DE345796C - Vibration device for underwater sound waves with a current conductor vibrating in a fixed magnetic field - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 17. DEZElHBER 1921ISSUED ON DECEMBER 17, 1921

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

-JVl 345796.-KLASSE 74 d GRUPPE -JVl 345796.- CLASS 74 d GROUP

Signal Gesellschaft m.b.H. in Kiel.Signal Gesellschaft m.b.H. in Kiel.

schwingenden Stromleiter.vibrating conductor.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. August 1918 ab.Patented in the German Empire on August 13, 1918.

Es sind auch als Empfänger verwendbare Sender für Unterwasserschallwellen bekannt, bei denen in einem, festen Magnetfelde ein Stromleiter beweglich angeordnet ist, der mit einem an die sdhallübertragende Flüssigkeit grenzenden Strahlungsorgan (Membran,Schallplatte, Bordwand) in Verbindung steht. Die großen Energiemengen, die durch solche Apparate in Schallwellen umgeformt und auf dasThere are also known transmitters for underwater sound waves that can be used as receivers, in which a conductor is movably arranged in a fixed magnetic field, which with a radiating organ (membrane, record, Side wall) is in connection. The great amounts of energy produced by such apparatus transformed into sound waves and on the

ίο Wasser übertragen werden sollen, erfordern Stromleiter von erheblichen Abmessungen. Da diese Stromleiter, die im Magnetfeld mit hoher Frequenz schwingen sollen, gleichzeitig gute akustische Schwingungseigenschaften besitzen müssen, so macht ihr Aufbau bei großen Apparaten erhebliche Schwierigkeiten. Man hat im wesentlichen zwei Wege zur Lösung der Aufgabe gewählt, indem man entweder den schwingenden Leiter als Kurzschlußring mit nur einer sehr großen und starken Windung ausbildete und ihm den Strom auf transformatorischem Wege mittels einer Hilfswicklung zuführte, oder indem man ebenfalls unter Verwendung nur eines sehr starken Leiters als Stromzuführungen Bürsten oder dicke flexible Stromzuleitungen an ihm anbrachte. Beide Lösungen weisen gewisse Nachteile auf; die erste bedingt eine besondere Wicklung, die zweite enthält in den Bürsten oder dicken flexiblen Zuleitungen Konstruktionsteile, die eine erhebliche und von Fall zu Fall in unkontrollierbarer Weise voneinander abweichende Dämpfung für den schwingenden Leiter verursachen.ίο require water to be transferred Electrical conductors of considerable dimensions. Because these conductors that are in the magnetic field with should vibrate at a high frequency, at the same time have good acoustic vibration properties have to, so their construction causes considerable difficulties in large apparatuses. There are essentially two ways of solving the problem the task chosen by using either the oscillating conductor as a short-circuit ring with only one very large and strong turn and transformed it into the current by means of a Auxiliary winding, or by also using only a very strong one Brushes or thick flexible power lines attached to him as power supply lines. Both solutions have certain disadvantages; the first requires a special winding, the second contains in the brushes or thick flexible supply lines construction parts that are significant and from case to case Case in an uncontrollable manner deviating damping for the oscillating Cause ladder.

Die Erfindung erwuchs aus der Aufgabe, einen Empfänger nach dem gleichen Prinzip zu bauen. Sie beruht auf der Erkenntnis, daß, wenn man die großen Massen des schwingenden Leiters vermeidet und darauf verzichtet, den Leiter mit großer Amplitude, d. h. als Schallerreger, schwingen zu lassen, es möglich ist, auch mehrfach unterteilte Leiter, z. B. Spulen, mit einfachen technischen Mitteln zu akustisch brauchbaren Schwingungsgebilden zu gestalten. Bei großer Schwingungsamplitüde muß nämlich ein erheblicher Anteil der nach quadratischem Gesetz mit der Amplitüdengröße ansteigenden ruhenden Reibung der einzelnen Windungen der Spule gegeneinander überwunden werden, wohingegen dieser Einnuß bei den kleinen an Empfängern auftretenden Schwingungsamplitüden unter der gefährlichen Grenze bleibt.The invention grew out of the task of providing a receiver based on the same principle to build. It is based on the knowledge that when you look at the great masses of the vibrating Avoids conductor and refrains from using the conductor with a large amplitude, i. H. as Sound exciter to vibrate, it is possible to use multiple subdivided conductors, e.g. B. Coils, with simple technical means to acoustically usable oscillation structures to design. In the case of a large oscillation amplitude, a considerable proportion of the according to the quadratic law with the amplitude size increasing static friction of the individual turns of the coil are overcome against each other, whereas this influence with the small oscillation amplitudes occurring on receivers below the dangerous one Limit remains.

