DE69126387T2 - Modulare Rundstrahlsirene - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft allgemein Warnsirenen zur Aufstellung im Freien und betrifft im besonderen eine Rundstrahlsirene, welche umfaßt:
• eine Tragsäule;
• mehrere hohle Module, die im Abstand voneinander in vertikaler Richtung übereinander angeordnet von der Tragsäule getragen werden, wobei jedes Modul sowohl in seiner oberen Oberfläche als auch in seiner unteren Oberfläche Öffnungen aufweist, durch die sich die Tragsäule erstreckt;
• wobei jedes außer einem der Module aktiv ist, da es mehrere Schallwellen-erzeugende Wandler umschließt, wobei eine der Öffnungen in jedem der aktiven Module einen größeren Durchmesser hat als die das Modul durchgreifende Tragsäule, wodurch eine ringförmige Öffnung geschaffen wird, um Schallwellen aus dem Modul abzustrahlen; und
• Horneinrichtungen in jedem aktiven Modul zum Führen der Schallwellen von der umschlossenen Mehrzahl von Wandlern zu der ringförmigen Schallwellen-Abstrahlöffnung.
• Eine modulare Rundstrahlsirene dieser Art ist aus der EP-A-0 252 337 bekannt, die eine Rundstrahlsirene offenbart, wobei jedes der aktiven Module ein Gehäuse umfaßt, welches einen scheibenförmigen aufgenommenen Teil mit einem einstückig ausgebildeten Naben-Teil aufweist, welcher eine kronenartige Sammelleitungsanordnung bildet, welche aus sechs, vermutlich separaten Schallkanälen besteht, die um die Achse der zentralen Säule herum angeordnet und leicht nach außen geneigt sind, wie die Spitzen oder Zacken einer Krone. Ferner sind die Wandler an den äußeren Enden dieser Zacken angeordnet.
• Des weiteren ist in der US-A-4 908 601 eine modulare Rundstrahlsirene offenbart, welche eine Mehrzahl von übereinander angeordneten scheibenförmigen Modulen aufweist, wobei jedes aktive Modul eine an seiner unteren Oberfläche befestigte Horn- Anordnung zur Abstrahlung von Schallwellen aufweist. Die bekannte Sirene hat einen einzigen Treiber pro aktives Modul, wobei der Treiber vertikal innerhalb des Moduls angeordnet ist und nach unten zu der Horn-Anordnung hin gerichtet ist. Die übereinander angeordneten Module werden durch eine Mehrzahl von außen montierten Aluminiumgußsegmenten und mehrere Distanzbolzen getragen. Die Verwendung von nur einem einzigen Wandler verlangt typischerweise, daß dieser sehr leistungsstark sein muß und dementsprechend teuer ist.
• Ferner offenbart die WO-A-8 703 994 eine Rundstrahlsirene, welche eine sternartige Konfiguration von Wandler/Horn-Anordnungen umfaßt. Die bekannte elektronische Warnsirene zur Aufstellung im Freien weist keine Modulbauweise einechließlich einer Mehrzahl von übereinander angeordneten Hohlmodulen auf.
• Ferner ist in der GB-A-1 108 521 eine modulare Rundstrahlsirene offenbart, deren Ausführung im wesentlich ähnlich der der Sirene nach US-A-4 908 601 ist.
• Allgemein sind schon seit Jahren Rundstrahl-Warnsirenen zur Aufstellung im Freien verfügbar, die von mehreren Hörnern gebildet sind, welche Rücken an Rücken zu kreisförmigen Gruppen zusammengestellt sind. Diese Sirenen zeigen jedoch Keulenbildungsprobleme in ihrem Bedeckungsmuster infolge Auslöschung und/oder Hinzukommen von aus den mehreren Quellen abgestrahlten Schallwellen. Demzufolge muß diesen Gruppen eine Drehbewegung erteilt werden, um die Bedeckung des gesamten Gebiets sicherzustellen.
