widerstände statt in den Ankerkreis in den Feldkreis legen. Man wird dann in umgekehrter Weise vorgehen, da mit steigendem Widerstand die Drehzahl zunimmt. Statt zwei Widerstandsstufen kann man auch mehrere Stufen vorsehen, die nacheinander ab- oder zugeschaltet werden.With DC motors you can place the resistors in the armature circuit place in the field circle. One will then proceed in the opposite way, since with increasing Resistance increases the speed. Instead of two resistance levels, you can have several Provide stages that are switched on or off one after the other.

Claims

PATRNT CLAIM: r. Electrical membrane sound transmitter system with coordinated membrane, characterized in that the sound transmitter is fed by an electrical machine which periodically changes its speed automatically. z. Electrical membrane sound transmitter system according to claim r, characterized in that wattless resistors are used for the purpose of changing the number of revolutions of the alternating current machine. 3. Electrical membrane sound transmitter: ranlage according to claims r and a,: characterized in that the longest duration of the return of one and @ the same frequency is if possible 5 seconds and does not overwrite 2o seconds. q .. Electrical membrane sound: forming system according to claims r to 3, characterized in that the its rotational fed number changing machine in dependence on the speed successively two or more transmitters. 5. Electrical membrane sound transmitter system according to claim q, characterized in that the frequency difference between the various transmitters is not greater than 1 5 % of the number of oscillations of the higher-frequency transmitter. 6. Electrical membrane sound transmitter system, according to. Claims r to 5, characterized in that the speed change is carried out in such a way that the speed of the generator is briefly not influenced in the section in which the frequencies are at the resonance point.