Die Erfindung besteht darin, daß ein Unterwasserschallapparat nach «dem in der Einleitung geschilderten Prinzip nur für Empfangszwecke in entsprechend erheblich verkleinerten Abmessungen hergestellt und mit einer durch' an sich bekannte Mittel zu einem akustisch starren Ganzen verbundenen und lediglieh als Massenteil wirkenden, aus einer Mehrzahl von Windungen bestehenden Spule versehen ist. Bei einer solchen Ausführungsform wird es möglich, für den nur sehr schwache Ströme führenden Stromleiter dünne flexible Zuleitungen zu verwenden, die keine wesentliche schädliche Dämpfung des schwingenden Leiters bedingen. Gleichzeitig kann man imThe invention consists in that an underwater sound apparatus according to the one in the introduction described principle only for reception purposes in a correspondingly considerably reduced size Dimensions manufactured and with a by 'known means to an acoustically rigid whole connected and acting solely as a mass part, from a plurality of turns existing coil is provided. In such an embodiment it becomes possible for the very weak Currents carrying current conductors use thin flexible leads that are not essential cause damaging damping of the vibrating conductor. At the same time, you can use the

schwingenden Leiter eine höhere Klemmenspannung erhalten und wird dadurch in die j Lage versetzt, bekannte technische Anzeige- ! apparate (Meßinstrumente, Telephone) ohne i S weiteres an die Klemmen des schwingenden j Leiters anzuschließen. ;vibrating conductor receives a higher terminal voltage and is thereby in the j Positioned, well-known technical display! Apparatus (measuring instruments, telephones) without i S further connect to the terminals of the vibrating j conductor. ;

Die Zeichnung zeigt in den Abb. ι bis 3 ; Ausführungsbeispieleder Erfindung, und zwar | ist dargestellt:The drawing shows in Figs. Ι to 3; Embodiments of the invention, namely | is presented, layed out:

In Abb. r ein Empfänger mit einem U-förtnigen Magneten im Schnitt,In Fig.r a receiver with a U-shaped magnet in section,

in Abb. 2 in Aufsicht der zugehörige schwingende Leiter nebst Träger und in Abb. 3 ein Empfänger mit einem Topfmagneten im Schnitt.in Fig. 2 in a plan view of the associated swinging ladder together with the carrier and in Fig. 3 a receiver with a pot magnet in section.

In der Abb. 1 bezeichnet 1 ein Gehäuse, welches durch die Membran 2 abgeschlossen ist. An dieser befestigt ist ein aus Isoliermaterial (ζ. Β. Hartgummi) hergestellter Träger 3, der die Spule 4 enthält. Letztere umschlingt in Form einer Acht die Pole des Elektromagneten 5, der von den Spulen 6, 6 erregt wird.In Fig. 1, 1 denotes a housing, which is closed by the membrane 2. Attached to this is an insulating material (ζ. Β. hard rubber) manufactured carrier 3, which contains the coil 4. The latter wraps around the poles of the electromagnet 5, which is excited by the coils 6, 6 in the form of an eight will.

