420 Hz - Warum gerade 420 Hz?

[turboquattro]

Kürzlich wurde ich gefragt, warum die Tonhöhe der heutigen Sirenen gerade bei 420 Hz liegt - und musste feststellen, dass ich die Frage nicht beantworten kann!
Klar, bei einer elektromechanischen Sirene ergibt sich das durch die Drehzahl und die Anzahl der Ports, darum geht es nicht.
Man hätte ja auch einen Port mehr oder weniger nehmen können? Dann wäre der Ton etwas höher oder tiefer.
Natürlich habe ich auch Vermutungen, wie dass diese Tonlage besonders gut zu hören ist.
Was ich suche, konkrete (historische) Aussagen oder Belege dafür, warum es so gemacht wurde und nicht anders!

Gruß
Mario

[hoffendlichS3]

Ich vermute auch, das sich einach diese Tonfrequenz in allen Bereichen als am besten hörbar herausgestellt hat.
in Vereinbarung mit Lautstärke und Frequenz...

Historische Belege hab ich nicht.
Aber es gibt ja auch Tieftöner und Hochtöner. Die scheinen sich aber nicht durchgesetzt zu haben.

Wobei Tieftöner weiter zu hören sind, aber nicht so laut.
Hochtöner nicht so weit aber dafür lauter.
Vielleicht haben sich die 420 Hz tatsächlich einfach als gutes Mittel herausgestellt...

[SiFan]

420 Hz ist gut hörbar, das stimmt. Aber warum hat dann die DS977 "nur" 380 Hz gehabt? Das wäre auch die andere Frage

[hoffendlichS3]

Ich würde zu "Gut hörbar" alles was in etwa in diesem Bereich liegt zählen.
Also auch 8 Ports oder 10 Ports.

Ich sage mal Tieftöner und Hochtöner sind ja von der Freuqenz her deutlich anders.

[turboquattro]

Leute, danke für die Antworten - aber ich suche keine Vermutungen, sondern Belege! Steht irgendwo was darüber geschrieben, warum es so festgelegt wurde?

[hoffendlichS3]

Ich hab ja gesagt, ist ne Vermutung, Belege habe ich nicht :-P

[Glockengießer]

Ich habe irgendwo mal was dazu gelesen. Leider weiß ich nicht mehr, wo es war.

Dort hieß es, dass Luftschutzsirenen eine Tonfrequenz von 420 Hz haben sollten, da diese Tonhöhe dem
Kammerton (a') sehr nahe liegt und somit vom Gehör besonders gut wahr genommen wird.
Desweiteren hieß es dort, dass bei mehreren Praxis-Versuchen festgestellt wurde, dass ein Ton mit 420 Hz besonders gut durch Nebel, Schnee, und Regen dringt.

[turboquattro]

@ Martin

Ja genau, das ist schlüssig und wurde ja auch schon teilweise so vermutet.
Und genau das ist es, was ich suche, wo das steht!

[Die Sirenenwerkstatt]

ich weiss, dass Funkervogt tonnenweise Unterlagen zur L141 hat. Und wie wir alle ja wissen ist die L141 neben der L1 ja eine der ersten Sirenen die überhaupt 420 hz erzeugt haben. Also muss es in den Unterlagen wohl auch Angaben geben wieso eben genau 420 hz "verbaut" wurden... Wir bitte um Aufklärung, Funkervogt!

[turboquattro]

Mittlerweile habe im Internet gefunden, in einem Lehrbuch "Akustik (F. Trendelenburg)" steht als Fußnote
"... die Lochsirene geht auf Charles Cagniard de Latour zurück, welcher bereits 1827 Untersuchungen über die Abhängigkeit der Ohrempfindlichkeit von der Tonhöhe ausführte"
und gibt es wohl eine Schulschrift von E. Robel (Die Sirenen) wo wohl diese Untersuchungen auch drinnen sind.

