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Einrichtung zur Erzielung einer besonders starken Dämpfung der Membran
einer Empfangsvorrichtung für Unterwasserschall In gewissen praktischen, Fällen
liegt bei Unterwasserschallempfängern die Aufgabe vor, die Membran besonders stark
zu dämpfen. Nun ist es bei Schallapparaten bereits bekannt, in Verbindung mit einer
besonders dünnen Membran Schwammgummi oder einen sonstigen nachgiebigen öligen Körper,
der auf der mit der Membran in Berührung stehenden Seite mit dickem Öl versehen
ist, zu verwenden. Auch Filz, Gummi, Gelee und Wolle ist für Dämpfungszwecke vorgeschlagen
worden. Teils werden diese Dämpfungsmittel besonders durch Temperaturschwankungen
beeinflußt, teils findet b.ei Verwendung der anderen Dämpfungsmittel, wie z. B.
bei Schwammgummi, eine Erhöhung der Elastizität der Membran statt, was erfindungsgemäß
gerade vermieden werden soll.
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Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, eine schwingende Zunge,
z. B. Anker oder einen Schallstift eines Telephons oder eines Lautsprechers, durch.
einen mit öl getränkten Filz oder einen anderen saugfähigen Stoff zu dämpfen. Hier
handelt es sich also um die Dämpfung eines anderen Schwingungsgliedes bei einem
Schallerzeuger und nicht um die Dämpfung der Membran selbst. Die f:Tbertragung einer
solchen Dämpfungseinrichtung auf die Dämpfung einer Membran würde außerdem ebenfalls
eine zusätzliche Elastizität für die Membran ergeben. Andererseits ist es auch schon
vorgeschlagen worden, zwischen zwei Membranen Öl oder eine Kautschuklösung zu verwenden.
Die Wirkung einer solchen Einrichtung wird in einer Vergrößerung der schwingenden
Masse des Schwingungsgliedes bestehen, und aus diesem Grunde wird eine besonders
starke Dämpfung nicht in Erscheinung treten.
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Bei solchen Flüssigkeitsdämpfungen liegt ferner die Schwierigkeit
vor, die Dämpfungsräume genügend sicher abzudichten, um das Austreten von Flüssigkeit
bzw. das - Eindringen von Luft zu verhindern.
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Erfindungsgemäß ist zur Erzielung einer besonders starken Dämpfung
der Membran einer Empfangsvorrichtung für Unterwasserschall ein plastisches Gemisch
aus öl und einem pulverförmigen festen Körper verwendet. Infolge der außergewöhnlich
großen inneren Reibung einer solchen plastischen Masse lassen sich große Dämpfungen
mit konstruktiv einfachen Mitteln erreichen, und bei der großen Zähflüssigkeit dieser
Masse bereitet es keine Schwierigkeiten, die Dämpfungsräume in befriedigender Weise
abzudichten. Das Mischungsverhältnis für die Herstellung eines solchen teigigen
Gemenges aus Öl und einem pulverförmigen festen Körper kann in gewissen Grenzen
nach Belieben verändert werden, doch ist die Menge des flüssigen Bestandteiles einerseits
so groß zu wählen, daß das Gemisch noch zu fließen vermag, und andererseits darf
sie nicht übermäßig groß gemacht werden, da sonst das Gemisch die charakteristischen
Eigenschaften
des plastischen halbflüssigen Zustandes verliert und
zur Entmischung neigt.
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Unter den ölen verdienen die sogenannten fetten Öle, wie Rizinusöl
und Leinöl, wegen ihrer großen Viskosität und guten Adhäsion an Metall den Vorzug.
Ihre Verwendung bietet den weiteren Vorteil, daß Gummi als Dichtungsmittel benutzt
werden kann, da dieses von fetten ölen nicht angegriffen wird. Als Füllmittel können
die verschiedensten festen Stoffe verwendet werden, die sich in Pulverform bringen
lassen. Indessen verdienen Füllmittel mit großer Wärmeausdehnung den Vorzug,. da
die Volumenabnahme des festen Bestandteiles des Gemisches bei sinkender Temperatur
der infolge zunehmender Viskosität des flüssigen Bestandteiles eintretenden Versteifung
der Dämpfungsmasse entgegenwirkt.
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Gegenstand der Erfindung ist zunächst die Anwendung der neuen Dämpfungsmasse
in den von Flüssigkeitsdämpfungen her bekannten Anordnungen - mit den geringfügigen,
durch die größere innere-Reibung-des Dämpfungsmittels bedingten Änderungen. Weiter
sind Gegenstand der Erfindung neuartige Dämpfungsanordnungen, die zwar auch bei
Verwendung von Flüssigkeiten als Dümpfungsmittel noch wirksam sind, welche die gewünschte
starke Dämpfung aber nur bei Verwendung plastischer Massen als Dämpfungsmittel ergeben.
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Eine derartige Dämpfungsvorrichtung ist z. B. die folgende: Zwei Rotätionsflächen
von ähnlicher Form mit gemeinsamer Achse, die einander mit geringem Abstand umschließen,
bilden zwischen sich den Dämpfungsraum, der mit einer plastischen Masse gefüllt
ist. Die eine der beiden Flächen ist mit dem abzudämpfenden Schwingungsgebilde derart
verbunden, daß die Schwingungsrichtung mit der Achse der Flächen übereinstimmt;
die; andere ist gegen das Schwingungsgebilde relativ fest. Die dämp= fende Wirkung
kommt in der Weise zustande, daß bei Bewegung der Flächen gegeneinander die plastische
Masse einer Scheerung unterliegt und bei entsprechender` Formgebung der Flächen
gleichzeitig aus einem Teil des Dämpfungsraumes in einen anderen Teil gedrückt wird.
