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Einrichtung an Schallapparaten.
Die Erfindung bezieht sich auf Schallapparate, insbesondere zur Erzeugung und Aufnahme von Schallwellen unter Wasser mit Schwingungsgebildennach Patent Nr. 88522, u. zw. insbesondere auf solche Einrichtungen, wie sie dort im Anspruch 4 und 5 und in Fig. 2 näher erläutert sind.
Durch die dort dargestellte Einschaltung eines elastischen Gliedes zwischen die Masse G2 und das Strahlungsgebilde kommt ein mehrwelliges System zustande, das folgendermassen zerlegt gedacht werden kann :
Die Masse G1 bildet mit G2 und dem elastischen Gliede E zusammen ein für sich schwingungfähiges Gebilde ; ein zweites Schwingungsgebilde ergibt die Masse G2 zusammen mit dem elastischen Gliede K und einem an seinem Ende angreifenden Teil der Membranmasse, sowie einer gewissen Menge des angrenzenden Wassers. Treten in der Membran selbst noch wesentliche elastische Kräfte auf, so kann diese als drittes Schwingungsgebilde gelten.
An sich wird man aber allgemein zunächst annehmen, dass die Membran zwangläufig von den Schwingungsgebilden gesteuert wird ; in diesem Falle hat man ein aus zwei Schwingungsgebilden zusammengesetztes System, welches auf die zwangläufig erregte Schallplatte wirkt.
Die Erfindung besteht nun darin, dass man die beiden miteinander verbundenen Schwingunggebilde aufeinander abstimmt. Der Vorteil einer derartigen Einrichtung besteht darin, dass man den Wirkungsgrad der Anlage gegenüber solchen mit nur einem oder mit zwei nicht aufeinander abgestimmten
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Weiterhin besteht die Erfindung darin, dass man die Massen in den beiden Schwingungsgebilden so verteilt, dass die Bewegungsamplitude der Membran (des Strahlers) in jedem derselben nach dem von der Membran abgekehrten Massenteil hin vergrössert wird.
Die Verteilung der Amplitudenübersetzung auf mehrere Schwingungsgebilde hat den Vorzug, dass man dabei an der Membran selbst relativ weniger Masse zu haben braucht oder dass man, was ebenfalls in vielen Fällen erwünscht ist, die freie Masse des ersten Schwingungsgebildes grösser machen kann, als wenn man die gleiche Übersetzung mit nur einem Schwingungsgebilde vornimmt. Dadurch aber wird die Strahlungsdämpfung in sehr erwünschtem Masse vergrössert bei gleichzeitig grossem Übersetzungsverhältnis.
Es ist für die Erfindung an sich gleichgültig, ob an der Membran selbst ein besonderer Massenteil vorgesehen ist, oder ob man sich dort mit der Membranmasse und. der mitschwingenden Wassermasse begnügt.
In den Fig. 1-3 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 eine Einrichtung nach der Erfindung ohne besonderen Massenteile an der Membran, Fig. 2 eine ebensolche mit einem besonderen Membrangewicht und Fig. 3 eine Anordnung der zuletzt genannten Art, wie sie technisch ungefähr ausgeführt werden kann.
In den Fig. 1 und 2 bedeuten G1, G2, G3 Massenteile, Ei, und E2 elastische Verbindungsglieder derselben. In Fig. 1 wird das eine Schwingungsgebilde dargestellt durch G1, El G2, das zweite durch G2, E2 und einen Teilbetrag der Masse der Membran M sowie des angrenzenden Wassers. In Fig. 2 ist G1, E1, G2
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Betrag des bewegten Membranteils und eine gewisse durch die verwendete Schaltfrequenz bestimmte Wassermasse. *) Erstes Zusa. tzpatent Xr. 92057.
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In dem Beispiel der Fig. 3 sind als elastische Glieder longitudinal schwingende und konzentrisch zueinander angeordnete Stäbe N und Rohre R verwendet, wobei R1, NI zu dem einen, R2, zu dem anderen Schwingungsgebilde gehören. Das Gewicht G'i ist als Elektromagnet ausgeführt, der eine Spule zur Erregung mit Wechselstrom und eine Spule 82 zur Polarisation mit Gleichstrom trägt. G2 wirkt hiebei als Anker des Magneten. Es fällt naturgemäss ebenso in den Rahmen der Erfindung, wenn ssi und G2 oder ein anderes Paar oder alle Massenteile als Träger von Erregerspulen ausgeführt sind.
Es versteht sich von selbst, dass die elastischen Glieder auch eine beliebige andere Form haben können, z. B. Membranform od. dgl., wobei sie also nicht longitudinal sondern transversal schwingen.
Bei den dargestellten Beispielen ergibt sich an sich ein zweiwelliges System. Schwingt die Membran M mit, so ergeben sich drei Kopplungsschwingungen. Sie kann ebenfalls auf die gleiche Frequenz abgestimmt sein, wie die beiden Schwingungsgebilde. Es können natÜrlich auch mehr als zwei Schwingungsgebilde zur Verwendung gelangen. Mit der Anzahl der Schwingungssysteme steigt die Zah der Kopplungsschwingungen und damit die Möglichkeit, die Resonanzkurve, d. h. also den Bereich gutel Wirksamkeit des Apparates zu verbreitern. Der hierin erreichte Fortschritt ist bereits bei zwei Schwingungsgebilden gegenüber den mit nur einem solchen arbeitenden Apparaten erheblich. Der Grad der Kopplung der Gebilde untereinander bestimmt die Genauigkeit, mit der sie aufeinander abgestimmt sein müssen.
Bei sehr enger Kopplung muss die Abstimmung genauer sein, als bei loserer Kopplung.
Die entstehenden Kopplungsfrequenzen können jede für sich zum Signalisieren gebraucht werden, oder man kann einer derselben als besonders zweckmässig herauswählen. Die Einrichtung der Erfindung ist in gleicher Weise von Bedeutung für Sender und Empfänger oder andere Vibratoren, und es ist gleichgültig, wie der Antrieb oder die Energieentziehung erfolgt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung an Schallapparaten, insbesondere für die Zwecke der Schallübertragung und Aufnahme in Flüssigkeiten mit zwei oder mehr Schwingungsgebilden mit verteilter Masse und elastischer Kraft nach Patent Nr. 885-2, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schwingungsgebilde aufeinander abgestimmt sind.