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Einrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades kontinuierlich schwingender Strahlergebilde von Unterwasserschallsendern.
Es ; st bekannt, bei elektromagnetisch erregten Unterwasserschallsendern die Erregung derart vorzunehmen, dass man ein abgestimmtes Schwingungsgebilde zwischen den eigentlichen Erreger und die die Energie an das Wasser abgebende Fläche schaltet, wobei die Verhältnisse so gewählt werden, dass der Erreger an Teilen des Schwingungsgebildes angreift, welche grosse Amplituden ausführen, während das Schwingungsgebilde mit solchen Teilen an die Energie ausstrahlende Fläche angreift, die kleine Amplituden ausführen. Hiedurch ist das für einen guten Wirkungsgrad des Senders notwendige Übersetzungsverhältnis erreichbar.
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ergeben, welches zu ziemlich komplizierten Anordnungen des Zwischengliedes und des gesamten Gebildes zwingt.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades kontinuierlich schwingender Strahlergebilde von Unterwasserschallsendern durch Amplitudenregelung zu schaffen, welche die angegebenen Übelstände nicht aufweist.
Für die Erfindung gilt zunächst folgende Überlegung :
Für eine gewisse Periode des Schalles ergeben sich bei gegebener strahlender Fläche für jede Energie eine bestimmte Wegamplitude und ein bestimmter Druck, die von der strahlenden Fläche auf das an sie angrenzende Wasser übertragen bzw. ausgeübt werden müssen. Das Verhältnis der Wegamplitude zum Druck ist durch die Kompressibilitätseigenschaften der Flüssigkeit gegeben. Man kann nun-diese Erkenntnis bildet die Grundlage der Erfindungan der Stelle, an welcher die Flüssigkeit durch die strahlende Fläche erregt wird, eine scheinbar grosse Elastizität der Flüssigkeitsmasse erzielen, wenn man ihr irgendwie gestattet, ausser der zur Schallkompression führenden Eigenbewegung noch eine andere, möglichst elastische Bewegung auszuführen.
Man kann diese Bewegungserscheinung so ausdrücken, dass man sagt, es
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positiver Amplitude zu solchen negativer Amplitude sich hin-und herzubewegen, ohne auf den zugehörigen Druck zu kommen.
Mittel, um mindestens einem Teil der Flüssigkeit Gelegenheit zu geben, beim Bewegungs-
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sein. Zum Beispiel kann in der Nähe der strahlenden Fläche und mit ihr irgendwie zusammenhängend ein Körper angebracht sein, welcher wesentlich kompressibler als die Flüssigkeit ist oder eine dementsprechende Füllung besitzt. Anderseits kann auch die strahlende Fläche selbst so ausgebildet werden, dass gleichzeitig mit der Bewegung eines Teiles der Fläche nach aussen ein anderer Teil in entgegengesetzter Richtung sich bewegen kann. Auf diese Weise kann die Flüssigkeit der ihr aufgedrückten Wegamplitude wenigstens zum Teil ausweichen, ohne auf den dieser Wegamplitude und ihrer Kompressibilität entsprechenden Druck zu kommen.
Man kann ferner auch zu einer Kombination von strahlenden Flächen greifen, die in ihrer Bewegung so zusammenwirken, dass ein Ausweichen der Flüssigkeit ermöglicht wird.
Durch die angegebenen Mittel ist es möglich, an der Stelle, an welcher die strahlende Fläche erregt wird, ein beliebiges Verhältnis zwischen Wegamplitude und auftretendem Druck zu erhalten. Zur Erregung selbst kann man ein abgestimmtes Schwingungsgehilde anwenden, aber
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In der Zeichnung sind in den Fig. 1 bis 3 verschiedene Durchführungsmöglichkeiten der Erfindung beispielsweise dargestellt.
Fig. i veranschaulich ein Ausführungsbeispiel, bei welchem angenommen wird. dass die Druckkomponente durch einen in der Nähe der Strahlungsfläche angeordneten, gasgefüllten Körper zum Teil aufgenommen wird. I ist das an das Wasser grenzende, schwingende Gebilde. das mit seiner nach aussen gekehrten Fläche Energie auf das Wasser überträgt. Rings am Aussenrande der schwingenden Fläche ist ein mit Gas gefüllte-, elastischer Schlauch 2 befestigt. nach dem hin nicht erwünschte Druckkräfte sich ausgleichen können. Auf der inneren Seite der Membran ist der Anker 3 eine Elektromagneten befestigt, der durch die Spulen./erregt wird.
Die zweite Ankerhälfte ist an einer Traverse 7 befestigt, die sich durch ein die ganze Erregeranordnung aufnehmendes und vorne durch die Membran abgeschlossenes Gehäuse 5 erstreckt.
Fig. 2 veranschaulicht eine Ausführungsform, bei welcher die schwingende Fläche selbst ausweichende Bewegungen vollführen kann. Als Erreger für die Membrane i ist in diesem Falle ein abgestimmtes Schwingungsgebilde 2 in Gestalt einer Stimmgabel vorgesehen. die mit ihrem Fusspunkt an der Membran angreift, und an deren Zinken von den Spulen ç beeinflusste, elektromagnetische Auker 3 befestigt sind. Im Inneren des Gehäuse, ist ein Ring 6 befestigt. der mit seiner vorderen Stirnflächen an der Membran I angreift, die dadurch in zwei Zonen unterteilt ist, so dass die Membran bei der Schwingung gegenläufige, durch die eingezeichneten Pfeile veranschaulichte Bewegungen vollführen kann.
Durch geeignete Wahl der Frequenz oder, bei gegebener Frequenz, durch geeignete Ausbildung des Membranprofils, können diese gegenläufigen Bewegungsrichtungen auch ohne Anbringung des Ringes 6 erzielt werden.
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muss dann beispielsweise die zylindrische Wandung des Topfes derartig ausbilden. dass diese sich nach innen bewegen kann, wenn die Membran nach aussen gedrückt wird.
Im Falle der Fig. 3 sind zwei strahlende Flächen I, I'vorgesehen, die gemäss der Erfindung bei der Schwingung eine gegenläufige Bewegung vollführen und so ein Ausweichen der Flüssigkeit ermöglichen. Die Ausbildung entspricht im übrigen derjenigen nach Fig. i. Um in diesem Falle die ausgestrahlte Energiemenge zu regeln, kann man entweder die Amplitude oder die Phase der Bewegung beider Flächen gegeneinander oder, bei gegebener Frequenz, den Abstund der beiden Flächen verschieden anordnen. Es ist allerdings für die richtige Wirkungsweise dieser Ausbildung notwendig, dass die Entfernung der beiden strahlenden Flächen voneinander die richtige Beziehung zur, Wellenlänge der verwendeten Frequenz erhält.
PATENT-ANSPRÜCHE :
I. Einrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades kontinuierlich schwingender Strahlergebilde von Unterwasserschallsendern durch Vergrösserung der Bewegungsamplitude an den Angriffsstellen der erregenden'Kraft, dadurch gekennzeichnet, dass die leerschwingende Wa-. ser- masse am Strahler gegenüber ihrem normalen Betrage durch Schaffung künstlicher oder Vergrösserung vorhandener Ausweichstellen vergrössert ist.