[Die Sirenenwerkstatt]

Mit fällt da ein: Hab mal gehört, dass angeblich ziemlich genau 1.000 hz vom menschlichen Ohr am besten Wahrgenommen werden kann, nur so am Rande^^

[NCW]

Lange Welle (tiefe Frequenz) = weitere Reichweite bei selber Leistung.
Ist bei Funksendern ja auch so... Von daher werden die 380 bis 420Hz
wohl somit die Schnittmenge von guter Wahrnehmung und Reichweite sein.

[hoffendlichS3]

Nachlaberer :D :D

Aber er möchte ja was schriftlich, vielleicht findet Funker ja was...

[FunkerVogth]

In der Tat mußte man beim finden des bestmöglichen Tons mit Kompromissen leben.

Nehmen wir Glockengießers Kommentar als Grundlage und ergänzen.
Dabei stoßen wir natürlich auf eine der vielen Forderungen an damalige Alarmmittel: deren Wirksamkeit.

Hierbei sind die Forderungen klar:
Der Alarm muß an den Kreuzungspunkten mit lärmintensivsten Straßenverkehr, aber auch in geräuschvoll arbeitenden Betrieben.
Naürlich galt das auch für die Wohnungen und hierbei vor allem Nachts die schlafende Bevölkerung.

Erreichen kann man das natürlich durch größtmögliche Lautstärke an jedem Zielgebiet, die Einwirkung des Signals über längere Zeit und durch unverwechselbare Signale, die sich bei jedem so einprägen, das sie selbst als leises Signal nicht überhört werden können und in der Verteilung der Anlagen.
Nimmt man noch die Erziehung der Zielgruppe hin auf diese Signale muß man mit allen Faktoren den bestmöglichen Kompromiss erziehlen.
Beispiel, die Lautstärke des Einzelgerätes ist natürlich am Standort unerträglich (ok für uns nicht ;-) )

Zurück zum Ton. In der Tat gab es hier genug Versuche hierzu aus denen sich die Auswahl der Tonarten ergibt. Die Unterscheidung von Straßenlärm erfordert einen hohen Ton. Diesen fand man bei einer Frequenz von 400 Hz. Höhere Töne würden auch gut hörbar sein, haben aber dafür wieder geringere Reichweite und das will man ja auch nicht.

Gehts um die Wirksamkeit des Tons so fand man diesen im Auf- und Abschwellen des hohen Tones. Wir kennen es als das Sirenenheulen. Somit hatte man das wichtigste Signal, welches für den Fliegeralarm vorgesehen war. Dieses Signal ist auch von keinem anderen Signal zu übertreffen gewesen. Auf jeden Fall ist der ein Dauerton wesentlich schlechter warzunehmen (Gebäude z.b.), zumal hier auch äußere Einflüsse den Ton beeinträchtigen können (Windböen z.b.).
Daher ging man davon aus das es unwahrscheinlich ist, das es zu einer Verwechslung mit dem Heulton kommen könnte.

Aber trotz richtiger Dichte des Netzes, der bestmöglichen Wahl des Aufstellungsortes und dauer der Signale, war man sich im klaren das es durch die unvermeidlichen Kompromisslösungen die Bevölkerung nie zu 100% erreicht werden konnte. Daher sah man eine Ergänzung durch Behelfsmaßnahmen als nötig an.

Hier wurden einige Behelfsmittel aufgezählt, auf die ich aber nicht näher eingehen will:
Fahrbare Sirenen, Glocken, Klingeln, Pfeifen, Gongs, Knallkörper, Böller Trompeten und Hörsignale.

Anmerkung: bei mir im Korridor hängt eine alte Infotafel eines Küstenortes zu den möglichen Warnsignalen. Und hier sind Kanonenböller aufgeführt.

Wie erzeugen wird den hohen Ton. Denmeisten wirds ja bekannt sein.
Es war halt nur durch eine größere Anzahl von Rotor- und Statorfenster möglich.

