V … nach vorne

Themenbereich:
Signale im Verkehr

… Das Schallsignal soll nach vorne getragen werden,
seitwärts soll es so wenig, wie möglich, stören

Die Adressaten für die Botschaft: „Hier kommt ein speziell autorisiertes Fahrzeug“ befinden sich zumeist auf der Fahrbahn vor dem Fahrzeug. Der Fahrer, der diese Botschaft mit Schallsignalen aussendet, kann nicht verhindern, dass das Signal auch seitwärts oft in großer Stärke weithin störend aus-strahlt, – bis jetzt!
Mit dem hier vorgeschlagenen Prinzip wird die Wirksamkeit des seitlich abschweifenden Schalls abgeschwächt. Andererseits muss der in Fahrtrichtung hin nach vorne dringende Schall nicht lauter gemacht werden. Das ist ein Argument, das bei der Frage der Zulassung für den Straßenverkehr deutlich ins Gewicht fällt. Es geht hier um Dämpfung des Schalls.

4 Lautsprecher

Das Ganze gelingt, weil die Schallabgabe über mindestens 4 Lautsprecher erfolgt, die auf dem Dach des Rettungsfahrzeuges in einer speziellen geometrischen Anordnung, mit speziellen Maßen platziert sind. Die Töne sind genau darauf abgestimmt, die Einspeisung des Signals erfolgt voll synchron.
Die Idee geht davon aus, dass es nicht so wichtig für die Gesamtsituation ist, Autorität ringsum anzumelden, sondern das Schallsignal vorrangig nach vorne hin in den fließenden Verkehr hinein zu bringen. Es wird hier das Verfahren der „akustischen Eimerkette“ bemüht. D.h. immer, wenn die Sinusamplitude eines Schallsignals aus einem hinteren Lautsprecher bei einem vorderen Lautsprecher ankommt, produziert dieser jeweils synchron auch die Amplitude (s.Interferenz) .
Da aber jeder der beiden hinteren Lautsprecher je zwei Partner vor sich hat, einen genau vor sich und einen in der Diagonale, schräg vor sich, senden alle Lautsprecher ein Gemisch aus mindestens zwei genau passenden Tönen, einen höheren und einen etwas tieferen. Die Schallgeschwindigkeit in der Luft ist maßgeblich für die absoluten Abstandmaße für die Lautsprecherorte.

2 zu 1

Die Relativmaße in der Anordnung längs zu quer, sind hier 2 zu 1, bei einem stehenden Fahrzeug, sodass querab die Wahrnehmbarkeit des vorherrschenden Tones weitgehend ausgelöscht wird, weil hier jeweils Wellenberg und Wellental einander auslöschen.
Natürlich wird, wie schon immer ähnlich praktiziert, den Ohren jeweils eine Mixtur aus verschiedenen Tonhöhen angeboten. Es werden also Akkorde ausgestrahlt. Diese enthalten gegebenenfalls auch noch andere Töne. Man kann z.B. zusätzlich Sinustöne mit Sägezahntönen mischen, also wahlweise mehr Wohlklang oder mehr autoritatives Ansprechen des Verkehrsteilnehmers vorab planen.

Bei höheren Geschwindigkeiten des Fahrzeugs zeigt sich der Dopplereffekt. Aber auch dieses Phänomen wird dem Ideenbrüter kalkulierbar sein, zumal das Ohr des Verkehrsteilnehmers hören kann, ob sich das Fahrzeug nähert oder sich entfernt. Wie man das Problem der Nichtsynchronität bei schnellen Fahrten löst, muss vom Ideenbrüter noch diskutiert werden.
Die relativen Maße für das Rechteck, in dem die Lautsprecher montiert werden müssen, sind für ein stehendes Fahrzeug 2:1.

Einzelheiten zum Seitwärts-Schalldämpfer

Was den Dopplereffekt angeht, es ist gut, dass es ihn gibt. So kann man die Geschwindigkeit einschätzen. Von einem zusätzlichen An-und-Abschwellen der Tonhöhe sollte man wohl Abstand nehmen.
Für das hier darzustellende Beispiel wurden wegen der einfachen Darstellbarkeit folgende aufeinander abgestimmte Abmessungen und Töne frei ge-wählt: Ein Ton von 100 Hz – wirksam in der Hauptrichtung, vorwärts geradeaus. Das darauf abgestimmte Abstandsmaß für 2 Lautsprecher in Linie hintereinander ist 3,43 m. Nach dem Gesetz von der Schallgeschwindigkeit wird der Schall dieser beiden in Linie geradeaus hintereinander montierten Lautsprecher vor dem vorderen Lautsprecher einigermaßen kohärent gemischt. Für die Mischung genau querab wird der Schallanteil im Prinzip ausgelöscht , wenn für den jeweiligen Abstand der Lautsprecher in Linie nebeneinander das Abstandsmaß mit 1,71 m bestimmt wird.
Die hier gewählten Töne mit den zugehörigen absoluten gegenseitigen Entfernungsmaßen könnten auch ganz anders sein, wenn nur das Gesetz der Schallgeschwindigkeit, das waltende Prinzip bleibt. Für die jeweilige Diagonale ist der Ton auf 88 Hz abzustimmen. Die vier Lautsprecher senden also voll synchron eine Mixtur von Tönen, in der die 2 Töne mit 100 Hz und 88 Hz beteiligt sind. Sie entsprechen etwa den Tönen G2 und F2 in der Musik. Sollte man den Wunsch haben, den Gesamtklang durch Zumischen von Oktaven zu harmonisieren, dann sollte die tiefere Oktave von G2 (entsprechend 100 Hz) also der Ton mit 200 Hz nicht verwendet werden.
Auf dem Dach eines Rettungsfahrzeugs ist mehr Platz, als im hier ausgewählten Beispiel ausgenutzt wird. So könnte man durch Abänderung der Distanzen zwischen den Lautsprechern andere Töne generieren (Bitte alle speziellen Werte prüfen, gegebenenfalls korrigieren!) Möglicherweise wird man die Mixturen unter Hinzunahme von tieferen Tönen komplettieren. Weil tiefere Töne nachdrücklicher wirken können, weil sie Autorität ausdrücken.
Wie kommt man zu einer Idee?
Antwort: Man erweitert das Arbeitsfeld um die Frage: Wie funktionieren Verkehrszeichen?
Da kann man viel probieren ...
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