DE7111463U

DE7111463U - Schallimpulserzeuger

Info

Publication number: DE7111463U
Application number: DE19717111463U
Authority: DE
Original assignee: EG&G Inc
Current assignee: PerkinElmer Inc
Priority date: 1970-03-25
Filing date: 1971-03-25
Publication date: 1972-06-15
Also published as: AU2631371A; DE2114590A1; US3679021A; FR2085116A5

Description

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5»>ΐ6.βΐί»-ωκ <») 3. Maiz 1972

EG & G, Inc., BEDFORD (Massachusetts 01730), V.St.A.

Schallimpulserzeuger

Die Neuerung betrifft einen Schallimpulserzeuger oder -generator zur Erzeugung von Schallimpulsen, insbesondere einen Schallimpulsgenerator, der Schallimpulse erzeugt, wenn er in ein Fluid eingetaucht ist, und der zur seismischen Unterwasserexploration verwendet werden kann.

Die seismische Exploration wird bisher benutzt, um die geologische Struktur von Unterwasserlandgebieten zu bestimmen. Sie ist besonders vorteilhaft bei der Exploration von vor der Küste gelegenen Landgebieten, um die Lage von Unterwasseröllagerstätten zu bestimmen.

Die bekannten seismischen Explorationen von Unterwassergebieten benutzen Schallquellen zur Erzeugung starker Schallimpulse im das Landgebiet bedeckenden Wasser und Einrichtungen zur Aufzeichnung der Echoirapulse, die durch die Reflexion der Schallimpulse durch die verschiedenen geologischen Schichten des Unterwasserlandgebiets entstehen. Die Exploration

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wird normalerweise von einem sich bewegenden Schiff aus vorgenommen, das auf der Wasseroberfläche auf einen: vorbestimmten Kurs fährt. Durch Aufzeichnung der Echoimpulse, die durch die verschiedenen geologischen Schichten reflektiert werden, wird eine Echoimpulsverteilung erhalten, die zur Herstellung einer geologischen Karte des Unterwassergebiets benutzt werden kann.

Bei der seismischen Exploration eines Unterwassergebiets ist es wünschenswert, einen Schallimpulsgenerator zu verwenden, der einen starken Schallimpuls erzeugen und mit einer vorbestimmten Impulsfolgefrequenz betrieben werden kann. Die bisher für die seismische Exploration benutzten Schallimpulsgeneratoren erzeugen starke Primärschallimpulse, an die sich eine Folge von Sekundärschallimpulsen anschließt. In mechanischen Einrichtungen für die Erzeugung von Schallimpulsen treten die Sekundärschallimpulse auf als Ergebnis von Schwingungen der mechanischen Teile nach Erzeugung der Primärschallimpulse oder von Kavitation im Wasser in der Nähe der mechanischen Einrichtung.

Da die Sekundärimpulse ebenfalls von den geologischen Schichten des Unterwasserlandgebiets reflektiert werden, werden die durch die Pr j "närschallimpulse erhaltenen Echoimpulse durch die Echoimpulse der Sekundärschallimpulse von den geologischen Schichten überlagert. Bei der Herstellung einer geologischen Karte des Landgebiets ist es oft schwierig, die Echoimpulse der Primärschallimpulse von denen der Sekundärschallimpulse zu unterscheiden. Es ist also schwierig, eine genaue, eindeutige geologische Karte des Landgebiets anzufertigen.

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Es ist daher Aufgabe der Neuerung, einen Schallinipulsgenerator zur Erzeugung von Schallimpulsen in einem Fluid anzugeben, das die eben genannten Schwierigkeiten üf rwindet, d.h. Sekundärschallimpulse im Ausgangssignal des Schallimpulsgenerators im wesentlichen unterdrückt, so daß eine Echoirapulsverteilung von den geologischen Schichten eines Unterwasserlandgebiets erhalten werden kann, bei der die Echoimpulse der Primärimpulse leicht identifiziert werden können; dabei soll für den Betrieb des Schallimpulsgenerators keine größere mechanische Energie als bisher benötigt werden.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des neuerungsgemäßen Schallimpulsgenerators ist ein neues fluld-betätigtes Ventil vorgesehen. Dieses Ventil kann zum Betrieb des Schallimpulsgenerators verwendet werden. Es ermöglicht, Fluidleitungen mit einem niedrigen Nenndruck zu benutzen, wenn große Fluiddurchsätze bei niedrigem Druck und kleine Fluiddurchsätze bei hohem Druck benötigt werden. Das Ventil gestattet also, biegsamere Fluidleitungen an den Schallimpulsgenerator anzuschließen. Außerdem liefert das Ventil eine anfangs große Betätigungskraft, die schnell abfällt, nachdem das Ventil geöffnet worden ist, um die Menge des zum Betätigen des Ventils nötigen Fluids zu erhalten und das Ventil schneller zu betätigen.

Genauer gesagt, die Neuerung sieht vor, eine ausdehnbare und zusammenziehbare Einheit oder Struktur zur Erzeugung einer Kammer variablen Volumens in Fluid. Es ist ferner eine Einrichtung vorhanden, die mit der Einheit verbunden ist, um die Kammer gegen den Umgebungsdruck des Fluids auszudehnen und die Kammer durch den Umgebungsdruck sich zusammenziehen zu lassen und gegen den Umgebungsdruck zurückzuprallen,

um einen Schallimpuls an das Fluid abzugeben. Außerdem ist mit der Einheit eine Einriehtune verbunden, die naoh dem Zurückprallen der Kammer betätigbar ist, um ein anschließendes Zusammenziehen der Kammer durch den Umgebungsdruck zu verhindern, so daß keine Sekundärschallimpulse im Fluid erzeugt werden.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der Neuerung hat der Schallimpulsgenerator ein zylindrisches Gehäuse, von dem ein Ende geschlossen und ein Ende zum Fluid offen ist, sowie einen in dem Gehäuse gleitend gelagerten Kolben. Der Kolben ist gegen das* zylindrische Gehäuse abgedichtet, um eine Kammer mit variablem Volumen zwischen dem verschlossenen Ende des Gehäuses und dem Kolben zu bilden.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel des Schallimpulsgenerators ist eine Einrichtung vorhanden, um den Kolben relativ zum zylindrischen Gehäuse in eine ausgefahrene Stellung relativ zum verschlossenen Ende des Gehäuses zu verschieben und um den Kolben freizugeben, damit der Umgebungsdruck des Fluids den Kolben zum geschlossenen Ende des zylindrischen Gehäuses zurücktreibt. Außerdem ist wirkungsmäßig mit dem Kolben eine Einrichtung verbunden, die den Kolben nach dem Zurückprallen vom geschlossenen Ende des zylindrischen Gehäuses auffängt, um eine weitere Bewegung des Kolbens durch den Umgebungsdruck zum geschlossenen Ende des Gehäuses zu verhindern. Durch Abfangen des Kolbens nach dessen Rückprall vom geschlossenen Ende des zylindrischen Gehäuses hält der Schallirapulsgenerator gemäß der Neuerung die mechanische Bewegung des Kolbens an, um keine Sekundärsehallimpulse im Ausgangssignal des Schallimpulsgenerators entstehen zu lassen und die für den Betrieb des Generators notwendige mechanische

Energie in ihrem Wert aufrechtzuerhalten.

Bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel des neuerungsgemäßen Schallimpulsgenerators wird ein fluid-betätigter Zylinder, z.B. ein hydraulischer Zylinder, als den Kolben verschiebende Einrichtung benutzt. Außerdem ist eine Fluideteuereinrichtung für den Betrieb des hydraulischen Zylinders vorhanden. Die Fluidsteuereinrichtung belädt den Hydraulikzylinder mit Druckfluid, um den Kolben in eine ausgefahrene Stellung relativ zum geschlossenen Ende des zylindrischen Gehäuses zu verschieben, und entlädt dann das Druckfluid aus dem Hydraulikzylinder, damit der Umgebungsdruck des Fluids den Kolben zum geschlossenen Ende des Gehäuses antreiben kann. Die Fluidsteuereinrichtung läßt auch Druckfluid in den Hydraulikzylinder während des Rückpralls des Kolbens vom geschlossenen Ende des zylindrischen Gehäuses ein und verhindert dann, daß Fluid den Hydraulikzylinder nach dem Rückprall des Kolbens verläßt, um den Kolben festzuhalten und Sekundärschallimpulse zu unterdrücken.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Schallimpulsgenerator drei Betriebsarten zeigt. Diese drei Betriebsarten sind:

1. Die kombinierte Masse des zylindrischen Gehäuses

und der effektiven Wasserlastmasse, die mit dem zylindrischen Gehäuse gekoppelt ist, istp.nri wesentlichen äquivalent der kombinierten Masse des Kolbens und der effektiven Wasserlastmasse, die mit dem Kolben gekoppelt ist, so daß sowohl das Zylindergehäuse als auch der Kolben sich gegeneinander bewegen, wenn der Schallimpulsgenerator betätigt wird.

2. Die kombinierte Masse des Zylindergehäuses und der mit dem Zylindergehäuse gekoppelten effektiven Wasserlast-

masse ist relativ groß im Vergleich zur kombinierten Masse des Kolbens und der mit dem Kolben gekoppelcen effektiven Wasserlastmasse, so daß das Zylindergehäuse stationär in Bezug auf den Kolben bleibt und der Kolben sich bewegt, wenn der Schallimpulsgenerator betätigt wird.

3. Die kombinierte Masse des Kolbens und der effektiven Wasserlastmasse, die mit dem Kolben gekoppelt ist, ist groß gegen die kombinierte Masse des Zylindergehäuses und die mit dem Zylindergehäuse gekoppelte effektive Wasserlastmasse, so daß der Kolben stationär in Bezug auf das Zylinderv^näuse ist und das Zylindergehäuse sich bewegt, wenn der Scliailimpulsgenerator betätigt wird.

