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Unterwasserschallempfänger Unterwasserschallempfänger, bei denen ein
Teil der Schiffswand als schwingungsfähiges Organ (Membran) dient, sind an sich
bekannt. Bei ihnen besteht insofern eine besondere Schwierigkeit, als sie auf konstanten,
auf die Membran lastenden Wasserdruck eingestellt werden müssen. Nun ändert sich
aber der auf die als Membran ausgebildete Schiffswandung lastende Wasserdruck schon
in Abhängigkeit von der Ladung des Schiffes. Besonders groß wird aber die Änderung,
wenn der Unterwasserschallempfänger auf einem U-Boot eingebaut ist. Diese Änderungen
des Wasserdruckes, der auf die Membran lastet, bedingen Durchbiegungen der Membran
und damit Verstellungen des mit ihr gekuppelten Ankers, so daß dadurch das Arbeiten
des Unterwasserschallempfängers wesentlich beeinträchtigt ist. Eine ständige Justierung
würde recht umständlich und praktisch kaum durchführbar sein.
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Zur Vermeidung solcher Nachteile wird gemäß der Erfindung das elektromagnetische
System, mit Bezug auf welches ein mit der Membran gekuppelter Anker schwingt, mittels
einer Tragvorrichtung von großer Masse auf die Membran aufgesetzt, derart, daß bei
langzeitigen Durchbiegungen der Membran, wie sie durch verschieden große Eintauchtiefe
der Membran in das Wasser hervorgerufen werden, der Anker und das elektromagnetische
System um gleich viel verstellt werden und damit ihren gegenseitigen Abstand beibehalten.
Zweckmäßig besteht das elektromagnetische System aus zwei mit den auf die Membran
aufgesetzten Trägern verbundenen Teilen, zwischen denen der Anker gelagert ist.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Ein Teil der Schiffswandung s ist als Membrä.n m ausgebildet. Die
Membran m bildet den Abschluß eines zylindrischen Gehäuses z, welches mittels flanschartiger
Ansätze a' an der Schiffswandung befestigt und durch einen Deckel d abgeschlossen
ist. Die Membran trägt in der Mitte einen nach innen gerichteten hohlzylindrischen
Ansatz n, in welchen ein Stift o eingreift. Der Stift o kann beispielsweise in den
mit Innengewinde versehenen Ansatz ia eingeschraubt sein. Er trägt an seinem anderen
Ende den Anker a aus Weicheisen. Dieser Anker befindet sich in geringem Abstand
von zwei Weicheisenpolen b, die Induktionsspulen f tra-
gen. Die beiden
Pole b sind durch ein Joch g miteinander verbunden, durch welchen der Stift o hindurchragt.
Das zweckmäßig durchlöcherte Joch g ist an den beiden Enden in je einer Dose la
befestigt, die ihrerseits mit einer ringförmigen Platte l verbunden sind. Die ringförmige
Platte l ruht auf zwei Säulen P aus elastischem Stoff, beispielsweise Gummi, die
mit ihrem anderen Ende an dem Deckel d anliegen. Die Säulen P drücken die Platte
L auf zwei Körper q von großer Masse aus möglichst wenig elastischem Material, welche
unter Zwischenlage je einer dünnen, elastischen Schichte aus Gummi o. dgl. mit der
Membran in in Verbindung stehen.
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Die Wirkungsweise der bisher beschriebenen Einrichtung ist wie folgt
Vergrößert
sich die Eintauchtiefe der Membran m in das Wasser, so biegt sich die Membran m
nach innen durch. Diese Durchbiegung überträgt sich einerseits über die elastische
Schicht v, die Massekörper q und die Platte L
auf die Dosen la und
damit auf das elektromagnetische System b, f, g derart, daß die Pole b des
elektromagnetischen Systems sich in der gleichen Richtung und um den gleichen Betrag
wie die Durchbiegung der Membran verschieben. Andererseits wird über die Verbindung
za, o aber auch der Anker ca in der gleichen Richtung und um den gleichen Betrag
verstellt, so daß der ursprüngliche Abstand zwischen dem Anker a und den Polen
b, der für ein einwandfreies Arbeiten des Schallempfängers von Bedeutung
ist, aufrechterhalten bleibt.
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Treffen indessen Schallschwingungen auf die Membran na auf, so wird
dadurch lediglich der Anker u in Schwingungen versetzt. Die dadurch in der Wicklung
f entstehenden Ströme werden in der üblichen Weise nach ausreichender Verstärkung
zur Messung der Schallwellen benutzt. Wesentlich ist, daß die Schallschwingungen,
welche nur kurzzeitige und sehr geringe Durchbiegungen der Membran m zur Folge haben,
lediglich die elastische Schicht r verschieden stark zusammendrücken, ohne dabei
die großen Massen q und l irgendwie in ihrer Lage zu verändern. Infolgedessen
behalten diese Teile und damit auch das elektromagnetische System l),
f, g beim Auftreffen von Schallwellen auf die Membran m ihre Lage unverändert
bei.
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Zur Verbesserung der Wirkungsweise der neuen Einrichtung, ist auf
der Zeichnung noch ein zweites elektromagnetisches System c dargestellt, derart,
daß der Anker a zwischen den beiden elektromagnetischen Systemen zu liegen kommt.
Das elektromagnetische System c wirkt durch entsprechende Schaltung seiner Spulen
so, daß die Annäherung des Ankers a eine Induktion in demselben Sinne bewirkt wie
eine Entfernung des Ankers a von den Polschuhen b in den Spulen
f des ersten Systems. Dadurch wird erreicht, daß bei kleinen Unterschieden
des Luftspaltes zwischen dem Anker a und den Polen b einerseits und dem Anker a
und den Polen des elektromagnetischen Systems c andererseits die Gesamtwirkung,
d. h. der gesamte in den Spulen beider Systeme erzeugte Induktionsstrom konstant
bleibt.
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Der Anker a wird zweckmäßig so eingestellt, daß er bei der am häufigsten
vorkommenden Wassertiefe möglichst genau in der Mitte zwischen den Polen der beiden
elektromagnetischen Systeme zu stehen kommt. Dies kann z. B. dadurch ausgeführt
werden, daß die Dosen h mit Außengewinde und die Platte 1
mit Innengewinde
versehen sind, so daß durch Drehen der Dosen h und damit der in ihnen an- 6o geordneten
elektromagnetischen Systeme eine Veränderung des Luftspaltes zwischen dem Anker
a einerseits und den Polen der Systeme andererseits möglich ist.
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An Stelle des Weicheisenankers a kann man ohne Beeinträchtigung der
Erfindung auch 65 einen Kupferring oder eine Spule verwenden. Ebenso können auch
die Teile eines Mikrophons, falls ein solches als Schallempfänger benutzt werden
soll, in sinngemäßer Weise so gelagert werden, daß durch die Anwendung des 70 Erfindungsgedankens
keine Beeinträchtigung des Arbeitens bei veränderter Wassertiefe erfolgt.