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Pfeife zur Erzeugung von hochfrequenten Schallschwingungen Die Erfindung
bezieht sich auf Pfeifen zur Erzeugung von hochfrequenten, durch Trichterwirkung
gerichteten Schallschwingungen, bei denen Luftoder ein sonstiges gasförmiges Betriebsmittel
durch den Kanal eines LippLnteiles gegen ein im Abstand davon angeordnetes Pfeifenmaulteil
geblasen wird. Zweck der Erfindung ist es, den Wirkungsgrad der Pfeife zti erhöhen.
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Bei Pfeifen mit Schalltrichtern ist es schon vorgeschlagen worden,
zur Erhöhung des Wirkungsgrades und der erzielbaren Schallintensität durch Ausbildunn
und geeignete Halterung des Schalltrichters eine möglichst interferenzfreie phasenreine
Abstrahlung zu bewirken. Der vorliegenden Erfindung liegt min die Erkenntnis zugrunde,
das nicht nur bei der Abstrahlung der Schallschwingungen, sondern schon bei ihrer
Erzeugung durch Unregelmäliigkeiten in dein von der Lippe zum gegenüberliegenden
Pfeifenmaulteilgeblasenen Luftstrom Interferenzen und andere Störerscheinungen auftreten
können, die einerseits den Wirkungsgrad der Schallerzeugung, andererseits aber auch
durch wilde Luftströmungen und Luftwirbel die Abstrahlung beeinträchti-en.
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Ausgebend von dieser Erkenntnis ist der Fanal iiii Lippenteil erfindungsgemäß
nach Art einer 1-avaldüse vor seiner Mündung zunächst
bis auf einen
bestimmten 'Mindestquerschnitt stetig verengt und dann bi; zur Mündung wieder stetig
allmählich erweitert, derart, daß das Betriebsmittel sich bis zum Mündungsquerschnitt
allmählich bis im wesentlichen auf den Außendruck entspannt. Dadurch wird ein scharf
begrenzter Luftstrahl erzielt und die Entstehung von störenden Luftwirbeln und Erweiterungen
des Luftstrahles vor Erreichen des gegenüberliegenden Pfeifenmaulteiles weitgehend
vermieden.
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Bei Sirenen ist es zwar schon bekannt, die Mündung des Zuführungskanals
zu dem Sirenenrad als ringförmige Düse auszubilden. Hier erfolgt jedoch die düsenförmige
Ausbildung zu einem ganz anderen Zweck und mit anderer Wirkung. Es soll bei der
Sirene durch die ringförmige Düse der austretende Luftstrahl gegen die Mündung eines
die Düse umschließenden Saugraumes abgedrängt werden, um dadurch eine kräftige Saugwirkung
zu erzielen. Ferner hat man für Zungenpfeifen, bei denen die Zunge in ein eni geschlossenen,
zur Vermeidung eines Überschreiens nur durch kleine Öffnungen mit der freien Atmosphäre
verbundenen Raum liegt, bereits sich verengende und wieder erweiternde Ausströinöffnungen
vorgesehen. Diese weisen jedoch störende Unstetigkeitsstellen auf, und die Verengung
sowie Wiedererweiterung des Düsenkanals erfolgt derart plötzlich. daß praktisch
dieselbe Wirkung vorliegt wie bei einer normalen Austrittsöffnung von überall gleichem
Querschnitt. Durch die erfindungsgemäße düsenförmige Ausbildung des Lippenkanals
bei Pfeifen, bei denen die Luft gegen ein im Abstand von der Lippe angeordnetes
Pfeifenmaulteil geblasen wird, werden plötzliche Spannungsänderungen im austreteliden
Preßluftstrahl und Wirbelablösungen vor Erreichen des Pfeifenmaules vermieden. Hierdurch
läßt sich, wie Versuche erwiesen haben, eine erhebliche Verbesserung und Verstärktlticy
der Schallwirkung erzielen.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt,
und es zeigt: Fig. i einen Längsschnitt durch eine nach der l:rtindun@ ausgebildete
Pfeife, hig.2 einen Längsschnitt durch Lippe Lind Maul der in Fig. i dargestellten
Pfeife in gri>ßeretn Maßstäbe.
