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Ausgleichvorrichtung an einer Signalpfeife, die ein enges Frequenzband
an eine hochselektive Empfangseinrichtung aussendet, z. B. Galton-Pfeife Die Erfindung
bezieht sich auf eine Ausgleichvorrichtung an einer Signalpfeife, die ein enges
Frequenzband an eine hochselektive Empfangseinrichtung aussendet, z. B. an einer
Galtonpfeife. Es ist bekannt, daß diese Schallerzeuger eine sehr geringe Dämpfung
aufweisen, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, eine scharf abgegrenzte Frequenz
auszusenden. Das schmale Frequenzband dieser Schallerzeuger führt jedoch andererseits,
wie Versuche ergeben haben, leicht zu Unzuträglichkeiten im Betrieb. Insbesondere
ist es schwierig, die für eine gute Signalübermittlung erforderliche Übereinstimmung
zwischen der Eigenfrequenz des Empfangsgebildes und der Pfeifenfrequenz sicherzustellen,
wenn mari eine Signalübermittlung mit gutem Wirkungsgrad erzielen will. Es ist Zwar
möglich, empfangsseitig durch Dämpfung des Empfängers eine Verbreiterung des Frequenzbereiches
zu erzielen- und- so das Auseinanderfallen von Sender und. Empfänger zu vermeiden.
Eine solche Dämpfung ist jedoch unerwünscht, da hiermit eine starke Empfindlichkeitseinbuße
und Herabsetzung der Selektivität verbunden ist.
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Insbesondere bei der Signalübermittlung auf Fahrzeugen, z. B. der
Flugzeugecholotung, machen sich -die erwähnten Mängel trotz der vorgesehenen Maßnahmen
noch vielfach störend bemerkbar.
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Diese Erscheinungen sind im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß
die Frequenz der Pfeifen von der Schallgeschwindigkeit des Gases im Pfeifenmaul
abhängt. Die Schallgeschwindigkeit ändert sich aber mit der Temperatur, so daß die
Pfeifenfrequenz auch temperaturabhängig ist. Dies spielt normalerweise keine große
Rolle und läßt sich durch die obenerwähnten empfangsseitigen Maßnahmen leicht ausgleichen.
Für den Sonderfall aber, daß die Pfeife- bei sehr extremen
Temperaturunterschieden
(-h 30° C) gebraucht wird, wie sie bei der Signalübermittlung auf Fahrzeugen, z.
B. der Flugzeugecholotung und bei Autoüberliol-Signalanlagen auftreten, führt die
Temperaturabhängigkeit der Pfeifen zu unerträglichen Verstimmungen.
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Diesem Übelstand wird gemäß der Erfindung dadurch abgeholfen, daß
ein zur selbsttätig wirkenden Temperaturkompensation bestimmter Bimetallstreifen
vorgesehen ist, der einen leicht drehbaren oder verschiebbaren Kolben im Maulkörper
derart verstellt, daß die Frequenz der schwingenden Gassäule unverändert bleibt.
Dadurch lassen sich .die mit den Temperaturschwankungen verbundenen Änderungen der
Frequenz sendeseitig vollständig ausgleichen. Es ist dann bei Anwendung eines schmalen
Frequenzbandes auf der Empfangsseite selbst für Betriebe mit größten Temperaturschwankungen
ein Auseinanderfallen von Sendefrequenz und Empfangsfrequenz mit Sicherheit vermieden
und dadurch eine gleichmäßig gute Signalübermittlung gewährleistet.
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Bei Schallsendern mit Schallmembran ist es üblich, die durch Temperaturänderungen
bedingten Schwankungen der Eigenabstimmung des vorgeschalteten Luftraumes auszugleichen.
Hierdurch wird der Wirkungsgrad des Schallsenders unverändert hoch gehalten. Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Auseinanderfallen von Sende- und Empfangsfrequenz
bei großen Temperaturschwankungen zu verhindern, liegt bei der bekannten Anordnung
nicht vor.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt,
und zwar zeigt: Fig. i einen Längsschnitt durch eine nach der Erfindung ausgebildete
Pfeife; Fig.2 eine Ansicht gegen die Rückseite des Maulkörpers bei abgenommener
Schutzkappe im vergrößerten Maßstabe.