• In neuerer Zeit sind modulare Rundstrahlsirenen durch Firmen, wie Whelen Technologies Inc. und Kockum Sonis, verfügbar gemacht worden. Diese Sirenen bestehen aus einer Mehrzahl von übereinander angeordneten, scheibenförmigen Modulen, wobei jedes aktive Modul eine Öffnung entweder in seiner unteren oder in seiner oberen Oberfläche aufweist, durch welche Schallwellen - erzeugt von einer innen montierten Kompressionstreiber/Horn- Anordnung - passieren und sich sodann in alle Richtungen ausbreiten. Die Whelen-Sirenen weisen eine einzige Treiber/Horn- Anordnung pro aktives Modul auf, wobei jede Treiber/Horn-Anordnung innerhalb eines Moduls vertikal angeordnet und gegen eine obere Öffnung hin gerichtet ist. Da von Whelen nur ein Treiber pro Modul verwendet wird, muß jeder Treiber sehr leistungsstark sein (typisch 400 W) und ist deshalb recht teuer. Die schwedische Firma Kockum Sonics stellt Sirenen mit 1 bis 3 Treibern pro aktives Modul her, die spezifische Anordnung der Treiber und ihrer jeweiligen Horn-Anordnungen innerhalb der Module ist der Anmelderin derzeit jedoch nicht bekannt.
• Die übereinander angeordneten Module, die eine Whelen-Sirene bilden, sind mittels einer Anordnung miteinander gekoppelt, die aus einer Mehrzahl von außen montierten Aluminiumguß-Distanzstücken und ringförmigen Elementen (wie im US-Design Patent Nr. 305 660 gezeigt) besteht, und die Kockum Sonics-Module sind mittels einer Mehrzahl von Verbindungsstangen und Distanzstücken gekoppelt. Der Zugang zu einem innerhalb eines Moduls untergebrachten Treiber, zum Beispiel zwecks Reparatur oder Austausch, ist sowohl bei einer Whelen- wie auch einer Kockum Sonics-Sirene nur durch Demontieren des Moduls möglich und macht es somit erforderlich, die Verkopplungsanordnung ganz oder teilweise zu demontieren. Eine solche Demontage ist natürlich recht zeitaufwendig und kostspielig.
• Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte modulare Sirene zu schaffen, die leicht und kostengünstig zu warten ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Rundstrahlsirene der eingangs aufgezeigten Art gelöst, wobei die Sirene dadurch gekennzeichnet ist, daß die Horneinrichtung umfaßt:
• eine zentrale Sammelleitungsanordnung mit einem in Längsrichtung verlaufenden Kanal, durch den sich die Tragsäule erstreckt, und mehreren Wellenleiterkanälen, durch welche die Schallwellen wandern, wobei jeder Wellenleiterkanal eine separate Eingangsöffnung zum Empfangen von Schallwellen von einem Wandler umfaßt und wobei die mehreren Wellenleiterkanäle aneinander angrenzend enden und eine ringförmige Ausgangsöffnung bilden, welche mit der ringförmigen Schallwellen-Abstrahlöffnung des Moduls zusammenwirkt, und
• mehrere Wellenleiter-Hörner, welche die mehreren Wandler an die Eingangsöffnungen der Wellenleiterkanäle der Sammelleitungsanordnung koppeln, wobei die zentrale Sammelleitungsanordnung und die mehreren Wellenleiterhörner miteinander nach Art einer Naben/Speichen-Anordnung gekoppelt sind; und
• daß die Wandler in den aktiven Modulen an der Peripherie angeordnet sind, so daß sie durch Zugangsöffnungen in den peripheren Oberflächen der Module zugänglich sind.
