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Magnetostriktionsschwinger, insbesondere für Sende- und Empfangsanordnungen
mit mehreren nebeneinanderliegenden, in verschiedenen Richtungen arbeitenden Schwingern
Bei Sende- oder Empfangsanordnungen, insbesondere für Unterwasserschall, ,die mit
mehreren verschieden gerichteten Sendern bzw. Empfängern arbeiten, ergeben sich,
insbesondere bei Verwendung von Magnetostriktionsschw ingern, leicht unerwünscht
sperrige Anordnungen. Um trotz der gegenseitigen Winkelversetzung der Schwinger
eine möglichst gedrungene Raumform zu erzielen, ordnet man die Schwinger im allgemeinen
fächerartig übereinanderliegend an. Auch hierbei ergibt sich aber in der zur Sende-
bzw. Empfangsebene senkrechten Richtung eine unerwünscht große Platzbeanspruchung.
Erfindungsgemäß läßt sich eine besonders gedrungene und zweckmäßige Bauweise dadurch
erzielen"daß bei Verwendung von Magnetostriktionsschwingern, die aus einer Vielzahl
von Blechlamellen aufgebaut sind, der Blechschnitt einem Kreissektor bzw. Winkel
angepaßt ist. Bei Magnetostriktionsschwingern haben sich in. der Praxis eine Reihe
bestimmter Formen herausgebildet, in:sbesondere d ie rechteckige, mit zwei oder
mehr Stäben versehene Schnittform und die aus kreisringförmigen Schnitten bekannten
Ringschwinger. Bisher ist man von diesen üblichen Formen im allgemeinen nicht abgegangen,
in erster Linie, weil
man befürchtete, durch die Abweichung von
diesen als zweckmäßig-erprob.t,en: Blechschnitten eine ungünstige Energieausnutzung
bzw. schlechte Resonanzeige nischaften zu erhalten. Wie jedoch Versuche gezeigt
haben, lassen sich auch mit Schnitten -wesentlich abweichender Form sehr gute Resonanzeigenschaften
erzielen. Der Blechschnitt kann sowohl mit parallel zueinander verlaufenden Stäben
versehen: sein, wobei lediglich,die .Entdmass-en in Anpassung an den Kreiissektor
:sich verbreitern bzw. verjüngen, die Stäbe können aber auch vorzugsweise in Anpassung
an den Kreissektor bzw. die Schenkel des Winkels gegeneinander geneigt sein, wobei
zweckmäßig das kürzere innere Joch zur Erlangung trotzdem gleicher Masse breiter
gehalten ist als das äußere längere Joch.
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Beim Einbau in den Kopf eines stromlinienförmiigen Hüllkörpers läßt
sich gleichzeitig mit der guten Raumausnutzung durch winkelförmige Gestaltung der
Blechschnitte eine Anpassung an die Tropfenform des Hüll#körperkopfes erzielen,
indem beispielsweise bei zwei verschieden gerichteten Schwingern die Blechschnitte
je einen Winkel von z. B. 9o° einnehmen und .die Form eines gleichschenkeligen Dreiecks
oder eines Kreissektors haben, dessen Basis bzw. Bogen unmittelbar mit dem Wasser
oder sonstigem strömendem Medium in Berührung steht, so daß die Sende- bzw. Empfangsflächen
der beiden Schwinger einen keil-oder dachförmigen bzw. zylindrisch gewölbten, seitlich
vorteilhadt durch Ergänzungskörper an die Tropfenform angeglichenen Hüllkörperkopf
bilden.
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Die Blechschnitte können auch, statt den bekann-ben; rechteckigen.
Blechschnitten mit mehreren längs schwingenden Stegen angeglichen zu sein, als Ringschwinger
ausgebildet sein, wobei sie jedoch., abweichend von den bekannten Ringschwingern,
nicht nach einem Kreis, sondern nach einer anderen:, der Winkelform angepaßfien
Kurve, z. B. einer Dreieckslinie oder der Begrenzungslinie eines Kreissektors, verlaufen.