Die effektive Wasserlastmasse des Kolbens und des Zylindergehäuses wird näherungsweise durch den Radius des Kolbens und des Zylindergehäuses nach folgender Formel bestimmt:

M = 8/5 r R³

mit M = effektive Wasserlastmasse,
r = Wasserdichte,
R = Radius des Zylindergehäuses bzw. des Kolbens.

Die dritte Betriebsart dürfte die beste für Schallimpulsgeneratoren sein, bei denen das Verhältnis der Bohrung des ZyIIndergehäuses zur Hublänge des Kolbens klein ist, die Betriebsart Nr. 2 dürfte dagegen am besten für große Verhältnisse von Bohrung zu Hub und Betriebsart Nr. 1 die beste für mittlere Verhältnisse von Bohrung zu Hub sein.

Es versteht sich, daß, wenn das Zylindergehäuse und der Kolben sich beim Betrieb des Schallimpulsgenerators be-

we^eri, beide zurückprallen, so daß ein großer positiver Schalldruck ?nt-"tshfc. Venn sich nur das Zylinder gehäuse bewegt, prallt es allein zurück, so daß ebenfalls ein großer positiver Schalldruck entsteht, und weun sich nur der Kolben bewegt, erzeugt auch dessen Zurückprallen einen großen positiven Schalldruck.

Wenn auf die Bewegung des Kolbens zum geschlossenen Ende des Zylindergehäuses in der nachfolgenden Figurenbeschreibung Bezug genommen werden wird, soll darunter eine Relativbewegung verstanden werden, wobei sich der Kolben oder das Zylindergehäuse oder der Kolben und das Zylindergehäuse bewegen können. Ähnlich soll hinsichtlich der Verschiebung des Kolbens relativ zum Zyiindsrgehäus® in eine ausgefahrene Stellung relativ zum geschlossenen Ende des Zylindergehäuses es möglich sein, daß sich entweder der Kolben oder das Zylindergehäuse oder der Kolben und das Zylindergehäuse bewegen. Schließlich soll bei Bezugnahme auf das Auffangen des Kolbens zu dessen Pesthalten davon ausgegangen werden, daß entweder der Kolben oder das Zylindergehäuse oder der Kolben und das Zylindergehäuse aufgefangen werden.

Zur Vereinfachung der Erläuterung soll jedoch in der Figurenbeschreibung immer davon gesprochen werden, daß der Kolben sich bewegt und das Zylindergehäuse relativ zum Kolben stationär ist.

Die Neuerung gibt -*lso einen Schallimpulsgenerator zur Schallimpulserzeugung i»i einem Fluid an, wodurch eine Folge von Primärschallimpulsen ohne unerwünschte Sekundärschallimpulse erzeugt wird. Bei Benutzung des neuerungsgemäßen Schallimpulsgenerators zur seismischen Exploration von Unterwasser-

landgebieten kann eine sehr genaue geologische Karte des Landgebiets durch die aus den Primärsehallimpulsen erhaltenen Echoimpulse gewonnen werden. Die Neuerung ermöglicht ferner die seismische Exploration bei minimalem Verbrauch von mechanischer Energie.

Die Neuerung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen;

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des neuerungsgemäßen Schallirapulsgenerators;

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Schallimpulsgenerator von Fig. 1, woraus ein Hydraulikzylinder und ein am Ende des Hydraulikzylinders montiertes Ventil zur Betätigung des Schallimpulsgenerators ersichtlich sind;

Fig, 3 eine vergrößerte Teilschnittansicht des Ventils und des Hydraulikzylinders von Fig. 2;

Fig. 4 ein vergrößerter Teilvertikalschnitt nach Linie 4-4 von Fig. 1, wenn das Ventil in seiner Offenstellung ist;

Fig. 5 eine Endansicht des Schallimpulsgenerators von Fig. 1 nach Linie 5-5; und

Fig. 6 das Schema einer Fluidsteuerung für die Fluidversorgung des Ventils, um den Schallimpulsgenerator zu betätigen.

Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel des neuerungsgemäßen Schallimpulsgenerators. Dieser Schal!impulsgenerator kann in ein Fluid eingetaucht werden, um Schallimpulse zu er-

zeugen. Bei der Durch "lhrung seismischer Exploration eines UnterwasserlandgebietSj Z..B. vor der Küste, wird der Schallimpulsgenerator normalerweise an einem Kabel aufgehangen, das an einem Schiff befestigt ist, das auf der Wasseroberfläche fährt.

Neuerungsgemäß hat der Schallimpulsgenerator eine ausdehnbare und zusamraenfaiibare Struktur zur Bildung einer Kammer mit variablem Volumen im Fluid. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der Schallimpulsgenerator ein Gehäuse, von dem ein Ende geschlossen und ein Ende zum Fluid offen ist, sowie einen Kolben, der im Gehäuse verschiebbar gelagert ist. Das Gehäuse und der Kolben bilden dann e \e Kammer mit variablem Volumen. Bei einer derartigen Struktur ist also die Kammer entlang einer einzigen Achse ausdehnbar und zusammenfallbar.

Ein zylindrisches Gehäuse oder Zylinder 12 hat ein offenes Ende 14 und ein geschlossenes Ende 16. Ein Kolben 18 ist im Zylindergehäuse 12 verschiebbar. Das geschlossene Ende l6 des Zylindergehäuses 12 ist gekrümmt, und der Kolben 16 hat eine der Krümmung des geschlossenen Endes l6 angepaßte Außenfläche 19·

Der Kolben ist gegen das Zylindergehäuse abgedichtet, um eine Kammer 20 (vgl. Fig. 2) variablen Volumens zwischen dem geschlossenen Ende des Zylinders und dem Kolben zu bilden. Gemäß Fig. 2 ist ein Dichtring 22 an der Außenkante des Kolbens l8 befestigt, um gegen die Innenwand des Zylindergehäuses 12 abzudichten. Der Dichtring 22 ist durch einen Klemmring 24 gehalten, der durch mehrere Schrauben 26 festgehalten wird, die durch den Klemmring 24 und den Dichtring 22

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in den Kolben l8 eingeschraubt sind.

Gemäß Fig. 2 und 5 hat der Kolben l8 eine hohlzylindrische Nabe 28 und sechs Rippen 29, die von der Nabe 28 zum Außenrand des Kolbens l8 verlaufen, um dem Kolben eine höhere Festigkeit zu geben. Der Kolben 18 ist auf einer Achse 30 durch ein Klemmglied 32 befestigt, das auf der Achse 30 montiert und an der Nabe 28 durch Schrauben 34 gesichert ist. Das Klemmglied 32 kann irgendeinen üblichen Aufbau haben, z.B. eine Schelle sein, die an der Achse 30 in einer Ringnut 36 der Achse 30 befestigt ist. Die Abschnitte des Klemmglieds 32 kennen dann in irgendeiner üblichen Weise zusammengehalten sein.

Die Achse 30 hat eine zweite Nut 38, die sich innerhalb der Nabe 28 des Kolbens l8 befindet. Ein O-Dichtring 4θ ist in die Nut 38 eingesetzt, um eine Abdichtung zwischen der Innenfläche der Nut 28 und der Achse 30 zu erzielen.

Ein Ende der Achse 30 ist verschiebbar in einer Nabe 42 eines Armkreuzes 44 gelagert, das am offenen Ende 14 des Zylindergehäuses 12 durch mehrere Bolzen 46 gesichert ist, die durch den Außenrand des Armkreuzes 44 in den Umfang des Zylindergehäuses 12 eingeschraubt sind. Eine Buchse 48 ist zwischen der Achse JO und der Nabe 42 vorgesehen.

Das andere Ende der Achse 30 erstreckt sich durch einen Ansatz 54 am geschlossenen Ende des Zylindergehäuses 12. Der Ansatz 54 hat eine Innenbohrung, in der sich eine Büchse 58 befindet. Die Büchse 58 erlaubt ein Verschieben der Achse 30 relativ zum Ansatz 54. Ein O-Dichtring 60 befindet sich in einer Nut in der Innenwand des Ansatzes 54, um die Achse 30 gegen den Ansatz 54 abzudichten.

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Neuerungsgemäß ist eine Einrichtung vorhanden, die mit der bereits erwähnten Struktur verbunden ist, um die Kanuner gegen den Umgebungsdruck des Fluids auszudehnen und die Kammer durch den Umgebungsdruck zusammenfallen zu lassen, sowie gegen den Umgebungsdruck zurückprallen zu lassen, damit ein Schallimpuls im Fluid erzeugt wird. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Verschiebeeinrichtung vorhanden, um den Kolben relativ zum Zylindergehäuse in eine ausgefahrene Stellung relativ zum geschlossenen Ende des Zylindergehäuses zu verschieben sowie den Kolben freizulassen, damit der Umgebungsdruck des Fluids den Kolben nach innen relativ zum Zylindergehäuse zu dessen geschlossenem Ende antreiben kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die Verschiebeeinrichtung einen fluid-betätigten Zylinder 62 (vgl. Fig. 2), vorzugsweise einen Hydraulikzylinder, mit einem darin verschiebbaren Stempel 64. Der Stempel 64 ist auf der Achse 30 montiert, die sich in das eine Ende des Hydraulikzylinders 62 über eine Dichtpackung 66 in einem zylindrischen Bodenteil 68 des Hydraulikzylinders 62 erstreckt.

