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Druckentlastetes, als Schallplatte oder Membran ausgebildetes Schwingungsgebilde
für Schallwellen in Medien großer Dichte (Flüssigkeiten). Beim Bau von Schallapparaten,
die zur Aufnahme oder zum Aussenden von Schallwellen in Medien beträchtlicher Dichte,
z. B. in Wasser dienen sollen, spielt die Frage des Druckschutzes der schwingenden
Gebilde, z. B. der Schallmembranen gegenüber dem Außendruck des Mediums eine wesentliche
Rolle. Es sind in der Hauptsache zwei Wege beschritten worden, indem man entweder
dem Außenmedium Gelegenheit gab, auf beide Seiten des Schwingungsgebildes (der Membran)
zu treten, oder aber, indem man vor das Schwingungsgebilde eine vom Außenwasser
durch eine Wand getrennte und mit einer Druckentlastungsvorrichtung versehene Flüssigkeitskammer
schaltete.
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Auf eine Druckschutzvorrichtung der letztgenannten Art bezieht sich
die Erfindung. Man verfuhr beim Bau derartiger Vorrichtungen bisher so, daß man
das entlastete Schwingungsgebilde, z. B. die hinter dem Vorraum befindliche Membran
zum Träger der Abstimmung des Schallapparates machte, den Vorraum und seine äußere
Wand aber in ihren Abmessungen mehr oder weniger willkürlich wählte. Insbesondere
gab man der Außenwand eine eigene, von der Abstimmung des eigentlichen Schwingungsgebildes
abweichende Abstimmung, die meist wegen der erforderlichen Stärke der Schutzwand
ziemlich hoch genommen werden mußte. -Auch wurde der Raum zwischen Außenwand und
Schwingungsgebilde meist unverhältnismäßig groß gemacht. Dadurch ergaben sich mancherlei
tinzuträglichlzeiten,
so insbesondere eine mangc1hafte Kopplung zwischen Außenwand und Schwingungsgebilde,
unübersichtliche Abstinrmungsverhältnisse u. dgl.
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Gemäß der Erfindung wird dagegen das eigentliche Schwingungsgebilde
(Innenmembran) zusammen mit der äußeren Schutzwand (Außenmembran) und dem zwischen
beiden befindlichen Raum zum Träger der Abstimmu.ng gemacht, d. h. es wird die äußere
Schutzwand mit dem Schwingungsgebilde durch einen so kleinen und mit so inkompressiblen
Stoff gefüllten Zwischenraum getrennt, daß beide zwangläufig mit gleicher Phase
schwingen. Als Füllung des Kopplungsrau- . nies können in bekannter Weise Flüssigkeiten
verwendet werden. Sie eignen sich für den angestrebten Zweck besonders wegen ihrer
Inkompressibilität. Bedingung dafür, daß die Außenwand und das Schwingungsgebilde
gleichphasig schwingen, ist, daß die elastische Kraft der die beiden Wände verbindenden
Kopplung, im vorliegenden Falle die der Füllung des Zwischenraumes, groß wird, gegenüber
den elastischen Kräften der Membranen selbst. Dies tritt ein, wenn der Abstand der
beiden gekoppelten Gebilde so klein gemacht wird, daß das Volumen des zwischen beiden
befindlichen Mediums klein wird gegenüber dem Volumen des in der Umgebung des Apparates
quasistationär schwingenden Feldes.
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Zur Aufnahme des statischen Außendrucks wird vorteilhaft in bekannter
Weise mit dem Kopplungsraum ein zweiter, mit stark koanpressiblen :Medien gefüllter
Raum verbunden, in welchen bei Durchbiegung der Außenwand das zwischen den beiden
gekoppelten Gebil= den befindliche inkompressible Medium hineintreten kann. Damit
die Kopplung zwischen beiden Gebilden hierdurch nicht wieder unstarr gemacht wird,
.muß die Verbindungsstelle beider Räume so eng sein, daß sie für die Schallschwingungen
drosselnd wirkt und dem Kopplungsmedium nur bei ganz langs2men Bewegungen den Durchtritt
gestattet.
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An den Abb. i und 2 wird die Erfindung, insbesondere was ihren Unterschied
gegenüber dem Bekannten betrifft, erläutert. Die Abb. i stellt ganz schematisch
eine Einrichtung dar, wie sie im zweiten Teil des ersten Absatzes als bekannt vorausgesetzt
ist. Das Gehäuse a. enthält in großem Abstand voneinander die Membranen 1a und c,
von denen die äußere die Schutzwand, die innere das eigentliche Schwingungsgebilde
darstellt. Zwischen beiden befindet sich ein großer, mit Flüssigkeit gefüllter Raure
d, der durch eine Bohrung f reit dem Luftraum e verbunden ist. Die Einrichtung
ist als Empfänger gedacht, .und daher 'ist das Schwingungsgebilde c mit einem Mikrophon
g versehen. Beide Membranen h und c bilden für sich selbständige Schwingungsgebilde,
zwischen denen das wegen seiner Größe verhältnismäßig stark komprimierbare Flüssigkeitsvolumen
d ein Koppliungsgiied von verhältnismäßig geringer.elastischer Kraft darstellt.
Beide Membranen sind daher befähigt, mit verschiedener Phase zu schwingen.
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In der Abb. 2 ist ein gemäß der Erfindung gebautes Schwingungsgebilde
schematisch dargestellt. Hier ist das das Mikrophon g enthaltende Gehäuse a nicht
durch zwei unabhängige Membranen, sondern durch eine geteilte, als ein einziges
Schwingungsgebilde wirkende Platte c verschlossen, bei welcher der zwischen beiden
Teilen c, und c2 verbleibende enge Raum d mit einer Flüssigkeit gefüllt ist. Der
Druckentlastungsraum e ist entsprechend der Abb. i in bekannter Weise ausgebildet.
Bei einer derartigen Einrichtung kommt es auf die Dicke der einzelnen Teile der
Platte c nicht an, da sie als starr ;miteinander verbunden gelten können. Demgemäß
kann man nach der Erfindung die vordere Platte c, ,dicker als die hintere Platte
c. machen und hierdurch bei gegebenem statischen Druck die Durchbiegung möglichst
verringern, so daß unter Umständen der Luftraum entbehrlich wird. Die Größe,des
Rauines d wird, wenn er sehr eng (z. B. nur einige Millimeter tief) ist, in weiten
Grenzen unabhängig von der Frequenz. Bei der Berechnung der Abstimmung der Platte
ist die Masse des Flüssigkeitsvolumens in Betracht zu ziehen.