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Vorrichtung zum Senden und Empfangen von Schallwellen im Wasser oder
sonstigen flüssigen Medien, insbesondere auf Schiffen Die Erfindung bezieht sich
auf eine weitere Ausbildung der im Patent 902 472 beschriebenen Vorrichtung
zum Senden und Empfangen von Schallwellen im Wasser oder sonstigen flüssigen Medien,
insbesondere auf Schiffen. Im Hauptpatent ist vorgeschlagen worden, bei Verwendung
eines gekoppelten Schwingungssystems mit einem elektroakustischen, im Innern des
Schiffes oder sonstigen Hohlkörpers liegenden, gegen das Medium abgeschlossenen
und einem äußeren, mit seiner strahlenden bzw. empfangenden Fläche unmittelbar mit
dem Medium in Berührung stehenden und in einer Öffnung der Einbauwand des Schiffes
befestigten Longitudinalschwinger die beiden miteinander zu koppelnden Schwinger
durch eine Spannvorrichtung zu verbinden, durch die der elektroaktistische Schwinger
fest gegen die freie, innenliegendeEndfläche desAußenschwingers gedrückt wird. Hierdurch
ist eine zuverlässige Kopplung der beiden Schwinger gewährleistet, und es 'können
ohne nennenswerte Leistungsverluste derartige gekoppelte Systeme an Stelle von ,einfachen
Schwingern angewendet werden. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel des Hauptpatents
ist der Außenschwinger in seibem Schwingungsknoten mit der Einbauwand verbunden,
und gleichzeitig greifen in diesem Schwingungsknoten auch die SpannvoTrichtung
für
die Erzeugung des Kopplungsdruckes und Befestigungsmittel für das das Schwingungssystem
innen umschließende Schutzgehäuse an. Das hat den Nachteil, daß der elektroakustische
Schwinger nur bei vollständigem Auseinandernehmen der gesamten Anordnung zugänglich
ist, insbesondere muß hierzu die Verbindung des Außenschwingers mit der Einbauwand
gelöst werden.
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Erfindungsgemäß ist die Verbindung des Außenschwingers mit der Einbauwand
von der Spannverbindung des elektroakustischen Schwingers mit dem Außenschwinger
und der Befestigung für das etwa vorgesehene Schutzgehäuse unabhängig
ge-
macht. Dadurch wird erreicht, daß der elektroakustische Schwinger auch
ohne Lösen der Verbindung zwischen Außenschwinger und Einbauwand zugänglich ist
und gegebenenfalls ausgewechselt werden 1,ann. Infolgedessen ist ein Docken des
Schiffes zum Durchführen derartiger Arbeiten nicht mehr erforderlich.
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Für die Signalübertragung im Wasser sind zwar schon gekoppelte Schwingungssystenie
bekannt, bei denen der Schwingungserzeuger gelöst und ausgewechselt werden kann,
ohne den gekoppelten Schwinger ausbauen zu müssen. Dabei ist jedoch der gekoppelte
Schwinger mit dem Schwingungserzeuger unmittelbar an der Koppelstelle,
d. h. in einem Schwingungsbauch, z. B. durch Verschraulyen verbunden, so
daß schon hierdurch eine Trennung der Verbindung der Schwing-er untereinander und
der Befestigung in der Einbauwand gegeben ist, während im vorliegenden Fall die
Verbindung der Schwinger untereinander und die Befestigung in der Einbauwand gleicherweise
im Schwingungsknoten an dem gekoppelten. Schwinger angreifen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an zwei AusführungsMspielen veranschaulicht.
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Die Abbildungen zeigen einen Längsschnitt durch beispielsweise in
die Bordwand eines Schiffes eingebaute Schallschwinger.
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Die als Schallerzeuger oder Schallempfänger zu verwendenden gekoppelten
Schwingungssysteme bestehen im wesentlichen aus zwei stabförmigen, zu Longitudinalschwingungen
erregbaren Schwingern i und :2, von denen der eine als elektroakustischer Wandler
ausgebildet ist, während der andere lediglich zur Übertragung der Schwingungen des
elektroakustischen Schwingers i auf das Wasser oder bei Verwendung als Empfänger
der Schallschwingungen vom Wasser auf den elelktroakustischen Schwinger i dient.
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Der Schwinger 2 steht mit seiner strahlenden bzw. empfangenden Fläche
3 in unmittelbarer Berührung mit dem Wasser. Er ist so in eine Öffnung der
Schiffswand 4 eingebaut, daß er selbst als Verschluß dieser Öffnung wirkt und damit
der elektroakustische Schwinger i gegen das Wasser a#-geschlossen ist. Dabei ist
der Außenschwinger:2 nveckmäßig so angeordnet, daß seine Strahlfläche
3
in der Ebene der Schiffswand 4 liegt. Der Außenschwinger 2 und der innenbords
liegende elektroakustische Schwinger i sind durch eine Spannvorrichtung miteinander
gekoppelt, durch die der elektroakustische Schwinger i fest gegen die freie, innenliegende
Endfläche 5 des Außenschwingers 2 angedrückt wird.
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Schließlich ist der innenbords liegende Teil des Schwingungssystems
noch von einem Schutzgehätise6 umschilossen, das bei Verwendung als Empfän&r
mit Luft und bei Verwendung als Sender mit Öl gefüllt sein kann.