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Die beispielsweise dargestellte Pfeife besteht im wesentlichen aus
einer sogenannten Lippe i mit einem ringförmigen Austrittsl:anal 2,' welche an ein
Rohrstück 3 für die Zuführung der Betriebsluft oder des sonstigen Betriebsmittels
angeschlossen ist, und einem das sogenannte Pfeifenmaul bildenden zylindrischen,
gegen die Pfeifenlippe mit einer zugeschärften Kante 7 gerichteten KÖrper 4, der
in gewissem -Abstand vor der Lippe i angeordnet und mittels zweier Rippen 5 in der
Öffnung eines gleichzeitig als Paraboltrichter 6 ausgebildeten Haltekörpers 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 Kante oder Schneide? des Pfeifenmaules
geblasen. Durch Zusammenwirken der Schneide 7 und der vom Maul umschlossenen Luftsäule
8 entstehen dann Schallschwingungen, deren Quellpunkt9 etwa in der Mitte des freien
Raumes zwischen Maul und Lippe angenommen werden kann.
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Die Pfeife stellt ein verwickeltes Schwingungsgebilde dar. Ihre Frequenz
wird im wesentlichen durch die Höhe der Luftsäule oder Maultiefe t und den
Abstand a zwischen Maulschneide 7 und Lippe i bestimmt, und zwar nimmt die Höhe
der Frequenz mit zunehmender Tiefe t und zunehmendem Abstand a, ab. Außerdem hängt
aber die Frequenz auch noch von der Schallgeschwindigkeit im Medium des Pfeifengases
ab. Da sich die Schallgeschwindigkeit mit der Temperatur ändert, ist die Pfeifenfrequenz
keine durch die Pfeifenabmessungen t und a ein für allemal fest vorgegebene Größe,
sondern ist von Schwankungen der Temperatur abhängig. Bei Temperaturunterschieden
von zum Beispiel -f- 30° C, wie sie bei der Signalübermittlung auf Fahrzeugen und
insbesondere der Echolotung auf Flugzeugen auftreten, ergeben sich Schwankungen
in der Frequenz von i i °Jo, das sind bei einer Frequenz von zum Beispiel 3ooo Hz
33o Hz. Um trotz dieser starken Frequenzschwankungen ein Auseinanderfallen von Sendefrequenz
und empfangsseitig gegebenem Empfindlichkeitsbereich zu vermeiden, ohne empfangsseitig
eine die Empfindlichkeit oder Selektivität unerwünscht schmälernde Dämpfung vornehmen
zu müssen, ist eine Einrichtung getroffen, durch welche die Temperaturschwankungen
in der Pfeife selbsttätig ausgeglichen werden, und zwar erfolgt dieser Ausgleich
durch eine temperaturabhängige Regelung der frequenzbestimmenden Abmessungen der
Pfeife, wie Maultiefe t oder Abstand a zwischen -Maulkante 7 und Pfeifenlippe i,
oder durch die gleichzeitige Regelung beider Größen.
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Diese Regelung wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen
spiralfederförmig gewundenen Bimetallstreifen i i bewerkstelligt, der das auf der
Rückseite des Maulkörpers 4 herausragende Ende des die Maultiefe bestimmenden Schraubkolbens
12 umfaßt und mit seinem äußeren Ende an dein Maulkörper 4, mit seinem inneren Ende
dagegen an dem Kolben 12 befestigt ist. Durch diesen Bimetallstreifen wird der Kolben,
der mit Steilgewinde im Maulkörper gehalten ist, je nach der herrschenden Temperatur
so verdreht, daß die Maultiefe t sich vergrößert, wenn die Temperatur steigt und
umgekehrt. Dadurch wird erreicht, daß die Frequenz der Pfeife temperaturunabhängig
ist und es kann empfangsseitig ein Frequenzband von geringer
Breite
und großer Steilheit benutzt werden, ohne daß ein Auseinanderfallen von Sender-
und Empfängerfrequenz selbst bei den größten vorhandenen Temperaturschwankungen
zu befürchten ist.
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Der Steuerkörper (Bimetallstreifen) ist zweckmäßig durch eine an dem
Teil q. befestigte Schutzkappe, z. B. von stromlinienförmiger Gestalt, abgedeckt.
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Ferner besteht die Möglichkeit, statt einer Änderung der Maultiefe
eine entsprechende Änderung des Abstandes a von Maul und Lippe vorzunehmen. Auch
können diese beiden Änderungen gleichzeitig und in gleichem Sinne vorgenommen werden.
Das hat den Vorteil, daß durch geringe Verschiebungen ein verhältnismäßig großer
Regelbereich erfaßt wird.