Der Hydraulikzylinder· 62 dient zum Verschieben des Kolbens 18 relativ zum Zylindergehäuse 12. Wenn der Hydraulikzylinder 62 mit Druckfluid beladen wird, werden der Stempel 64 und die Achse JO relativ zum Hydraulikzylinder 62 nach außen bewegt, und der Kolben l8 bewegt sich gegen den Umgebungsdruck des Fluids in eine ausgefahrene Stellung am offenen Ende des Zylindergehäuses 12. Wenn der Druck des Druckfluids iia Hydraulikzylinder 62 abnimmt, treibt der Umgebungsdruck des Fluids den Kolben 18 in Richtung auf das geschlossene Ende des Zylindergehäuses 12 an, und der Stempel 64 wird relativ zum Hydraulikzylinder 62 nach innen bewegt, um das Druckfluid aus dem Hydraulikzylinder 62 zu entladen.

gemäßen Scha]limpulsgenerators ist der Hydraulikzylinder 62 am Zylindergehäuse 12 an dessen geschlossenem Ende montiert. Gemäß Fig. 1 hat das Zylindergehäuse 12 einen Lagerblock 76 mit zwei Zapfen 72 und 74. Zwei Arme 78 und 32 sind an einem Ende mit dem Lagerblock 76 durch die Zapfen 72 und 74 verbunden. Die Arme 78 und 82 haben stiftartige Abschnitte 80 und 86 (vgl. Fig. 2), die Gewinde an ihrem Ende tragen.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist der Hydraulikzylinder 62 mit einem Flansch 84 versehen, der von den Seiten des Hydraulikzylinders 62 nach außen vorspringt. Der stiftartige Abschnitt SG des Arms 78 erstreckt sich dursh eine Öffnung im Flansch 84. Eine federnde Unterlegscheibe 88 und eine metallische Unterlegscheibe 90 sind auf den stiftähnlichen Abschnitt des Arms 78 geschoben, und eine Mutter 92 ist auf das Gewinde des stiftartigen Abschnitts 80 aufgeschraubt, um den Hydraulikzylinder 62 am Zylindergehäuse 12 zu sichern.

Ähnlich erstreckt sich der stiftähnliche Abschnitt 86 des Arms 82 (vgl. Fig. 2) durch eine öffnung im Flansch 84. Eine federnde Unterlegscheibe 94 und eine metallische Unterlegscheibe 96 sind auf den stiftähnlichen Abschnitt 86 des Arms 82 geschoben. Eine Mutter 98 ist auf das Gewinde des stiftartigen Abschnitts 86 des Arms 82 aufgeschraubt, um den Hydraulikzylinder 62 am Zylindergehäuse 12 zu sichern.

Wahlweis' kann irgendeine zweckmäßige Einrichtung zur Befestigung des Hydraulikzylinders 62 am Zylindergehäuse 12 anstelle der eben beschriebenen Befestigungsmittel vorgesehen sein. Wahlweise kann der Hydraulikzylinder 62 am Kolben l8 und der Stempel 64 des Hydraulikzylinders 62 am Zylindergehäuse 12 befestigt sein.

NeuerungsgemSß ist eine Einrichtung vorhanden,- die nach einem Rückprall der Kammer ein erneutes Zusammenfallen der Kammer duroh den Umgebungsdruck verhindert, damit keine Sekundärsohallimpulse im Fluid erzeugt werden. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel des neuerungsgemäßen Schallimpulsgenerators hat eine Einrichtung, die wirkungsmäßig mit dem Kolben verbunden ist, um den Kolben nach dessen Rückprall vom geschlossenen Ende des Zylindergehäuses aufzufangen und so eine Bewegung nach innen des Kolbens durch den Umgebungsdruck des Fluids zu vermeiden. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Neuerung ist eine Fluidsteuereinrichtung vorgesehen, die mit dem Hydraulikzylinder verbunden ist und Druckfluid in den Innenraum des Hydraulikzylinders einspeist, um den Schaliimpulsgenerator zu betätigen. Die Fluidsteuereinrichtung ermöglicht das Auffangen des Kolbens nach dessen Rückprall vom geschlossenen Ende-des Zylindergehäuses.

Die Auffangeinrichtung hat vorzugsweise ein Ventil, das mit dem Hydraulikzylinder verbunden ist, um Druckfluid in den Hydraulikzylinder während des Rückpralls des Kolbens vom geschlossenen Ende des Zylindergehäuses einzulassen und ein Austreten des Fluids aus dem Hydraulikzylinder nach dem vollständigen Rückprall des Kolbens zu unterbinden. Im vorliegenden Äusführungsbeispiel ist ein einziges fluid-betätigtes Ventil 100 (vgl. Fig. 1 und 2) an einem Ende des Hydraulikzylinders 62 angeschweißt oder anderweitig befestigt. Das Ventil hat ein Ventilgehäuse 102 mit einem Kreisschlitz 104 (vgl. Fig. 3) an einem Ende, um die zylindrische Seitenwand des Hydraulikzylinders 62 aufzunehmen. Gemäß Fig. J5 ist ein O-Dientring in einer Nut an der äußeren Seitenwand des Hydraulikzylinders 62 vorhanden, um das Ventilgehäuse 102 gegen den Hydraulikzy-

indSr 62

Gemäß Fig. 3 ist ein Durchbruch 110 im Ventilgehäuse vorgesehen, und ein zylindrischer Ventilschaft 112 ist im Durchbruch 110 verschiebbar. Ein Ende des Ventilschafts 112 erstreckt sich in einen Fluidktuial II3 im Ventilgehäuse 102. Ein kreisrundes Tellerventil 114 ist an diesem Ende des Ventilschafts 112 angebracht. Das Tellerventil 114 liegt normalerweise an einem Ventilsitz II6 an, der am Ventilgehäuse 102 am Umfang des Fluidkanals II3 ausgebildet ist, so daß r-s normalerweise geschlossen ist. In seiner Offenstelluug (vgl. Fig. 4) ist das Tellerventil 114 vom Ventilsitz II6 wegbewegt, und der Innenraum des Hyd aulikzylinders 62 ist geöffnet, damit Fluid von Durchlässen 120 und 122 (vgl. Fig. J>) einströmt, die im Ventilgehäuse 102 vorgesehen sind. Hydraulische Rohre 121 und 123 (vgl. Fig. 1 und 3) sind mit den Durchlässen 120 bzw. 122 verbunden.

Das andere Ende des Ventilschafts 112 erstreckt sich durch den Durchbruch 110 in eine im wesentlichen zylindrische Fluidkammer 126 im Ventilgehäuse 102. Der Ventilschaft 112 hat einen dickeren zylindrischen Abschnitt 128, der sich in der Fluidkammer 126 befindet und eine Schulter I30 am Ventilschaft 112 bildet. Der dickere zylindrische Abschnitt

128 des Ventilschafts 112 hat auch eine breitere Endfläche

129 (vgl. Fig. 3) am Ventilschaft 112.

Gemäß Fig. 3 springt ein ringförmiger Flansch I32 vom verdickten Zylinderabschnitt 128 des Ventilschafts 112 in die Fluidkammer 126 vor. Der Flansch 132 hat entgegengesetzte Ringflächen 133 und 134, auf die Fluiddruck über das in die Fluidkammer 126 eingeleitete Druckfluid einwirken kann.

AuSerderp hat aar Plansch 132 einen Ringschlitz 135 zur Aufnahme eines Endeis einer Schraubenfeder 136, Das andere Ende der Schraubenfeder I36 ist von einer Ringaussparung 138 im Ventilgehäuse 102 aufgenommen. Die Schraubenfeder spannt das Ventil 100 in die normalerweise eingenommene Schließstellung vor, in dem das Tellerventil 114 in Anlage an den Ventilsitz Ho gedrückt wird.

Das Ventil 100 ist auch mit einem freien Kolben l4o (Pig. 3 und 4) versehen, der in der Fluidkammer 126 verschiebbar ist. Der freie Kolben l40 hat eine zylindrische öffnung 142 zur Aufnahme des verdickten Zylinderabschnitts 128 des Ventiisehafts 112 und für eine freie Verschiebung des freien Kolbens l4o relativ zum Ventilgehäuse 102 und relativ zum verdickten Zylinderabschnitt des Ventilschafts 112. Eine Ringendfläche 14} des freien Kolbens l40 befindet sich in der Nähe der Endfläche 129 des Ventilschafts 112. Der freie Kolben liegt normalerweise an der Fläche 134 des Flansches 1J2 an. Der Flansch 132 überträgt den auf die Fläche 143 des freien Kolbens l40 ausgeübten Druck zum Ventilschaft 112.

Gemäß Fig. 3 hat das Ventil 100 eine Deckplatte 146, die am Ventilgehäuse 102 durch mehrere Bolzen 148 gesichert ist, die durcn die Deckplatte 146 in das Ventilgehäuse eingeschraubt sind. Ein O-Dichtring 150 befindet sieh in einer Ringnut im Ventilgehäuse 102, um die Deckplatte 146 gegen das Ventilgehäu e 102 abzudichten.

Ein Ringvorsprung 152 (vgl. Fig. 5) ist an der Deckplatte l46 vorgesehen und erstreckt sich in den Innenraum des Ventilgehäuses 102, um einen Anschlag für den freien Kolben l40 zu bilden. Der Ventilschaft 112 ist so dimensio-

niert, daß in der Schließstellung des Tellerventils Il4 (vgl. Fig. 3) ein kleiner Zwischenraum zwischen dem freien Kolben l40 und dem Ringvorsprung I52 vorhanden ist. In dieser Stellung sind die Endfläche 143 des freien Kolbens l40 und die vergrößerte Endfläche 129 des Ventilschafts 112 von der Innenwand der Deckplatte 146 getrennt, um einen kleinen Zwischenraum 154 freizulassen.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Einrichtung vorhanden, um Druckfluid in das Ende des Ventilschafts 112 in der Fluidkammer 126 und zum Ende des freien Kolbens l4o einzuspeisen, damit das Tellerventil 114 geöffnet wird.

Gemäß Fig. 3 hat die Deckplatte 146 einen Durchlaß 158, durch den das Druckfluid in den Zwischenraum 154 einströmen kann, um das Tellerventil 114 zu öffnen. Gemäß Fig. 1 und 3 ist ein Hydraulikrohr I60 an den Durchlaß 158 der Deckplatte 146 angeschlossen und für die Zufuhr von Druckfluid in den Zwischenraum 154 vorgesehen.