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Die Erfindung ist an mehreren Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
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Abb. i zeigt eine Sende- bzw. Empfangsanordnung, bestehend aus neun
gegeneinander versetzten, im Krens. angeordneten Schwingern, Abb.2 einen winkelförmigen
Blechschnitt in einer zweiten Ausführungsform, Ab'b. 3 bis 6 Sende- bzw. Empfangsanordnungen
mit zwei verschieden gerichteten Schwingern in vier verschiedenen, Ausführungsformen.
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Das in Abb. i dargestellte Schwingungsgebilde besteht aus neun um
40° gegeneinander versetzten, im Kreise angeordneten Schwingern. Die Einzelschwinger
sind, wie üblich, aus einer Vielzahl von Blechlamellen, die überei.nandergeschichtet
sind, aufgebaut. Die Blechschnitte sind so ausgebildet, daß sie sich in den bei
der Neunteilung für sie zur Verfügung stehenden Winkel von 40° unter weitmöglichster
Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Raumes einpassen. Zu diesem Zweck bestehen
die Schnitte aus je zwei parallel verlaufenden Stäben, i, 2, :die durch Endmassen
oder Joche 3, 4 miteinander verbunden sind. Die Endmassen 3 und 4 sind in Abweichung
von. .den üblichen, aus mehreren Stäben bestehenden und im allgemeinen rechteckig
ausgebildeten Schwingerbleichen so ausgebildet, daß sie sich -der Winkelform anpassen.
Die innere Endmasse 4 verjüngt sich von den Stäben i und 2 aus, nach der Mitte der
Kreisanordnung in Anpassung an die Begrenzung des 40°-Winkels. Dabei ist lediglich
zur gegenseitigen Isolierung der Schwinger und Vermeidung einer akustischen Kopplung
Platz für die Anordnung von Zwischenstücken 5 gelassen, die zwischen den sich verjüngenden,
parallel zueinander verlaufenden Seiten der inneren Endmassen 4 der benachbarten
Schwinger liegen. Die äußeren Endmassen 3 sind im Gegensatz zu den inneren Endmassen
verbreitert, derart, daß -die Endflächen 6 der Schwingerbleche nahezu gleich der
Länge des Bogenstücks des 4o°-Winkels sind. Dabei sind .die benachbarten Schwinger
auch an den Endmassen durch Isolierstüclce 7 voneinander getrennt, die gleichzeitig
als Halterung für die Schwinger dienen und zu diesem Zweck -winkelförmige Ausschnitte
bzw. Nuten aufweisen, in die die entsprechend winkelförmig geschnittenen Flanken
der Endmassen 3 eingreifen. Im Bereich der Stäbe i und 2 sind zwischen den Schwingern
Zwischenräume 8 vorhanden, die zur Aufnahme der Wicklung g des Schwingers dienen.
Das zwischen den Stäbchen i und 2 der Schwinger befindliche Wicklungsfenster läuft
nach der Kreismitte spitz zu, indem die Stäbe i und 2 in ihren der Kreismitte zugewandten
Enden in Anpassung an ,den 4o°-Winkel gegeneinander geneigt sind, so daß sie lediglich
in ihrem mittleren und äußeren Teil parallel zueinander verlaufen.
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Die beschriebene, im wesentlichen apfelsinenförmige Schwingeranordnung
zeichnet sich nicht nur durch denkbar geringe Raumbeanspruchung aus, sie hat auch,
wie Versuche gezeigt haben, günstige Richteigenschaften und insbesondere eine gute
Resonanzkurve. Es läßt sich bei gegebener Frequenz .durch richtige Wahl der Anzahl
der im Kreis angeordneten Einzelschwinger erreichen, daß die Schwinger im wesentlichen
je einen Sektor von etwas mehr als 4o° beherrschen, so daß sie- zusammen den gesamten
Umkreis erfassen. Die Einzelschwinger können entweder getrennt oder auch gemeinsam
in Hintereinander- oder Parallelschaltung als Sender bzw. Empfänger Verwendung finden.
