DE953504C

DE953504C - Membrane sound transmitter activated by a gaseous pressure medium

Info

Publication number: DE953504C
Application number: DEZ4498A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Hoppenrath; Karl Stutzkeit
Original assignee: Zoellner & Co
Current assignee: Zoellner & Co
Priority date: 1954-10-24
Filing date: 1954-10-24
Publication date: 1956-11-29

Description

Durch ein gasförmiges Druckmittel betätigter Membranschallsender Die Erfindung bezieht sich auf durch ein gasförmiges Druckmittel, wie Preßluft, Dampf usw., betätigte Schallsender mit einer ein- oder mehrteiligen Erregerplatte, deren Amplituden zur Erzeugung von durch einen Resonanztrichter verstärkten Schallschwingungen dienen.. Solche Membranschallsender sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.Membrane sound transmitter Die operated by a gaseous pressure medium Invention relates to by a gaseous pressure medium, such as compressed air, steam etc., operated sound transmitter with a one-part or multi-part exciter plate, whose Amplitudes for generating sound vibrations amplified by a resonance funnel serve .. Such membrane sound transmitters are known in various designs.

Eine eingehend durchgeführte Analyse der mit Membranschallsendern erzeugten Töne hat ergeben, daß die Grundfrequenz, die den jeweiligen Typ des betreffenden Gerätes charakterisiert, von einer Anzahl Oberschwingungen überlagert ist. Diese Oberschwingungen, insbesondere wenn es sich um solche in höheren Frequenzbereichen handelt, machen sich auf den Klang der Geräte gegebenenfalls störend bemerkbar. Wenn nämlich die verschiedenen Frequenzen nicht ganze, Vielfache zur Frequenz des Grundtones darstellen, ergibt das Frequenzgemisch ein Geräusch, das vom menschlichen Ohr als verzerrter und unreiner Klang empfunden wird.An in-depth analysis of the membrane sound transmitters generated tones has shown that the fundamental frequency, which the respective type of the concerned Characterized device, is superimposed by a number of harmonics. These Harmonics, especially if they are in higher frequency ranges may have a disturbing effect on the sound of the devices. If the different frequencies are not whole, multiples of the frequency of the Represent the fundamental tone, the frequency mixture results in a noise that is generated by the human The ear is perceived as a distorted and impure sound.

Das Auftreten von Oberschwingungen ist aber auch noch aus einem anderen Grund unerwünscht; es wird dadurch dem Grundton Energie entzogen, wobei noch in Betracht zu ziehen ist, daß hohe Schallfrequenzen geringere Reichweite haben als niedrige Schallfrequenzen.The occurrence of harmonics is also due to another Reason undesirable; energy is thereby withdrawn from the fundamental tone, whereby in It should be noted that high sound frequencies have a shorter range than low sound frequencies.

Um die erwähnten Mängel zu beseitigen und einen Membranschallsender mit einem möglichst reinen und gleichzeitig weittragenden Ton zu schaffen, ist erfindungsgemäß hinter der Erregerplatte eine die Oberschwingungen derselben unterdrückende Dämpfungsplatte angeordnet. Dabei befindet sich zweckmäßig zwischen der Erregerplatte und der Dämpfungsplatte ein in einem Querschnitt z. B. sichelförmiger Hohlraum, der gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung mit einem dahinterliegenden zweiten in an sich bekannter Weise durch eine Ringmutter begrenzten Hohlraum über etwa schlitzförmige Aussparungen am Rande der Dämpfungsplatte in Verbindung steht.To eliminate the shortcomings mentioned and a membrane sound transmitter To create with a clay that is as pure as possible and at the same time long-lasting is according to the invention behind the exciter plate a damping plate suppressing the harmonics of the same arranged. It is conveniently located between the exciter plate and the damping plate a in a cross section z. B. sickle-shaped cavity, the according to a further feature of the invention with an underlying second in in a manner known per se by a ring nut bounded cavity over approximately slot-shaped Recesses on the edge of the damping plate is in connection.

