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Bestandteile und Funktionsweise von elektromechanischen Sirenen

Siehe Technik E57

Schallerzeugung

Sirenen erzeugen einen Ton, indem ein Luftstrom zerhackt wird. Dies geschieht durch die Drehung zweier gelochter Zylinder oder Scheiben zueinander, durch die ein Luftstrom geleitet wird. Der Luftstrom kann nur fließen, wenn die Löcher sich überlappen. Dies geschieht in der Regel durch ein stehendes (Stator) und ein rotierendes Element (Rotor), aber es gab mindestens eine Sirene, bei der 2 Zylinder rotierten. Wenn das Loch in einer Scheibe/Zylinder durch das Material des anderen abgedeckt wird, ist der Luftstrom unterbrochen. Sirenen sind also die lauten Verwandten gewöhnlicher Ventilatoren.

Wenn die Anzahl dieser Zerhackvorgänge im Tonfrequenzbereich liegt, ist der Sirenenton hörbar.

Je höher die Luftmenge die durchkommt zur Luftmenge bei blockiertem Weg ist, desto lauter wird der Ton. Je häufiger der Luftstrom zerhackt wird, desto höher wird die Tonlage bzw. Frequenz.

Die Löcher durch die die Luft strömen kann bezeichnet man auch als Ports. Aus der Anzahl dieser Ports und der Drehzahl in Umdrehungen pro Minute eingesetzt in die folgende Formel kann man die Tonfrequenz in Hertz (Hz) errechnen:

(Drehzahl / 60) * Portanzahl = Tonfrequenz

Antrieb

Elektromotor

Die meisten Sirenen werden von einem asynchronen Drehstrommotor oder einem Reihenschlußmotor angetrieben, die elektrische Energie in eine Drehbewegung umsetzen.

In einigen pneumatischen Hochleistungssirenen werden Elektromotoren zum Antrieb eines Kompressors, der die Druckluft für den Tank auffüllt, verwendet. die Batteriezellen werden über einen Transformator aufgeladen, was das Problem der Netzabhängigkeit zumindest teilweise löst.

Der Vorteil ist die leichte (fern)steuerbarkeit, aber oft ergibt sich eine volle Netzabhängigkeit als Nachteil.

Verbrennungsmotor

Es existiert mindestens ein Sirenenmodell, dessen Rotor durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wurde.

In vielen pneumatischen Hochleistungssirenen werden Verbrennungsmotoren zum Antrieb eines Kompressors, der die Druckluft für den Tank auffüllt, und eines Generators, der die Batteriezellen auflädt, verwendet.

Der Vorteil liegt hier in der Netzunabhängigkeit, weil die Sirene nur durch Treibstoff versorgt wird, der Nachteil ist, dass die Steueranlage wesentlich umfangreicher gebaut werden muss.

Handantrieb

Es gibt kleine Sirenen die durch körperliche Arbeit angetrieben werden: Der Benutzer muss entweder einen Zugseilmechanismus betätigen, in Pedale wie bei einem Fahrrad treten oder kurbeln. Die Kraft wird entweder direkt, oder durch ein kleines Getriebe auf den Rotor übertragen.

Der Vorteil ist die völlige Netzunabhängigkeit. Beispiele aus Deutschland sind die HZ 1 oder die HSM 7, der Nachteil ist die meist geringe Reichweite dieser Sirenen.

Gehäuse

Ein Gehäuse aus Kunststoff, Stahl oder Leichtmetall dient dem Zusammenhalt und Schutz der Baugruppen. Das Gehäuse dient auch der Befestigung, z.B. über einen Fußflansch. Sirenen für die Außenmontage verfügen in der Regel auch über ein Schutz- oder Schallleitdach. Letzteres besteht meist aus Blech oder GFK.

Stator

Der Stator ist häufig als Gehäuseteil ausgeführt oder mit diesem zumindest starr verbunden. Er enthält die feststehenden Portlöcher.

Rotor

Der rotierende Teil der Sirene. Er enthält ebenfalls Portlöcher, die zu denen des Stators passend sind und bei der Drehung diese periodisch freigeben oder blockieren. Er besteht zumeist aus Leichtmetall, in Einzelfällen aus Kunststoff.

Besonderheiten bei selbstansaugenden Sirenen

Im Rotor können Ventilatorblätter angeordnet sein, die beim rotieren die Luft durch Verdrängung und mithilfe der Zentrifugalkraft nach außen „schaufeln“, wodurch diese gezwungen wird durch die Ports zu entweichen. Hier saugt die Sirene die Luft selbst an, die sie zerhackt. Dieses Verfahren verwenden alle Kleinsirenen und die großen, die nicht mit einer externen Druckaufbereitung versehen sind.

Besonderheiten bei fremdgespeisten Sirenen

Der Rotor kann von externen Quellen wie einem Vorratstank, Kompressor oder Gebläse mit fremder Luft unter Druck gesetzt werden. Dadurch beschränkt sich die Aufgabe auf zerhacken des Luftstroms. Dieses Verfahren wird von Hochleistungssirenen wie der HLS 273 benutzt.