DE381951C - Einrichtung an Vibratoren, insbesondere fuer die Zwecke der Schalluebertragung und Aufnahme in Fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Einrichtung an Vibratoren, insbesondere für die Zwecke der Schallübertragung und Aufnahme in Flüssigkeiten. Die Erfindung bezieht sich auf Vibratoren, insbesondere zur Erzeugung und Aufnahme von Schallwellen unter Wasser mit Schwingungsgebilden nach Patent 305526, und zwar insbesondere auf solche Einrichtungen, wie sie dort im Anspruch 4 und 5 unter Patentschutz gestellt und in Abb. a näher erläutert sind. Durch die dort dargestellte Einschaltung eines elastischen Gliedes zwischen die Masse G, und das Strahlungsgebilde kommt ein mehrwelliges System zustande, das folgendermaßen zerlegt gedacht werden kann: Die Masse G, bildet mit G_ und dem elastischen Gliede E zusammen ein für sich schwingungsfähiges Gebilde; 'ein zweites Schwingungsgebilde ergibt die Masse G, zusammen mit dem elastischen Gliede K und einem an seinem Ende angreifenden Teil der 'L\ilembranmasse, sowie einer gewissen Menge des angrenzenden Wassers. Treten in der Membrane selbst noch wesentliche elastische Kräfte auf, so kann diese als drittes Schwingungsgebilde gelten. An sich wird man aber allgemein zunächst annehmen, daß die zwangläufig von den Schwingungsgebilden gesteuert wird; in diesem Falle hat nian ein aus zwei Schwingungsgebilden zusaminen-esetztes Svstein, welches auf die zwangläufig erregte Schallplatte wirkt.
• Die l;rfindung besteht nun darin; daß man die beiden miteinander verbundenen Schwingungsgebilde aufeinander abstimmt, d. h. ihre Eigenfrequenzen unter sich gleich macht. Der Vorteil einer derartigen Einrichtung besteht darin, daß man den Wirkungsgrad der Anlage gegenüber solchen mit nur einem oder mit zwei nicht aufeinander abgestimmten Gebilden versehenen sehr wesentlich erhöhen kann (von etwa 50 Prozent bis zu 9o Prozent).
• Durch die Verwendung mehrerer Schwingungsgebilde wird der in manchen Fällen wichtige Vorteil erzielt, daß man innerhalb der Gruppe dieser Gebilde die Amplituden beliebig abwärts und aufwärts übersetzen kann. Das ist z. B. wichtig, wenn innerhalb des die Amplitudenübersetzung bewirkenden Systems relative Ruhepunkte, d. h. Stellen von extrem kleiner Bewegung geschaffen «-erden sollen, wo etwa stark dämpfende Hilfsapparate anzubringen wären. Als Gesamtresultat der Wirkung des gesamten Übersetzungssystems ist aber für Wasserschall eine aufsteigende Übersetzung vom Strahler nach dem Detektor bzw. Schwingungserzeuger hin erforderlich.
• Weiterhin besteht die Erfindung darin, daß man die ,-fassen in den beiden Schwingungsgebilden so verteilt, daß die Bewegungsamplitude der Membran (des Strahlers) in je- dem derselben nach dem von der Membran abgekehrten @-lassenteil hin vergrößert wird. Die Verteilung der Amplitudenübersetzung auf mehrere Sch«-ingungsgebilde hat den Vorzug, daß man dabei all der Membran selbst relativ weniger `lasse zu haben braucht oder daß man, was ebenfalls in vielen Fällen erwünscht ist, die freie Masse des ersten Schwingungsgebildes größer. machen kann, als weint nian die gleiche Ihersetzung mit nur einem Schwiligungsgebilde vornimmt. Dadurch aber wird die Strahlungsdämpfung in sehr erwünschtem Maße vergrößert bei gleichzeitig großem (Tersetzungsverhältnis.
• 1-s ist für die lrfi ndung all sich gleichgültig, ob an der -Membran selbst ein besonderer -Massenteil vorgesehen ist oder ob man sich dort mit der Membranmasse und der mitschwingenden Wassermasse begnügt.