• Es ist ein Vorteil der Erfindung, daß mit ihr eine verbesserte modulare Sirene geschaffen wird, welche Treiber aufweist, die peripherisch innerhalb jedes aktiven Moduls benachbart zu bedeckten Zugangsöffnungen in der Modulwand angeordnet sind.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß eine modulare Sirene geschaffen wird, die eine Mehrzahl von Treibern mit niederer Leistung in jedem Modul aufweist.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, daß eine modulare Sirene geschaffen wird, welche nur eine einzige, zentrale Stütze für die Module aufweist.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Rundstrahlsirene geschaffen, die mehrere hohle Module aufweist, welche in vertikaler Richtung übereinander angeordnet von einem einzigen, zentralen Mast getragen werden. Jedes aktive Modul umschließt mehrere Audio-Wandler (d.h. Kompressionstreiber) und eine Horneinrichtung, welche Schallwellen von den Treibern zu einem Auslaß in der unteren Oberfläche des Moduls leitet. Die Treiber sind peripherisch innerhalb jedes Moduls angeordnet, so daß sie zu Reparatur- oder Austauschzwecken durch Öffnungen in der peripheren Oberfläche des Moduls leicht zugänglich sind.
• Weitere Zielsetzungen und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Detailbeschreibung offensichtlich.
• Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer modularen Sirene;
• Fig. 2 ist ein Querschnitt des obersten Moduls der modularen Sirene von Fig. 1;
• Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung des in Fig. 2 gezeigten Moduls, wobei die Treiber/Horn-Anordnung teilweise im Schnitt dargestellt ist;
• Fig. 4 ist eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Horn- Sammelleitungsanordnung;
• Fig. 5 ist eine Ansicht von unten der Horn-Sammelleitungsanordnung entlang der Linie 5-5 in Fig. 4; und
• Fig. 6 ist ein Querschnitt der Horn-Sammelleitungsanordnung entlang der Linie 6-6 von Fig. 5.
• Die Erfindung wird in Verbindung mit bestimmten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben; selbstverständlich ist es jedoch nicht beabsichtigt, die Erfindung auf diese speziellen Ausführungsformen zu beschränken. Vielmehr sollen alle Alternativen, Modifikationen und gleichwertigen Ausführungsformen abgedeckt sein, die im Grundgedanken und im Rahmen der Erfindung enthalten sind, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert.
• ES wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, und zwar zunächst auf Fig. 1, welche eine erfindungsgemäß konstruierte modulare Rundstrahlsirene 10 zeigt. Die erfindungsgemäße Sirene umfaßt mehrere Gehäusemodule 11 - bevorzugt aus Aluminium - die im Abstand voneinander in vertikaler Richtung übereinander angeordnet von einem einzelnen zentralen Tragmast 12 getragen werden. Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sirene 10 von Fig. 1 weist fünf dieser Module 11 auf, wobei jedoch anzumerken ist, daß die Sirene mehr als fünf Module oder auch nur zwei Module aufweisen kann, je nachdem, für welchen spezifischen Anwendungszweck sie gedacht ist. Damit der Tragmast 12 elektrische Leitungen 13 aufzunehmen und einen Durchlaß für dieselben bereitzustellen vermag und dennoch selbständig die Mehrzahl von Modulen angemessen tragen kann, ist der Tragmast bevorzugt ein hohles Rohr aus Stahl (oder einem anderen Metall) mit einem Außendurchmesser von circa 4 Inch.
• Mit dem unteren Ende des Tragmastes 12 ist eine erste Halterung 14 verbunden, welche einen ringförmigen Flansch 15 aufweist, wodurch Mittel geschaffen werden, die Sirene an eine Stützstruktur zu befestigen. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine zweite Halterung 16, welche einen entsprechenden ringförmigen Flansch 17 aufweist, mit einer darunterliegenden Stützstruktur 18 verbunden, z.B. einem hölzernen Mast, wobei die Sirene mit der Stützstruktur dadurch verbunden ist, daß die zwei ringförmigen Flanschen 15, 17 miteinander verschraubt oder auf andere Weise miteinander verbunden werden.
