DE322280C - Einrichtung zur Erzeugung gerichteter Schallwellen unter Verwendung eines nach dem Sirenenprinzip arbeitenden Senders - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Erzeugung gerichteter Schallwellen unter Verwendung eines nach dem Sirenenprinzip arbeitenden Senders. Das Problem, Schallwellen, insbesondere zum Zwecke der Signalgebung, nur in einer Richtung oder in einigen bevorzugten Richtungen auszusenden, ist bereits vielfach erörtert. Fast immer wurde vorgeschlagen, von dem Prinzip der Reflexion Gebrauch zu machen, d. h. Hohlspiegel, Paraboloide o. dgl. zu verwenden. Da für eine brauchbare Reflexion von Scballwellen die Bedingung zu erfüllen ist, daß die reflektierenden Apparate in den für die Reflexion in Betracht kommenden Richtungen eine Ausdehnung von mehreren Wellenlängen der verwendeten Schallfrequenz haben müssen, so werden die nach diesem Prinzip gebauten Anordnungen außerordentlich groß und schwer. Dies gilt wegen der langen Schallwellen im Wasser besonders beim Unterwasserschallsignalwesen.
• Es ist auch bereits versucht worden, mit Hilfe von Interferenz gerichteten Schall zu erzeugen, wobei jedoch die Senderapparate verhältnismäßig unvollkommen waren. . Versuche, die bisher mit Luftsirenen zur Demonstration des Interferenzphänomens angestellt wurden, hatten nicht die Erzeugung gerichteter Schallwellen zur Aufgabe.
• Die Erfindung behandelt das Problem, gerichteten Schall mit Hilfe von Sirenen zu erzeugen, und zwar insbesondere mit Hilfe solcher Sirenen, bei denen die zur Interferenz zu bringenden Schallwellenzüge -von Schallöchern desselben Schallkörpers erzeugt werden. Sie besteht darin, daß Gruppenpaare von .Schalllöchern an derselben Sirene derart verteilt sind, daß stets zu gleichen Zeiten eine Gruppe von Schallöchern eines Paares geöffnet und die zugehörige Gruppe desselben Paares geschlossen ist, und daß die Entfernung der Gruppen jedes Paares voneinander in das richtige Verhältnis zur Wellenlänge der verwendeten Schallfrequenz gebracht ist. Diese Entfernung muß in der Regel angenähert eine ungerade Anzahl von halben Wellenlängen der Tonfrequenz betragen, wird aber aus praktischen Gründen am vorteilhaftesten etwa gleich einer halben Wellenlänge gewählt werden.
• Im folgenden sind als Ausführungsbeispiele an Hand der Fig. x bis q. zwei Sendertypen nach der Erfindung beschrieben, bei denen nur ein Gruppenpaar von Schallöchern verwendet wird, die zur Erzeugung eines durch den Mittelpunkt des Senders nach diametral entgegengesetzten Richtungen verlaufenden Schallfeldes dienen. In der Fig. = bezeichnet R einen auf seinem ganzen Umfang mit Schallöchern versehenen, in einem relativ feststehenden Teil S (Stator) umlaufenden Sirenenteil (Rotor). Die zusammenwirkenden Schallöcher im Stator sind nur über zwei entgegengesetzte Quadranten oder einen Teil dieser beiden Quadranten verteilt und so angeordnet, daß die Statorlöcher in dem einen Quadranten mit Löchern des Rotors, die in dem anderen Quadranten mit Stegen des Rotors zusammenfallen. Der Durchmesser des Schallkopfes der Sirene wird nahe gleich einer halben Wellen. länge oder einem ungeraden Vielfachen eine solchen gemacht. Die Pfeile bezeichnen die Richtung maximaler Lautstärke.
• Es haben nämlich in dieser Richtung die von einer Gruppe der Schallöcher ausgehenden Schallwellen nach Durchlauf der halben Wellenlänge oder der ungeraden Vielfachen derselben ihre Phase derart geändert, daß sie sich unmittelbar den von der anderen Gruppe ausgehenden Wellen superponieren. In den anderen Richtungen dagegen werden sich die beiden Wellenzüge mehr oder weniger gegenseitig zerstören.