Ferner kann der äußerste Rand der den Eintritts-und den Austrittsraum des Druckmittels voneinander trennenden Wand des Gehäuses in einer gegenüber der Anlagefläche desselben für den eingespannten Außenrand der Erregerplatte versetzten Ebene liegen, so daß die Erregerplatte schon im ruhenden Zustand etwas durchgebogen ist. Schließlich kann die Dämpfungsplatte, ebenso wie es bezüglich der Erregerplatte an sich bekannt und auch im vorliegenden Zusammenhang möglich ist, aus mehreren Einzelplatten bestehen. In diesem Falle sind die betreffenden Einzelplatten mit gleich oder verschieden angeordneten oder/und geformten Aussparungen versehen, so daß durch ein gegenseitiges Verdrehen derselben die Form, Größe und gegebenenfalls auch Anzahl der durchgehenden Randöffnungen im Sinne einer jeweils wirksamsten Dämpfung der Oberschwingungen verändert werden kann.Furthermore, the outermost edge of the entry and exit spaces of the pressure medium separating wall of the housing in an opposite to the Relocate the contact surface of the same for the clamped outer edge of the exciter plate Lie level so that the exciter plate is already slightly bent in the resting state is. Finally, the damping plate can, as can the exciter plate known per se and also possible in the present context, from several Individual panels exist. In this case, the individual panels concerned are also included provided identically or differently arranged and / or shaped recesses, so that by mutually twisting the same the shape, size and possibly also the number of continuous edge openings in the sense of the most effective damping in each case the harmonics can be changed.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt; es zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch das Gehäuse eines derartigen Membranschallsenders und Fig. 2 in Draufsicht eine zugehörige Dämpfungsplatte.The object of the invention is shown in the drawing in one embodiment shown for example; it shows Fig. i a longitudinal section through the housing such a membrane sound transmitter and FIG. 2 shows an associated damping plate in a plan view.

In einem Gehäuse i, bei dem in an sich bekannter Weise ein Anschlußstutzen 2 für die Zuführung der Preßluft oder eines sonstigen gasförmigen Druckmittels in einen ringförmigen Eintrittsraum 3 mündet und ein von dem letzteren umgebenen Austrittsraum q. mit einem Schalltrichter 5 in Verbindung steht, sind mittels einer Ringmutter 6 eine Erregerplatte 7 und eine Dämpfungsplatte 8 an ihrem Außenrand gegen einen Gehäuseabsatz g verspannt.In a housing i, in which a connection piece in a manner known per se 2 for the supply of compressed air or another gaseous pressure medium in an annular inlet space 3 opens and an outlet space surrounded by the latter q. is connected to a horn 5, are by means of a ring nut 6 an exciter plate 7 and a damping plate 8 at its outer edge against one Housing paragraph g braced.

Zwischen der im entspannten Zustande, ebenen Erregerplatte, die in ihrer Ruhelage gegen den kegelförmig vorspringenden Rand fo der den Eintritts- und den Austrittsraum voneinander trennenden Zwischenwand i i des Gehäuses anliegt und von diesem Rand elastisch etwas durchgebogen wird, und der dahinterliegenden, noch stärker gewölbten Dämpfungsplatte befindet sich ein in seiner Breite von außen nach innen in seinem Querschnitt sichelförmig zunehmender Hohlraum 12. Von der Dämpfungsplatte und der mit ihrer Stirnwand etwa parallel dazu verlaufenden Ringmutter wird ein zweiter Hohlraum 13 begrenzt, welcher mit dem ersten Hohlraum über mehrere am Umfang der Dämpfungsplatte verteilte Schlitze 14 und mit dem Außenraum über eine zentrale Offnung 15 der Ringmutter in Verbindung steht.Between the in the relaxed state, flat exciter plate, which in their rest position against the conical protruding edge fo the entry and the intermediate wall i i of the housing separating the outlet space rests and from this edge is elastically bent somewhat, and the one behind it, still more curved damping plate is located in its width from the outside to inside in its cross-section crescent-shaped increasing cavity 12. From the damping plate and the ring nut running approximately parallel to it with its end wall becomes a second cavity 13 bounded, which with the first cavity over several on the circumference the damping plate distributed slots 14 and with the outside space via a central Opening 15 of the ring nut is in communication.

