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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.