DE334055C - Einrichtung zum Schutze von Schallapparaten gegen unzulaessige Beanspruchungen durch Druckstoesse - Google Patents

Description

• Einrichtung zum -Schutze von Schallapparaten gegen unzulässige Beanspruchungen durch Druckstöße. Beim Gebrauch von Schallapparaten, die zur Aufnahme oder zum Aussenden von Schallwellen dienen, hat es sich herausgestellt, daß die schwingenden Gebilde, z. B. die Membranen, durch einen plötzlichen, in dem umgebenden Medium auftretenden hohen Druck oder durch Druckstöße sehr stark durchgebogen und dadurch über ihre Elastizitätsgrenze hinaus beansprucht, verstimmt und beschädigt werden. Sehr häufig tritt dieser Fall ein bei Unterwasserschallapparaten, z. B. beim Explodieren von Sprengkörpern im Wasser in der Nähe des Apparates. Hierbei wird das Schwingungsgebilde einem plötzlich auftretenden höheren Druck ausgesetzt, als derjenige ist, für den es konstruiert und abgestimmt ist. Dieses hat zur Folge, daß außer einer größeren Durchbiegung und Beanspruchung des Schwingungsgebildes eine Verstimmung, häufig sogar eine Beschädigung und Zerstörung desselben eintritt.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Einrichtungen zum Schutze der Schallapparate gegen derartige durch Druckstöße hervorgerufene unzulässige Beanspruchungen, durch welche die in .der Nähe des Schallapparates plötzlich auftretenden Druckstöße ausgeglichen werden. Die Erfindung besteht darin, daß man an dem Schallapparate selbst oder getrennt von ihm in seiner Nähe in dem den Apparat umgebenden Medium durch Einbau von Druckschutzgefäßen, die beispielsweise mit Luft o. dgl. gefüllt sind, Druckausgleichstellen schafft, deren gegen das umgebendo Medium abschließende Wände bei einem den zulässigen Maximaldruck des Schallapparates übersteigenden Druck nachgeben und dadurch einen Ausgleich der Druckschwankung herbeiführen.
• Die Einrichtung muß hierbei so getroffen sein, daß der Grenzdruck für die Druckschutzgefäße unterhalb des für .die Schallapparate selbst zulässigen Druckes liegt. Man ist hierbei genötigt, die Drucksicherheit der Schallapparate höher zu wählen, als sie des tatsächlich vorkommenden statischen Druckes wegen nötig wäre, weil sonst die Druckschutzgefäße bereits beim statischen Druck zerstört würden und ihre Funktionen alsdann bei Druckstößen nicht mehr ausüben könnten. Um dieses zu vermeiden, werden `#,-eiterhin erfindungsgemäß die Druckschutzgefäße so gebaut, daß sich bei langsam verlaufenden Druckänderungen der Druck in ihrem Innern ganz oder wenigstens zum Teil dem Außendruck anpaßt, daß aber die Druckänderung im Innern schnellen Druckstößen nicht folgen kann. Dies geschieht im Prinzip dadurch, daß das eigentliche Druckschutzgefäß zwei nachgiebige Stellen besitzt, von denen die eine über ein drosselndes Organ, die andere direkt mit dem Außenmedium in Verbindung steht.
• Die erstere der nachgiebigen Stellen ist so eingerichtet, daß sie nahezu widerstandslos dem statischen Außendruck nachgibt und somit durch eine diesem entsprechende Volunaenander eng des Kapselinnern den Innendruck gleich dein Außendruck werden läßt. Bei sehr schnell verlaufenden Druckstößen (Explosionen) bewirkt die Drosselstelle, claß die Druckstöße auf die abgedrosselte Stelle nicht zur Wirkung gelangen, sondern nur auf die mit dein Außenmedium direkt in Verbindung stehende Stelle ('Membran), so daß diese zerstört wird.
• Um diese Bedingungen zu erfüllen, müssen diese zwei nachgiebige Stellen besitzenden Druckschutzbehälter allgemein aus einem harten Außengefäß, einer in diesem vorgesehenen Drosselöffnung, einem zusammendrückbaren Innengefäß und einer an das Atrßemne(lirrm grenzenden Membran bestehen. -In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Gemäß der in Fig. r dargestellten Ausfiihrungsform sind in der Nähe des Schallapparates S oder um letzteren herum Druckschutzgefäße zum Ausgleich der Druckschwankungen angeordnet. Diese Druckschutzgefäße können vorzugsweise aus einer mit Luft- oder gasförmigen Medien gefüllten Kapsel_ a, die durch eine Membran b verschlossen @vird, bestehen. Die Membran b ist so bemessen, daß beim Überschreiten des normalen, der Berechnung der Schwingungsglieder (1lembran) des Schallapparates zugrunde gelegten Druckes, z. B. des bei Unterwasserschallapparaten durch den Tiefgang oder cie Tauchtiefe des Schiffes bestimmten Druckes, die Mernbraci l# eingedrückt oder zerstört wird, wodurch der das Innere der Druckschutzkapsel bildende Raum zum Ausgleich (:r plötzlich auftretenden Druckschwankungen freigegeben und dadurch der auf die 'Membran des Schallapparates wirkende Druck reduziert und somit der Apparat gegen unzulässige Beanspruchungen geschützt wird. Die Druckschutzgefäße können, wie bereits erwähnt, in der Nähe des Schallapparates ring letzteren herum aufgehängt oder auch z. B. auf der der Membran gegenüberliegernden Seite direkt am Schallapparat selbst angebracht werden.
