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Schallsender zur Erzeugung hoher Töne von großer Anfangsamplitude
und kurzer Dauer Die Erfindung bezieht sich auf einen Schallsender, der geeignet
ist, einen sehr lauten Ton von kurzer Dauer mit sehr großer Anfangsamplitude zu
erzeugen. Ein solcher Sender hat eine besondere Bedeutung für das Gebiet der Echolotung.
Man hat bisher auf. diesem Gebiet sowohl mit reinem Knall als auch mit Ton gearbeitet,
letzteres, um von den Vorteilen der gegenseitigen Abstimmung von Sender und Empfänger
Gebrauch zu machen. Man hat jedoch den Ton dabei mit durch Wechselstrom erregten
Membransendern erzeugt. Hierbei muß man den Nachteil in Kauf nehmen, daß die Senderamplitude
je nach der Dämpfung des Senders mehr oder weniger allmählich ansteigt. Ein solcher
Sender ist für Lotung kleiner Tiefen unbrauchbar. Man hat auch bereits Einrichtungen
vorgeschlagen, bei denen Knall dExplosion einer Pulverladung) und Ton (Schwingung
eines Schwingungsgebildes) miteinander kombiniert wurden.
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Es sind auch bereits für andere Zwezke Pfeifen beschrieben worden,
welche durch Explosionsgase in Tätigkeit gesetzt werden. Während jedoch diese Pfeifen
als reines Signalmittel dienen, findet der Gegenstand der Erfindung Verwendung innerhalb
einer Echolotapparatur für Flugzeuge, wo nur besonders kurze Tonimpulse abgegeben
werden, die überdies noch in einer bestimmten Zeitfolge aufeinanderfolgen. Eine
solche Pfeife muß von jedem anderen Organ unabhängig sein, d. h. sie muß ihren eigenen
Druckerzeuger haben. Da außerdem diese kurzen Schallimpulse sehr zeitgenau eintreten
müssen, ist es auch nicht angängig, daß man zwischen dem Schallerzeuger selbst und
der das Antriebmittel erzeugenden Explosionsvorrichtung irgendwelche beliebig langen
Rohrleitungen einschaltet, wie das bei den bekanntgewordenen Explosionspfeifen der
Fall ist. Alle diese Gesichtspunkte sind bei der im folgenden näher beschriebenen
Konstruktion berücksichtigt.
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Der vorliegende Sender arbeitet nur mit Ton, aber mit einem Ton, der
sofort mit großer Amplitude einsetzt. Benutzt wird zu diesem Zweck eine Lippenpfeife,
die durch die Explosionsgase einer explodierenden Flüssigkeits- oder Gasmischung
angeblasen wird.
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Wesentlich für den Erfindungsgegenstand ist ferner der Gedanke, daß
die tonerzeugenden Explosionen reihenweise gesteuert werden.
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Schallsender der beschriebenen Art können für alle Medien, also insbesondere
für Luft und Wasser, eingerichtet und verwendet werden.
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Die Zeichnung stellt einen Schallsender dieser Art dar. Er besteht
im wesentlichen aus sieben Hauptteilen: einem Magneten i, einem Klinkwexk z, einem
Zylinder 3, einem Kolben 4, einer Pfeife 5, einem Vergaser 6 und einer Zündkerze
7. Die Oberseite des Magnetgehäuses trägt einen Unterbrecherkontakt 8 und im Innern
die Wicklung g.
Der Anker io ist in seiner Längsrichtung durchbohrt
zur -Aufnahme einer Gleitstange i i, die am oberen Ende einen Knopf 12 trägt, und
am unteren Ende mit der Kolbenstange: 13 verschraubt ist. Die Unterseite des Anlze-s
trägt zwei Stifte 1q., die mit den @Vink@. hebeln 15 des Klinkwerkes verbunden sind:
Die Winkelhebel sind scharnierartig mit dem oberen Zylinderdeckel 16 verbunden und
ihre N asen 17 werden durch die beiden Federn 18 stets gegen die Kolbenstange gedrückt.-
Die Kolbenstange ist am oberen Ende bei ig knopfartig verstärkt und unten fest mit
dem Kolben verschraubt. Zwischen Kolben und oberem Zylinderdeckel befindet sieh
eine kräftige Druckfeder 2o, die das Bestreben hat, den Kolben nach- unten zu schleudern
und nur durch das Klinkwerk in der in der Zeichnung dargestellten gespannten Lage
festgehalten wird. Auf der linken Seite des Zylinders befindet sich die Öffnung
21 für den Eintritt des Brennstoffgemisches. Hier ist der Vergaser angeschraubt,
dessen Konstruktion und Wirkungsweise als bekannt angenommen wird.
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In der rechts gezeichneten Darstellung des Zylinders ist auf der linken
Seite eine Austrittsöffnung 22 für die verbrannten Gase, auf der rechten Seite ein
Überströmkana123 von der oberen auf die untere Kolbenseite.
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Die Unterseite des Zylinders ist durch die Pfeife 5, die die Form
eines Ringkanals zeigt, deckelartig verschlossen. Der Böden der Pfeife ist mit einer
Anzahl von Löchern 24 versehen, die durch- das Ventil 25 und die Druckfeder 26 fest
verschlossen werden. In der Mitte cles Pfeifendeckels 27 sitzt die Zündkerze 7.