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Eine weitere neuartige Ausführungsform der Dämpfungsvorrichtung beruht
auf folgendem Verbindet man mit der Mitte einer schwingungsfähigen Membran, die
aber nicht als Kolbenmembran ausgebildet sein darf, eine im Verhältnis zur Membran
unelastische kreisförmige Scheibe durch einen kurzen Stiel, so ändert sich bei Durchbiegungen
der Membran infolge einer Schwingungsbewegung der Abstand zwischen der Membran und
der Platte, und zwar am stärksten am Rande der Platte. Es hat sich gezeigt, daß
man eine recht wirksame Dämpfung erhält, wenn man den schmalen Raum zwischen Platte
und Membran mit dem plastischen Dämpfungsmittel' aus Öl und dem festen pulverförmigen
Körper ausfüllt. Die Dämpfung kommt in der Weise zustande, daß bei Schwingungen
der Membran in. der Dämpfungsmasse Fließvorgänge auftreten, die die Membranbewegung
bremsen.
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In den Abb. i bis 3 sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
dargestellt. Es stellen dar: Abb. i einen Querschnitt durch eine Einrichtung zur
Erzielung einer starken Dämpfung von schwingenden Teilen an Schallapparaten nach
der Erfindung, Abb. 2 und 3 Querschnitte ähnlich dem nach-Abb. i, aber bei anderen
Ausführungsformen.
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Abb. i zeigt einen elektrodynamischen Empfänger mit einer Dämpfungsanordnung
nach der Erfindung.
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In der Zeichnung bedeutet i eine abzudämpfende Membran, 2 das Gehäuse
des Empfängers. Erfindungsgemäß ist mit dem Gehäuse ein Ring 3 z. B. durch Verschraubung
fest vereinigt und finit der Membran i z. B. durch einen stielförmigen Teil i' eine
Scheibe a. verbunden, so daß" ein Ringspalt 5 entsteht. Der Raum 6 zwischen der
Membran -i und der Scheibe q. sowie dem Ring 3 ist mit der vorerwähnten halbflüssigen
oder plastischen Masse erfüllt. Eine bewegliche Dichtung;, z. B. aus Gummi, verschließt
den Ringspalt 5, ohne die Bewegung der Membran i und der damit verbundenen Teile
zu stören. An der Membran ist in bekannter 'Weise eine Wechselstromspule 8 befestigt,
die im Felde eines im Gehäuse angebrachten permanenten Magneten 9 schwingt.
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Die dämpfende Wirkung kommt in folgender Weise zustande: Die Membran
x erfährt beispielsweise eine Durchbiegung nach 'innen, dann verkleinert sich der
von ihr und dem Ring 3 eingeschlossene Raum, während sich der zwischen Membran i
und der Platte4 eingeschlossene Raum vergrößert. Indem man. Membrandurchmesser und
Durchmesser des Spaltes 5 in ein bestimmtes Verhältnis bringt, kann man es erreichen,
daß das Gesamtvolumen des Dämpfungsraumes 6 bei Bewegungen der Membran unverändert
bleibt. Die Bewegung des Dämpfungsmittels beschränkt sich also auf ein Fließen vom
Rande des Dämpfungsraumes nach der Mitte bei Durchbiegung der Membran nach innen
und umgekehrt. Der Vorzug dieser Dämpfungsart besteht darin, daß keine
zusätzlichen
elastischen Kräfte auf die Membran zur Wirkung kommen.
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Beim Beispiel der Abb. 2 ist i die abzudämpfende Membran, die mit
einem Teil des Empfängergehäuses 2 und einer darin befestigten starren Platte 3
den Dämpfungsraum 6 einschließt. Dieser ist mit der plastischen Dämpfungsmasse gefüllt
und enthält außerdem ein ringförmiges Luftpolster 5, z. B. aus Schwammgummi. Der
an. der Mitte -der Meanbran befestigte Stiel i' ist mit einer nachgiebigen Gummidichtung?
durch die feste Platte 3 hindurchgeführt und trägt ein Schüttelmikrophon B.
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Die Dämpfung kommt in folgender Weise zustande: Biegt sich z. B. die
Membran i nach innen durch, so wird das Dämpfungsmittel von der Mitte nach dem Rande
des Dämpfungsraumes 6 gedrückt unter gleichzeitiger Kompression des Luftpolsters:5.
Schwingt die Membran nach außen, so, dehnt sich das Luftpolster aus und drängt die
Dämpfungsmasse wieder nach der Mitte zu. Durch Änderung der Höhe des Dämpfungsraumes
lassen sich verschieden starke Dämpfungen erzielen. Diese Dämpfungsart ist in ihrer
Ausführung besonders einfach.
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Bei der Ausführungsform nach Abb.3 trägt das abzudämpfende Schwingungsgebilde,
die Membran 1, in der Mitte einen Dämpfungskörper io mit profilierter Außenfläche,
der mit einem im Gehäuse 2 befestigten Ring i i mit ähnlich profilierter Innenfläche
einen ringförmigen Dämpfungsraum i2 einschließt, der an den Enden durch nachgiebige
Dichtungen 13 abgeschlossen ist. Der mit der Membran hin und her schwingende Dämpfungskörper
io trägt den Anker 14 eines Elektromagnetsystems 15. Der Dümpfungsraum 12 ist mit
der genannten plastischen Masse gefüllt, die beim Schwingen der Membran Verschiebungen
erfährt. Dadurch werden auch bei Spaltbreiten von 1 bis 2 mm noch große Dämpfungen
erzeugt.
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Es ist natürlich auch eine Ausführung denkbar, bei welcher der Abschluß
des Dämpfungsraumes durch andere als elastische Mittel bewirkt wird, doch sind letztere
besonders einfach und billig in der Bauart.