Wenn Druckfluid dem Zwischenraum 154 (vgl. Fig. 3) über den Durchlaß I58 zugeführt wird, wirkt Fluiddruck auf die Endfläche 129 des Ventilschafts 112 und auf die Endfläche 143 des freien Kolbens l40 ein. Der auf die Fläche 143 des freien Kolbens l40 ausgeübte Druck wird auf den Ventilschaft 112 über den Flansch 1^2 übertragen. Daher ist die Gesamtkraft, die auf dem Ventilschaft 112 zum öffnen des Tellerventils 114 einwirkt, gleich der Summe der auf die Endflächen des Ventilschafts 112 und des freien Kolbens 14O ausgeübte Kräfte.

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Wenn das Tellerventil Il4 geöffnet ist, bewegen sich der freie Kolben l40 und drr- Ventilschaft 112 nach rechts in Pig. ^. Der freie Kolbon l4o wird in seiner Bewegung nach rechts durch eine Schulter l62 begrenzt, die am Ventilgehäuse 102 in der Fluidkammer 126 ausgebildet ist. Der Ventilschaft 112 wird ebenfalls in seiner Bewegung nach rechts begrenzt, und zwar durch die Schulter 1^0 am verdickten Zylinderabschnitt 128 des Ventilschafts 112. Daher bewegt sich der freie Kolben 14-0 nach rechts, bis er von der Schulter I62 angehalten wird. Danach wird der auf seine Endfläche 14^ ausgeübte Fluiddruck nicht länger zum Ventilschaft 112 übertragen, und der Ventilschaft 112 bewegt sich nach rechts nur infolge des auf die Endfläche I29 ausgeübten Drucks. Der Ventilschaft 112 bewegt sich weiter, bis die Schulter ' 0 sich an eine Ringfläche 164 des Ventilgehäuses 102 anlegt, die den Durchbruch 110 umgibt, in dem der Ventilschaft 112 verschiebbar ist.

Gemäß Flg. 4 hat das Ventil 100 einen Durchlaß I66 im Ventilgehäuse 102, der sich in die Fluidkammer 126 erstreckt. Gemäß Fig. 1 ist ein Hydraulikrohr 168 an den Durchlaß 1.66 angeschlossen. Druckfluid kann über das Rohr I68 und den Schlitz 166 der Fluidkammer 126 zugeführt werden (vgl. Fig. 4).

Zusätzlich ist ein Durchlaß 170 im Ventilgehäuse 102 vorhanden« Gemäß Fig. 4 erstreckt sich der Durchlaß 170 in dem Innenraum des Hydraulikzylinders 62. Ein Hydraulikrohr (Fig. 1) ist mit dem Durchlaß I70 verbunden» Druckfluid kann über das Rohr 172 und den Durchlaß 170 in den Innenraum des Hydraulikzylinders 62 eingeleitet werden.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Neuerung ist

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eine Federung in der Kammer vorgesehen, die durch das geschlossene Ende des Zylindergehäuses und des Kolbens gebildet wird, damit der Kolben nicht das geschlossene Ende berührt, wenn der Kolben nach innen relativ zum Zylindergehäuse durch den Umgebungsdruck des Fluids angetrieben wird, und damit der Kolben nach außen relativ zum geschlossenen Ende des Gehäuses zurückprallt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Federung ein kompressibles Fluid wie ein Gas, das in die Kammer 20 (vgl. Fig. 2) eingeleitet wird. Das korapressible Fluid gelangt in die Kammer 20 bei einem Druck unterhalb des Umgebungsdrucks des Fluids, in das der Schallimpulsgenerator eingetaucht ist. Wenn die Kammer 20 expandiert, indem der Kolben 18 üum offenen Ende des Zylindergehäuses 12 verschoben wird, ist der Druck des kompressiblen Fluids kleiner als der Umgebungsdruck des Fluids. Daher ist, wenn der Kolben freigelassen wird, der Umgebungsdruck groß genug, um den Kolben zum geschlossenen Ende des Zylinders anzutreiben. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel des Schallimpulsgenerators kann Luft als das kompressible Fluid benutzt werden.

Gemäß Fig. 2 kann die Luft in die Kammer über einen Durchlaß 182 im geschlossenen Ende des Zylindergehäuses 12 eingeleitet werden. Ein Anschlußstück 184 (vgl. Fig. 1), das am Ende einer Luftleitung 186 befestigt ist, ist in den Durchlaß 182 eingeschraubt. Die Luftleitung 126 ist mit einem üblichem Unterdruckregler (nicht abgebildet) zur Regelung des Drucks in der Kammer verbunden.

Gemäß Fig. 2 befindet sich ein Durchlaß 176 im Grund-

körper 68 des Hydraulikzylinders 62. Ein Ky^raulikrohr 178 (Fig. 1) ist an eine Kupplung 180 angeschlossen, äie in den Durchlaß 176 eingeschraubt ist. Nur zur Erläuterung ist der Durchlaß 176 in Fig. 2 in einer Stellung gezeigt, die um gegen die Stellung des Hydraulikrohrs 178 und der Kupplung von Fig, 1 versetzt ist. Der Durchlaß 176 dient dazu, Fluid aus dem Hydraulikzylinder 62 abzugeben, das am Stempel 64 vorbei während des Betriebs des Schallimpulsgenerators leckt.

In Fig. 6 ist eine Fluidsteuerung für den Betrieb des Hydraulikzylinders des Schallimpulsgenerators gezeigt. Die Fluidsteuerung hat einen solenoid-betätigten Steuerschieber 200, der im vorliegenden Fall ein Vier-Wege-, Drei-Stellungs-Schieber ist. Die drei Stellungen des Steuerschiebers 200 sind durch ein Schiebersymbol 202 dargestellt und als Stellung X, Y und Z angedeutet. Der Steuerschieber 200 wird durch Solenoide S, und S_? betätigt.

Gemäß Fig. 6 hat die Fluidsteuerung eine Druckfluid« quelle 204, die über ein längeres Hydraulikrohr 206 an einen ersten Schlitz 208 des Steuerschiebers 200 angeschlossen ist. Ein Fluidvorratsbehälter 210 ist über ein längeres Hydraulikrohr 212 mit einem Rückschlagventil 214 verbunden, das an einen zweiten Schlitz 216 des Steuerschiebers 200 über ein Hydraulikrohr 215 angeschlossen ist. Die Hydraulikrohre 160 und 172, die mit den Durchlässen I58 bzw. 170 des Ventils (vgl. Fig. 4) verbunden sind, sind an Schlitze 2l8 bzw. 220 des Steuerschiebers 200 (vgl. Fig. 6) angeschlossen.

Der Steuerschieber 200 dient dazu, wahlweise die Fluidverbindungen zwischen den Hydraulikrohren 160 und 172 sowie den Hydraulikrohren 206 und 212 zu variieren. Wenn z.B. weder das Solenoid S₁ noch das Solenoid S₂ erregt ist, befindet sich

der Steuerschieber 200 in seiner Mittelstellung (Stellung Z). Wenn der Steuerschieber sich in dieser Stellung befindet, ist das Hydraulikrohr 160 mit de« Hydraul iicrohr 215 verbunden, während die Hydraulikrohre 172 und 206 nicht verbunden sind.

Wenn das Solenoid S. betätigt wird, wird der Steuerschieber 200 in die Stellung X bewegt. In dieser Stellung ist das Hydraulikrohr I60 mit dem Hydraulikrohr 206 über den Steuerschieber 200 verbunden, und das Hydraulikrohr 172 ist mit dem Hydraulikrohr 215 verbunden. Wenn das Solenoid Sg erregt wird, wird der Steuerschieber 2QQ in die Stellung Y verschoben. In dieser Stellung ist das Hydraulikrohr I60 mit dem Hydraulikrohr 215 sowie das Hydraulikrohr 172 mit dem Hydraulikrohr verbunden.

Die Fluidsteuerung hat auch mehrere Fluiddruckspeicher A₁, A^ und A,. Irgendein üblicher Fluiddruckspeicher kann dabei verwendet werden. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Neuerung wird ein Druckspeicher verwendet, der unter der Bezeichnung "Haie 4a Accumulator" von der Hale Fire Pump Company of Conshohocken, Pennsylvania, USA, hergestellt wird.

Der Druckspeicher A₁ ist durch ein Hydraulikrohr 224 mit dem Hydraulikrohr 215 verbunden, das an den Schlitz 216 des Steuerschiebers 200 angeschlossen ist. Der Druckspeicher A₁ dient als örtlicher Speicher für den Schallimpulsgenerator. Er wird zusammen mit dem Schallimpulsgenerator in das Fluid eingetaucht, während der Vorratsbehälter 210 oberhalb der Fluidoberfläcne bleibt und über das längere Hydraulikrohr mit dem Schailimpulsgenerator verbunden ist. Der Druckspeicher A, dient für eine schnelle Betätigung der Fluidsteuerung und erhält die Energiemenge, die beim Betrieb der Schaltung ver-

braucht wird, da durch ihn die Notwendigkeit wegfällt, Fluid schnell durch ein langes Hydraulikrohr zu einem entfernten Vorratsbehälter strömen zu lassen.

Der Druckspeicher Ap ist durch ein Hydraulikrohr 226 mit dem Hydraulikrohr 206 verbunden, das die Druckfluidquelle 204 an den Schlitz 208 des Steuerschiebers 200 anschließt. Der Druckspeicher Ap dient als örtliche Druckquelle für den Schallimpulsgenerator. Es ist zusammen mit dem Schallimpulsgenerator in das Fluid eingetaucht, während die Fluiddruckquelle 204 sich oberhalb des Fluids befindet und mit dem Schallimpulsgenerator durch das lange Hydraulikrohr 206 verbunden ist. Der Druckspeicher Ap erlaubt eine schnellere Betätigung der Fluidsteuerung und erhält die Energiemenge, die beim Betrieb der Schaltung verbraucht worden ist, da durch ihn die Notwendigkeit wegfällt, schnell Druckfluid von einer entfernten Quelle über ein langes Hydraulikrohr zum eingetauchten Sohallimpulsgenerator strömen zu lassen.