• Fig . 2 zeigt eine andere Ausführungsform eines solchen zum Schutze der Schallapparate dienenden Druckschutzgefäßes. Das Gehäuse a desselben ist auf der einen Seite mit einer 1Mernbran b und auf der dieser gegenüberliegenden Seite mit einer kleinen Bohrung c versehen. Im Gehäuse a ist ein elastisches, z. B. aus Gummi o. dgl. hergestelltes, mit Luft oder anderen gasförmigen Medien gefülltes Gefäß d vorgesehen, welches unter normalen Druckverhältnissen fast den ganzen Raum des Gehäuses a ausfüllt.
• Da das Gefäß d nahezu widerstandslos dem statis0,en Außendruck nachgibt, wird durch die diesem entsprechende Volumenänderung des Gehäuseinnern der Innendruck gleich dem Außendru; k gemacht, so daß durch die Öffnung c des Gehäuses a ein relativ wenig verzögerter Ausgleich der Druckschwankungen stattfindet, während bei sehr schnell verlaufenden Druckstößen (Explosionen) die Drosselöffnung c die Wirkung der Druckstöße auf das mit Luft oder gasförmigen edien gefüllte Gefäß d relativ stark ver-1 zögert und dadurch bewirkt, daß die schnell verlaufenden Druckstöße direkt auf die mit dem Außenmedium in Verbindung stehende Membran b übertragen werden, so claß diese zerstört wir d.
• Um die drosselnde Wirkung der in Fig. 2 im Gehäuse ä. vorgesehenen Öffnung c zu erhöhen, sind die in den Fig.3 bis 6 dargestellten Ausführungsformen noch mit einem besonderen Drosselrohr r versehen, welches sowohl nach außen als näch innen am Gehäuse a vorstehen kann. Bei dem in Fig. 3 gezeichneten Druckschutzgefäß ist das mit Luft oder anderen gasförmigen Medien gefüllte Gefäß d harmonika- oder blasebalgförmig ausgeführt und anschließend an die Öffnung c das Drosselrohr r vorgesehen, um die Drosselwirkung und dadurch die Verzögerung des Ausgleiches der Druckschwankungen zwischen Innen- und Außendruck zu erhöhen. Bei der in Fig. d. dargestellten Ausführungs-,-form verschiebt sich in dem den Luftraum gegen die Membran b abschließenden Gefäß d ein Kolben k, durch welchen die Volumenänderung des Gehäuseinnern bewirkt wird, während bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform das mit Luft oder Gasen gefüllte, zum Ausgleich des Innendruckes gegen den Außendruck dienende Gefäß d in Form einer Posaune oder Teleskopes ausgeführt ist.
• Fig. 6 zeigt den Zusammenbau eines Schallapparates S mit einem Druckschutzgefäß, bei welchem das Drosselrohr r in das Innere des Gehäuses a verlegt ist.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Schutze von Schallapparaten gegen unzulässige Beanspruchungen durch Druckstöße (Explosionen), dadurch gekennzeichnet, daß. die zu unzulässiger Beanspruchung des Schallapparates Veranlassung gebenden Druckstöße von in der Nähe des Schallapparates oder unmittelbar an letzterem selbst angeordneten Druckschutzgefäßen in der Weise aufgenommen werden, daß bei Überschreitungen des für den Schallapparat zulässigen Druckes der von den Druckschutzgeiäßen im-umgebenden Medium eingenommene Ratun zum Ausgleich der Druckstöße freigegeben wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch - i, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Ausgleich der Druckstöße dienenden Druckschutzgefäße aus einem mit Luft oder sonstigem gasförmigen Medium gefüllten Gehäuse bestehen, bei dem eine oder mehrere Wände von einem elastischen Stoffe (Membran) gebildet und so bemessen sind, daß bei einer Überschreitung des für den Schallapparat zulässigen Höchstdruckstoßes die Wand des Gefäßes zerstört oder stark eingebogen wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckschutzgehäuse zwei dem Außendruck gegenüber nachgiebige Stellen besitzen, von denen die eine über ein drosselndes Organ, die andere direkt mit dem Außenmedium in Verbindung steht.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dein zum Ausgleich derDruckschwankungen dienenden Gehäuse des Druckschutzgefäßes eine Membran und ein mit Luft oder Gasen gefülltes elastisches Gefäß vorgesehen ist, auf welches das den Druckschwankungen unterworfene 1-Iedium durch eine in der äußeren Gehäusewand befindliche drosselnde Öffnung in der Weise wirkt, daß gleichzeitig bei einer Einbiegung der Membran eine . verzögerte Zusammenpressung cles elastischen Gefäßes im Innern des Gehäuses selbst und somit ein verzögerter Ausgleich der Druckschwankungen erreicht wird.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß, um die Verzögerung des Druckausgleiches zwischen Außenmedium und dem im Innern des elastischen Gefäßes vorhandenen Medium (Luft oder Gas) zu erhöhen, in Verlängerungen der Drosselöffnung (c) ein Drosselrohr (r) außen oder innen am Druckschutzgehäuse (a) vorgesehen ist.
6. 6. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Luft oder Gasen gefüllte elastische Gefäß (d) harmonika-oder blasebalgförmig ausgeführt ist.
7. 7. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch i bis .4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem mit Luft oder Gasen gefüllten, zum verzögerten Druckausgleich dienenden Gefäße (d) ein unter der Einwirkung des Außendruckes stehender Kolben (h) vorgesehen ist, welcher eine Veränderung des Innenvolumens des Gefäßes. (d) bewirkt. B. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zusammendrückbare Ausgleichsgefäß (d) teleskop- oder posaunenartig zusammenschiebbar ausgeführt ist.