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Einrichtung auf Schiffen zum Senden bzw. Empfangen von Schallwellen
im Wasser Es ist bisher üblich gewesen, Sender und Empfänger für Unterwasserschallwellen
bzw. Einbautropfe, die diese Schwinger enthalten, an Bord von Schiffen so einzubauen,
daß die strahlende Fläche der Schwinger, z. B. Membran, bzw. die Schallldurchtrittsplatte
der Einbautöpfe glatt mit der Außenhaut abschnitt. Bei dieser Einbauart verläuft
die Wasserströmung bei Fahrt des Schiffes im wesentlichen parallel zur Membran bzw.
S'challdurchtrittsplatte. Dies hat zur Folge, daß bei hohen Fahrtgeschwindigkeiten
. keine genügend innige Berührung zwischen Membran bzw. Schalldurchtrittslatte und
Wasser mehr vorliegt und die gchallübertragung vom Schwinger auf das Wasser und
umgekehrt beeinträchtigt ist. Dies wirkt sich besonders nachteilig aus, wenn es
sich um sehr -hohe Frequenzen, z. B. Ultraschall, handelt, da hierbei die Amplituden
außerordentlich klein sind.
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Es ist zwar bei Unterwasserschallsendern schon vorgeschlagen worden,
die Membran parallel öder geneigt zur Schiffswand in das freie Wasser vor der Schiffswand
hinauszubau-en, weil die Nachbarschaft schallweicher Körper, in diesem Falle der
Schiffswand, den Strahlungswiderstand eines Unterwasserschallsenders herabsetzt
und damit die Ausbildung eines starken Schallfeldes hindert, das .durch die schallweiche
Bordwand gewissermaßen zum Zusammenbrechen gebracht wird. Diese nachteilige, als
Flächeneffekt bezeichnete Wirkung der Schiffswand ist zwar durch das Herausheben
der Membran aus der Schiffswand herabgesetzt. Die Beeinträchtigung der Schallübertragung
durch ungenügende Berührung zwischen Membran und Wasser bei hoher Fahrtgeschwindigkeit
wird jedochhierdurch nicht beseitigt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Schwinger
so in die Schiffshaut einzubauen, daß stets eine innige Berührung zwischen Membran
bzw. Schalldurchtrittsfläche und Wasser und damit eine gleichmäßig gute Schallübertragung
gewährleistet ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß die Membran
des in die Schiffswand eingebauten Topfschwingers bzw. die Abschlußplatte des den
Schwinger enthaltenden, in die Schiffswand eingesetzten Gehäuses zur Erzielung eines
den Durchlaß der Schwingungen, insbesondere von hoher Frequenz, fördernden Wasserdruckes
in @ an sich bekannter Weise unter Anwendung von Übergangsflächen schräg aus der
Schiffswand hervorragt, -dabei gegen die an der Einbaustelle bestehende Strömungsrichtung
geneigt ist und ohne vorspringende Teile glatt in die 'Schiffswand übergeht. Dadurch
wird erreicht, daß das Wasser unter einem bestimmten Winkel
gegen
die Membran bzw. Abschlußplatte anströmt- und unter Vermeidung von Wirbelbildungen
mit Druck ,anliegt, so daß eine gute Schallübertragung gewährleistet ist.
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Die Erfindung ist an Hand der Abbildungen. beispielsweise veranschaulicht.
Es stellt dar: Abb. i eine Einrichtung nach der Erfindung bei .einem Einbautopf
mit Schwinger in einem Längsschnitt, Abb. z eine Einrichtung nach der Erfindung
in einer etwas anderen Ausführungsform bei einem unmittelbar in die Schiffswand
eingebauten Empfänger teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht.
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In Abb. i stellt i ein Stück einer Schiff s--,vand, z. B. eines Schiffsbodens,
dar, wobei angenommen ist, daß der Bug des Schiffes sich rechts vom Beschauer befindet.
In diese Wand ist ein Loch zur Aufnahme eines Topfes 2 eingeschnitten und um das
Loch herum von innen ein Verstärkungsring 3 angebracht, auf dem der Topf mittels
eines Befestigungsflansches 4 befestigt bzw. verschraubt ist. Erfindungsgemäß ist
der Topf 2 so ausgebildet, daß die äußere Abschlußplatte 5 schräg nach vorn geneigt
ist. Der Raum hinter und seitlich der Platte ist durch einen stromliiüenförmigen
Füllkörper 6 ausgefüllt. Die Richtung der Wasserströmung ist durch den Pfei17 angedeutet.
Im Topf, der mit Flüssigkeit gefüllt ist, hängt ein Schwinger 8, z. B. ein Magnetostriktionsschwinger,
wie er für Echolotgeräte benutzt wird. Seine strahlende Fläche g ist horizontal
gelagert, um .die Hauptstrählungsrichtung in vertikaler Richtung zu erzielen. Durch
die schräg nach vorn geneigte Ausbildung der Schalldurchtrittsplatte 5, gegen die
das Wasser mit Druck anströmt, wird eine gute Schallübertragung auch bei hohen Fahrtgeschwindigkeiten
,erreicht.
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In Abb. z ist der Einbau eines normalen Schallsenders bzw. -empfängers
io, z. B. mit Membran, in die Schiffshaut i dargestellt. Zur Befestigung des Schwingers
ist ein Verstärkungsring i i auf die Schiffshaut von innen aufgesetzt, der gegeneinander
geneigte Endflächen 12,13 besitzt. Das dünne Ende des keilförmigen Verstärkungsringes
liegt im Schiff nach hinten, so daß die Membran 14 des Schwingers nach vorn geneigt
ist. Hinter dem Schwinger ist ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. i
ein Füllkörper 6 angebracht. 15 ist der Befestigungsflansch des Schwingers, welcher
in diesem Fall parallel zur Fläche der Membran 14. verläuft.
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Selbstverständlich ist diese Anordnung auch für den Einbau eines den
Schwinger enth.altenden Topfes anwendbar, bei welchem Topfboden, und Befestigungsmittel
in parallelen Ebenen liegen. Es ist auch eine Anordnung denkbar, bei welcher der
Topfboden. zum Befestigungsflansch etwas schräg angeordnet ist und eine weitere
erforderliche Neigung des Topfbodens zur Schiffswandung durch einen keilförmigen
Verstärkungsring bzw.eine solche Unterlegscheibe bewirkt wird.
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Die Größe der Neigung der Membran bzw. Schalldurchtrittsplatte gegen
die Strömungsrichtung hängt von der Fahrtgeschwindigkeit ab und kann. von Fall zu
Fall entsprechend gewählt werden. Die Erfindung ist sinngemäß auch verwendbar in
solchen Fällen, wo die Schwinger nicht in die Außenhaut eines Schiffes, sondern
in einen besonderen, mit dem Schiff verbundenen Träger oder Schleppkörper eingebaut
sind.