In der Abb. 3 bezeichnen die gleichenZahlen entsprechende Elemente. Der Magnet 5 ist hier als Topfmagnet ausgebildet, der einen zentralen Kern und einen mantelartigen Außenteil besitzt. Der schwingende Leiter (Spule 4) ist in einem auf einem Teller sitzenden Rahmen aus Isoliermaterial fest gelagert. Letzterer ist an der Membran 2 befestigt. Die einzelnen Windungen der Spule 4 werden zweckmäßig bei der Herstellung durch Lacke, Bakelit oder ähnliche beim Erkalten oder Trocknen sehr hart werdende Klebstoffe aneinander befestigt.In Fig. 3, the same numerals indicate corresponding elements. The magnet 5 is designed here as a pot magnet, which has a central core and a jacket-like outer part owns. The vibrating conductor (coil 4) is in a seated on a plate Frame made of insulating material firmly mounted. The latter is attached to the membrane 2. The individual turns of the coil 4 are expediently carried out during manufacture Varnishes, Bakelite or similar adhesives that become very hard when cooling or drying attached to each other.

Um eine möglichst gleichmäßige Kraftlinienverteilung im Magneten zu erzielen, wird derselbe gemäß der Erfindung so ausgeführt, daß der Querschnitt des zentralen Kernes gleich oder größer ist als der des äußeren Mantelteiles. Insbesondere muß dies in der Gegend des die Leiterspule enthaltenden Spaltes der Fall sein. Für die Ausführungsform der Abb. 3 läßt sich diese Bedingung in die Formel fassenIn order to achieve the most even distribution of the lines of force in the magnet, the same carried out according to the invention so that the cross-section of the central core is equal to or greater than that of the outer shell part. In particular, this must be in the Area of the gap containing the conductor coil be the case. For the embodiment In Fig. 3, this condition can be summarized in the formula

r Ξ> zh r Ξ> zh

worin r den Radius des zentralen Kernes, h die Höhe des den Spalt begrenzenden und polschuhartig ausgebildeten Mantelteiles bedeutet. where r is the radius of the central core, h is the height of the cladding part that delimits the gap and is designed like a pole shoe.

Eine weitere beachtenswerte Maßnahme ist ebenfalls an dem Beispiel der Abb. 3 dargestellt. Die Trägerplatte des Spulenrahmens 3 ist mit feinen Bohrungen versehen. Diese Maßnahme dient dazu, die bei der Bewegung ! des aus Spule und Spulenträger bestehenden I Systems infolge der Bewegung der Luft im j Räume zwischen Spule und Kern auftretende starke Dämpfung zu verringern. Sie gibt aber gleichzeitig ein Mittel an die Hand, durch Bemessung der Größe und Zahl der Löcher eine beliebige genau begrenzbare Zusatzdämpfung an dem Schallapparat einzustellen.Another noteworthy measure is also shown in the example in Fig. 3. The carrier plate of the coil frame 3 is provided with fine bores. This measure serves to prevent the movement! of the I system consisting of coil and coil carrier as a result of the movement of the air in the j To reduce the strong damping that occurs between the coil and the core. But she gives at the same time a means at hand by measuring the size and number of the holes to set any precisely limited additional attenuation on the sound apparatus.

Magnetform und Spulenform können in mannigfacher Weise abgeändert werden. Insbesondere kann man auch doppelpolige (mit Nord- und Südpol versehene) Magnete und passend dazu unterteilte und mit abwechselndem Umlaufsinn versehene Spulen als schwingende Leiter verwenden. Weiterhin kann das aus Spulenträger und Spule 4 bestehende System starr oder selbst als Schwingungsgebilde ausgebildet und nötigenfalls unter Berücksichtigung benachbarter, an der Schwingung beteiligter Massen auf die Frequenz des Strahlergebildes abgestimmt sein. Man erhält auf diese Weise beliebig einwellige oder mehrwellige Systeme. Erreicht wird dieser Zweck dadurch, daß man den Spulenträger selbst als elastisches, schwingungsfähiges Glied ausbildet oder mit einem solchen verbindet. Insbesondere kommen hierfür wegen der baulichen Vorteile, die sich dabei ergeben, nach Art eines Reversionspendels hin und zurück geführte, longitudinal beanspruchte Stäbe oder konzentrisch ineinander angeordnete Rohre und Stiele in Betracht. Das Magnetfeld kann nach Belieben mit Gleichstrom oder Wechselstrom erregt werden.The shape of the magnet and the shape of the coil can be changed in many ways. In particular, you can also use double-pole magnets (with north and south poles) and matching for this purpose subdivided and alternating direction of rotation provided as oscillating coils Use ladder. Furthermore, the system consisting of the coil carrier and coil 4 rigid or even designed as a vibratory structure and, if necessary, taking into account neighboring masses involved in the oscillation must be matched to the frequency of the radiator structure. You get In this way, any single-wave or multi-wave systems. This purpose is achieved in that the coil carrier itself is designed as an elastic, vibratory member or connects with one. In particular, come for this because of the structural Advantages that result from this, guided back and forth like a reversion pendulum, longitudinally stressed rods or concentrically arranged tubes and stems into consideration. The magnetic field can be excited with direct current or alternating current as desired.