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Der Betrieb des Schallsenders gestaltet sich folgendermaßen: Zur Inbetriebnahme
der Pfeife wird von Hand oder mittels einer geeigneten, nicht besonders dargestellten
Vorrichtung an der Gleitstange i i der Kolben kräftig auf und ab bewegt. Hierbei
wird durch den Vergaser Luft und Brennstoff (letzterer kann Benzin, Alkohol, Gas
öder irgendein anderer leicht entflammbarerBrennstoff sein) angesaugt und von der
oberen Seite des Kolbens durch den Überströmkanal 32 auf die untere Seite'des Kolbens
gedrückt. Tun wird der Kolben so weit nach oben gezogen, daß das Klinkverk unter
den Kolbenstangenknopf ig greift und den Kolben in gehobener Stellung festhält.
In dieser Stellung sind Ein- und Ausströmöffnung durch den Kolben eben geschlossen,
da diese nur bei höchster Kolbenstellung, wie rechts gezeichnet, freigegeben werden.
Schließt man jetzt durch eine Taste 3o den - Stromkreis der Wicklung 9 des Magneten,
so wird der Anker i o angezogen, und das Klinkwerk 2 gibt den Kolben frei, der durch
die Feder 2o kräftig nach unten geschleudert wird. Hierbei wird auf der oberen Seite
des Kolbens ein: Vakuum ,erzeugt, das beim Freiwerden der Öffnung 2I '"' --°.der
unteren Kolbenstellung Luft und ennstoff ansaugt. Auf der unteren Seite R@ Kolbens
wird das Luft-Gas-Gemiscb ,.1<äftig vorkomprimiert. Bevor der Kolben seine unterste
Stellung erreicht hat, wird der Stromkreis. der Zündkerze, der über den Unterbrecher
8 geht, beim Abwärtsgang durch den Gleitstangenknopf 12 unterbrochen, wodurch ein
Öffnungsfunken an der Zündkerze erzeugt wird, der das Gasgemisch zur Entzündung
bringt. Der dabei entstehende Explosionsdruck hebt den Ventilteller 25 der Luftpfeife,
der bei der Kompression des Gasgemisches durch die Feder 26 noch gut auf den Sitz
gedrückt wurde, an und läßt einen Teil der Gase über die. Öffnung der Pfeife 5 strömen,
wodurch beim Ausströmen aus dem fest eingestellten Schlitz 28 gegen die Lippe 29
ein sehr kurzer Pfeifton von sehr großer Stärke erzeugt wird. Gleichzeitig wird
der Kolben mit großer Gewalt nach oben geschleudert, das vorher angesaugte Luft-Gas-Gemisch
nach Schließen der Öffnung 2i zusammengedrückt und der Kolben in seiner oberen Stellung
durch das Klinkwerk 2 festgehalten. Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens wird zuerst
der Ausströmkanal 22 freigegeben, durch den die verbrannten Gase entweichen, und
in der höchsten Stellung ;les Kolbens beim Öffnen des Überströmkanals 23 durch das
zusammengedrückte Luft-Gas-Gemisch restlos ausgetrieben. Gleichzeitig nat sich der
Zylinder unterhalb des Kolbens mit frischem Luft-Gas-Gemisch aufgefüllt. Ein Ausströmen
des Gases wird dadurch verhindert, daß, wie bereits vorher beschrieben, der Kolben
nur in seiner obersten Stellung Aus-und Einströmöffnung freigibt und beim Aufwärtsgang
bis zum Halten durch das Klinl:-werk beide Öffnungen fest verschließt.
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Um ein sicheres Arbeiten des Klinkwerks zu gewährleisten, muß der
Anker vor Erreichung der höchsten Kolbenstellung die gezeichnete Lage eingenommen
haben. Dies wird dadurch erreicht, daß bereits in der untersten Kolbenstellung durch
den Knopf 12 der Gleitstange ii ein an der obereir Seite des Magnetgehäuses befestigter
zweiter Unterbrecher 31 den Stromkreis der. Magnetwicklung unterbricht, wodurch
der Anker io durch die Federn '>;8 nach unten gezogen und das Klinkwerk geschlossen
wird.
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Die Schlitze in den Stiften 1q. gestatten ein Öffnen des Klinkwerks
ohne Heben des Ankers. -f e nach der Schnelligkeit, mit welcher der Stromkreis der
Magnetwicklung geschlossen wird, wiederholt sich der geschilderte Vorgang.
Sender
dieser Art können auch in anderer Form z. B. als Verbindung von Explosionskammer
mit Zungenpfeife oder nach Art der bekannten durch Druckgas angeblasenen Membransender,
ausgebildet werden. Statt eines Gasgemisches der in den üblichen Explosionsmotoren
verwendeten Art kann man auch jeden anderen explosiblen Stoff, der bei der Detonation
eine unter hohem Druck stehende Gasmenge erzeugt, verwenden, z. B. Kohlenstaub,
Sprengstoff u. dgl., derart, daß die Zuführung und Zündung portionsweise erfolgt.