DE185145C - - Google Patents

Description

jtuaiiti-ifl

Siyvntutn, bet,

of a \e>% ι \'a ι η Ib.

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 185145 KLASSE 7Ad. GRUPPE

von Schiffen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Mai 1904 ab.

Die bisher bekannten Vorrichtungen zur Aufnahme von Signalen mittels unterseeischer Schallschwingungen leiden an dem Übelstande, daß sie selbst für Schallschwingungen , 5 empfindlich sind, welche von der Empfangsstation ausgesändt werden, so daß die eintreffenden Signale verwirrt werden und unverständlich ausfallen. Dies ist ganz besonders auf einem Schiffe der Fall, wo Geräusche,

ίο die von Dampfmaschinen, Pumpen und anderen Maschinen sowie von den auf die Schiffsseiten anschlagenden Wellen verursacht werden, zu Zeiten alle Signale vernichten, ausgenommen diejenigen, die von den stärksten Vorrichtungen herrühren.

Der Erfinder hat die Entdeckung gemacht, daß die von den oben erwähnten Störungen verursachten Schallschwingungen durch die Wände des Schiffskörpers oder anderen Schwimmkörpers in der Ebene der betreffenden Wand fortschreiten und daß in allen anderen Ebenen wenig oder keine Schallschwingungen wahrnehmbar sind. Dagegen durchdringen die von der Signalstation ausgesandten Schallwellen oder Schwingungen die Wände des Schiffes oder Schwimmkörpers unter jedem beliebigen Winkel.

Die Erfindung bezweckt die Herstellung einer Schallempfangsvorrichtung, welche für die senkrecht auftreffenden Schallwellen von der Signalstation empfänglich, dagegen für

; alle längs der Wände des Schiffes oder Schwimmkörpers fortgeflanzten Geräusche unempfindlich ist.

Die Erfindung bezweckt ferner die Anordnung und Anwendung solcher Empfangsvorrichtungen entweder einzeln oder in Gruppen, um mit großer Genauigkeit die Richtungslinie der eintreffenden Signale festzustellen.

Angesichts dieser und anderer Zwecke ist eine Schallempfangsvorrichtung konstruiert, welche hauptsächlich eine verhältnismäßig große Empfangsfläche oder Membran hat, die unter einem beliebigen Winkel zu den Strahlen der Signalwellen eingestellt sein kann und eine große Anzahl solcher Strahlen empfangen kann, so. daß die Stärke und Empfindlichkeit der Vorrichtung eine große sein kann. Diese Oberfläche oder Membran wird zweckmäßig in Berührung mit dem Wasser gesetzt, aber nicht notwendigerweise mit dem Wasser der See selbst, wie sogleich gezeigt werden soll. Der Empfänger ist ebenfalls mit einer wiedertönenden oder verstärkenden Einrichtung ausgestattet, die an einer passenden Stelle, entweder in der unmittelbaren Nähe der empfangenden Membran an oder nahe der Schiffswand, oder in einer gewissen Entfernung davon und an einem Punkte tief im Innern des Schiffes oder Schwimmkörpers angeordnet sein kann. Ein neues Merkmal des Empfängers beruht auf einem Teile dieser wiedertönenden oder verstärkenden Einrichtung und auf der Art und Weise, wie dieser Teil mit der erwähnten Empfangsmembran verbunden ist. Dieser Teil besteht in einer zweiten Membran, die nicht gerade die Größe der Empfangsmembran

zu haben braucht, sondern zweckmäßig und gewöhnlich viel kleiner sein kann. Die zwei Membranen sind zweckmäßig in ihren Mittelpunkten miteinander durch einen guten Schall-' leiter verbunden. Es ist unerheblich, aus welchem Stoffe dieser Schalleiter besteht, doch hängt die Wahl des Stoffes teilweise von den Umständen, wie z. B. dem Abstande der zu verbindenden Membranen, ab. Der

ίο Schalleiter ist verhältnismäßig lang und dünn und auf die ganze Länge zwischen den beiden Membranen steif oder verhältnismäßig starr. Dieser Verbiridungsdraht oder je nach den Umständen die Verbindungsstange ist sehr empfänglich für Schwingungen, deren Richtung längs seiner oder ihrer Mittellinie läuft, jedoch unempfänglich für querlaufende Schwingungen. Diese Stange nimmt also von der Empfangsmembran nur Schwingungen in der Richtung ihrer Länge auf, pflanzt sie fort und beeinflußt die Membran der wiedertönenden oder verstärkenden Einrichtung mithin nur unter Einwirkung solcher Schwingungen. Mit anderen Worten: dieser Schallleiter wird keine der gewöhnlich von örtlichen Störungen herrührenden Schwingungen aufnehmen und an die zuletzt genannte Membran abgeben.