• Jedes der Module 11 besteht aus einem oberen, aufnehmenden tellerförmigen Teil 19 und einem unteren, aufgenommenen tellerförmigen Teil 20, wobei die Teile an ihren Kanten miteinander gekoppelt und durch Schrauben oder Nieten 21 verbunden sind, um einen Hohlraum zu bilden (siehe Fig. 2). In der oberen und der unteren Oberfläche eines jeden Moduls sind Öffnungen 22, 23 vorgesehen, die es gestatten, den Tragmast 12 durch dieselben hindurchzuführen. Die Öffnung 22a in der oberen Oberfläche des oberen Moduls ist selbstverständlich ziemlich klein, so daß Staub und Niederschläge ferngehalten werden und dennoch eine Durchgangsöffnung für eine Huböse 24 geschaffen wird, die mittels einer Halterung 25 und Schrauben 26 mit dem Tragmast 12 verbunden ist.
• Alle Module - bis auf die unterste in dem vertikalen Stapel - sind aktiv und enthalten elektrisch angetriebene Schallwellenerzeugende Elemente, wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt. Die unteren Öffnungen 23 in diesen aktiven Modulen haben einen Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser des Tragmasts 12, wodurch eine ringförmige Öffnung zum Abstrahlen von Schallwellen aus dem Modul geschaffen wird.
• Gemäß einem wichtigen Aspekt der Erfindung weist jedes aktive Modul eine Horn-Einrichtung 27 auf, die so ausgebildet ist, daß sie mehrere Audio-Wandler (d.h. Kompressionstreiber) 28 - vorzugsweise vier herkömmliche 100-Watt-Treiber - nahe der peripheren Oberfläche 29 des Moduls trägt. Im einzelnen umfaßt die Horn-Einrichtung 27 eine zentrale Sammelleitungsanordnung 30 und eine Mehrzahl von Wellenleiter-Hörnern 31, die in Art einer Naben/Speichen-Anordnung miteinander gekoppelt sind (siehe Fig. 3).
• Jedes der Wellenleiter-Hörner 31 weist einen mit Innengewinde versehenen Bereich 32 an seinem nach außen gerichteten Ende auf, um den mit Außengewinde versehenen Teil 33 eines Kompressionstreibers 28 entfernbar aufzunehmen. Diese Art von Schraubverbindung zwischen den Wellenleiter-Hörnern 31 und Treibern 28 gestattet ein leichtes Entfernen der peripherisch angeordneten Treiber aus dem Modul 11 durch peripherische Zugangsöffnungen 34 (normalerweise durch entfernbare Platten 34a bedeckt), wodurch der Zeit- und Kostenaufwand für Wartung oder Austausch der Treiber deutlich gesenkt wird. Das andere Ende jedes Wellenleiter-Horns 31 mündet in einem ringförmigen Flansch 35, mittels dem das Wellenleiter-Horn 31 - z.B. durch Schrauben 36 - mit der Sammelleitungsanordnung 30 verbunden werden kann.
• Bei der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sirene weist jedes Wellenleiterhorn 31 ferner ein Paar abstehender Rippen 37 auf, die für innere Abstützung sorgen, um ein Verformen der Oberflächen des Moduls 11 zu verhindern. Diese Rippen können selbstverständlich vielfältig ausgebildet sein. Für den Fachmann wird auch ohne weiteres erkennbar sein, daß es akustisch zu bevorzugen ist, daß der innere Bereich eines jeden Wellenleiter-Horns 31 sich in Richtung der Schallwellenwanderung hyperbolisch vergrößert.