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Die beispielsweise dargestellte Pfeife bestellt in, wesentlichen aus
einer sogenannten Lippe i mit einem ringförmigen Austrittsl;allal 2, welche an eilt
Rnlirstiiclc 3 für die Zuführlni;; der Betriebsluft oder des sonsti-1en Letriebsinittels
<ttige:clilossen ist, und deni g el 1 le das in c enüberlieg nden 1)feifellinaulteil
4, ,gewissem Abstand vor cler Lippe i angeordnet und mittels zweier Rippen 5 in
der Öffnung eines gleichzeitig als Paraboltrichter 6 ausgebildeten Haltel;,irliers
befestigt ist.
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Zur Erzeugung des Schalles wird die Luft durch den ringförmigen Kanal
2 der Lippe i in einem dünnen Strahl gegen die Schneide des Pfeifenmaulteiles q.
geblasen. Durch Zusammenwirken der Schneide i uni tler vom gegenüberliegenden Maulteil
umschlossenen Luftsäule 8 entstehen dann, wie an sich bekannt, Schallschwingungen,
deren Frequenz durch die Höhe der Luftsäule S bestimmt ist und deren Quellpunkt
g etwa in der Mitte des freien Raumes zwischen Schneide und Lippe angenommen werden
kann.
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Um eine möglichst phasenreine Abstrahlung der so erzeugten Schallschwingungen
zu erzielen, ist der Trichter 6 so ausgebildet, daß der Duellpunkt 9 im Trichterbrennpunkt
liegt, und die Halterung des gegenüberliegenden Maulteiles ist so ausgebildet, daß
die Schallbildung und Abstrahlung weder durch Konstruktionsteile int c@tseil@##ci@ict
noch in dem für die Abstrahlung-hauptsächlich in Frage kommenden Teil des Trichters
gestört wird.
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Der Austrittskanal 2 ist erfindungsgemäß nach Art einer Lavaldüse
vor der Mündung mit einer stetigen Verengung io und daran anschließend bis zur Mündung
mit einer stetigen Wiedererweiterung i i versehen. Dadurch werden starke Druckunterschiede
zwischen dem an der Mündung austretenden Luftstrahl 12 und der im Trichter befindlichen
Außenluft vermieden, und es wird erreicht, daß der Luftstrahl ohne wesentliche Streuung
und W irbelbildung die Schneide 7 des Pfeifenmaules erreicht. Dadurch wird einerseits
der \Vlrkun-s,rad der Schallerzeugung verbessert, so daß sich mit derselben Luftmenge
eine gröbere Schallleistung erzielen läßt, andererseits wird aber auch eine Störung
der Abstrahlung und Schallbildung durch wilde Luftströmungen und Luftwirbel im und
dadurch eine weitere `-erbesserung de: Abstrahlung und Schallwirkung erzielt. Die
Verengung und Wiedererweiterung des Austrittskanals ist auf der Zeichnung der Deutlichkeit
halber übertrieben stark dargestellt.
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Natürlich ist die Erfindung ni@:iit auf ilas dargestellte Beispiel
beschränkt, vielmehr sind noch mancherlei Abänderungen Lind auch andere Ausfiilirungen
im Rahmen des Anspruchs möglich. Insbesondere kann die Haiterunr der Schneide und
Ausbildung des Schalltrichters anders als ini dar"testellten i,eishiei sein. :1uch
kann die neue Ausbildung des Lippenkanals bei Pfeifen anderer Bartart. sofern sie
ein im Abstand vom Lippenteil angeordnetes Pfeifenmatilteil haben, insbesondere
bei Pfeifen,
die nach dem Prinzip des Gasstromschwinggenerators
arbeiten (Hartmannsche Pfeife), mit Vorteil Anwendung finden.