Die Formel: f = 2800 / 60 x9 = 420 Hz.

f = Frequenz
2800 = Umdrehungen
60 = Zeit in Sek.
9 = Anzahl der Öffnungen im Sirenengehäuse (Ports)

Das Laufrad rotiert also mit 2800 Umdrehungen in der Zeit (U/min), wobei die Sirenen dann einen Ton von 420 Hz erzeugt. Ergo war man nah an dem geforderten Ton von 400 Hz.

Den geforderten 2. (tiefen Ton) erreichte man somit durch einfache Reduzierung der Ports von 9 auf 3.
Nur mußte man auch die gleiche Lautstärke erziehlen, dazu wurden die Sirenenkammern sehr groß ausgelegt und stark rechteckig auf den Umfang der Trommel verteilt.

Da es sich hier um das Verfahren des selbstansaugenden Systems handelt benötigt man für 2 Tonhöhen eben 2 getrennte Sirenen.

Der einfachste aber auch in Sachen Gewicht und Material schlechtere Weg, sind die uns bekannten doppelmotorigen Sirenen. Zwei zusammen gepackte Motorsirenen. Die Größen und Gewichte kennt Ihr ja.

Wie gesagt, war der Heulton der wichtigste Ton. Dieser mußte halt besonders prägnant erzeugt werden. Die Selbstansauger haben aber den Mangel das der max. Wirkungsgrad erst bei maximaler Umdrehung erziehlt wird. Bis zu dem Punkt steigt der Ton, aber auch die Lautstärke entsprechend der Hochlaufgeschwindigkeit. Das Gleiche hat man auch beim Rücklaufen. Das heißt wir haben z.b. durch den 2 Sekunden-Takt ein stetiges auf und absinken des Tones (gewünscht) aber auch der Lautstärke (nicht gewünscht).

Nun wissen wir das es hier bis heute bei den Selbstansaugern keine Lösung gegeben hat. Es ist auch bekannt das sich nur sehr wenige nach einer Lösung suchten.

Einer war ein Dipl. Ing. Hartwanger. Er bekam tatsächlich ein Patent auf zwei getrennte Systeme, welche diesen Mangel absolut beseitigten.
Er nutzte ebenfalls 2 Motoren, allerdings nicht zur Selbstansaugung, sondern durch Hinzuschalten einer getrennten angetriebenen Luftturbine.

Wichtigste Ergebnisse hierbei:
1. Etnwicklung einer optimalen Sirene im Hinblick auf absolute Tornreinheit. Das ergibt sich nur durch Anordung vieler Sirenenöffnungen, hier waren es 16.
2. Voller Wirkungsgrad (gleicher Lautstärke) durch die konstante Luftzuführung, egal welche Tonhöhe.

Er hat diese Lösung patentrechtlich so abgesichert, das kein anderer Hersteller in Deustchland dieses Verfahren mehr anwenden konnte.

Quizfrage:
Welche Sirene ist gemeint? ;-)

Man sieht, wir sind hier bei einem Exoten. Einen anderen Exoten gab es auch noch. Da ging es um 2 Sirenen, aber nur mit einem Motor angetrieben.
Schöne Grüße nach Hagen ;-)


Das war eine Zusammenfassung aus Publikationen "der zivile Luftschutz" aus den 30er Jahren, das erörtern von Patenten und der "Bibel", die als Basis für alles gilt.

Wer es Hardcore und somit total schriftlich haben möchte, der möge in Archiven nach den Patentschriften suchen, die dürften alle noch da sein. Vor habe ich das schon lange, aber leider keine Zeit.

[Die Sirenenwerkstatt]

Du sprichst von der Sachsenwerk... Krass. Wusste nicht, dass das Patentrechtlich so gedeichselt wurde, dass die nur von Sachsenwerk so gebaut werden durfte wobei man ja sagen muss, dass die HLS ja ähnlich funktioniert von der Grundweise^^