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Unterwasserschallsender Gegenstand der Erfindung ist ein Unterwasserschallsender,
der sich insbesondere für hohe Frequenzen gut -eignet. Er ist auch in der Lage,
größere Schalleistungen zu erzielen, ohne daß die Schwierigkeiten, die sich bei
den bisher gebräuchlichen Ausführungsformen hierbei ergeben, auftreten.
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Bei vielen Sendern hat man großflächige Membranen benutzt, die man
möglichst gleichphasig anzutreiben suchte, so daß sie als Kolben arbeiteten. Diese
Ausführungsform wurde vor allem dann gewählt, wenn es sich um Frequenzen oberhalb
der Hörgrenze handelte, die mit Rücksicht auf ihre gute Richtwirkung mancherlei
Vorteile mit sich bringen.
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Die besten Erfolge sind bei Geräten dieser Art mit verhältnismäßig
dicken Sendeplatten erzielt worden, die zu Verdichtungsschwingungen angeregt wurden.
.Man hatte diese Platten hierbei gewöhnlich so bemessen, daß sie für eine halbe
Welle der Dickenschwingungen abgestimmt waren. Bei der großen Resonanzschärfe machte
es jedoch Schwierigkeiten, die ganze Platte an verschiedenen Stellen mit genügender
Übereinstimmung der Phase zu erregen.
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Diese Schwierigkeit kann an sich dadurch umgangen werden, daß man
einen Strahler mit kleiner Fläche verwendet. Da eine solche kleine Fläche aber nicht
ausreicht, um eine genügende Richtwirkung zu erzielen, hat man Reflektoren vorgesehen,
wie sie in der Optik bekannt sind, um die Richtwirkung zu verbessern, und zu diesem
Zweck den Schallerzenger beispielsweise im Brennpunkt eines Reflektors angeordnet.
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Bei dieser Ausführungsform macht sich aber ein anderer Mangel äußerst
störend bemerkbar. Dem im Wasser angeordneten schwingenden Teil, der die Schallwellen
erzeugt, ist nämlich eine verhältnismäßig niedrige Leistungsgrenze gesetzt, und
man ist daher nicht in der Lage, Schalleistungen abzustrahlen, die oberhalb dieser
Höchstgrenze liegen. Die Ursache für diese Leistungsbegrenzung ist darin zu sehen,
daß sich bei höheren Leistungen an der Oberfläche des Schwingers Gas- und Dampfblasen
bilden, die die Schallabgabe an das Wasser praktisch verhindern. Es sind nun bereits
Einrichtungen zur Steigerung der Schallenergie an Unterwasserschallsendern bekanntgeworden,
bei denen der der Schallerzeugungsstelle zunächst liegende Flüssigkeitsraum unter
einem künstlichen besonderen statischen Überdruck gehalten wird.
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Der Unterwasserschallsender gemäß vorliegender Erfindung vereinigt
die Vorzüge dieser bekannten Einrichtungen, nämlich eine große Energieleistung und
eine gute Richtwirkung, dadurch, daß der Reflektor, in dessen Brennpunkt der Schallerzeuger
angeordnet ist, die Rückwand einer mit einer Flüssigkeit gefüllten Druckkammer bildet,
deren Vorderfläche zur Übertragung des Schalles auf das Wasser dient. Die das unter
Druck stehende Medium enthaltende Kammer gibt die Schallschwingungen dann an den
äußeren Raum ab, der unter normalem Druck steht. An dieser Stelle ist
eine
Blasenbildung nicht mehr zu befürchten, weil hier wegen der größeren Außenfläche
der Druckkammer die Leistungsabgabe pro Flächeneinheit kleiner ist als auf der Oberfläche
des eigentlichen Schwingers.
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Zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung
ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Der die Schallwellen erzeugende Teil i befindet
sich innerhalb der erwähnten Kammer 2, die durch eine Stirnwand 3 und eine Rückwand
q. begrenzt ist. Diese Kammer 2 ist durch das unter hohem Druck stehende Medium
ausgefüllt, und zwar erfolgt die Unterdrucksetzung des Mediums über eine Zuleitung
g. Als Medium wird vorzugsweise eine Flüssigkeit gewählt.
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Die Rückwand 4. der Kammer ist als Reflektor ausgebildet, beispielsweise
als Teil einer Kugel- oder Paraboloidfläche, in deren Brennpunkt sich der Schwingers
befindet. Die Vorderwand 3 trennt das Medium in der Kammer von dem Seewasser und
übermittelt die Übertragung der Schallwellen nach außen.
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Der rückwärtige Teil der Kammer ist von einer Hülle 6 umgeben, so
daß die Kammerwandung einen doppelwandigen hohlen Körper bildet. Die innere Kammer
7 dieses Hohlkörpers ist zweckmäßigerweise mit einem gasförmigen Medium, beispielsweise
Luft, gefüllt. Esist vorteilhaft, denDruck des Mediums in dieser Kammer 7 ebenso
groß zu machen wie den Druck in der Kammer 2. In diesem Falle braucht man die Wandung
q. nicht sonderlich stark auszubilden; ohne daß man eine unzulässige Beanspruchung
und Verformung des Reflektors befürchten müßte. Die Kammer 7 wird in ähnlicher Weise
wie die Kammer 2 über eine Zuleitung ß unter dem erforderlichen Druck gehalten.
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Die Gesamtanordnung ist an einem Tragarm g befestigt, dessen unterer
Teil in der Zeichnung noch erkennbar ist. Der Tragarm ist vorzugsweise schwenkbar
angeordnet, uni den Schallstrahl willkürlich in gewünschte Richtungen aussenden
zu können. Die elektrischen Zuleitungen =o für den Schwinger i sind ebenfalls in
diesem Tragarm untergebracht.
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Wie aus der Beschreibung der Wirkungsweise hervorgeht, treten die
Vorzüge des neuen Senders in um so stärkerem Maße in die Erscheinung, je höher die
Frequenzen und je größer die Leistungen sind, mit denen das Gerät arbeitet. Da große
Schalleistungen, die zur Blasenbildung führen können, naturgemäß in höherem Maße
bei Sendern als bei Empfängern auftreten, stellt das Gebiet der Sender das Hauptanwendungsgebiet
für den Erfindungsgedanken dar. Trotzdem aber ist das neue Prinzip auch für Empfänger
geeignet, insbesondere wenn die empfangene Leistung auf einen kleinen Schwinger
konzentriert wird, beispielsweise mit Hilfe eines Empfangsreflektors, so daß die
Leistung pro Flächeneinheit die zulässige Grenze überschreitet. Diese Tatsache gewinnt
dann Bedeutung, wenn es sich um Geräte handelt, die gleichzeitig als Sender und
als Empfänger dienen. In allen solchen Fällen kann durch Verwendung des Erfindungsgegenstandes
eine unter allen Verhältnissen befriedigende Schallübertragung vom Schwinger auf
das zur Schallfortleitung dienende Medium oder auch in umgekehrter Richtung erzielt
werden.