Der Druckspeicher A^ ist durch ein dünnes Hydraulikrohr 228 mit dem Hydraulikrohr 215 verbunden. Das Hydraulikrohr 168, das mit dem Schlitz 166 des Ventils 100 (Fig. 4) verbunden ist, ist an den Druckspeicher Α., angeschlossen. Außerdem sind die Hydraulikleitungen 121 und 123, die an die Schlitze 120 bzw. 122 des Ventils 100 angeschlossen sind, ebenfalls mit dem Druckspeicher A, verbunden.

Der Druckspeicher A, beaufschlagt den Stempel 64 des Hydraulikzylinders 62 mit einem Gegendruck und unterstützt die Federung in der Kammer 20, um ein Rückprallen des Kolbens l8 vom geschlossenen Ende des Zylinders 12 zu verursachen.

Das Ausmaß der Unterstützung der Federung in der Kammer 20 durch den Druckspeicher Λ, kann durch Einstellung des Anfangsvolumens des Druckspeichers A, und dessen Anfangsgasdruck gesteuert werden, in einer abgewandelten Ausrührung des Schallimpulsgenerators kann der Druckspeicher A-, auch dazu benutzt werden, allein die Rückprallkraft für den Kolben 18 zu erzeugen, so daß die Federung in der Kammer 20 weggelassen werden kann.

Die Hydrauli^leitung 178, die mit dem Durchlaß 176 (Fig. 2) des Hydraulikzylinders 62 verbunden ist, ist an das Hydraulikrohr 212 angeschlossen, das vom Vorratsbehülter 210 ausgeht. Ferner ist ein Überströmventil 2^0 (Fig. 6) mit dem Hydraulikrohr 172 verbunden.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel des neuerungsgemäßen Schallimpulsgenerators ist die Fluidsteuerung (Fig. 6) bis auf die Druckfluidquelle 204 und den Vorratsbehälter 210 auf einem Gestell (nicht gezeigt) befestigt, das am Zylindergehäuse 12 gesichert ist. Wenn alsc der Schallimpulsgenerator in ein Fluid eingetaucht wird, wird die gesamte Fluidsteuerung bis auf die Druckfluidquelle 204 und den Vorratsbehälter 210 mit eingetaucht.

Die Druckfiuidquelle 204 und der Behälter 210 befinden sich vorzugsweise auf dem Schiff, das auf der Oberfläche des Fluids fährt, in das der Schallimpulsgenerator eingetaucht ist. Die Druckfluidquelle 204 und der Vorratsbehälter 210 sind durch die längeren Hydraulikrohre 206 bzw. 212 mit der übrigen Fluidsteuerung verbunden, wobei die Druckspeicher A. und Ap als örtliche Vorratsbehälter bzw. örtliche Druckfluidquelle für die Fluidsteuerung dienen.

Zur Erläuterung des Betriebs des neuerungsgemäßen Schall impulsgenerators soll angenommen werden, daß der Kolben l8

(Fig. 2) vollständig zum offenen Ende des Zylindergehäuses 212 zu Betriebsbeginn ausgefahren ist. Zu dieser Zeit werden der Stempel 6k und die Achse >0 in ihre voll ausgefahrene Stellung bewegt, während der Lnnenraue des Hydraulikzylinders 62 mit Druckfluid beladen wird.

Der Schallimpulsgenerator ist in *iü*e Fluid eingetaucht, dessen Umgebungsdruck auf die Außenseite des Kolbens 18 einwirkt.

Vor Betridbsbeginn sind die beiden Solenoide S. und S^ aberregt, so daß der Steuerschieber 200 (Fig. 6) sich in seiner Mittelstellung (Stellung Z) zu Betriebsbeginn befindet.

Um den Schallimpulsgenerator in Betrieb zu nehmen, wird das Solenoid S₁ erregt.

Es sei jetzt die Fluidsteuerung von Fig. 6 betrachtet, wenn das Solenoid S. erregt ist und der Steuerschieber 200 sich in die Stellung X bewegt hat. Bei dieser Stellung des Steuerschiebers 200 ist die Hydraulikleitung l60 mit der Druckfluidquelle 204 durch die Hydraulikleitung 206 verbunden. Gemäß Fig. J> wird Druckfluid durch den Durchlaß 158 in den Zwiscnenraum 154 eingespeist, um den freien Kolben l4o und den Ventils^uaft 112 nach rechts zu drücken.

Gleichzeitig, d.h. in der Stellung X des Steuerschiebers 200 (Fig. 6), ist de Hydraulikleitung 172 über den Steuerschieber 200 nait df." Hydraulikleitung 215 verbunden. Da die Hydraulikleitung 215 an den Drackspeicher A₁ und den Vorratsbehälter 210 über die Hydraulikleitung 212 angeschlossen ist, fällt der Fluiddruck im Hydraulikzylinder 62 sofort ab. Auf diese Weise kann der Kolben l8 (Fig. 2) beginnen, sich

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zum geschlossenen Ende des Zylindergehäuses 12 nach innen zu bewegen.

Die Fluiddurchflußkapazität des Steuerschiebers 200 und der an ihn angeschlossenen Hydraulikleitungen ist begrenzt, so daß eine zusätzliche Einrichtung für das schnelle Entladen des Fluids aus dem Hydraulikzylinder 62 notwendig ist. Diese zusätzliche Einrichtung wird durch das Ventil 100 gebildet.

Es sei jetzt wieder Fig. 3 betrachtet. Der Druck des in den Zwischenraum 154 des Ventils 100 eingespeisten Fluids wirkt auf die Endflächen 129 und I²O des Ventilschafts 112 bzw. des freien Kolbens 140 und drückt den freien Kolben l40 und den Ventilschaft 112 nach rechts. Da der freie Kolben am Flansch 1^2 des Ventilschafts 112 anliegt, wird der auf die Endfläche 143 des freien Kolbens l4o ausgeübte Druck zum Ventilschaft 112 übertragen. Daher ist die auf den Ventilschaft 112 ausgeübte Gesamtkraft gleich der Summe der auf die Endfläche des Ventilschafts 112 und die Endfläche des freien Kolbens l4o ausgeübten Kräfte. Diese Kraft ist groß genug, um die entgegengesetzt gerichteten Kräfte zu überwinden, die auf den Ventilschaft 112 durch das Fluid im Hydraulikzylinder 62, durch die Schraubenfeder 136 und durch das in die Kammer 126 über den Durchlaß I66 zugeführte Fluid ausgeübt werden (Fig. 4). Das Fluid in der Kammer 126 übt einen Druck auf die Schulter des Ventilschafts 112 aus und erzeugt eine Druckdifferenz zwischen den Flächen \y*> und 1^4 des Flansches

Das Tellerventil 114 wird geöffnet, wenn der freie Kolben l40 und der Ventilschaft 112 sich in die Stellung von Fig. 4 bewegen. Die Bewegung des freien Kolbens l40 hört auf, wenn er in Anlage an die Schulter l62 gekommen ist. Danach wirkt der auf die Endfläche 143 des freien Kolbens l4o ausge-

übte Druck nicht auf den Ventilschaft 112. Der Ventilschaft 112 bewegt sich weitr~ nach rechts, nämlich wegen des aui' seiner Endfläche 129 ausgeübten Fluiddruck^, bis der Ventilschaft in Anlage an. die Fläche 164 des Ventilgehäuses 102 sich bewegt hat.

Der freie Kolben l40 (Fig. 3) des Ventils 100 gestattet, eine anfangs große Kraft auf den Ventilschaft 112 auszuüben, um das Tellerventil 114 zu öffnen. Der Ventilaufbau erlaubt, die Fluidmenge aufrechtzuerhalten, die zum öffnen des Ventils erforderlich ist, indem der Ventilschaft 112 um eine größere Strecke als der freie Kolben l40 angetrieben werden kann. Nach dem anfänglichen öffnen des Tellerventils 114 ist weniger Druck erforderlich, um den Ventilschaft 12 in dessen vollkommen offene Stellung zu bewegen. Daher wird die Bewegung des freien Kolbens l4o durch die Schulter 162 (Fig. J5) begrenzt, um die Fluidmenge aufrechtzuerhalten, die in den Zwischenraum 154 durch den Durchlaß 158 während des öffnens des Tellerventils 114 ausströmt.

Wenn sich der Kolben 18 nach innen zum geschlossenen Ende des Zylindergehäuses 12 bewegt, wird das Solenoid S₂ erregt. Es sei darauf hingewiesen, daß das Solenoid Sp während dieser Zeit erregt bleibt, und wegen der nicht-linearen Kraftkennlinie der Solenolde der Steuerschieber 200 in der Stellung X verharrt, bis das Solenoid S₁ aberregt ist.

Wenn der Kolben l8 sich weiter nach inren relativ zum Zylindergehäuse 12 bewegt, wird das Fluid, das im Hydraulikzylinder 62 bleibt, vor allem durch die Durchlässe 120 und 122 in den Druckspeicher A, entladen, was den Druck im Druckspeicher A-. erhöht. Es tritt also ein großer Fluiddurchsatz durch die Durchlässe 120 und 122 bei niedrigem Druck auf.

Außerdem komprimiert die Bewegung nach innen des Kolbens l8 die Luft in der Kammer 20 (Pig. 2), um dort den Luftdruck zu erhöhen. An irgendeinem Punkt während der Bewegung nach innen des Kolbens l8 wird der Innenluftdruok in der Kammer gleich dem äußeren Umgebungsdruck des Fluids, das auf den Kolben l8 von außen einwirkt. Der Kolben l8 bewegt sich Jedoch weiter zum geschlossenen Ende des Zylindergehauses 12 wegen seiner Trägheit. Die Trägheit des Kolbens l8 wird durch den Anstieg im Innenluftdruck in der Kammer 20 und den Druckaufbau im Druckspeicher A^ während der Weiterbewegung des Kolbens zum geschlossenen Ende l6 des Zylindergehäuses 12 überwunden. Die Summe von Druck der komprimierten Luft in der Kammer 20 und Druck des Druckspeichers A^. verhindert, daß der Kolben auf das geschlossene Ende des Zylindergehäuses 12 aufschlägt.

