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Elektromagnetisches Signalhorn Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches
Signalhorn, insbesondere Kraftfahrzeughupe, bei welchem die von einer Membran erzeugten
Signale durch einen Schalltrichter abgegeben werden.
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Solche elektromagnetische Signalhörner werden insbesondere als Hupen
in Kraftfahrzeugen verwendet. Bekannte Hupen dieser Gattung haben den Nachteil,
daß man zur Erzielung einer großen Lautstärke die Grundschwingungszahl der Membran
ge-
nau der des Schalltrichters anpassen muß. Dieses ist insbesondere ein
fertigungstechnischer Nachteil.
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Aus der Tatsache, daß die größte Lautstärke nur dann erzielt wird,
wenn diese Grundschwingungszahlen von Membran und Schalltrichter gleich sind, ergibt
sich ein weiterer schwerwiegender Nachteil dadurch, daß unter dem Einfluß von Temperaturschwankungen,
die wohl die Grundschwingzahl der Membran, nicht aber die des Schalltrichters ändern,
die maximale Schallausbeute jeweils nur bei derjenigen Temperatur der Membran erreicht
wird, d. h. also praktisch der Umgebungstemperatur, bei welcher die Grundschwingungszahl
der Membran gleich ist der des Schalltrichters.
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Die Erfindung geht von der überlegung aus, daß man diese beiden zusammenhängend
auftretenden technischen Nachteile beseitigen kann, wenn es gelingt, eine Hupe zu
bauen, die unabhängig von der übereinstimmung der Grundschwingungszahlen der Membran
und des Schalltrichters eine hohe Lautstärke abgeben kann.
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Ausgehend von dieser überleggung überwindet die Erfindung die beschriebenen
Nachteile eines Signalhornes der eingangs bezeichneten Gattung dadurch, daß zwischen
dem zur Außenluft freien Querschnitt S4 am Ende des Schalltrichters 5 der
schwingenden Oberfläche S, der Membran und der Grundfrequenz F des Schalltrichters
ohne Berücksichtigung der Eigenschwingzahl der Membran die Beziehung
besteht, worin für 380 <F <520 bei 201 C,
K zwischen 500 und 680 liegt und vorzugsweise den Wert
K = 590 hat, und daß das Verhältnis zwischen den Längen des
zylindrischen Teiles
3 des Schalltrichters und dessen konischem Teil 4, der in den SchaUbecher
5 übergeht, bei einer Grundfrequenz des Schalltrichters von 410 Hz
3,25 und bei einer Grundfrequenz des Schalltrichters von 490 Hz
2,16 beträgt, wobei sich die angegebene Verhältniszahl zwischen diesen Grenzen
linear in Abhängigkeit von der Grundfrequenz ändert, Es ist in diesem Zusammenhang
darauf hinzuweisen, daß bereits eine Hupe der eingangs bezeichneten Gattung beschrieben
wurde, bei welcher die kreisförmigen Flächen der Membran und des freien Querschnitts
am Ende des Schalltrichters etwa das Verhältnis 1: 1 haben. Dieses Verhältnis
liegt zwar innerhalb des oben als erfindungserheblich angegebenen Wertes, bei der
Beschreibung dieser bekannten Hupe ist aber nicht gesagt, daß bei der Konstruktion
irgendwelche Rücksicht auf die Arbeitsfrequenzen genommen wurde. Bei dieser bekannten
Hupe liegt
aber das obengenannte Verhältnis
zwischen 4,5 und 5 im Gegensatz zu den wesentlich kleineren Werten, die die
Erfindung bei der Konstruktion einer derartigen Hupe ohne Berücksichtigung der Meinbraneigenfrequenz
vorschreibt.
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In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist weiter vorgesehen,
daß zwischen kleinstem und größtem Querschnitt sowie Länge des konischen Abschnittes
S2 bzw S, bzw. L2 und der Größe K die Beziehung
besteht; durch Beachtung dieser Vorschrift erhält man eine weitere erhebliche Steigerung
der Schallausbeute.
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Bekanntlich kann man bei den meisten bekannten elektromagnetischen
Signalhörnem durch Veränderung der elektromagnetischen Erregung die Lautstärke regeln.
Wegen des ausgezeichneten Wirkungsgrades der elektromagnetischen Hupe nach der Erfindung
läßt sich dies zunächst nicht erreichen. Man
kann aber durch einen
Kunstgriff erreichen, daß auch bei der elektromagnetischen Hupe nach der Erfindung
durch Änderung der elektromagnetischen Erregung eine entsprechende Änderung der
Lautstärke erreicht wird. Zu diesem Zweck verbindet man die Kompressorkammer oder
den Schallkanal der Hupe nach der Erfindung ständig durch eine kleine öffnung mit
der Außenluft.