• In den Abb. i bis 3 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. i eilte Einrichtung nach der Erfindung ohne besonderen -Massenteil an der -Membran, Abb.2 eilte ebensolche mit einem besonderen 1Membrangewicht und Abb. 3 eine Anordnung der zuletzt genannten Art, wie sie technisch ungefähr ausgeführt werden kann.
• In den AN). i und 2 bedeuten GM, (:_. G., Massenteile, E, und E._, elastische Verbindungsglieder derselben. In Abb. t wird das eitle Schwingungsgebilde dargestellt durch G,, E" G,, das zweite durch G_, E, und einen Teilbetrag der -Masse der -Membran 31 sowie des angrenzenden Wassers. In Abb.2 ist G,, El, G_ das eilte, G" E _ G.; das zweite Schwiligungsgebilde, wobei G, vermehrt zu denken ist uni einen gewissen Betrag des bewegten Meinbranteils und eine gewisse durch die verwendete Schallfrequenz bestimmte Wassermasse.
• Mn dein Beispiel der Abb, 3 sind als elastische Glieder longitudinal schwingende und konzentrisch zueinander angeordnete Stäbe und Rohre R verwendet, wobei R,, X, zu dein einen. R_. 1-, zu dein anderen Schwingungsgebilde gehören. Das Gewicht G, ist als Elektromagnet ausgeführt, der eine Spule S, zur Erregung finit Wechselstrom und eine Spille S_ zur Polarisation mit Gleichstrom trägt. G@ wirkt hierbei als Anker des Magneten. Es fällt naturgemäß el:eilso in den Rahmen der Erfindung, wenn G, und G, oder ein anderes Paar oder alle Massenteile als Träger von Erregerspulen ausgeführt sind.
• Es versteht sich von selbst, daß die elastischenGlieder auch eine beliebige andere Forin haben können, z. B. Meinbranforni n. dgl., wobei sie also nicht longitudinal, sondern transversal schwingen.
• Bei den dargestellten Beispielen ergibt sich an sich ein zweiwelliges System. Schwingt die Membran 1I mit, so ergehen sich drei Kopplungsschwingungen. Sie kann ebenfalls auf die gleiche Frequenz abgestimmt sein wie die beiden Schwingungsgebilde. Es können natürlich auch mehr als zwei Schwingungsgebilde zur Verwendung gelangen. Mit der Anzahl der Schwingungssysteme steigt die Zahl der Kopplungsschwingungen un(l damit die Möglichkeit, die Resonanzkurve, d. lt- also den Bereich guter Wirksamkeit des Apparates, zti verbreitern. Der hierin erreichte Fortschritt ist bereits bei zwei Schwingungsgebilden gegenüber den mit nur einem solchen arbeitenden Apparaten erheblich. Der Grad der Kopplung der Gebilde untereinander bestimmt die Genauigkeit, mit der sie aufeinander abgestimmt'sein müssen. Bei sehr enger Kopplung muß die Abstimmung genauer sein als bei loserer Kopplung. Die entstehenden Kopplungsfrequenzen können jede für sich zum Signalisieren gebraucht werden, oder man kann eine derselben als besonders zweckmäßig herauswählen. Die Einrichtung der Erfindung ist in gleicher Weise voll Bedeutung für Sender und Empfänger oder andere Vibratoren, und es ist gleichgültig, wie der Antrieb oder die Energieentziehung erfolgt.

Claims (3)

1. PATr__XT-A#sPRfici-ir_: i. Einrichtung an Vibratoren, insbesondere für die Zwecke der Schallübertragung und Aufnahme in Flüssigkeiten mit einem Strahlungsgebilde und zwei oder mehreren Schwingungsgebilden mit getrennter Masse und elastischerKraft, nach Patent 305526, dadurch gekennzeichnet, claß die Eigenfrequenzen der einzelnen Schwingungsgebilcle unter sich gleich sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine derartige Verteilung der Massenteile in den Schwingungsgebilden, claß sie in ihrer Gesamtheit eine Vergrößerung der Bewegungsamplitude am eigentlichen Erreger oder Detektor gegenüber der Bewegungsamplitude am Kopplungspunkt mit der \Meinbran 1-,ewirken.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch eine derartige Verteilung der -Massenteile in den Schwingungsgebilden, daß jedes derselben für sich eine Vergrößerung der Bewegungsamplitude in dem in Anspruch 2 angegebenen Sinne bewirkt.