Claims (7)

Patent- Ansprüche:Patent claims: 1. Vibrationsapparat für Unterwasserschallwellen mit einem in einem festen Magnetfeld schwingenden Stromleiter, dadurch gekennzeichnet, daß der Apparat1. Vibrating apparatus for underwater sound waves with one in one fixed Magnetic field oscillating current conductor, characterized in that the apparatus 'lediglich für Empfangszwecke in kleinen Abmessungen ausgeführt und der mit einem Strahlungsorgan verbundene schwingende Leiter als Wechselstromspule mit einer Mehrzahl von Windungen derart ausgebildet ist, daß er als starres Ganzes schwingt.'Only designed for reception purposes in small dimensions and the one with a Radiating organ connected vibrating conductors as an alternating current coil with a plurality of turns in this way is designed that it vibrates as a rigid whole. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet^ daß der Feldmagnet U-förmig gestaltet und von der schwingenden Wechselstromspule in Form einer Acht umfaßt wird. no2. Device according to claim 1, characterized ^ that the field magnet It is U-shaped and encompassed by the oscillating alternating current coil in the shape of a figure eight. no 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldmagnet topfartig mit einem ringförmigen Außenteil und einem zentralen Kern ausgebildet ist und der schwingende Leiter in dem zwischen Außenteil und zentralem Kern vorhandenen Spalt beweglich angeordnet ist.3. Device according to claim i, characterized characterized in that the field magnet is pot-shaped with an annular outer part and a central core and the vibrating conductor is movably arranged in the gap between the outer part and the central core is. 4. Einrichtung nachAnspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der schwingende iao Leiter in einem mit dem Strahlungsorgan verbundenen und vorzugsweise rahmen-4. Device according to Claim 1 to 3, characterized in that the oscillating iao Head in a frame connected to the radiating organ and preferably artig ausgebildeten Träger aus Isolierstoff (Haftgummi o. dgl.) fest gelagert ist.like trained carrier made of insulating material (adhesive rubber o. The like.) Is firmly mounted. 5. Einrichtung nach Anspruch ι Jbis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Windungen des schwingenden Leiters durch Lack, Bakelit oder andere im Normalzustand sehr harte Klebemittel fest miteinander verbunden sind.5. Device according to claim ι Jbis 4, characterized in that the individual turns of the vibrating conductor by lacquer, bakelite or other in the normal state very hard adhesives are firmly bonded together. 6. Einrichtung nach Anspruch ι und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Kernes des Magneten gleich oder größer als der Querschnitt des Außenteiles ist.6. Device according to claim ι and 3, characterized in that the cross section of the core of the magnet is equal to or greater than the cross-section of the Outside part is. 7. Einrichtung nach Anspruch 1 und den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fußplatte des Spulenträgers mit Bohrungen versehen und einem Teil des Magneten, vorzugsweise dem zentralen Kern, bei Einrichtungen nach Anspruch 3 nahe gegenübergestellt ist. ao7. Device according to claim 1 and the subclaims, characterized in that that the base plate of the coil carrier is provided with holes and part of the magnet, preferably the central one Core, is closely compared with devices according to claim 3. ao Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.1 sheet of drawings. Berlin, gedruckt in der reichsdruckerelBerlin, printed in the Reichsdruckerel