Wenn die Bewegung nach innen des Kolbens l8 beendet ist, veranlaßt der Innenluftdruck in der Kammer 20 den Kolben l8, gegen den äußeren Umgebungsdruck des Fluids zurückzuprallen. Das Zurückprallen des Kolbens l8 vom geschlossenen Ende des Zylinders 12 erzeugt einen großen positiven Schallimpuls im den Schallimpulsgenerator umgebenden Fluid.

Wie bereits erwähnt wurde, wird eine vorbestimmte Zeit nach dem Erregen des Sol noids S. dieses aberregt. Da das Solenoid Sp bereits durch das öffnen des Schalters 256 errege worden ist, bewegt sich der Steuerschieber 200 (Fig. 6) in die Stellung Y. Die vorbestimmte Zeit wird so gewählt, daß der Steuerschieber 200 sich in diese Stellung bewegt, kurz nachdem der Kolben l8 seine relativ zum Zylindergehäuse 12 am weitesten innen liegende Stellung erreicht hat. Wenn der Steuerschieber 200 sich in der Stellung Y befindet, ist die Hydraulikleitung 160 über den Steuerschieber 200 mit der

Hydraulikleitung 215 verbunden, während di :· Hydrauiikleitung 172 an die Hydraulikleitung .">06 angeschlossen ist.

In der Stellung Y des Steuerschiebers 200 ist gemäß Fig. 4 der Durchlaß 158 an den Vorratsbehälter 210 und den Druckspeicher A₁ (Fig. 6) angeschlossen, so daß der Druck des Fluids im Zwischenraum I54 sofort verringert wird. Außerdem ist der Durchlaß 170 mit der Druckfluidquelle 204 und mit dem Druckspeicher Ä_ verbunden, so daß Druckfluid erneut dem Innenraum des Hydraulikzylinders 62 zugeführt wird.

Wenn der Kolben l8 vom geschlossenen Ende des Zylindergehäuses 12 zum offenen Ende des Gehäuses zurückspringt, wird der Stempel 64 (Fig. 2) vom Tellerventil 114 wegbewegt, und der Druck im Druckspeicher A^, drückt das vorher entladene Fluid durch die Durchlässe 120 und 122 und das Tellerventil 114 in den Hydraulikzylinder 62. Durch Drücken des Fluids in den Hydraulikzylinder 62 verhindert der Druckspeicher A^, daß eine Kavitation im Hydraulikzylinder während des Rüekprallhubs des Kolbens l8 auftritt. Wenn kein Druck vom Druckspeicher A-, ausgeübt würde, würde ein Vakuum im Hydraulikzylinder 62 während des Rückprallens des Kolbens l8 entstehen, so daß eine Kavitation im Hydraulikzylinder 62 die Folge wäre. Gleichzeitig wird Druckfluid von der Druckfluidquelle 204 in den Hydraulikzylinder 62 über den Durchlaß 170 eingespeist (Pig. ¹O-

Der Druckspeicher A, liefert auch Druckfluid durch den Durchlaß 166 (Fig. 4) in die Fluidkammer 126 des Ventils 100. Der Druck des von der Fluidkammer 126 kommenden Fluids treibt den freien Kolben l40 nach links an, damit der freie Kolben l40 in seine Ausgemgsstellung zurückkehrt, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Der Ventilschaft 112 geht zu diesem Zeitpunkt

nicht in seine Ausgangsstellung zurück, da der Druck des in den! Hydraulikzylinder 62 Über die Durohlässe 120 und 122 strömenden und auf das Tellerventil 114 einwirkenden Fluids zusammen mit dem Fluiddruck, der auf die Fläche 1J4 des Flansches 132 ausgeübt wird, groß genug ist, um die Kräfte auszugleichen, die auf den Ventilschaft 112 in entgegengesetzter Richtung durch die Schraubenfeder 136 und den auf die Fläche des Flansches 1)2 einwirkenden Druck ausgeübt werden.

Wenn der Kolben l8 sich dem Ende seines Rückprallhubs nähert, nimmt die Fluidströmung im Hydraulikzylinder 62 durch die Durchlässe 120 und 122 ab. Eine zunehmende Kraft wird auf den Ventilschaft 112 und das Tellerventil 114 duroh das Fluid im Hydraulikzylinder 62 ausgeübt* um den Ventilschaft 112 nach links in Fig* 4 zu drücken. Wenn die auf den Ventilschaft nach links ausgeübten Kräfte, d.h., die auf den Ventilschaft 112 duroh die Schraubenfeder 136 ausgeübte Kraft und die auf die Sohulter 130 und die Fläche I33 des Flansches 1?2 durch das Druckfluid in der Kammer 126 einwirkenden Kräfte, die auf den Ventilschaft 112 in der entgegengesetzten Richtung wirkenden Kräfte, d.h., die auf die Fläche 1J4 des Flansches 1)2 durch das Druckfluid in der Kammer 126 ausgeübte Kraft und die nach rechts gerichtete Kraft, die auf das Tellerventil 114 durch die Fluidströmung von den Durchlässen 120 und 122 auf den Innenraum des Hydraulikzylinders 62 ausgeübt wird, übertreffen, wird der Ventilschaft 112 in seine Ausgangsstellung zurückgebracht, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Das Tellerventil 114 wird also geschlossen, um eine weitere Fluidströmung zwischen dem Druckspeicher A., und dem Hydraulikzylinder 62 zu unterbinden. Das Schließen des Tellerventils 112 tritt automatisch am Ende des Rückprallhubs des Kolbens l8 auf, so daß der Kolben l8 festgehalten wird und sich nicht zum

geschlossenen Ende des Zylindergehäuses 12 bewegen kann.

Die auf den Kolben 18 durch das komprimierte Fluid m der Kammer 20 ausgeübte RUckprallkraft reicht nicht aus, um den Kolben 18 vollständig zum offenen Ende des Zylindergehäuses 12 zurUckzubewegen. In manchen Fällen prallt der Kolben l8 nur um ein Drittel bis die Hälfte der Strecke zurück zum offenen Ende des Zylindergehäuses 12. Nach dem Schließen des Tellerventils 114 steigt jedoch der Druck des Fluids im Hydraulikzylinder 62 weiter an, da das Druckfluid in den Innenraum des Hydraulikzylinders 62 durch den Durchlaß 170 strömt (Fig. 4). Daher bewegt sich der Kolben weiter nach außen, bis er das offene Ende des Zylindergehäuses 62 erreicht. Zu diesem Zeitpunkt wirkt eine große Kraft wegen des Druckaufbaus im Hydraulikzylinder 62 auf das Tellerventil und den Ventilschaft 112 ein, um das Tellerventil 114 in Schließstellung zu halten.

Wenn der Kolben l8 das offene Ende des Zylindergehäuses 12 erreicht, wird über einen (nicht gezeigten) Endschalter das Solenoid Sp aberregt, und der Steuerschieber 200 (Fig. 6) wird in seine Mittelstellung (Stellung Z) bewegt. In der Stellung Z des Steuerschiebers 200 ist die Hydraulikleitung 172 von der Druokfluidquelle 204 getrennt, während die Hydrau likleitung 160 weiter mit dem Vorratsbehälter 210 und dem Druckspeicher A₁ verbunden ist.

Da das Tellerventil 114 automatisch geschlossen und der Innenraum des Hydraulikzylinders 62 mit Druckfluid beladen wird, wenn der Kolben l8 seinen Rückprallhub vollendet, wird der Kolben l8 nach dem Rückprallhub festgehalten. Irgend einer Bewegung des Kolbens l8 nach dem Rückprallhub steht das Druckfluid entgegen, das in den Innenraum des Hydraulik-

Zylinders 62 eingespeist ist. Der Druckaufbau im Hydraulikzylinder 62 übt eine Kraft auf den Stempel 64 aus, die groß genug lsi, UUi die nach innen gerichtete Kraft zu überwinden,

die durch den Umgebungsdruck des äußeren Fluids auf den Kolben 18 ausgeübt wird.

Durch Verhinderung einer sich an den Rückprallhub des Kolbens l8 anschließenden Bewegung nach innen des Kolbens 18 unterdrückt der Sohallimpulsgenerator gemäß der Neuerung Sekundärschallimpulse im Ausgangssignal des Schallimpulsgenerators. Durch Festhalten des Kolbens, wenn dessen Rückprallhub vollendet ist, wird ein Schwingen des Kolbens na«;«- dem Rückprall verhindert. Daher wird die Hauptursache von Sekundärschallimpulsen in einem mechanischen Schallimpulsgenerator vermieden.

Da ferner der kolben am Ende seines Rückprallhubs festgehalten wird, wenn seine Geschwindigkeit Null ist, werden keine großen Beschleunigungskräfte auf den Kolben ausgeübt, um dessen Weiterbewegung zu verhindern. Infolgedessen besteht keine Gefahr einer äußeren Kavitation im äußeren Fluid in der Nähe des Kolbens, so daß eine weitere mögliche Ursache von Sekundärschallimpulsen ausscheidet.

Außerdem wird durch das Festhalten des Kolbens nach dessen Rückprallhub die Energiemenge aufrechterhalten, die zum Betrieb des Schallimpulsgenerators notwendig ist. Da eine Bewegung nach innen des Kolbens nach dem Rückprall verhindert wird, ist es nur notwendig, den Kolben um eine minimale Strecke zu bewegen, damit er zum offenen Ende des Zylindergehäuses zurückkehrt, um den Schallimpulsgenerator für eine erneute Inbetriebnahme vorzubereiten.