• Eine andere Anordnung der Löcher, die zu demselben Resultat führt, ist in den Fig. 2, 3 und 4 dargestellt. Dabei weist der Stator zwei vorteilhaft übereinander angeordneteLochreihen-auf, wobei die Anzahl der Löcher in de: einen Reihe beispielsweise um ein Loch geringer, in der anderen um ein Loch größer ist als die Anzahl der Löcher im Rotor. Die Löcher im Rotor sind derart ausgebildet, daß sie mit beiden Lochreihen im Stator gleichzeitig zusammenwirken, und der Durchmesser des Schallkopfes der Sirene ist wieder in die richtige Beziehung zur Wellenlänge gebracht, beispielsweise also annähernd gleich der halben Wellenlänge gemacht. Auch bei dieser Anordnung decken sich an zwei einander gegenüberliegenden Stellen des Stators zu gleicher Zeit einerseits Löcher und anderseits Stege mit den Rotorlöchern, es wird also derselbe Effekt erzielt wie bei der vorher geschilderten Anordnung.
• Die Fig. 2 zeigt die Berührungsfläche Rotor-Stator abgewickelt. Fig.3 ist ein Schnitt des Sirenenkopfes längs a-a, Fig. 4 ein solcher längs b-b. Die Rotoröffnungen sind mit r, die Statorlöcher mit s, und s2 bezeichnet. Die Pfeile bezeichnen die Richtung des Strahles maximaler Lautstärke.
• Die beiden Beispiele umfassen naturgemäß nicht alle Möglichkeiten, wie man auf Grund des Prinzips der Erfindung Sender nach Sirenenart ausführen kann, sondern stellen nur je ein Beispiel für gerichtetes Senden durch Amplituden- und Phasenregulierung dar.
• Die Drehung des Sektors maximaler Intensität kann bei Sendern der geschilderten Art erfindungsgemäß durch Drehung der gesamten Sirene bzw. desjenigen Teiles bewirkt werden, der de Orientierung der Schallöcher in Beziehung zu den zutreffenden Empfängern bedingt, in den vorliegenden Fällen also des Stators. Wenn man sich zur Ausübung des genannten Verfahrens eines Sendertyps, etwa einer Sirene, bedient, die über den Schiffsrumpf hinausragt oder ausgefahren werden kann, dann erhält man einen analog dem bekannten Periskop arbeitenden Schallsender.

Claims (4)

1. PATENT-ANsPRÜcHE: i. Einrichtung zur Erzeugung gerichteter Schallwellen unter Verwendung eines nach dem Sirenenprinzip arbeitenden Senders, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Schallkörpers annähernd gleich der halben Wellenlänge der verwendeten Tonfrequenz oder ein°m ungeraden Vielfachen derselben ist und die Anordnung der Schallöcher so getroffen ist, daß an diametral gegenüberliegenden Seiten des Schallkörpers zu gleichen Zeiten einer Gruppe von geöffneten Schallöchern eine Gruppe von geschlossenen Schallöchern entspricht.
2. 2. Einrichtung zur Aussendung gerichteter Schallwellen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Teil der Sirene auf dem ganzen Umfang, der relativ zu ihm feststehende Teil nur innerhalb zweier gegenüberliegender Sek: toren mit Schallöchern versehen ist, derart, daß die Schallöcher des einen Sektors mit Löchern des Rotors, die des anderen Sektors mit Stegen des Rotors sich decken.
3. 3. Einrichtung zur Aussendung gerichteter Schallwellen nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der dem umlaufenden Sirenenteil gegenüber feste Teil (Stator) mit zwei Lochreihen versehen ist, von denen die eine so viel Löcher mehr aufweist als der Rotor, wie die andere weniger Löcher besitzt.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Änderung der Richtung maximaler Intensität der gesamte Apparat bzw. die die Richtung bestimmenden Teile des Apparates drehbar angeordnet sind.