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Vorrichtung zum gerichteten Senden und/oder Empfangen von Wasserschall
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum gerichteten Senden und/oder
Empfangen von Wasserschall mit Hilfe eines um eine Achse drehbaren Schwingers mit
Richtwirkung.
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Es sind Vorrichtungen zum Abhören von Geräuschen oder zum Echoloten
bekannt, bei denen ein als Signalorgan dienender elektroakustischer Wandler mit
in horizontale Richtung weisender Charakteristik an einem senkrechten Träger angeordnet
ist, der um seine Achse drehbar ist und somit ein Absuchen bzw. ein Ausloten der
Horizontalebene erlaubt.
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Es ist auch bekannt, den Wandler zusätzlich um eine horizontale Achse
schwenkbar anzuordnen, um eine räumliche Peilung vornehmen zu können.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, mit Hilfe einer einfach
aufgebauten Vorrichtung, wobei irn allgemeinen der Schwinger nur um eine einzige
Achse geschwenkt zu werden braucht, die überwachung eines Raumsektors. d. h. nicht
nur einer bestimmten Ebene, durch Abhorchen oder Ausloten durchführen zu können.
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Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß der
Schwinger an einer drehbaren. mit einer Steuervorrichtung gekuppelten Haltevorrichtung
mit einem Winkel von 45° zwischen deren Drehachse und der Achse der Richtcharakteristik
fest angebracht ist und daß die Drebachs.e der Haltevorrichtung mit der Vertikalen
ebenfalls einen Winkel von 45° einschließt.
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Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist die Haltevorrichtung
des Schwingers, gegen die Vertikale geneigt, am Schiffskörper angeordnet. Ist die
Drehachse, vom Schiff aus gesehen, nach vorn unten gerichtet, so wird es dadurch
möglich, entweder einen durch einen Kegelmantel begrenzten Raumsektor kontinuierlich
auszuloten oder aber auch Lotungen in bestimmter Richtung z. B. nach vorn, nach
unten oder nach Backbord oder nach Steuerbord durchzuführen.
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Wird der Schwinger so am Schiffskörper montiert, daß seine Drehachse
mit einer in ihrer Richtung gegenüber dem Schiffskörper festen Achse einen spitzen
Winkel bildet und um diese feste Achse schwenkbar ist, so kann durch zusätzliche
Drehung um die feste Achse die Schwingeranordnung in verschiedene Raumrichtung unterhalb
des Schiffes eingestellt werden.
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Die Anzeige der Signale kann in an sich bekannter Weise erfolgen,
z. B. akustisch oder optisch. Bei räumlicher Peilung erweist sich besonders vorteilhaft
die Anzeige mittels einer Kathodenstrahlröhre, deren Zeitablenkung mit der Schwenkung
des Schwingers svnchronisiert ist: besonders anschaulich ist dabei die an sich bekannte
Art der Darstellung mit Hilfe einer Kathodenstrahlröhre mit kreisförmiger Strahlführung.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung durch zwei Ausführungsbeispiele
erläutert. In Fig. 1 ist ein am Bug eines Schiffes angeordneter Schwinger dargestellt,
mit dem ein Senden und ein Empfangen von Schallsignalen sowohl in horizontaler Richtung
nach vorn sowie in vertikaler Richtung nach unten als auch eine räumliche Peilung
in einem Raumsektor möglich ist: in Fig.2 ist die Anordnung eines Schwingers an
einem ausfahrbaren Träger dargestellt, wobei die Schwingeranordnung noch zusätzlich
um eine vertikale Achse drehbar ist.
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Gemäß Fig. 1 ist der Schwinger 1 am vorderen unteren Ende eines rohrförmigen
Trägers 2 montiert. dessen Achse 3 unter einem Winkel von 45° gegen die Horizontale
geneigt ist. Der Träger 2 ist in an sich bekannter Weise unter wasserdichtem Abschluß
durch den Schiffskörper 5 hindurchgeführt und kann durch eine nicht dargestellte
Vorrichtung um die Achse 3 gedreht werden. Die Richtung 4 des Hauptmaximums des
Schwingers schließt mit der Achse 3 einen Winkel von 45° ein.
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Bei der Einstellung nach Fig. 1 a liegt der Pfeil 4. der die Richtung
des Hauptmaximums des Schwingers darstellt, in seiner höchsten Lage, d. h. er weist
in horizontale Richtung.
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In Fig. 1 b ist eine Stellung gezeichnet, die gegenüber der Stellung
nach Fig. 1 a durch eine Schwenkung des Trägers 2 um 180° um die Achse 3 entstanden
ist. In dieser Lage ist die Richtung 4 des Hauptmaximums des Schwingers 1 senkrecht
nach unten gerichtet.
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Es sind außer den in Fig. 1 a und 1 b gezeigten Einstellungen des
Schwingers auch sämtliche Zwischen-
Stellungen möglich. Der Pfeil
4 beschreibt bei Drehung der Achse des Trägers 2 einen Kegelmantel. Es ist möglich,
mit der Anordnung nach Fig. 1 bei kontinuierlicher Lotung den diesem Kegelmantel
entsprechenden Raumsektor laufend zu überwachen. Dies hat besondere Bedeutung z.