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Abb. 2 zeit eineetwas andere Ausführungsform eines Blechschnittes
für Schwinger, wie sie zur Bildung von Schwingeranordnungen gemäß Alb. i zu benutzen
sind. Hierbei verlaufen die Stäbe io und i i über ihre gesamte Länge nicht parallel
zueinander, sondern in Anpassung an den Kreisausschnitt bzw. die Schenkel des Winkels
geneigt gegeneinander. Damit die Joche 12 und 13 trotz ihrer verschiedenen Länge
etwa gleiche Maße aufweisen, sind sie- entsprechend unterschiedlich in ihrer Breite
aus-; führt. Die Endmassen 12 sind zweckmäßig noch mit nasenförmigen Verbreiterungen
14. versehen, um der für die Wicklung in
Anspruch genommenen Raum
an derAußenseite der Stäbe io und ii für die Sende- bzw. Empfangsflächedes Schwingers
auszunutzen.
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Die in Abb. i und 2 dargestellten Bleche lassen sich natürlich auch
für Einzelschwinger vorteilhaft verwenden. Für viele Zwecke, insbesondere für selbstpeilende
Empfangsgeräte, beispielsweise zur akustischen Steuerung von Torpedos, werden. lediglich
zwei verschieden gerichtete Empfänger benutzt; die Abb.3 bis 6 zeigen mehrere Ausführungformen
derartiger Schwingeranordnungen. Bei diesen sind die Schwinger aus im wesentlichen
dreieckförmigen Blechschnitten, die je einen Winkel von 9o° einnehmen und die Form
eines gleichschenkeligen Dreiecks. haben, aufgebaut, derart, daß die Basis des Dreiecks
als Strahl- bzw. Empfangsfläche dient und die verschiedenen Schwinger zusaminen
einen keil- oder dachförmigen Körper bilden. Diese Anordnungen eignen: sich besonders
zum Einbau in den Kopf eines stromlinienförmigen Hüllkörpers, wobei die, Schwinger
selbst den Hüllkörperk.opf bilden und mit ihren Strahl- bzw. Empfangsflächen die
Außenseite des Hüllkörpers darstellen. Dabei sind zweckmäßig seitlich der Schwinger
Ergänzungskörper zum besseren Angleich an die strömungstechnisch anzustrebende Tropfenform
angebracht.
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Die Schwinger .der Abb. 3 sind als Stabschwinger ausgebildet, indem
der dreieckförmige Blechschnitt mit zwei fensterartigen, etwa dreieckigen Durchbrechungen
15, 16 versehen ist. :durch die drei um .1.5n gegeneinander geneigte Stäbe 17, 18,
19 gebildet werden, deren Enden durch ein langes äußeres und ein kurzes, aber breiteres
inneres Jochstück 2o bzw. 21 miteinander verbunden sind.
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Die Dreieckschnitte .der Ausführung nach Abb. .4 sind dagegen. in
Ringform ausgebildet, indem sie einen einzigen., ebenfalls dreieckigen Mittelausschnitt
22 aufweisen und außerdem mit Löchern 23 zur Aufnahme der Wicklung versehen sind.
An den für die Schallabstrahlung bzw. den Schallempfang nicht ausgenutzten Seiten
sind die Schwinger durch Schallschirme 2d., 25 abgedeckt.
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Gegebenenfalls ist es zweckmäßig, die Einzelschwinger mit einer Vielzahl
von Stegen zu versehen, wie in Abb. 5 und 6 dargestellt. Die Blechschnitte können
dann entweder nach einem Kreisringausschnitt von je nach der gewünschten Richtschärfe
und dem zur Verfügung stehenden Raum mehr oder weniger großen Winkel ausgebildet
sein, so daß sich ihre beiden: Strahl- bzw. Empfangsflächen 26, 27 beispielsweise
zu einer halbzylindrischen Fläche ergänzen, oder die Schwinger können ähnlich wie
die normalen rechteckigen Schwinger ausgebildet, jedoch an ihren Enden, d.li. im
Bereich ihrer Randstege, mit verbreiternden bzw. verjüngenden Abschrägungen 28.
29 zur Anpassung an den zur Verfügung stehenden Winkelraum 3o bzw. 31 versehen sein.
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Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten. Beispiele
beschränkt, vielmehr sind noch mancherlei Abänderungen und auch andere Ausführungen
möglich.