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Sirene mit zwei gegeneinander verstellbaren und mit Schlitzen versehenen
Körpern. Den Gegenstand der Erfindung bildet eine aus einem mit öffnungen versehenen
Zylinder und einem Kolben bestehende Sirene, bei welcher der Kolben in dem Zylinder
hin und her gehen kann. Dieser Kolben ist gleichfalls mit Öffnungen versehen, die
bei seinem Hin- und Hergehen in und aus der Übereinanderlage mit den Öffnungen im
Zylinder kommen, wodurch eine rasche Folge von Luftstößen erzeugt wird. Diese Einrichtungen
erzeugen, wenn die Kolbengeschwindigkeit konstant ist, einen. Ton von gegebener
Höhe, und die, zu lösende Aufgabe besteht darin, die Vorrichtung so zu bauen, daß
die Höhe des Tones beliebig geändert werd: n kann, ohne die Kolbengeschwindigkeit
zu ändern. Ferner muß die Vorrichtung so gebaut werden, daß der Kolben vollkommen
in den Zylinder paßt.
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Die Aufgabe wird durch Mittel zum beliebigen Ändern der Lage des Kolbens
und des Zylinders gelöst, so daß die Kolbenöffnungen mit den öffnungen des Zylinders
in beliebigen Zeiten -während jedes Hin- und Herganges des Kolbens zum Zusammentreffen.
kommen. Eine einfache Einrichtung ermö'glic'ht es, daß das Zusammentreffen einmal
bei jedem einzelnen Kolbenhub, oder einmal bei jedem doppelten Kolbenhub stattfinden
kann, wodurch Oktavtöne entstehen.
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Der Zusammenbau der Vorrichtung wird dadurch erleichtert, daß der
Kolben und die Teile des Zylinders, in welchen der Kolben hin und her geht, mit
verschiedenen Durchmessern an verschiedenen Stellen ihrer Länge ausgeführt werden.
Der Teil des Kolbens mit dem kleinsten Durchmesser liegt in den Zylinderteilen vom
kleinsten Durchmesser, während der Teil des Kolbens vom ,größten Durchmesser im.
entsprechenden Teile des Zylinders liegt.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben,
und zwar zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch einen Teil der Vorrichtung.
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Abb. 2 zeigt die Lage des Zylinders und des Kolbens zueinander im
Schnitt, um einen Luftstoß während eines einzigen Kolbenhubes zu erzeugen.
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Abb. 3 ist ein ähnlicher Schnitt und zeigt die Lage des Zylinders
und des Kolbens zueinander, um einen Luftstoß bei jedem Doppelhub des Kolbens zu
erzeugen.
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Abb. 4. ist eine Teilansicht der Vorrichtung und zeigt die Mittel
zur Bestätigung des Zylinders, teilweise im Schnitt.
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Abb. 5 ist ein -Teilquerschnitt durch das Gehäuse und durch die Mittel
zum Verschieben des Zylinders, und Abb.6 zeigt einen Schnitt durch einen Teil des
Gehäuses und des Kolbens im vergrößerten Maßstab zu Abb. i.
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*Mit i ist ein Gehäuse bezeichnet, in. welchem eine zylindrische Buchse
2 so gelagert ist, daß sie in der Längsrichtung des - Gehäuses- verschoben werden.
kann. Der Mantel des Zylinders 2 ist verhältnismäßig dünn
ausgeführt,
und an jedem Ende des Zylinders sind Flansche als Gleitflächen des Zylinders im
Gehäuse vorgesehen. Der Mantel des Zylinders hat eine Reihe von Schallöffnungen
¢, die gewöhnlich in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind. In dem Zylinder
ist ein hohler Kolben 5 verschiebbar gelagert, der gleichfalls mit Schallöffnungen
6 versehen ist, die beim Hin- und Hergang des Kolbens in eine übereinanderlage mit
den Öffnungen des Zylinders gebracht werden können.
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Der Kolben 5 ist mit einem vergrößerten Teil ? versehen, der in dem
Teil 8 des Gehäuses i hin und her gehen kann, welcher einen Zylinder für den Teil
7 bildet. Der offene Teil des Kolbens, der zweckmäßig von dem übrigen Teil durch
eine Scheidewand 9 getrennt ist, steht mit einem Horn i o in Verbindung, welches
in passender Weise mit dem Ende des Gehäuses i verbunden ist.
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In dem Gehäuse, i ist eine Kammer i i gebildet, die mit einem Lufteinlaßstutzen
12 in Verbindung steht. Der Schall wird beim Hin- und Hergang des Kolbens 5 erzeugt,
der die Schallöffnungen 6 in regelmäßigen Zeitabständen zum Zusammentreffen mit
den öffnungen a des Zylinders 2 bringt. Auf diese Weise ward eine Reihe von Luftstößen
erzeugt, die einen musikalischen Ton hervorbringen.
