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Magnetostriktionsschwinger Bei dem Einbau der bekannten Magnetostriktionsschwinger,
die nach dem Prinzip des Tonpilzes aufgebaut sind, in ein Gehäuse, ergibt sich die
Schnvierigkeit, daß durch die Halterung des Schwingers eine Veränderung seiner Abstimmung
bewirkt wird. Man versuchte diesem Nachteil bisher dadurch zu begegnen, daß man
den Einbau des Magnetostriktionsschivingers in seinen Träger möglichst weich vornahm.
Diese wurde beispielsweise durch Zwischenschaltung schalldämpfender Mittel, wie
Gummi, Kork o. dgl., bewirkt. Abgesehen davon, daß diese Maßnahmen niemals vollständig
die geschilderte Schwierigkeit behoben, brachten sie noch einbautechnische Nachteile
mit sich. Insbesondere erwiesen sich derartige weiche Lagerungen für Unterwasserschallschwingungen
als unvorteilhaft, da der Schwinger unter dem Einfluß des hohen äußeren Druckes
innerhalb seiner weichen Fassung leicht verschoben werden konnte und mechanischen
störenden Beeinflussungen ausgesetzt war.
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Zur Vermeidung dieses Nachbeiles ist bereits der Vorschlag gemacht
worden, einen als Tonpilz. gebauten magnetostriktiven Schwinger in den Knotenstellen,
d. h. in der Mitte der mag netostriktiven Elastizität, hart zu lagern. Dies hatte
jedoch erstens den Nachteil, daß für die Lagerung nur eine sehr schmale Zone zur
Verfügung steht, in der wirklich völlige Ruhe herrscht, und daß zweitens kein bündiger
Abschluß der den Schall abstrahlenden oder aufnehmenden Fläche der einen Tonpilzmasse
mit dem umgebenen Gieh'äuse -bzw. der Bordwand möglich ist..
Gemäß
der Erfindung lassen sich bei einem als Tonpilz ausgebildeten magnetostriktiven
Untei-wasserschallschwinger die genannten Nachteile dadurch vermeiden, daß die beiden
den Schall abstrahlenden oder aufnehmenden Massen des Tonpilzes durch ein oder mchrei-@
an der Schtvingungserzeugung oder -abstrahlung bzw. Energieaufi.ahme oder Umsetzung
in elektrische Energie selbst nicht beteiligte zusätzliche Verbindungsglieder miteinander
verbunden sind, deren jedes aus zwei unmittelbar an die Tonpilzmassen angesetzten
elastischen Stegen, deren Elastizitäten sich zueinander umgekehrt verhalten wie
die Massen, an denen sie sitzen, und einer die beiden Stege miteinander verbindenden
elastizitätsfreien Masse besteht, die zur Lagerung des gesamten Schwingungsgebildes
ausgenutzt wird.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Einrichtung nach
der Erfinäung beispielsweise dargestellt.
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In Abb.i bedeuten z und 2 die beiden Massen eines als Tonpilz ausgebildet°ii
1Iagnetostriktionsschwingers, die durch eine Elastizität 4. miteinander verbunden
sind. Die Elastizität .l besteht in all sich bekannter Weise aus Verbindungsteilen,
die von einer Spule umwickelt sind. Gemäß der Erfindung sind an die Massen . und
2 seitlich Stege 5 und 5' angesetzt, die ihrerseits durch Massen 3 und 3' miteinander
verbunden sind. Gemäß der Erlindung sind dabei die Stege 5 und d. h. deren Elastizitäten,
derart bemessen, daß die :fassen 3, 3' bei der Schwingung des ganzen Systems Knotenzonen
darstellen. Für den Spezialfall, daß die Massen . und 2 gleich groß sind, müssen
auch. die Elastizitäten der Stege 5 und 5' gleich sein. Bei verschi@edenen Massen
. und 2 sind die Elastizitäten der Steges und 5' nach dein in Abb.2 dargestellten
Ersatzschema zu berechnen. Denkt man sich die Massen . und 2 durch die elektrischen
Selbstinduktioned i und 2 einer Brückenschaltung ersetzt, so entspricht der Elastizität
4. der Kondensator 4., und den Elastizitäten 5 und 5' entsprechen die Kondensatoren
5 und 5'. Die Massen ., 2, 5 und 5' müssen dann so gegeneinander abgeglichen sein,
daß in der Brückenselbstinduktion 3, die der Masse 3 bzw. @ aus Abb. . entspricht,
kein Strom fließt. Sind die in der Abb.i dargestellten mechanischen Massen den in
der Abb. 2 dargestellten elektrischen Massen entsprechend bemessen, so entspricht
einer Stromlosigkeit der Selbstinduktion 3 aus der Ahb.2 ein In-Ruhe-Bleiben der
Masse 3 bzw. 3' aus Abb. ..
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Die Einrichtung nach der Erfindung beschränkt sich nicht auf die in
Abb.i dargestellte Ausführungsform. In Abb.3 ist eine Ausführungsform dargestellt,
bei der die Ste`e 5 und 5' in die Stirnfläche der Masse . verlegt sind. Diese Ausführungsform
empt i ehlt sich in dem Fall, in dem die Masse . `Teichzeitig als schallabstrahlende
Fläche auslebild.et ist. Beim Einbau der Masse 3 und 3' in ein Gehäuse wird auf
diese Weise ein völlig bündiges Abschließen der Oberfläche des Schwingers mit dem
Gehäuse erreicht. Dieses bündige Abschließen der Schwingeroberfläche mit der Gehäuseoberfläche
ist nicht auf eine ebene Form des Gehäuses und des Schwingers beschränkt. Gemäß
Abb.4 kann der ganzen Einrichtung beispielsweise eine Stromlinienform erteilt werden.
Diese Ausführungsform eignet sich zum Einbau in Ausfahrgeräte. mit stromlinienförmigem
Querschnitt.
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Es können auch. gemäß Abb.5 mehrere Schwinger nebeneinander zu einer
Gruppe vereinigt sein, wobei die Massen . und z des ersten Schwingers mit den Massen
6 und ; des zweiten Schwingers durch entsprechende Stege 3 und 9 verbunden sind.
Die Abmessungen sind hierbei so einzurichten, daß von je zwei benachbarten Schwingern
der eine als Ganzes genommen in die Knotenzone der Schwingungen des Nachbarschwingers
fällt, Zoobei er an die Stelle der Massen 3 bzw. 3' aus der Abb.i in der Berechnung
tritt. Diese Anordnung ist beispielsweise auch sehr geeignet für Gruppenanordnungen
mit einem -Abstand der einzelnen Schwinger.
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Als eine besondere Ausbildung des Erfindungsgedankens ist die Herstellung
des Schwingers nach. der Erfindung anzusehen. Um nämlich die Vorschrift, daß die
Elastizitäten 5, 3w, 5' ohne elastische Vorspannung mit den Massen . und 2 verbunden
sind, zu erfüllen, wird der Schwinger als Ganzes als ein Paket einzelner Lamellen,
vorzugsweise aus Nickel, hergestellt, deren jede aus einem Stück besteht. Eine elastische
Vorspannung der Hilfselastizität muß deswegen vermieden werden, damit das Ersatzschema
gemäß Abb.2 für sämtliche Druckzustände des Schwingers erfüllt bleibt, was von besonderer
ZVichtigkeit bei Schwingern ist, die auf U-Booten eingebaut sind und infolgedessen
sehr große Druckunterschiede erleiden.