Bei Anordnung der wiedertönenden oder schallverstärkenden Einrichtung an einem Punkte innerhalb des Schiffes oder anderen Schwimmkörpers und'.bei verhältnismäßig großer Länge der die Membranen verbindenden Schalleiter ist es möglich, mehrere Empfangsmembranen mit einer einzigen wiedertönenden Membran oder einer Anzahl von passend angeordneten wiedertönenden Membranen zu verbinden, so daß. mittels einer Umschaltevorrichtung jede beliebige Empfangsmembran dem Beamten zugänglich gemacht werden kann. Derselbe ist also imstande, an der verhältnismäßigen Stärke der Schwingungen zu erkennen, von welcher Richtung her dieselben kommen.

Die Erfindung soll jetzt näher an Hand der Zeichnungen beschrieben werden.

Fig. ι ist ein senkrechter Schnitt durch eine Ausführungsform der Vorrichtung.
. Fig: 2. veranschaulicht schematisch eine Abänderung der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform.

Fig. 3 und 4 zeigen andere Ausführungsformen des Schallempfängers im senkrechten Schnitte.

Fig. 5 und 6 sind Vorderansichten der in Fig. 3 bezw. 4 dargestellten Schallempfänger. Fig. 7 und 8 zeigen verschiedene Anord-" nungen von Schallempfängern und Einrichtungen zur Feststellung der Schallrichtungen.

Fig. 9 zeigt im senkrechten Schnitte eine weitere Ausführungsform der. Erfindung.

In Fig. ι bezeichnet S die Wand des Schiffes oder anderen Schwimmkörpers. In einer öffnung dieser Wand ist ein hohles Gehäuse C mit zwei Öffnungen C und C" an beiden Enden angeordnet, welches Gehäuse also eine Kammer D bildet.

Am äußeren Ende der Kammer D ist in der öffnung C eine Empfangsmembran D¹ angeordnet. Am inneren Ende der Kammer ist in der Öffnung C" die Membran d der wiedertönenden oder verstärkenden Einrichtung angeordnet. Diese zwei Membranen sind durch einen Leiter R verbunden, welcher ein steifer Draht oder eine Stange aus irgend einem geeigneten Stoffe sein kann. Außerhalb des Gehäuses C ist eine Packung P angebracht, die zweckmäßig porös ist und aus einem den Schall vernichtenden oder nicht leitenden Stoffe besteht, so daß alle die Wand 5 und die Pa-ckung P durchdringenden Schwingungen verhindert sind, in die Kammer. D zu 'gelangen. Wie dargestellt, hat die Kammer D zweckmäßig einen sich nach außen hin erweiternden Teil a, der durch einen Hals c mit einem wiedertönenden Teile b verbunden ist. Die dargestellte Kammer D ragt von der Innenseite des Schiffes über die Membran d hinaus hervor und dieser vorspringende Teil . hat die Form einer wieder- 90 ■ tönenden Kammer f. Diese Kammer f ist nach der Zeichnung mit einer Schallröhre T verbunden, die ein Ohrstück E für den Beamten hat. Die wagerechten Schwingungen der Membran Z)¹ werden durch den Leiter R auf die Membran d übertragen und von der wiedertönenden Kammer/ durch die Rohre T zum' Ohre des Beamten fortgepflanzt.

In Fig. 2 ist eine Vorrichtung dargestellt, bei welcher die Übertragung der Schwingungen auf elektrischem Wege bewirkt wird. In diesem Falle ist die wiedertönende Kammer / nach Fig. 1 weggelassen und 'durch eine mit der Membran d verbundene Einrichtung Z beliebiger Art zur Veränderung des elektrischen Widerstandes ersetzt. Nach der Zeichnung ist die Einrichtung Z durch Drähte F mit der Batterie X und dem elektrischen Empfänger G für den Beamten verbunden. Es ist offenbar, daß die Art und Weise, wie das Öhr des Beamten mit der Membran d in Verbindung gesetzt wird, unerheblich ist.

Obwohl in Fig. 1 und 2 die Empfangsmembran D¹ als unmittelbar in der Schiffs- wand angeordnet dargestellt ist, so kann es doch zweckmäßig sein, sie in einem besonderen, der ■ Sc.hiffswand außen angesetzten Kasten anzuordnen, wie Fig. .3 und 5 zeigen. In diesem Falle kann die-wiedertönende oder verstärkende Einrichtung entweder wie vorher, oder in nachher zu beschreibender Weise

innerhalb des Schiffes angeordnet und mit der Membran D¹ des Kastens mittels des durch ein Loch N in der Wand des Schwimmkörpers hindurchgehenden Leiters R verbunden sein.