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Die Befestigung und Abdichtung des Außenschwingers 2 in der Bordwand
4 sind in beiden Ausführungsbeispielen so ausgeführt, daß sie von den Spannmitteln
zur Kopplung der beiden Schwinger und den Befestigungsmitteln für das Schutzgehäuse6
unabhängig sind. Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. i ist der Außenschwinger in
seiner Mitte, d. h. im Bereich des Schwingungsknotens, mit einem Flansch7
versehen. Zwischen Bord,wand 4 und Flansch 7 ist ein trichter- bzw. topfförmiges
Verbindungsstück 8 angeordnet, das durch einen Flansch 9 fest mit
der Bordwand verbindbar ist und zur Befestigung des Außenschwingers 2 einen Flansch
ga auf weist. Mit Hilfe des Gegenflansches io und Schrauben ii kann der Außenschwinger
2 unter Zwischenlage von Dichtungspackungen 12 fest mit dem Verbindungsstück8 und
dadurch mit der Bordwand verbunden werden. Der Gegenflansch io kann gleichzeitig
zur Befestigung des Schutzgehäuses 6 benutzt werden. Hierzu sind jedoch besondere
Befestigungsschrauben 13 vorgesehen, so daß das Gehäuse 6
abgenommen werden
kann, ohne die Verbindung zwischen Außenschwinger 2 und Bordwand 4 lösen zu müssen.
Am Gegenflansch io ist ferner ein zylindrischer Ansatz 14 vorgesehen, in den Spannschrauben
15 der die beiden miteinander 'koppelnden Spannvorrichtung eingreifen. Die
Spannschrauben 15 wirken auf Klemmstücke 16 ein, in denen der Außenschwinger i durch
Randvorsprünge 17 gehalten ist.
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Der elektroakustische Schwinger i, der, wie in der Zeichnung dargestellt,
aus einem Magnetostriktionsschwinger besteht und wie üblich lamelliert ist, weist
Schlitze iS zur Aufnahme einer Wicklung ig auf. Die Enden 2o dieser Wicklung sind
durch eine Stopfbuchse 21 aus dem Schutzgehäuse 6 hera-usgefüh#rt und an
einen elektrischen Erregerstromkreis oder einen Verstärker angeschlossen. Die rückseitige
Fläche des elektroakustischen Schwingers i ist bei Verwendung als Sender zweckmäßig
noch durch eine Schallabschirmung, beispielsweise Schaumgummi 22, abgedeckt.
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Im Bedarfsfalle kann der elektroakustische Schwinger i durch Entfernung
des Schutzgehäuses 6 und Lösen der Spannschrauben 15 abgenommen werden, ohne
die Verbindung zwischen Außenschwinger und Bordwand lösen zu müssen. Es können somit
etwa erforderliche Reparaturen ohne Docken des Schiffes durchgeführt werden.
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Abb. 2- zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, in der der
Außenschwinger 2 in dem Bodenteil eines doppel-seitigen Topfes 23, 26 oder
Trichters eingebaut ist, wobei der äußere Topfrand zur Befestigung
des
Außenschwingers in der Schiffswand, der innere Topfrand zur Verbindung mit dem Innenschwinger
i dient. Die Verbindung zwischen Außenschwinger und Bordwand kann, wie in Abb. 2
veranschaulicht, auch durch Schweißen erfolgen. Das Schutzgehäuse 6 ist hierbei
unmittelbar mit der Bordwand verbunden. Die Spannvorrichtung zur Kopplung der beiden
Schwinger i und 2 wird durch eine die beiden Schwinger an ihrer Kopplungsstelle
5 konzentrisch unischließende Schraubverbindung gebildet. Diese besteht aus
einer Spannmutter 24, die an Gewindebuchsen 25, 26 mit gegenläufigem Gewinde
angreift, die in' den Schwingungsknoten mit dem Außen- und Innenschwinger verbunden
sind. Dabei ist die GewindebuchSe 25 mit den Klemmstücken 16 für den Magnetostriktionsschwinger
i z. B. durch Schrauben verbunden.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt,
vielmehr sind noch mancherlei Abänderungen und auch andere Ausführungen möglich,
insbesondere 'kann auch, eine Gruppe von Schwingungssystemen zu einem einheitlichen
Ganzen verbunden sein. Das Schutzgehäuse kann gegebenenfalls auch fortfallen. Der
Außenschwinger kann auch an seiner Strahlfläche durch eine weiche Membran mit der
Bordwand in Verbindung stehen, so daß man eine ununterbrochene glatte Außenfläche
erhält. Ferner kann die Strahlfläche 3 des Außenschwingers auch durch eine
Gummimernbran gegen das Außenwasser abgeschlossen sein. Der Außenschwinger wird
jedoch zweckmäßig in seinem Schwingungsknoten fest gelagert, wie das in den Ausführungsbeispielen
dargestellt ist, so daß die Spannkräfte der die beiden Schwinger koppelnden Spannvorrichtung
im Schwingungsknoten des Außenschwingers aufgenommen werden. Vorteilhaft greift
die Spannvorrichtung auch an dem Innenschwinger in dessen Schwingungsknoten an.
Ferner kann die Spannverbindung zur Kopplung von Außen- und Innenschwingern vorteilhaft
auch federnd ausgebildet sein und gegebenenfalls durch an der Rückseite des Innenschwingers
angreifende Druckfedern gebildet werden,