J Solange das Solenoid S. ununterbrochen erregt ist,

• blexbt der Steuerschieber 200 (Fig. 6) ununterbrochen in

seiner Stellung X. Bei der Stellung des steuerscniebers 2üö in der Stellung X wird das Tellerventil 114 in Offenstellunts durch Druckfluid gehalten, das der Hydraulikleitung l60 von der Druckfluidquelle 204 zugeführt wird, und der Innenraum des Hydraulikzylinders 62 ist durch die Hydraulikleitung mit dem Vorratsbehälter 210 und dem Dr- ;kspeicher A₁ verbunden. Der Umgebungsdruck des äußeren Fluids hält den Kolben am geschlossenen Ende des Zylindergehäuses 12.

Bei der seismischen Exploration von Unterwasserlandgebieten arbeitet der neuerungsgemäße Schallimpulsgenerator normalerweise mit einer von einer (nicht gezeigten) elektronischen Einrichtung gesteuerten Foigefrequenz von 1 = 6 see zwischen den einzelnen Schallimpulsaussendungen.

Wenn während des Zeitintervalls zwischen aufeinanderfolgenden Schellimpulsabstrahlungen der Kolben 18 sich nach innen relativ zum Zylindergehäuse 12 soweit bewegt, daß der End- oder Fühlschalter geöffnet wird, wird das Solenoid. S„ erregt. Der Steuerschieber 200 (Fig. 6) wird in die Stellung Y bewegt, und Druckfluid von der Druckfluidquelle 204 wird über die Hydraulikleitung 172 und den Durchlaß 170 (Fig. 4) dem Innenraum des Hydraulikzylinders 62 zugeführt, um den Stempel 64 (Pig. 2) zum Ende des Hydraulikzylinders 62 zu bewegen, damit der Kolben 18 zum offenen Ende des Zylindergehäuses 12 rückgeführt wird.

Gemäß Fig. 2 erlaubt die dünne Hydraulikleitung 228, die zwischen den Druckspeicher A-, und die Hydraulikleitung 215 gesc altet ist, daß der Druckspeicher A, überschüssiges Fluid an den Vorratsbehälter 210 während des Zeitintervalls

zwischen aufeinanderfolgenden Schallimpulsausstrahlungei; des Schallimpuxsgenerators abgibt. Außerdem begrenzt das Überströmventil 230, das an die Hydraulikieitung 172 angeschlossen ist, den Druckaufbau im Hydraulikzylinder 02 auf einen vorbestimmten Wert.

Wie oben erwähnt wurde, dient der Druckspeicher oder -sammler A. (Fig. 6) als Örtlicher Vorratsbehälter für den Schallimpulsgenerator·. Wenn der Steuerschieber 200 in die Stellung X bewegt wird, um den Schallimpulsgenerator in Betrieb zu nehmen, wird der Innenraum des Hydraulikzylinders durch die Hydraulikleitung 172 über den Steuerschieber 200 an den Druckspeicher A. angeschlossen. Wenn der Kolben l8 sich nach innen zum geschlossenen Ende des Zylinders 12 bewegt, wird irgendwelches aus dem Hydraulikzylinder 62 verdrängtes Fluid durch den Durchlaß I70 in den Druckspeicher A₁ gefördert. Beim neuerungsgemäßen Schallimpuisgenerator ist es wünschenswert, daß dieses Fluid in einen örtlichen Abfluß oder Vorratsbehälter, d.h. den Druckspeicher A₁, gelangt, der mit dem Schallimpulsgenerator eingetaucht ist, anstatt das Fluid in den Vorratsbehälter 210 fördern zu müssen, der sich oberhalb der Fluidflache befindet.

Ähnlich dient der Druckspeicher Ap als örtliche Druckquelle für den Schallimpulsgenerator. Der Druckspeicher Ap ist vorzugsweise ein Hochdruck-Druckspeicher zur Einspeisung von Fluid unter hohem Druck in den Schallimpulsgenerator. Vorzugsweise wird eine örtliche Druckqueile mit dem Schallimpuisgenerator eingetaucht, um schnelle Druckänderungen für den Betrieb des Tellerventils 114 und des Hydraulikzylinders 02 zu ermöglichen, wenn der Steuerschieber 200 in die Stellung X oder Y umgeschaltet wird. Das Tellerventil 114

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und der Hydraulikzylinder 62 können dann schneller auf das Druckfluid von einer örtlichen Druckquelle als auf Druckfluid von der Druckfluidquelle 204 ansprechen, die sich normalerweise oberhalb der Fluidoberflache befindet.

Der neuerungsgemäße Schallimpulsgenerator kann verschiedene Arten von mechanischen Konstruktionen oder Einheiten benutzen. Z.B. kann die aus- und zusammenfahrbare Konstruktion zur Erzeugung einer Kammer variablen Volumens im äußeren Fluid ein Zylindergehäuse haben, das an beiden Enden offen ist, wobei zwei Kolben in dem Zylindergehäuse verschiebbar gelagert sind. Anschläge können an beiden Ender .es Zylindergehäuses vorhanden sein, um beide Kolben an einer Bewegung aus dem Gehäuse zu hindern. In diesem Fall ist der Hydraulikzylinder 62 an einem Ende der Kolben gesichert, während der Stempel 64 des Hydraulikzylinders 62 mit dem anderen Kolben verbunden ist. Eine andere mögliche Ausführung der Konstruktion .im Schallimpulsgenerator hat zwei Platten, die durch einen Satz von Bälgen oder einem anderen flexiblen Element verbunden sind, um eine ausdehnbare und zusammenklappbare Kammer zu bilden. Die Außenflächen der Platten können zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit gewölbt sein, und die Innenflächen sind so dimensioniert, daß das Volumen der Kammer auf einen kleinen Wert verringert werden kann, ohne daß die Platten sich in gegenseitiger Anlage bewegen. Bei dieser Konstruktion wird der Hydraulikzylinder 62 an einer der Platten befestigt, während der Stempel 64 mit der anderen Platte verbunden ist.

Es ist auch möglich, für diese Konstruktion des Schallimpulsgenerators zwei flexible Platten vorzusehen, die an ihrem Rand verbunden sind, um eine Kammer von variablem Volumen zwischen den flexiblen Platten auszubilden. Der Hy-

draulikzylinder 62 ist dann mit einer der flexiblen Platten und der Stempel 64 mit der anderen flexiblen Platte verbunden. Beim Betrieb dieser Konstruktion wird der Mittelabschnitt der flexiblen Platten auseinandergedrückt, wenn der Hydraulikzylinder betätigt wird, um die durch die flexiblen Platten begrenzte Kammer gegen den Umgebungsdruck des äußeren Fluids auszudexmen.

Es ist also möglich, für die aus- und zusamraenfahrbare Konstruktion, die eine Kammer variablen Volumens bildet, beim neuerungsgemäßen Schallimpulsgenerator verschiedenste Realisierungsmöglichkeiten vorzusehen.

Aus der vorangegangenen Beschreibung geht auch hervor, daß der neuerungsgemäße Schallimpulsgenerator Primärschallimpulse in einem (äußeren) Fluid erzeugt, ohne daß praktisch zu berücksichtigende Sekundärschallimpulse entstehen. Damit erlaubt der neuerungsgemäße Schallimpul_₀enerator die seismische Exploration von Jnterwasserlandgebieten mit äußerst hoher Genauigkeit.

Vorteilhafterweise wird beim neuerungsgemäßen Schallimpulsgenerator auch die Menge an mechanischer Energie aufrechterhalten, die zum Betrifcj des Generators erforderlich ist. Eine Kavitation im Hydraulikzylinder für den Betrieb des Schallimpulsgenerators wird vermieden, indem ein Fluiddruckspeicher verwendet wird, um Fluid in den Hydraulikzylinder während des Rückprallhubs des Generators einzudrücken. Da ferner das neuartige Ventil des Schallimpulsgenerators das Strömen von großen Fluidmengen bei relativ niedrigem Druck ermöglicht, erlaubt das Ventil die Verwendung kleiner, flexibler Hydraulikrohre in einer Fluidsteuerschaltung des Schallimpulsgenerators .

Claims

Schutzansprüche

1. Schallimpulserzeuger zur Erzeugung von Schallimpulsen, wenn er in ein äußeres Fluid eingetaucht ist, gekennzeichnet durch

eine ausdehnbare und zusammendrückbar^ Einheit für die Erzeugung einer Kammer variablen Volumens in dem äußeren Fluid;

eine mit der Einheit verbundene Einrichtung, die die Kammer gegen den Umgebungsdruck des Fluids ausdehnt, sowie die Kammer durch den Umgebungsdruck zusammendrücken und gegen den Umgebungsdruck zurückprallen läßt, um einen Schallimpuls in dem äußeren Fluid zu erzeugen; und

eine mit der Einheit verbundene Einrichtung, die nach dem Zurückprallen der Kammer betätigbar ist, um ein weiteres Zusammendrücken der Kammer durch den Umgebungsdruck und damit die Erzeugung von Sekundärschallirapulsen im äußeren Fluid zu verhindern,

2. Schallimpulserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Einheit gebildete Kammer entlang einer einzigen Achse zusammendrückbar und ausdehnbar ist.

p. Schallimpulserzeuger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Federung in der Kammer, damit die Kammer nicht vollständig zusammengedrückt wird und damit die Kammer gegen den Umgebungsdruck des äußeren Fluids zurückprallt.

4. Schallimpulserzeuger nach Anspruch 3>> dadurch gekennzeichnet, daß die Federung ein kompressibles Fluid in der Kammer mit einem Druck hat, der kleiner als der Umgebungsdruck des äußeren Fluids ist, wenn die Kammer ausgedehnt ist.

