DE295925C - - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 10. JUNI 1919

Die Erfindung betrifft einen Membrängeber für Unterwasserschallsignale, d. h. eine Einrichtung, um eine an das Wasser anstoßende Wand eines Hohlkörpers, beispielsweise die Außenhaut eines Schiffes oder einer Boje, in Schallschwingungen zu Versetzen. Man hat versucht, diese Aufgabe dadurch zu lösen, daß man die Bordwand oder eine darin eingesetzte Membran unmittelbar mit dem

ίο Anker eines Elektromagneten koppelte, der mit Wechselstrom erregt wurde'. Hierbei hat sich die Schwierigkeit ergeben, daß es sich als unmöglich erweist, größere Leistungen in die Form akustischer Schwingungsenergie überzuführen. Die sehr geringe Kompressibilität des Wassers hat nämlich zur Folge, daß selbst große akustische Leistungen immer nur sehr kleine Amplituden erzeugen. Um also eine größere Wassermasse wirksam zu

ao erregen, sind entsprechend den sehr kleinen Wegen, sehr große Kräfte erforderlich, und da die Permeabilität des verwendeten Elektromagneteisens zumal bei, hohen Schwingungszahlen nur eine verhältnismäßig geringe Sättigung zuläßt, sind die verfügbaren Kräfte nur durch gleichzeitige Vergrößerung der verwendeten Eisenmassen zu erhöhen, wobei alle inneren Verluste in gleichem Maße wachsen, so daß der erreichte Wirkungsgrad, wie man die Abmessungen auch wählen möge, stets hinter'den Forderungen der Wirtschaftlichkeit zurückbleibt.

Man könnte dieser Schwierigkeit dadurch begegnen, daß man den Erreger, also beispielsweise einen Elektromagneten, am Ende eines Hebels angreifen läßt und den Punkt des Radiators oder der Bordwand, der erregt werden soll, mit einem dem verlangten Übersetzungsverhältnis entsprechend kürzeren Arm des Hebels koppelt. Da aber den außerordentlieh kleinen Amplituden gegenüber, die es zu erzeugen gilt, ein starres Hebelsystem gar nicht oder schwer herzustellen ist, läßt sich im allgemeinen diese Ausführungsform niemals ganz rein darstellen. ^4S

Günstiger liegen die Verhältnisse, wenn man; zwischen den Erreger oder die Vorrichtung, welche die zugeführte Energie in akustische Schwingungen umwandelt, und den Radiator oder die die Schwingungen an das umgebende Wasser übertragende Membran ein System mit ausgeprägter Eigenschwin·* gung einschaltet und so abstimmt, daß seine Eigenschwingungszahl möglichst nahe mit derjenigen der aufgezwungenen Schwingung zusammenfällt.

Die Erfindung besteht nun darin, daß man die Form und die Abmessungen des Übertragungssystems so wählt, daß es Punkte enthält, deren Amplituden in dem verlangten Übersetzungsverhältnis zu den einem anderen Punkte aufgezwungenen Amplituden stehen, wie beispielsweise die Longitudinalschwingungen im Stiel einer Stimmgabel zu den Transversalschwingungen ihrer Zinken oder die Transversalschwingungen der Stimmgabel an verschiedenen. Steilen der Zinken.

Man kann aber auch das System so abmessen, daß zwischen den Amplituden am Angriffspunkt des Erregers und dem des Radiators ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis stattfindet, und daß die verlangte Ampli

fy. Auflage, ausgegeben am b~. Juni

tudenübersetzung durch eine entsprechend lose Kupplung zwischen dem Ubersetzungssystem und der Bordwand hergestellt wird.

Es sind Membrangeber bekannt, bei denen elastische, unter Umständen sogar abgestimmte Zwischenglieder zwischen Erreger und Radiator eingeschaltet sind. Aber einerseits sind die der als Membran wirkenden Bordwand zugeführten Leistungen von völlig

to anderer Größenordnung als diejenigen bei der Anordnung gemäß der Erfindung, und ferner wird dort weder das'Endziel einer absteigenden Übersetzung der Amplituden angestrebt, noch werden Mittel zur Erreichung.eines solchen Zweckes angegeben. Im Gegenteil wird meist versucht, durch die Zwischenglieder eine Vergrößerung der Amplituden der Schallwellen vor ihrem Eintritt in das Wasser zu erreichen.

ao In der Zeichnung sind die beiden Figuren schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung.

In beiden Figuren ist A die Bordwand oder eine an Wasser B anstoßende Wand, welche den Radiator bildet. C ist der Erreger, der beispielsweise als Elektromagnetpaar dargestellt ist. D ist das Übertragungsystem.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dient als Übertragungssystem zwischen dem Erreger C und dem Radiator A ein Körper, der eine möglichst geringe Eigendämpfung besitzt, also vorzugsweise eine Stimmgabel D, und der so abgemessen ist, daß seine Eigenschwingungszahl der der verlangten Tonhöhe möglichst nahekommt, und daß zwischen den Größen der an den Zinken und am Stiel auftretenden Amplituden das verlangte Übersetzungsverhältnis stattfindet.

Der Stiel der Stimmgabel D ist an der Bordwand A befestigt. Zwischen den Zinken ist das Elektromagnetpaar C angeordnet. Wird das Elektromagnetpaar erregt, so gerät die Stimmgabe D in Schwingungen, die sich im verlangten Übersetzungsverhältnis auf die Bordwand A und von dieser auf das anstoßende Wasser B übertragen.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 dadurch, daß zwischen dem Stiel der Stimmgabel D und die Membran A eine Feder H eingeschaltet ist. Es findet also zwischen dem Stiel der Gabel und der Membran noch eine weitere Amplitudenübersetzung statt, nd die Stimmgabel braucht daher nicht so bemessen zu sein, daß sie selbst den vollen Betrag der verlangten Übersetzung hergibt.

Claims (2)

Patent-An Sprüche:

1. Membrangeber für Unterwasserschallsignale, bei welchem zwischen einem Schwingungserzeuger und die als Membran wirkende, an das Wasser anstoßende Wand eines Hohlkörpers (z.B. die Schiffswandung) ein auf die Periode der erregenden Kräfte abgestimmtes Übertragungsglied (Stimmgabel) eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserzeuger an solchen Punkten des Übertragungsgliedes angreift, die größe Amplituden ausführen, und die Membran an solche Punkte angeschlossen ist, die kleine Amplituden ausführen.

2. Membrangeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung des Übertragungsgliedes mit der an das Wa'sser anstoßenden Wand durch elastische, nicht dämpfende Zwischenglieder, beispielsweise Federn, erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.