B. für die Fischerei, wo es nicht nur erwünscht ist, die unterhalb des Schiffes
stehenden Fischschwärme anzuloten, sondern auch die vor dem Schiff auf Backbord
und Steuerbord befindlichen Schwärme auszumachen.
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Die Einstellvorrichtung für die Stellung des Schwingers bzw. des rohrförmigen
Trägers 2, die in Fig.l nicht dargestellt ist, wird zweckmäßig mit einer Rastvorrichtung
ausgestattet, die eine Feststellung des Schwingers in bestimmten Lagen, insbesondere
auch für die Lotung nach vorn und nach hinten gestattet.
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In Fig. 1 ist der Träger 2 in ausgefahrenem Zustand dargestellt; falls
keine Lotung durchgeführt wird, ist der Träger 2 in den Schiffskörper eingefahren.
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Gemäß Fig. 2 ist der Schwinger 1 am unteren Ende eines rohrförmigen
Ausfahrkörpers 6 vermittels der drehbaren Halterung 7 gelagert. Die Achse 3 dieser
Halterung ist unter einem Winkel von 45° gegen die Horizontale geneigt. Am oberen
Ende der Halterung 7 ist ein Kegelrad 8 angeordnet, welches mit einem Kegelrad 9
in Eingriff steht, das von dem Motor 10 über das Getriebe 11 angetrieben werden
kann. Der Motor 10 mit dem Getriebe 11 ist im Innern des Ausfahrkörpers 6 an der
Halteplatte 12 angeordnet. Der Motor 10 kann durch eine Fernsteuerung in an sich
bekannter Weise so betätigt werden, daß der Schwinger 1 eine beliebige, an einer
Skala einstellbare Winkelstellung gegenüber der Achse 3 einnehmen kann.
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Entsprechend wie in Fig. 1 ist der Ausfahrkörper 6 durch den Schiffskörper
5 hindurchgeführt. Mit seinem oberen Ende ragt der Ausfahrkörper 6 in den Führungskörper
13 hinein, der mit seiner Deckplatte 18 an einer gegenüber dem Schiff festen Platte
14 anliegt. Am unteren Ende des Führungskörpers 13 ist ein Motor 15 befestigt. der
ein Zahnrad 16 antreibt. das mit der Zahnleiste17 am Ausfahrkörper6 im Eingriff
steht. Bei Betätigung des Motors 15 wird der Ausfahrkörper 6 im gewünschten Sinne
nach unten bzw. oben bewegt. An der Deckplatte 18 des Führungskörpers 13 ist vermittels
der durch die Platte 14 durchgeführten Halterung 19 ein Zahnrad 20 befestigt. Dieses
Zahnrad kann durch einen nicht dargestellten Motor in Umdrehung versetzt werden.
Da der Ausfahrkörper 6 gegenüber dem Führungskörper 13 vermittels der Feder 22 und
der Nut 23 geradegeführt ist, wird bei einer Drehung des Zahnrades 20 der Ausfahrkörper
6 und damit der Schwinger 1 um die vertikale Achse 21 gedreht.
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Die Halterung 19 und das Zahnrad 20 sind in ihrer Achsrichtung
mit einer Bohrung 24 versehen, durch welche die Zuleitungen zum Motor
10 durchgeführt werden können. In der in Fig. 2 dargestellten Stellung ist
der Schwinger 1 entsprechend Fig. 1 a so eingestellt, daß die Richtung seines Hauptmaximums
nach vorn zeigt. Durch Betätigung des Motors 10 erfolgt bei festgehaltenem Führungskörper
13 eine Schwenkung des Schwingers um die Achse 3, wie dies im Zusammenhang mit Fig.
1 ausgeführt ist.
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Es ist mit dieser Anordnung möglich, die Richtung des Hauptmaximums
des Schwinges 1 vermittels des Motors 10 in eine beliebige Richtung zu schwenken
und in dieser Richtung zu arretieren; dann ist es möglich, durch Betätigung des
Zahnrades 20 die ganze Anordnung in Drehung zu versetzen und eine kegelförmige Peilung
durchzuführen, deren Symmetrielinie durch die vertikale Achse 21 gegeben ist. Dabei
ist der Öffnungswinkel des Kegels durch den Winkel zwischen der jeweiligen Richtung
des Hauptmaximums des Schwingers 1 und der vertikalen Achse 21 bestimmt. Diese Art
der Peilung eignet sich besonders für die Abtastung des Meeresbodens, wo bei geeigneter
Bemessung des durch die Richtung des Hauptmaximums und die Achse 21 bestimmten Winkels
ein mehr oder weniger großer Winkelbereich kontinuierlich abgetastet und überwacht
werden kann.
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Der besondere Vorteil der erfindungsgemäß angegebenen Apparatur besteht
darin, daß durch eine einfache Schwenkung um eine einzige Achse jeweils eine Peilung
in einem beliebig einstellbaren Raumwinkel vorgenommen werden kann.