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Der Zylinder 2 steht gewöhnlich gegenüber dem Kolben 5 fest, der einen
bestimmten Weg hat, auf dem die Öffnungen 4., 6 einmal bei jedem einfachen Kolbenhub
zusammentreffen (Abb.2). Beim Verschieben des Zylinders 2 kann jedoch der Kolben
5 veranlaßt werden, seine. Schallöffnungen 6 in eine übereinanderlage mit den Schallöffnungen
4. des Zylinders 2 einmal während eines Doppelhubes zu bringen, nämlich am Ende
des Hubes in der einen Richtung und am Anfang des Hubes in der andern Richtung,
wie dies in Abb. i und 3 dargestellt ist. Die Vorrichtung kann also beliebig eingestellt
werden, um entweder einen hohen oder einen tiefen Ton zu erzeugen, oder sie kann
in Zwischenlagen eingestellt werden, um beliebige Zwischentöne zu erzeugen. Falls
gewünscht wird, daß die Vorrichtung nur einen Ton bei einer gegebenen Kolbengeschwindigkeit
gibt, kann der Zylinder 2 fest eingestellt werden, was sehr genau und leicht in
bezug auf den Kolben 5 geschehen kann, nach dem die Vorrichtung zusammengebaut ist.
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Die Einstellung des Zylinders 2 in der Längsrichtung kann auf verschiedene
Weise erfolgen. Hinter der Scheidewand 9 können die Seitenwände des Zylinders offen
sein, und es kann daher eine Daumenwelle j.-
durch die Wände des Gehäuses
1 und durch. die offenen Seiten-wände des Kolbens 5 geführt werden. Diese Daumenwelle
13 i Abb. 5) besitzt Ansätze 1¢, welche in Nuten 15 von Schlitzen 16 des Zylindermantels
eingreifen. Beim Drehen der Daumenwelle 13 kann der Zylinder 2, wie gewünscht, vorwärts
oder rückwärts bewegt werden. Die Daumenscheibe wird, wie später beschrieben, betätigt.
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Der Kolben 5 und das Gehäuse i sind wie folgt ausgestaltet, um den
Hin- und Hergang des Kolbens zu bewirken. Der vergrößerte Teil 7 ist an einer Scheidewand
17 befestigt, .an der in Richtung des Zylinders 2 eine Buchse 18 sitzt, welche in
eine zylindrische Öffnung im Gehäuse paßt. Auf diese Weise wird ein Raum i 9 für
die Zufuhr von Luft rechts von der Wand 17 gebildet. Dieser Raum steht mit einer
ringförmigen Einlaßkammer 2o und diese wieder mit einem Lufteinlaßstutzen 21 in
Verbindung, durch welchen in zweckmäßiger Weise Luft zugeführt wird. Eine Reihe
von Öffnungen 22 bilden die Verbindung zwischen der Einlaßkammer 2o und dem Raum
i 9. In dem Teil 7 des Kolbens 5 ist eine Ringnut 23 vorgesehen, von der aus Öffnungen
2.1 nach dem Raum i9 gehen. Ferner ist eine Auslaßringnut 25 an dem Tei17 vorgesehen,
und zwar liegt diese Nut dem äußeren Ende des Teiles 7 näher als die Nut 23. In
dem Teil 8 des Gehäuses i ist eine Kammer 26 angeordnet, und mit diesem Raum stehen
Ringnuten 27 und 29 in Verbindung. Die. .erste Nut 27 ist eine Einlaßnut für die
Luft nach der Vorderseite des Kolbens 5, und die Nut 29 ist eine Ein,Iaßnut für
die Luft nach der Rückseite des Kolbens. Eine Zwischennut 28 bildet eine Auslaßnut
und steht mit der Außenluft durch ein oder mehrere Löcher 30 in Verbindung.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Nach Abb. 1 geht die Luft von der
Einlaßkammer 2o in den Raum 19 und von da durch die Öffnungen 2¢, die Ringnut 23,
die Nut 29, die Kammer 26 und die. Nut 27 hinter den Kolben 5 und drückt auf die
äußere Seite der Scheidewand 17. Der Luftdruck ist vor und hinter der Scheidewand
17 der gleiche, da aber die wirksame Fläche, gegen welche der Druck in der Kammer
i 9 wirkt, sehr viel kleiner ist als die wirksame Fläche an den äußeren Enden des
Teiles 7 des Kolbens 5, so wird derselbe nach rechts bewegt. Bei dieser Bewegung
wird jedoch die Verbindung zwischen der Ringnut 29 und dem Raum i c) abgeschnitten,
und die Nut 29 wird durch die Nut 25 mit der Auslaßnut 28 des Gehäuses i in. Verbindung
gebracht. Der Druck gegen das äußere Ende des Kolbens 5 fällt
infolgedessen
sogleich bis auf den Druck der Atmosphäre, und der Luftdruck im Raum i9 ist nun
so groß, um den Kolben nach links und zurück in die Lage zu drücken, in welcher
eine Verbindung zwischen dem Raum i 9 und der Kammer 26 über die Teile 24, 23, 29
wieder hergestellt ist. Auf diese Weise wird auch die Gleichheit der Drücke im Raum
19 und in dem Raum zwischen denn Kolbenende und dem Teil 8 des Gehäuses wieder hergestellt.