Die Ringmutter 6 ist, um sie im Sinne einer verstärkten oder schwächeren Einspannung der beiden Platten 7, 8 verstellen und in der jeweils gewünschten Lage sichern zu können, an ihrem Umfang mit Aussparungen 16 zum abwechselnden Eingriff mit einer in das Gehäuse i eingesetzten Schraube 17 versehen. Wenn die Erregerplatte durch das einströmende Druckmittel in Schwingungen versetzt wird, durch deren Übertragung auf die im Trichter 5 befindliche Luftsäule bekanntlich die Wirkung derartiger Schallsender hervorgerufen wird, wird die im Hohlraum 12 befindliche Luft durch die Bewegung der Erregerplatte 7 wechselweise verdichtet und entspannt. Durch diesen Vorgang wird die Luft gezwungen, durch die am Rande der Dämpfungsplatte 8 befindlichen Schlitze 14 aus- und einzuströmen. Hierdurch wird folgendes erreicht: i. Die Kompression der im Hohlraum 12 eingeschlossenen Luft verhindert eine zu starke dynamische Verformung der Erregerplatte 7; 2. durch die infolge der Kompression im Hohlraum 12 entstehende, gleichmäßig verteilte Gegenbelastung der Erregerplatte 7 wird eine stetige Verformung derselben erz,iedt, d. h., es kann sich nur die Grundform der Biegeschwingungen in der Erregerplatte ausbilden; 3. eine Folge von i und :2 ist, daß man die Stärke der Erregerplatte 7 vergleichsweise wesentlich geringer als bisher bemessen kann, da ihre Beanspruchung durch den Druck des Betriebsmittels infolge der Kompressionskräfte im Hohlraum 12 stark herabgesetzt wird; q.. durch die vergleichsweise größere Elastizität der Erregerplatte und die zunächst geringe elastische Gegenkraft ergibt sich, daß der Schallsender schon bei sehr niedrigen Betriebsdrücken anspricht; 5. durch die mit zunehmender Verformung der Erregerplatte 7 infolge der Kompression im Hohlraum 12 ebenfalls wachsenden Gegenkräfte wird es ermöglicht, daß die gleiche Erregerplatte auch mit sehr hohen Drücken des Betriebsmittels beaufschlagt werden kann; 6. aus q. und 5 folgt, daß ein solcher Schallsender ohne Änderung oder Auswechselung der Erregerplatte in einem sehr weiten Druckbereich des Betriebsmittels verwendet werden kann und damit auch entsprechend betriebssicherer als die bisherigen Bauarten ist.The ring nut 6 is to make them stronger or weaker Adjust the clamping of the two plates 7, 8 and in the respectively desired position to be able to secure, on its circumference with recesses 16 for alternating engagement provided with a screw 17 inserted into the housing i. When the exciter plate is caused to vibrate by the pressure medium flowing in, through its transmission on the air column located in the funnel 5 is known to be the effect of such sound transmitters is caused, the air in the cavity 12 is caused by the movement the exciter plate 7 alternately compressed and relaxed. Through this process the air is forced through the slots located on the edge of the damping plate 8 14 flow out and in. This achieves the following: i. The compression the air enclosed in the cavity 12 prevents excessive dynamic deformation the exciter plate 7; 2. by the resulting compression in cavity 12, evenly distributed counter-load on the exciter plate 7 becomes a constant deformation same ore, iedt, d. That is, it can only be the basic form of the bending vibrations train in the exciter plate; 3. a sequence of i and: 2 is that one has the strength the exciter plate 7 can be dimensioned comparatively much smaller than before, because they are stressed by the pressure of the operating medium as a result of the compression forces is greatly reduced in cavity 12; q .. due to the comparatively greater elasticity the exciter plate and the initially low elastic counterforce results in that the sound transmitter responds even at very low operating pressures; 5. through the with increasing deformation of the exciter plate 7 due to the compression in the cavity 12 also increasing opposing forces it is made possible that the same exciter plate can also be subjected to very high pressures of the operating medium; 6. off q. and 5 it follows that such a sound transmitter without changing or replacing the Exciter plate can be used in a very wide pressure range of the equipment can and is therefore correspondingly more reliable than previous designs.

