DE299130C

DE299130C -

Info

Publication number: DE299130C
Application number: DENDAT299130D
Authority: DE
Priority date: 1916-03-09
Also published as: GB144673A

Description

Bei der Aufnahme oder Abgabe von Schall an verschiedenen Medien richtet sich die Bewegungsamplitude, mit der das den Energieübergang vermittelnde Gebilde (Strahlergebilde) am vorteilhaftesten schwingen soll, nach der Kompressibilität des Mediums. An Flüssigkeiten sind beispielsweise zur Erzeugung von beträchtlichen Druckamplituden nur sehr kleine Bewegungsamplituden erforderlich,

ίο während an Gasen große Bewegungsamplituden erzeugt werden müssen. Andererseits kommen für den eigentlichen Erreger der Schallschwingungen, also beispielsweise für das eigentliche Magnetsystem, an elektromagnetisch betriebenen Sendern oder für den eigentlichen Empfänger, z. B. für das Mikrophon, ganz andere Gesichtspunkte für die Bemessung der Bewegungsamplitude in Frage. Daraus ergibt sich fast immer bei derartigen Apparaten die Notwendigkeit einer Amplitudenübersetzung von der einen nach der anderen Stelle.

Es ist vorgeschlagen worden, eine derartige Amplitudenübersetzung dadurch zu ermöglichen, daß man ein selbständiges Schwirigungsgebilde zwischen den an das übertragende Medium grenzenden Teil des Apparates einerseits und den eigentlichen Erreger oder Indikator anderseits derart einschaltet, daß diese beiden Teile des Apparates mit Stellen von verschieden großer Bewegungsamplitude des Schwingungsgebildes verbunden werden. Als solche Schwingungsgebilde hat man -auch bisher schon meist Systeme verwendet, deren einzelne Teile zu einer Achse des Systems symmetrisch schwingen. Da man aber stets den Erreger oder Indikator nur an einem Punkte des Systems, angreifen ließ, ebenso auch den aufnehmenden bzw. abstrahlenden Teil, war man entweder genötigt, das Zwischensystem unsymmetrisch anzufassen, oder man mußte an einer in der Symmetrieachse liegenden Stelle anfassen. Im ersten Fall wird das System unsymmetrisch in seiner Schwingungsform, es treten statt einer Eigenschwingung deren mehrere auf; im zweiten Fall ist man in der Wahl der Kopplungspunkte außerordentlich beschränkt und kann nur an ganz bestimmten Punkten anfassen, so daß die Übersetzungsmöglichkeiten von der Dimensionierung des Schwingungsgebildes abhängen. Da diese Dimensionierung aber 'noch durch andere Faktoren mitbestimmt ist, so ist es oft nicht möglich, allenErfordernissen gleichzeitig zu genügen. Die Erfindung begegnet diesen Nachteilen dadurch, daß sie den an das übertragende Medium grenzenden Teil des Sende- oder Empfangsapparates und das die Amplitudenübersetzung bewirkende Schwingungsgebilde an zwei oder mehreren symmetrisch zu den Knotenpunkten oder Knotenlinien liegenden Orten miteinander koppelt. Dadurch wird die Dimension des Schwingungsgebildes und des Strahlungsgebildes für die Amplitudenübersetzung gleichgültig und kann vollständig nach anderen wichtigen Gesichtspunkten bemessen werden.

Am einfachsten wird die Aufgabe technisch gelöst durch Zwischenschaltung eines starren Kopplungsgliedes von der Form einer einfachen oder doppelten Gabel, an deren Stiel- und Zinkenenden die Kopplungspunkte mit den genannten Gebilden liegen. Die Kopplung selbst muß möglichst in einem Punkt oder einer Linie vorgenommen werden und erfolgt gegebenenfalls vorteilhaft durch eine

ίο fest angezogene Spitzen- oder Kantenlagerung, damit eine gewisse Drehbeweglichkeit an diesen Stellen erzielt wird.

Zur Erläuterung der Erfindung seien einige Ausführungsmöglichkeiten an Hand der Zeichnungen kurz beschrieben.

Abb. ι zeigt einen in der Mitte fest eingespannten Stab d. Sein Schwingungsbild ist symmetrisch zur Achse a-a. Die Stabenden sind die Punkte größter Amplitude, deren Größe kontinuierlich nach der Mitte e zu ab nimmt. Die Kopplungsstellen werden, paarweise einander zugeordnet, so gewählt, daß sie symmetrisch zur Achse a-a liegen. So sind die Punkte b und b¹ mit kleinen Amplituden und großen Kräften und die Punkte c und c¹ mit großen Amplituden und kleinen Kräften einander zugeordnet und in dem jeweiligen Zwecke entsprechender Weise in der Abbildung durch starre bzw. sehr hoch abgestimmte, also gegenüber den in Frage kommenden Frequenzen, starre Traversen s und t miteinander verbunden. Jeder Punkt der Traverse s führt aber dieselben Amplituden aus wie die Punkte c, c¹, die der Traverse t dieselben wie die Punkte b, b¹. Je nach dem gewünschten Übersetzungsverhältnis würde sich an die eine der Traversen beispielsweise ein Erreger oder Empfänger, an die andere das Strahlungs- bzw. Aufnahmeorgan anschließen.