5· Schailimpulserzeuger nach Anspruch 1, uddurch gekennzeichnet, daß die Einheit für di* Bildung einer Kammer variablen Volumens aufweist:

ein Zylindergehäuse (12),- von dem das eine Ende geschlossen und das andere Ende zum äußeren Fluid offen ist; und

einen in dem Zylindergehäuse (1^) verschiebbaren Kolben (l8), der gegen das Zylindergehäuse abgedichtet ist, um die Kammer variablen Volumens zwischen dem geschlossenen Ende des Zylindergehäuses und dem Kolben zu bilden.

6. Schallirapulserzeuger nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die ein vollständiges Zusammendrücken der Kammer verhindert, eine Einrichtung hat, um den Kolben (18) nach dessen Rückprall vom geschlossenen Ende des Zylindergehäuses aufzufangen und damit eine Bewegung nach innen des Kolbens unter der Einwirkung des Umgebungsdrucks des äußeren Fluids zu vermeiden.

7. Schallimpulserzeuger nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) durch einen Hydraulikzylinder (62) relativ zum Zylindergehäuse (12) verschiebbar ist.

8. Schallirapulserzeuger nach Anspruch J_} dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Auffangen des Kolbens (l8) ein Ventil (100) hat, das mit dem Hydraulikzylinder (62) verbunden ist, um Druckfluid in den Hydraulikzylinder wänrend des Rückpralls des Kolbens (l8) vom geschlossenen Ende des Zylindergehäuses (12) einströmen zu lassen und zu verhindern, daß das Druckfluid aus dem Hydraulikzylinder gedrückt wird, nachdem der Kolben (18) seinen Rückprall vom geschlossenen Ende des Zylindergehäuses beendet hat.

9. ochallimpulserzeuger nach Anspruch 4 und 6, dadurch ge- !fiinz»! ohnet.. daß die Pedsruna in des· Zylindersehäuse (1?) verhindert, daß der Kolben (l8) daa geschlossene Ende des Zylindergeh'iuses berührt, wenn der Kolben nach innen relativ zum Zylindergehäuse durch den Umgebungsdruck des äußeren Fluids angetrieben wird, und den Kolben naui außen relativ zum geschlossenen Ende des Zylindergehäuses rüokprallen läßt.

10. Schallimpulserzeuger nach einem der Ansprüche ¹J bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikzylinder (62) am Zylindergehäuse (12) montiert iat und einen darin verschiebbaren, mit dem Kolben (l8) verbundenen Stempel (64) hat, und daß eine Fluidsteuereinriehtung mit dem Hydraulikzylinder verbunden 1st, UiH

1) in den Hydraulikzylinder Druckfluid zu fördern, damit der Stempel nach außen und der Kolben in eine ausgefahrene Stellung relativ zum geschlossenen Ende des Zylindergehäuses angetrieben wird;

2) um den Druck des Druckfluids im Hydraulikzylinder zu verringern, damit der Umgebungsdruck des äußeren Fluids den Kolben zum geschlossenen Ende des ZyIIndergehäuses und den Stempel nach innen antreiben kann, wodurch das zurückgebliebene Druckfluid aus dem Hydraulikzylinder verdrängt wird;

3) um Druckfluid in den Hydraulikzylinder während des Rückpralls des Kolbens vom geschlossenen Ende des Zylindergehäuses einzulassen; und

4) um zu vei'.Indern, daß das eingelassene Fluid aus dem Hydraulikzylinder nach dem Rückprall des Kolbens vom geschlossenen Ende des Zylindergehäuses verdrängt wird.

11. Schallimpulserzeuger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet; <*-?.£ <ii? Fi'-JiiiÄteiJ«rHinriqhtuns das Ventil ("!OQ) umfaßt, das normal einweise geschlossen ist und an einem Ende dee Hydraulikzylinders (62) montiert ist, um das Verdrängen des Druokfluide aus dem Hydraulikzylinder zu steuern, und daß eine Einrichtung das Ventil (100) öffnet, damit das Druckfluid im Hydraulikzylinder (62) verdrängt werden kann, wenn der Kolben zum geschlossenen Ende des Zylindergehäuses (12) angetrieben wird.

12. Schallimpulserzeuger naoh Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (100) sich automatisch nach dem Rückprall des Kolbens (18) schließt, um ein Verdrängen des Druckfluids aus dem Hydraulikzylinder (62) zu verhindern.

13. Schallimpulserzeuger naoh Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Sammler oder Druckspeicher, der mit dem Ventil (100) verbunden ist, um aus dem Hydraulikzylinder (62) verdrängtes Fluid aufzunehmen.

14. Schallimpulserzeuger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidsteuereinrichtung aufweist:

eine Druckfluidquelle (204)j

einen Fluidvorratsbehälter (210)j

einen Steuerschieber (200; zur wahlweisen Verbindung der Druckfluidquelle (204) und des Fluidvorratsbehälters (210) mit dem Hydraulikzylinder (62); und

eine Einrichtung zur Betätigung des Steuerschiebers (200), um die Druckfluidquelle (204) mit dem Hydraulikzylinder (62) während des Förderns des Druckfluids in den Hydraulikzylinder zu verbinden und um den Hydraulikzylinder (62) mit dem Fluidvorratsbehälter (210) während des Verdrängens des Fluids

aus dem Hydraulikzylinder (62) zu verbinden.

15· Schallimpulserzeuger nach Anspruch 14, gekennzeichnet duroh

einen ersten Fluiddruckspeicher (Ap), der mit dem Steuerschieber (200) verbunden ist, um als örtliche Druckfluidquelle für den Hydraulikzylinder (62) zu dienen und die Druckfluldquelle (204) zu unterstützen; und

einen zweiten pluiddruckspeioher oder -sammler (A.), der mit dem Steuerschieber (200) verbunden ist, um als örtlicher Vorratsbehälter für den Hydraulikzylinder (62) zu dienen und den Pluidvorratsbehälter (210) zu ergänzen.

l6. Schallirapulserzeuger nach Anspruch 15. gekennzeichnet durch

einen dritten Pluiddruokspeicher oder -sammler (A-,), der mit dem normalerweise geschlossenen Ventil (100) verbunden ist, um aus dem Hydraulikzylinder (62) verdrängtes Fluid zv. empfangen.

17· Söhallimpulserzeuger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (100) aufweist:

ein Ventilgehäuse (102) mit einem Durchbruch (110), einer Fluidkammer (126) und einem Fluidkanal (II3), wobei der Durchbruch (110) sich vom Fluidkanal (113) in die Fluidkammer (126) erstreckt;

einen Ventilschaft (112), der in dem Durchbruch (110) verschiebbar ist und sich von der Fluidkammer (126) in den Fluidkanal (113) erstreckt;

ein Tellerventil (114), das an dem Ventilschaft (112) zum Schließen des Fluidkanals (113) befestigt ist;

- 4ο -

eine Vorspannungseinrichtung zum Halten des Ventilschafts (112) und des Tellervsntils (114) normalerweise in Schließstellung;

einen freien Kolben (l4o)> der in der Fluidkammer (126) relativ zum Ventilschaft (112) und zum Ventilgehäuse (132) verschiebbar ist;

eine Einrichtung zum Beaufschlagen mit Druckfluid des Endes des Ventilsohafts (112) in der Fluidkammer (126) und des Endes des freien Kolbens (140) um den Ventilschaft (112), und das Tellerventil (114) gegen die Vorspannungseinrichtung zu bewegen; md

eine Einrichtung zur Übertragung von durch das Druckfluid auf den freien Kolben (l40) ausgeübten Druck auf den Ventilschaft (112) (Fig; 3» 4),

18. Schallimpulserzeuger nach Anspruch 17» daduroh gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Druckübertragung auf den Ventilschaft (112) einen Flansch (132) am Ventilschaft aufweist, wobei der Flansch in die Fluidkammer (126) vorspringt und normalerweise am freien Kolben (l40) anliegt (Fig. 3,4).

19. Schallimpulserzeuger nach Anspruch l8, daduroh gekennzeichnet, daß die Vorspannungseinrichtung eine Schraubenfeder (136) hat, die in der Fluidkammer (126) angeordnet ist, und daß ein Ende der Schraubenfeder am Flansch (132) des Ventilschafts (112) und das andere Ende der Schraubenfeder am Ventilgehäuse (102) anliegt (Fig. 3, 4).

20. Schallimpulserzeuger nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (100) am Ventilgehäuse (102) Pinen Ventilsitz (II6) hat, der am Rand des Fluidkanals (113) angeordnet ist;

daß das Tellerventil Ίΐ4) an einem Ende des Ventilschafts (112) befestigt ist, um sich an den Ventilsitz (j 16) anzulegea und den Fluidkanal (113) zu schließen;

daß der freie Kolben (l40) eine öffnung hat, um das andere Ende des Ventilschafts (112) aufzunehmen (Fig. 3, 4).

21. Schallimpulserzeuger nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (102) eine Schulter (1Ö2) hat, die in die Fluidkamraer (126) vorspringt, um die Bewegung des freien Kolbens (l40) relativ zum Ventilgehäuse (102) und zum Ventilschaft (112) zu begrenzen (Fig. 3, 4).

22. Schallimpulserzeuger nach einem der Ansprüche Ib bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft (112) eine Schulter (130) hat, die sich in der Fluidkammer (126) befindet, um die Bewegung des Ventilschafts (112) relativ zum Ventilgehäuse (102) zu begrenzen (Fig. 3* 4).

23. Schallimpulserzeuger nach einem der Ansprüche l6 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (102) einen Durchlaß (I66) hat, durch den Druckfluid in die Fluidkammer (126) förderbar ist, um den Kräften entgegenzuwirken, die auf den freien Kolben (l40) und den Ventilschaft (112) durch Druckfluid ausgeübt werden, daß auf das Ende des Ventilschafts und das Ende des freien Kolbens einwirkt (Fig. 4).

24. Schallimpulserzeuger nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (102) einen Durchlaß (170) hat, der sich in den Hydraulikzylinder (62) erstreckt, um Druckfluid in den Innenraum des Hydraulikzylinders einzulassen (Fig. 4).