• Die Sammelleitungsanordnung 30 in jedem aktiven Modul umfaßt eine zentrale Wandung 38, die einen ringförmigen, in Längsrichtung verlaufenden Durchlaß 39 bildet, durch den sich der Tragmast 12 verschiebbar erstreckt. Schrauben oder andere geeignete Befestigungsmittel (nicht gezeigt) sind durch Querlöcher 40 (siehe Fig. 6) in der Wandung 38 der Sammelleitungsanordnung 30 und hierauf ausgerichtete Löcher (nicht gezeigt) im Tragmast 12 eingefügt, um die Sammelleitungsanordnung an dem Mast zu befestigen. Ähnlich ist der untere Teil 20 eines Moduls 11 starr mit dem unteren Teil jeder Sammelleitungsanordnung 30 mittels Schrauben 41 verbunden, die sich durch Aufnahmelöcher 42 in einem unteren Flansch 43 der Sammelleitungsanordnung und hier-
• auf ausgerichtete Löcher (nicht gezeigt) in der Moduloberfläche erstrecken.
• Wie in den Figuren 4 bis 6 gezeigt, umfaßt jede Sammelleitungsanordnung 30 ferner mehrere Wellenleiterkanäle 44, und zwar bevorzugt einen solchen Kanal pro in dem Modul 11 angeordneten Kompressionstreiber (d.h. Wandler) 28. Diese Wellenleiterkanäle 44 sind jeweils durch einen Bereich der zentralen Wandung 38 der Sammelleitungsanordnung, eine reflektierende Oberfläche 45, Seitenwände 46 und eine Außenwandung 47 gebildet. Durch einen Wandler 28 erzeugte und durch einen dazugehörigen Horn-Wellenleiter 31 verbreitete Schallwellen werden in einen Wellenleiterkanal 44 der Sammelleitungsanordnung durch eine Eintrittsöffnung 48 in der Außenwandung 47 eingeführt, von der Oberfläche 45 (die bevorzugt in einem Winkel von circa 45º zu den einfallen Schallwellen geneigt ist) weg nach unten gerichtet reflektiert und treten aus dem Wellenleiterkanal 44 durch eine Öffnung 49 am Boden der Sammelleitungsanordnung aus, wobei sie sich durch den Kanal im wesentlichen in Richtung des Pfeils in Fig. 2 fortpflanzen.
• Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die vier Wellenleiterkanäle 44 der Sammelleitungsanordnung 30 alle in Richtung des Schallwellenlaufwegs hyperbolisch erweitert und enden aneinander angrenzend. Tatsächlich sind, wie in Fig. 5 gezeigt, benachbarte Wellenleiterkanäle nur durch eine dünne Wand 50 am Boden der Sammelleitung getrennt, wodurch die im wesentlichen ringförmige Ausgangsöffnung 49 gebildet wird, die mit der ringförmigen Schallenwellen-Abstrahlöffnung 23 eines Moduls 11 korrespondiert.
• Die ringförmige Schallwellen-Abstrahlöffnung 23 sollte typischerweise mit einer maschenartigen Struktur (nicht gezeigt) bedeckt sein, um das Eindringen von Schmutz in das Innere und Blockieren der Wellenleiter 44 der Sammelleitungsanordnung zu verhindern.
• Aus der ringförmigen Öffnung 23 austretende Schallwellen reflektieren von einem reflektierenden Element 51 in seitliche Richtung weg und breiten sich in alle Richtungen aus. Die reflektierenden Elemente 51 sind bevorzugt konisch gestaltet und umfassen einstückig mit den oberen Teilen 19 der Module 11 ausgebildete Vorsprünge. Die Ausbreitung der resultierenden rundstrahlenden Schallwellenfronten wird akustisch verstärkt durch Verwendung von Modulen 11, die hyperbolische äußere Oberflächen (d.h. hyperbolische obere und untere Teile 19, 20) haben.
• Wie aus der vorangegangenen Detailbeschreibung ersichtlich, schafft die Erfindung eine verbesserte Rundstrahlsirene mit nur einer einzigen zentralen Stütze für eine Mehrzahl von Modulen. Audio-Wandler sind peripherisch in den Modulen angeordnet und deshalb leicht und kostengünstig durch periphere Zugangsöffnungen an den Modulen zu warten oder auszutauschen.