Die wirkungsvollste Dämpfung wird auf Grund durchgeführter Versuche bei Anordnung der schlitzförmigen Aussparungen 14 am Umfange der Dämpfungsplatte 8 erreicht; die zweckmäßige Anzahl. und Größe dieser Schlitze, durch welche ein gedrosseltes wechselseitiges Überströmen der Luft zwischen den Hohlräumen 12 und 13 möglich ist, richtet sich nach der jeweiligen Grundfrequenz der Erregerplatte 7. Man kann den Schallsender in dieser Hinsicht durch Unterteilung der Dämpfungs# platte in mehrere, gegeneinander verdrehbare Einzelplatten mit gleichen oder verschiedenen Randaussparungen den jeweiligen Verhältnissen anpassen.The most effective damping is based on tests carried out when arranging the slot-shaped recesses 14 on the circumference of the damping plate 8 reached; the appropriate number. and size of these slots through which a throttled alternating overflow of air between the cavities 12 and 13 is possible, depends on the respective basic frequency of the exciter plate 7. You can use the sound transmitter in this regard by subdividing the attenuation # plate into several, mutually rotatable individual plates with the same or different ones Adjust edge cutouts to the respective conditions.

Im Rahmen des Haupterfindungsgedankens gibt es noch weitere Ausführungsmöglichkeiten, wie z. B. die an sich bekannte Verwendung einer ebenfalls aus mehreren Einzelplatten zusammengesetzten Erregerplatte, eine andere Gestaltung des Hohlraumes zwischen der Erregerplatte und der Dämpfungsplatte und/oder die Herstellung der Dämpfungsplatte mit der Ringmutter aus einem einzigen Stück.As part of the main inventive concept, there are other design options, such as B. the per se known use of a also from several Single plates assembled exciter plate, a different design of the cavity between the exciter plate and the damping plate and / or the production of the Damping plate with the ring nut from a single piece.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Actuated by a gaseous pressure medium Membrane sound transmitter with a one-part or multi-part, elastic, clamped Exciter plate is provided whose vibrations forced by the pressure medium the set the air column in a horn into resonance vibrations, characterized in that behind the exciter plate (7) one of the harmonics the same suppressing damping plate (8) is arranged.

2. Sound transmitter after Claim i, characterized in that between the exciter plate (7) and the damping plate (8) a cavity (i2), e.g. B. with a sickle-shaped cross-section with from the outside to the center of increasing latitude.

3. Sound transmitter according to claims i and 2, characterized in that the damping plate (8) with distributed on the circumference, preferably slot-shaped recesses (1q.) Is provided, through which the between the exciter plate and the damping plate located cavity (i2) with a behind the damping plate lying second, in a known manner by a ring nut (6) limited cavity (i3) communicates. q ..

Sound transmitter according to the requirements i to 3, characterized in that the edge (io) of the entry space (3) and the outlet space (q.) of the housing (i) separating wall (i i) in a opposite the contact surface (9) for the clamped outer edge of the exciter plate (7) is on an offset plane, so this plate is already somewhat in the resting state is elastically bent.

5. Sound transmitter according to claims i to 3, characterized characterized in that the damping plate (8) from several against each other twist = ble individual plates with identically or differently arranged and / or shaped There are recesses.

6. Sound transmitter according to claims i to 3, characterized in that that the damping plate and the ring nut are made from a single piece are.