Während bisher in Fig. i, 2, 3 und 5 die Membran Z)^l in unmittelbarer Berührung mit dem Seewasser angenommen wurde, kann es zweckmäßig sein, diese Membran in der Wand eines Wasserkastens innerhalb des Schiffes und in Berührung mit dem darin befindlichen Wasser anzuordnen. In diesem Falle wird jedoch das Wasser im Kasten in Berührung mit der Innenseite der Schiffswand gebracht, um einen wesentlich ununter-' brochenen Zusammenhang des die Schwingungen leitenden Wassers von der Schallquelle bis zur Membran D¹ herzustellen, so daß kein Verlust beim Übergang von einem Medium zum anderen stattfindet. In Fig. 4 und 6 ist ein solcher innerer Wasserkasten Y dargestellt, in dessen Wand Y^: die Membran D¹ angebracht ist. Dieser Wasserkasten ist mit Wasser W¹ bis über die Oberkante der Membran, gefüllt. Der mit dieser Membran verbundene Leiter ist mit R bezeichnet, während die wiedertönende, verstärkende und sonstige Einrichtung weggelassen ist. Diese Einrichtung kann von einer der hier beschriebenen Arten sein.

Es soll jetzt näher auf die Anordnung der verstärkenden und sonstigen Einrichtungen innerhalb des Schiffes eingegangen werden und insbesondere auf die "Einrichtung, mit deren Hilfe der Beamte die Richtung der Schallschwingungen feststellen kann. Fig. 7 sind die Empfangsmembranen D¹, D'² in der Schiffswand und mit derselben übereinstimmend angeordnet.

Fig. 7 zeigt auch eine Anordnung, bei welcher Leiter JR¹, R² von der oben beschriebenen Art die Membran D¹ und D² mit den wiedertönenden oder verstärkenden Membranen d¹ und d² verbinden. Außerdem ist es nicht notwendig, daß diese Leiter gerade sind. Beispielsweise ist der Leiter R² in Fig. 7 krumm und wird durch Seile g¹, g², g^a und g⁴ gehörig gehalten, ohne seine Fähigkeit der Schalleitung zu beeinträchtigen. Die wiedertönenden Vorrichtungen B und B¹ können von beliebiger Gestalt sein. Hier sind sie als doppelte wiedertönende Kammern δ¹,/¹ und b²,f² dargestellt, die durch Membranen d¹ und d² geteilt sind. Die Kam-

mern f¹ und f² haben Öffnungen q¹ und q², an die sich zweckmäßig kurze Röhren t¹ und t² anschließen. . Am Punkte Q. ist das Rohr T des Beamten drehbar angeordnet, so daß es mittels des Handhebels H um seine Drehachse hin- und hergedreht'werden kann. Über diese Drehachse hinaus erstreckt sich die Verlängerung T¹ des Rohres T und diese Verlängerung T¹ kann so eingestellt werden, daß ihre Mittellinie sich entweder mit derjenigen der Öffnung q¹ bezw. Röhre i¹ oder derjenigen der Öffnung q² bezw. Röhre t² deckt. Nimmt das Rohr T¹ die durch die ausgezogenen Linien angegebene Stellung ein, so ist der Beamte dadurch in Verbindung mit der wiedertönenden Einrichtung B gesetzt und somit durch den Leiter R¹ auch mit der Membran D'. Nun kann der. Beamte Geräusche entdecken und Signale von dieser Schiffsseite her empfangen. Wird jedoch der Handhebel H gedreht, so kommt das Rohr T¹ außer Verbindung mit der Einrichtung B und in Verbindung mit der anderen Einrichtung JS¹, wie die punktierten Linien andeuten. Dadurch wird der Beamte mit anderen Teilen des Schiffes in Verbindung gesetzt. Beim Verdrehen des Handhebels und Vergleichen der Stärken der Schallschwingungen kann' die Richtung des Schalles leicht festgestellt werden.