Claims (13)

1. Rundstrahlsirene (10), umfassend:

eine Tragsäule (12);

mehrere hohle Module (11), die im Abstand voneinander vertikal fluchtend von der Tragsäule (12) getragen werden, wobei jedes Modul (11), sowohl in seiner oberen Oberfläche als auch in seiner Bodenfläche, Öffnungen (22, 22a, 23) aufweist, durch die sich die Tragsäule (12) erstreckt;

wobei jedes außer einem der Module (11) aktiv ist, da es mehrere Schallwellen erzeugende Wandler (28) umschließt, wobei eine (23) der Öffnungen in jedem der aktiven Module (11) einen größeren Durchmesser hat als die das Modul (11) durchgreifende Tragsäule (12), wodurch eine ringförmige Öffnung (23) geschaffen wird, um Schallwellen aus dem Modul (11) abzustrahlen, und

Horneinrichtungen (27) in jedem aktiven Modul (11) zum Führen der Schallwellen von der umschlossenen Vielzahl von Wandlern (28) zu der ringförmigen Schallwellenabstrahlöffnung (23),

dadurch gekennzeichnet, daß die Horneinrichtungen (27) umfassen:

eine zentrale Sammelleitungsanordnung (30) mit einem in Längsrichtung verlaufenden Kanal (39), durch den sich die Tragsäule (12) erstreckt, und mehreren Wellenleiterkanälen (44), durch die die Schallwellen wandern, wobei jeder Wellenleiterkanal (44) eine separate Eingangsöffnung (48) zum Empfangen von Schallwellen von einem Wandler (28) umfaßt und wobei die mehreren Schallwellenkanäle (44) angrenzend aneinander enden und eine ringförmige Austrittsöffnung (49) bilden, welche mit der ringförmigen Schallabstrahlöffnung (23) des Moduls (11) zusammenwirkt; und

mehrere Wellenleiterhörner (31), die die mehreren Wandler (28) mit den Eingangsöffnungen (48) der Wellenleiterkanäle (44) der Sammelleitungsanordnung koppeln, wobei die zentrale Sammelleitungsanordnung (30) und die mehreren Wellenleiterhörner miteinander nach Art einer Naben/Speichen-Anordnung gekoppelt sind; und

daß die Wandler (28) in den aktiven Modulen (11) an der Peripherie derart angeordnet sind, daß sie durch Zugriffsöffnungen (34) in den peripheren Oberflächen (29) der Module (11) zugänglich sind.

2. Rundstrahlsirene nach Anspruch 1, welche ferner umfaßt: reflektierende Elemente (51), die an der Tragsäule (12) zwischen benachbarten Modulen (11) derart angeordnet sind, daß sie die Schallwellen, die aus den ringförmigen Schallabstrahlöffnungen austreten, in alle Richtungen reflektieren.

3. Rundstrahlsirene nach Anspruch 2, bei der die reflektierenden Elemente (51) im wesentlichen konisch sind.

4. Rundstrahlsirene nach Anspruch 2, bei der jedes Modul (11) einen oberen und einen unteren tellerförmigen Teil (19, 20) aufweist, wobei die Teile an ihren Kanten miteinander gekoppelt sind, wobei die Öffnungen (22, 23), die die ringförmigen Schallabstrahlöffnungen (49) bilden, in den unteren Teilen (20) der Module (11) vorgesehen sind und wobei die reflektierenden Elemente (51) einstückige Vorsprünge an den oberen Teilen (19) der Module (11) sind.

5. Rundstrahlsirene nach Anspruch 1, bei der jeder aktive Modul (11) vier Wandler (28) umschließt.

6. Rundstrahlsirene nach Anspruch 5, bei der die Wandler (28) 100 W-Wandler sind.

7. Rundstrahlsirene nach Anspruch 1, bei der die Wellenleiterhörner (31) und die Wellenleiter (44) der Sammelleitungsanordnung sich sämtlich hyperbolisch in Richtung des Laufwegs der Schallwellen erweitern.

8. Rundstrahlsirene nach Anspruch 4, bei der der obere und der untere tellerförmige Teil (19, 20) des Moduls (11) jeweils eine hyperbolische Oberfläche aufweisen.

9. Rundstrahlsirene nach Anspruch 1, welche zwei Module (11) aufweist, von denen nur eines aktiv ist.

10. Rundstrahlsirene nach Anspruch 1, welche drei Module (11) aufweist, von denen zwei aktiv sind.

11. Rundstrahlsirene nach Anspruch 1, welche vier Module (11) aufweist, von denen drei aktiv sind.

12. Rundstrahlsirene nach Anspruch 1, welche fünf Module (11) aufweist, von denen vier aktiv sind.

13. Rundstrahlsirene nach Anspruch 1, welche sieben Module (11) aufweist, von denen sechs aktiv sind.