Der Kolben wird daher so lange hin und her gehen, so lange Druckluft durch den Lufteinlaß
2o zugeführt wird. Diese Anordnung ist jedoch bekannt und wird nicht beansprucht.
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Die Einrichtungen zur Zuführung von Luft durch den Einlaßstutzen 12,
um den Schall zu erzeugen, und durch den Lufteinlaß 21, um den Hin- und Hergang
des Kolbens 5 zu bewirken, bilden keine Teile der vorliegenden Erfindung. Die Luftzufuhr
kann in irgendeiner zweckmäßigen Weise geregelt werden.
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Zur Bewegung des Zylinders 2 wird eine Steuervorrichtung angewendet,
welche derjenigen ähnlich ist, die zur Steuerung der Luft für die Lufteinlaßstutzen
21 dient. Mit 31 ist eine drehbar gelagerte Trommel bezeichnet. Der Umfang der Trommel
31 ist mit einem oder mit mehreren Daumen 32 versehen, welche mit einem an einem
festen Teil gelagerten Hebel 33 zusammenarbeiten. Dieser Hebel 33 betätigt den Schaft
34 eines Ventiltellers 35, welcher sich auf den Ventilsitz 37 aufsetzen kann,
so daß, normalerweise die Verbindung zwischen dem Lufteinlaß 38 und dem Luftauslaß
39 unterbrochen ist. Das Ventil wird gewöhnlich durch eine Schraubenfeder 4o geschlossen
gehalten, welche zwischen dem Deckel 41 des Ventilgehäuses und dem Ventilteller
35 liegt.
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' Unterhalb des Ventils sitzen mit dem Innern des Ventilgehäuses in
Verbindung stehende Auslaßöffnungen 42. Der untere Teil 43 des Ventilschaftes hat
einen größeren Durchmesser .als der obere Teil und dient als Kolbenventil, um die
Auslaßöffnungen 42 zu öffnen und zu schließen. Wenn der Ventilteller 35 angehoben
ist, sind die Auslaßöffnungen 42 geschlossen, und wenn er auf seinem Sitz aufruht,
ist eine Verbindung zwischen dem Luftauslaß 39 und den Auslaßöffnungen 42 hergestellt.
Der Luftauslaß 39 ist durch ein. Rohr 4.4. mit dem Innern eines Zylinders 45 verbunden,
in welchem ein Kolben 46 gleitet. Die Kolbenstange 47 des Kolbens 46 besitzt einen
verhältnismäßig großen Durchmesser, so daß die wirksame Fläche. der Hinterseite
des Kolbens verkleinert ist. Der Zylinder 45, von dem eine Bohrung 48 nach der Kammer
i i geht, ist an einer Auflagerfiäche 49 des Gehäuses i befestigt.
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Die Kolbenstange 47 hat einen Vorderteil 5o, welcher in einem mit
dem Zylinder 45 verbundenen Arm 51 gleitbar gelagert ist. Der Vorderteil 5o trägt
einen Stift 52, welcher durch einen in einer Gabel 53 vorgesehenen Schlitz ragt.
Diese Gabel sitzt an dem Ende eines der auf der Welle 13 befestigten Hebels 54.
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Eer Durchmesser des äußeren Endes des Zylinderteils 2, durch welchen
die Schallöffnungen 4 gehen, ist ein wenig gegenüber denn Durchmesser des übrigen
Teiles des Zylinders verkleinert, und der Kolben 5 sowie die Zylinderteile, in denen
erhin und her geht, sind so ausgestaltet, daß, wenn sie zusammengebaut sind, das
Kolbenende in dem Teil des Zylinders 2 vom kleinsten Durchmesser liegt, während
zu gleicher Zeit der Teil des Kolbens 5 mit vergrößertem Durchmesser 17 in dem vergrößerten
Zylinderteil i9 liegt. Durch diese Anordnung wird der Zusammenbau der Teile sehr
erleichtert, und es ist sehr einfach, den einen Teil in den andern Teil genau einzupassen.