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Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung an
einem Ausführungsbeispiel erläutert. In dieser zeigt F i g. 1 eine Draufsicht
auf den die Membran haltenden Teil des Schalltrichters, F i g. 2 einen Schnitt
auf der Linie II-II in F i g. 1
und F i g. 3 eine schematische Darstellung
des abgewickelten Schalltrichters.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist die Meinbran
1 an einer Druckkammer 2 befestigt, die ihrerseits mit dem zylindrischen
Teil 3 des Schalltrichters verbunden ist.
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Der konische Tei14 des Trichters geht an seinem einen Ende bei
A in den zylindrischen Teil 3 und an seinem anderen Ende bei B in
den Schallbecher 5
über.
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In F i g. 3, welche schematisch die Querschnittsänderungen
des Schalltrichters wiedergibt, ist auch die Membran 1 eingezeichnet, deren
freie Oberfläche mit S, bezeichnet ist.
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In der gleichen Zeichnung ist mit S, der Querschnitt des zylindrischen
Teils 3 und mit S, der Querschnitt des Trichters an der Stelle angegeben,
an der der konische Teil 4 in den Schallbecher 5 übergeht.
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S4 ist der Ausgangsquerschnitt des Schalltrichters 5.
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Ebenfalls in F i g. 3 ist die Länge des zylindrischen Teils
mit Li und die Länge des konischen Teils des Schalltrichters mit L2 bezeichnet,
wobei die Längen auf der Mittelachse des Trichters, die in F i g. 1
strichpunktiert
wiedergegeben ist, gemessen sind.
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Erfindungsgemäß wird verlangt, daß 1 . zwischen 500
und 680, vorzugsweise
bei 590 liegt, wobei S4 und S, bereits oben näher definiert sind.
F ist die Eigenfrequenz des Schalltrichters bei 20' C, ausgedrückt in Hertz,
welche normalerweise zwischen 380 und 520
liegt, 2.
zwischen 20 und 30 liegt und vorzugsweise 25 beträgt, 3. gleich
3,25 bei einer Frequenz des Trichters
von 410 Hz und gleich 2,16 bei einer Frequenz des Trichters von etwa 490
Elz ist, wobei das Verhältnis -
sich linear in Abhängigkeit von der Frequenz ändert, und 4.
wobei S, und S, in Quadratzentimetem und L, in Zentimetern
ausgedrückt sind.
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Bekanntlich werden Signalhörner im allgemeinen paarweise verwendet,
wobei ein Tiefton- und ein Hochtonhom eingebaut werden.
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Aus Gründen des Schönheitssinnes wird zumeist Wert darauf gelegt,
daß nur ein Schallbecher für beide Hörner vorhanden ist, wodurch sich für beide
Hörner jedoch ein unterschiedlicher Faktor K ergibt, welcher notwendigerweise von
dem Bestwert 590, der oben als ein Hauptmerkmal der Erfindung genannt wurde,
abweicht.
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In einem solchen Fall wird empfohlen, das Hochton- und das Tieftonhom
so zu bauen, daß der Mittelwert des FaktorsK im wesentlichen 590 beträgt.
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In F i g. 2 ist ein Teilschnitt durch ein erfindungsgemäßes
Signalhorn wiedergegeben. Das Horn besteht aus entsprechend geformten Kunststoffteilen,
die auf besonders sinnreiche Weise zusammengebaut sind. Wie die Zeichnung zeigt,
halten die Schrauben 6 die beiden Schalltrichterteile mit I-Elfe einer entsprechenden
Mutter 7 zusammen, die in einer sechseckigen Öffnung im in der Zeichnung
unteren Teil des Trichters versenkt liegt, während das überstehende Ende 6a der
Schraube 6 zur Befestigung des Elektromagneten und der Membran mit Hilfe einer zweiten
Schraube dient. Bekanntlich ist es wünschenswert, ein Signalhom auf geringere Lautstärke
für den Stadtverkehr und auf größere Lautstärke für die Landstraße durch Änderung
der zugeführten elektrischen Energie umstellen zu können.
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Bei dem erflndungsgemäßen Signalhorn ist es jedoch schwierig, lediglich
durch Verminderung der zugeführten elektrischen Energie eine ausreichende Verminderung
der Lautstärke zu erzielen. Diese Erscheinung beruht auf dem ausgezeichneten Wirkungsgrad
des erfindungsgemäßen Horns.
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Es ist jedoch festgestellt worden, daß man bei einem Signalhom beliebiger
Bauart die Lautstärke auf »Stadtverkehr« senken kann, wenn die Kompressionskammer
oder der Schalltrichter mit einer ständig unverschlossenen öffnung versehen wird.
Eine derartige Öffnung verringert die auf »überlandverkehr« eingestellte Lautstärke
nur unmerklich. Beispielsweise ist es möglich, eine derartige Öffnung in Gestalt
einer 2 mm im Durchmesser betragenden Bohrung, die in die Kompressionskammer führt,
anzubringen, die hierdurch eine ständige Verbindung zur Außenluft herstellt.