Die Ausführungsform in Fig. 8 weicht von derjenigen in Fig. 7 hauptsächlich darin ab, daß an Stelle von Membranen die Schiffswand selbst benutzt wird. Außerdem ist bei der Einrichtung in Fig. 8 das Rohr T bleibend mit beiden Kammern B, B¹ verbunden. Dagegen' ist eine Einrichtung getroffen, um mittels einer Klappe I die Schallwellen auf ihrem Wege von B oder B¹ nach dem Rohre T nach Belieben zu unterbrechen. Die Klappe _; ist bei Q.¹ außerhalb der Kammern B, B¹ drehbar gelagert und tritt durch eine Öffnung O am Boden derselben hindurch. Diese Klappe wird von einem Umschalter V nahe dem Ohrstücke des Beamten elektrisch beherrscht. Der feste Drehpunkt des Umschalters ist durch eine Leitung F bis η mit der Batterie X¹ verbunden. Von dem Punkte η zweigen sich die beiden Leitungen F¹ und F² ab, die nach den beiden Kontakten c bezw. c¹ des Umschalters gehen. In jeder Zweigleitung F¹ bezw. F² liegt ein Elektromagnet. Diese Elektromagnete sind mit e¹ und e² bezeichnet und als unmittelbar unter dem Gehäuse B, B¹ angeordnet dargestellt. Die Klappe / trägt an einem Arme /' no ein Eisenstück i, welches abwechselnd als Anker für beide Elektromagnete e\ e² dienen kann. Wird das bewegliche Ende des Umschalters V auf den Kontakt c gesetzt, so wird dadurch der Stromkreis des Magnetes e¹ geschlossen, daher der letztere erregt, um den Anker i anzuziehen und ihn in die Stellung nach den ausgezogenen Linien zu bringen. Diese Bewegung des Ankers nach links hin veranlaßt die Klappe, nach rechts hin umzuschlagen und alle durch die Kammer B¹ von der Membran d² und ihren Lei-

tern ausgesandten Schallwellen abzusperren. Wird der Umschalter auf den Kontakt c¹ gelegt, so werden Anker und Klappe in den entgegengesetzten Richtungen umgelegt und alle durch B von der Membran d^l und ihren Leitern ausgesandten Schallwellen abgesperrt. In Fig. 8 sind die Membranen d^l und d'² jede mit einer Anzahl von Punkten an der Schiffs wand durch ebenso viele Leiter verbunden.

ίο Die Leiter der Membran d^l sind mit R\ R², R³ und diejenigen der Membran d'². mit i?⁴, i?⁵ und i?⁶ bezeichnet. In jeder dieser Gruppen führen alle Leiter zu derselben Membran d^l bezw. d², die also der vereinigten Wirkung dieser Leiter unterworfen ist. Durch Umschalten des Umschalters V nach rechts oder links hin und Anlegen des Ohres gegen das Ohrstück E kann der Beamte leicht die vorherrschende Richtung des Schalles ermitteln.

Es ist ohne weiteres einzusehen, daß die röhrenförmigen Schallübertrager in Fig. 7 und 8 auch durch elektrische Schallübertrager, beispielsweise nach Art derjenigen in Fig. 2 ersetzt werden können. Jeder Laie wird nach Durchsicht der obigen Beschreibung verstehen, wie eine solche Anwendung anzuordnen ist, da eine einzige Empfangsvorrichtung benutzt wird, die mit irgend einer Membran elektrisch verbunden werden kann, etwa mittels eines Umschalters, der beispielsweise an die Stelle des drehbaren Rohres T¹ (Fig. 7) oder der bei Q.¹ drehbaren Klappe (Fig. 8) gesetzt wird.

Fig. 9 zeigt eine einzige wiedertönende Kammer f^B mit einer Anzahl von Membranen d¹, d^s, d^v. " Jede dieser Membranen ist durch einen Leiter R⁷, R⁸, R⁹ mit einer Empfangsmembran passend verbunden. Die Empfangs membran kann ein Stück der Schiffswand oder von einer der oben beschriebenen Arten sein. Die wiedertönende Kammer ist in geeigneter Weise mit dem Ohrstücke des BeBeamten verbunden.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die beschriebene Vorrichtung in vieler Hinsicht durch Hinzufügung weiterer Teile oder Weglassung anderer Teile abgeändert werden kann, ohne von dem Wesen der Erfindung abzuweichen.

Der Nutzen einer solchen Vorrichtung liegt auf der Hand. Sie eignet sich besonders für unterseeische Boote und kann in dieselben eingebaut werden.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zum Empfangen von durch Wasser fortgeleiteten Schallsignalen an Bord von Schiffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale von einer Membran, die einen Teil der Schiffswandung bildet, aufgenommen und durch Längsschwingungen eines Drahtes oder eines anderen straffen oder starren Verbindungsmittels, das gegen solche Schwingungen der Schiffswand, welche durch längs der Schiffswand fortgepflanzte Geräusche erzeugt werden, unempfindlich ist, weiter übertragen werden.

2. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Schall übertragende Draht die Schwingungen der Membran einer zweiten Membran übermittelt, welche die Wand einer wiedertönenden Schallkammer bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.