Normalerweise ist der Ventilteller 35 in seiner Schlußstellung, und die Auslaßö.ffnungen
42 sind offen. Es ist daher kein Druck an der Vorderseite des Kolbens 46, da eine
Verbindung zwischen dem Zylinder 45 und dem Luftauslaß 39 besteht. Der Druck von
der Luftkammer i i hinter dem Kolben 46 ist genügend groß, um den Kolben ,46 nach
rechts zu drücken, wie auf der Zeichnung dargestellt ist. Wenn jedoch ein Daumen
32 der Trommel 31 auf den Hebel 33 trifft, so wird der Ventilteller 35 angehoben
und die Auslaßöffnungen 42 werden geschlossen. Es kann dann Druckluft durch den
Lufteinlaß 38 durch das Ventilgehäuse 36 und das Rohr 44 in den Zylinder 45 eintreten
und gegen die Vorderseite des Kolbens 46 drücken, so daß dieser nach links gedrückt
wird. Obgleich der Luftdruck hinter und vor dem Kolben der gleiche ist, so gestattet
er wegen der größeren wirksamen Fläche an der Vorderseite des Kolbens 46 den Luftdruck
hinter dem Kolben zu überwinden. Der Zylinder 2 wird daher durch den Hebelarm 54
und, die Welle 13 in seine entgegengesetzte Grenzstellung gedrückt. Die beiden Grenzstellungen
des Zylinders 2 relativ zum Kolben 5 werden also automatisch erhalten.
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Die Trommel 31 wird gewöhnlich dazu benutzt, sowohl den Zeitpunkt
der Luftzufuhr für den Hin- und Hergang des Kolbens 46 und für die Erzeugung des
Schalles als auch für die Bewegung des Kolbens 46 einzustellen, um im gewünschten
Augenblick seine Lage zu verschieben, während der Kolben
5 in Bewegung
ist, so daß der Charakter des Tones geändert wird, wie vorstehend beschrieben ist.
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Es ist klar, daß sehr viele andere Einrichtungen zum Bewegen des Zylinders
2 als die beschriebenen unter die Erfindung fallen. Es ist ferner klar, daß die
Beweglichkeit des Zylinders 2 ermöglicht, genau seine Lage zu dem Kolben in jedem
Falle festzustellen, wenn es gewünscht wird, daß die Vorrichtung nur zur Erzeugung
eines bestimmten Tones benutzt werden soll.
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Da das Horn nicht nur zum Zusammenhalten und zum Richten der Schallwellen,
sondern auch als Resonanzkammer dient, so ist es von besonderer Wichtigkeit, daß
es dem Ton angepaßt werden kann, der durch die Bewegung des Kolbens 5 im Zylinder
2 erzeugt wird. Denn wenn das Horn i o von einer bestimmten Größe und Abmessung
für einen bestimmten Ton eingerichtet wäre, so würde es nicht die geeigneten Abmessungen
für einen anderen Ton haben. Da die Töne gewöhnlich eine Oktave voneinander ge'rennt
sind, wird das Horn i o in seiner Mitte mit einer Reihe von Öffnungen 55 versehen,
welche durch einen Ring 56 geöffnet odergeschlossen werden können. Dieser Ring besitzt
gleichfalls Öffnungen, durch welche bei dessen Drehung die Öffnungen 55 sich öffnen
oder schließen.
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"Dieser Ring 56 kann in irgendeiner zweckmäßigen Weise bewegt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel kann er in ,eine hin und hier gehende Drehbewegung um
das Horn io versetzt werden. Diese Bewegung muß gleichzeitig mit der Bewegung des
Zylinders 2 erfolgen. Sie kann z. B. durch einen, Hebelarm 57 bewirkt werden, der
auf der Welle 13 sitzt und der gelenkig durch eine Stange 58
mit einem Winkelhebel
59 verbunden ist. Dieser Winkelhebel 59 ist zweckmäßig am Horn i o gelagert, und
sein freies Ende steht mit einer Gabel 6o im Eingriff, welche an dem Ring 56 vorgesehen
ist. Die Teile sind so ausgestaltet, daß die Öffnungen 55 offen sind, wenn der hohe
Ton, und die Öffnungen geschlossen sind, wenn der tiefe Ton erschallen soll, denn
die Resonanzlänge des Hornes i o wird halbiert, wenn die öffnungen 5 5 offen sind.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, einstellbare Öffnungen in den Seitenwänden
von Schallhörnern und Schalltrichtern von Sprechmaschinen vorzusehen, aber diese
Teile dienten. dazu, Töne von einer unbestimmten Höhe zusammenzuhalten und zu richten
und stehen nicht im Zusammenhang mit einer Vorrichtung, durch welche eine Mehrzahl
von Tönen bei einem Horn erzeugt werden kann, dessen Resonanz mit dem Ton in Einklang
zu bringen ist, welcher zu einer bestimmten Zeit erzeugt wird.