In Abb. 2 dient eine Stimmgabel g als Zwischenglied. Die Symmetrieachse des Schwingungsvorganges ist die Achse a-a. Die Punkte größter Amplitude sind c, c¹, während in e, e¹ Knotenpunkte liegen. Gemäß der Erfindung wird nun in zwei Punktepaaren symmetrisch zur Achse und in den gewünschten Abständen von den Knotenpunkten gekoppelt. In der Abbildung geschieht dies beispielsweise dadurch, daß die Punkte b, b¹ durch eine starre (bzw. sehr hoch abgestimmte).,Traversed miteinander verbunden werden und diese auf die strahlende Fläche, z. B. die Bordwand w, eines Schiffes aufgesetzt wird.

Abb. 3 zeigt eine in einen festen Ring ausgespannte Membran m, die in bekannter Weise symmetrisch zur Achse a-a schwingt. Sie ist in dem symmetrisch zur Achse liegenden Punktepaar b, b¹ unter Vermittlung einer starren Traverse t mit dem Mittelpunkte einer an das schallübertragende Medium grenzende Membran M gekoppelt. Das Punktepaar c, c¹ der Abb. ι fällt in diesem Sonderfalle in einen einzigen Punkt c auf der Symmetrieachse zusammen. Statt des Punktepaares b, b¹ würde hier zweckmäßig eine größere Anzahl von Kopplungspunkten verwendet, die auf einem zur Symmetrieachse konzentrischen Kreise liegen. Mit dem Punkte c ist beispielsweise ein Erreger oder ein Empfänger f verbunden.

In Abb. 4 dient ein Ring als Zwischenglied. e, e', e", e'" sind seine Schwingungsknotenpunkte. Die Kopplung erfolgt entsprechend dem Vorhergehenden in dem symmetrisch zu einer der Schwingungsachsen a-a liegenden Punktepaar b, b¹. Die Punkte b, b¹ können wieder durch eine starre Traverse t miteinander und etwa mit der Schall abstrahlenden oder aufnehmenden Bordwand w eines Schiffes verbunden sein, während im Punkte c ein Erreger oder Empfänger f angreift.

In allen bisher erörterten Fällen war es vorausgesetzt, daß die Frequenz des Erregers oder die der ankommenden Schallwellen mit der des selbständigen Schwingungsgebildes übereinstimmten. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf diesen Spezialiall. Vielmehr ist es mit ihrer Hilfe bei geeigneter Wahl des Schwingungsgebildes auch möglich, eine Amplitudenübersetzung für alle Frequenzen und Geräusche zu erzielen. Ein derartiger Fall ist in Abb. 5 dargestellt. Es bedeutet d ein Band oder einen Stab von sehr niedriger Frequenz, der an beiden Enden fest eingespannt ist. Damit der Stab d stets nur als 95 ■ Ganzes schwingen kann, sind beiderseits Rippen r, r aufgesetzt. Die Symmetrieachse seiner Schwingungen ist also a-a. Das symmetrisch zur Schwingungsachse liegende Kopplungspunktepaar ist b, b'. Statt in dem Punkte c zu koppeln, kann natürlich im Bedarfsfalle auch dort in irgendeinem beliebigen Punktepaar gekoppelt werden, wenn es nur symmetrisch zur Achse a-a liegt.

An Stelle des in Abb. 5 dargestellten Stabes kann auch eine radial versteifte Membran treten. Es kann dann statt des Punktepaares b, V eine beliebige Anzahl von Kopplungspunkten vorgesehen sein, die alle auf einem konzentrischen Kreis zur Symmetrieachse liegen müßten. Der Kopplungspunkt c auf der Symmetrieachse kann beibehalten oder auch in einem zweiten zur Symmetrieachse konzentrischen Kreis von Kopplungspunkten aufgelöst werden.

Das Übersetzungsverhältnis braucht nicht fest zu sein. Vielmehr kann die Anordnung derart getroffen sein, daß sich der Abstand der Kopplungspunktepaare oder -gruppen von den Knotenpunkten kontinuierlich verändern läßt.

Claims

P ATENT-Ansprüche :

ι. Einrichtung zur Aufnahme und Ube:- tragung von insbesondere durch eine Flüssigkeit schreitenden Schallwellen, bestehend aus einem Strahlergebilde und einem oder mehreren selbständigen Schwingungsgebilden, dadurch gekennzeichnet, ίο daß die beiden Gebilde an zwei oder mehreren symmetrisch zu ihren Knotenpunkten oder Knotenlinien liegenden Stellen miteinander gekoppelt sind.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen beiden Gebilden ein gegenüber den verwendeten Frequenzen starres gegabeltes Zwischenglied eingeschaltet ist.,
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen dem Zwischengebilde und den Schwingungssystemen durch Spitzen- oder Kantenlagerung erfolgt.
4. Einrichtung, nach Anspruch 1 mit einem als selbständiges Schwingungsgebilde dienenden, in der Mitte eingespannten Stab, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahler und der Erreger cder Detektor mittels starrer, gabelförmiger Träger symmetrisch zur Einspannstelle am Stab befestigt sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 mit einer als selbständiges Schwingungsgebilde dienenden Stimmgabel, dadurch gekennzeichnet, daß die Stimmgabel mit dem strahlenden Gebilde durch ein symmetrisch zu ihrer Schwingungsachse an zwei Punkten angreifendes starres, gabelförmiges Gebilde gekoppelt ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 mit einem als selbständiges Schwingungsgebilde dienenden Ring, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kopplungsstellen des Ringes mit dem Strahler oder der Schaliwand symmetrisch zwischen zwei Knotenpunkten des Ringes angeordnet sind.

Hierzu 1 Blart Zeichnungen.