Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur hydrodynamischen Schallimpυlserzeugung in einem Flüssigkeitsvolumen, insbesondere zur Schallim- pulserzeugung im Meer für Messungen der marinen Geophysik.

Wenngleich die Erfindung bevorzugt zur Schallimpulserzeugung im Meer für Mes¬ sungen auf dem Gebiet der marinen Geophysik verwendet wird, ist die Erfindung auch für andere Zwecke geeignet, bei denen hydrodynamische Schallimpulse aus¬ nutzbar sind, insbesondere für die Wassertiefenmessung im Echolotverfahren oder auch für therapeutische und medizinische Unterwasserbehandlungen.

Flüssigkeitsschallimpulse werden derzeit häufig durch impulsartige Zufuhr der Schallenergie erzeugt. Dies geschieht zumeist über Funkenentladung oder durch Detonation geeigneter Sprengstoffkapseln innerhalb der Flüssigkeit. Die piezoelek¬ trischen und magnetostriktiven Schallerzeuger hingegen können im allgemeinen wegen ihrer begrenzten Amplituden keine starken Schallimpulse liefern. Weitere Möglichkeiten bestehen in der aerodynamischen Schallerzeυgung, bei welcher ein Druckluftvolumen in die umgebende Flüssigkeit ausgebracht wird, wodurch der Druckanstieg in der Flüssigkeit infolge der Expansion des Druckluftvolumens und der dadurch herbeigeführten Verdrängung der Flüssigkeit eine Schallwelle erzeugt,

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und in der Schallerzeugung durch Zusammenfallen von Kavitationsblasen.

Nach den bekannten Verfahren entsteht jedoch ein stark wellenförmiges Drucksignal, welches zu störenden Mehrfachimpulsen führt. Überdies ist zu¬ meist der Frequenzbereich des Schallsignals auf wenige Hertz beschränkt und eignet sich daher nur wenig zu Untersuchungen von frequenzabhängigen Größen wie zum Beispiel der Dämpfung der Schallwellen im Meeresboden. Ferner ist auch der Energiebedarf zur Erzeugung eines gewünschten Schall¬ druckes hoch.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, ein Verfahren und eine Vor¬ richtung zu schaffen, durch welche zeitlich scharf begrenzte, starke Schall¬ impulse in der Flüssigkeit bei hoher Bandbreite des Schallfrequenzspektrums mit vergleichweise geringem Energieaufwand erzeugt werden können.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird in einem einendig offenen Rohr, von welchem eine längenbegrenzte Flüssigkeitssäule umgrenzt wird, die an dem offenen Rohrende an das Flüssigkeitsvolumen angrenzt, das dem offenen Rohrende abgewandte Ende der Flüssigkeit schlagartig einer Be- schleunigung oder Verzögerung unterworfen, derart, daß in diesem Ende der Flüssigkeitssäule ein Schalldruckimpuls erzeugt wird, welcher sich in der Flüssigkeitssäule zu dem offenen Rohrende hin fortpflanzt und dort einer¬ seits als Schallimpuls in das Flüssigkeitsvolumen abgestrahlt wird und ande¬ rerseits als Verdünnungswelle in die Flüssigkeitssäule reflektiert wird.

Gemäß der Erfindung werden die Schallimpulse durch Ausnutzung des an sich bekannten Wasser Schlages erzeugt, der durch eine sehr rasche Ände¬ rung der Strömung in einem Rohr innerhalb einer Zeitspanne entsteht, die nach Ooukowski kleiner als .die zweifache Rohrlänge geteilt durch die Schallgeschwindigkeit - in der Flüssigkeit betragen muß. Unter dieser Bedingung wird die Flüssigkeit im Gebiet der raschen Änderung der Strömung kόmpressibel, wodurch eine Schallwelle erregt wird, die z.B. in Röhren und anderen Leitungsteilen eines Rohrleitungsnetzes ein Schlagge¬ räusch verursacht, welches in solchen Rohrleitungsanlagen zumindest stö- rend wirkt. Demgegenüber wird die Erscheinung des Wasserschlages gemäß

der Erfindung zur hydrodynamischen Schallimpulserzeugung in einem Flüs¬ sigkeitsvolumen ausgenutzt, indem der mit dem Prinzip des Wasserschlages erzeugte Schalldruckimpuls durch ein offenes Rohrende in das Flüssigkeitsvolumen abgestrahlt wird.

Gleichzeitig erfolgt eine Reflexion an diesem Rohrende und da es sich um ein akustisch offenes Rohrende handelt, wird dort die durch den Wasser¬ schlag entstandene Druckwelle mit einem Phasensprung von 180°, d.i. als Verdünnungswelle in die Flüssikeitssäule reflektiert. Da hierdurch der Druck nach Eintτff r der am geschlo9ssenen Rohrende reflektierten Verdünnungs¬ welle an dem offenen Rohrende entsprechend deutlich absinkt, fällt die hin¬ tere Flanke des ausgesendeten SchalUmpulses entsprechend steil ab, wo¬ durch der abgestrahlte Strahlimpuls zeitlich scharf begrenzt wird. Die Dauer des abgestrahlten SchalUmpulses wird demnach von der Länge der Flüssigkeitssäule bestimmt. Wegen der Rechteckähnlichkeit des erhaltenen

Drucksignales enthält das Frequenzspektrum außer einer Hauptfrequenz auch noch deren ungeradzahligen Vielfachen sowie Frequenzen aufgrund von Longitudinalwellen im Rohr. Insgesamt ergibt sich daher eine verhältnis¬ mäßig hohe Bandbreite des abgestrahlten Schallfrequenzspektrums. Gleich- zeitig ist der Energieaufwand für die Erzeugung des SchalUmpulses verhält¬ nismäßig gering, da durch die Ausnutzung des Wasserschlages vielfach größere Drücke erzeugt werden als der Anregungsdruck beträgt.

Zur Erzeugung des Wasserschlages in dem dem offenen Rohrende abgewand- ~ten Ende der Flüssigkeitssäule kann entweder die Flüssigkeitssäule in der dem offen Rohrende abgewandten Richtung beschleunigt und anschließend an ihrem dem offenen Rohrende abgewandten Rohrende abrupt abgebremst werden, oder man läßt auf das dem offenen Rohrende abgewandte Ende der Flüssigkeitsäule eine zuvor beschleunigte Hilfsmasse in Richtung zu dem offenen Rohrende hin abrupt auftreffen. In beiden Fällen kommt es zu der erfindungsgemäß erstrebten Kompression des dem offenen Rohrende abge¬ wandten Endes der Flüssigkeitssäule in deren Axialrichtung.

Durch die Erfindung ergibt sich außerdem die Möglichkeit, ein Nachschwin- gen der Flüssigkeit in der Flüssigkeitssäule nach der Abstrahlung des Schall¬ impulses zu unterdrücken, so daß der abgestrahlte Schallimpuls ein Einzel¬ impuls ist, ohne daß störende Mehrfachimpυlse auftreten. Um dies zu be¬ günstigen, wird in Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens im An-

Schluß an die Erzeugung des Schalldruckimpulses das dem offenen Rohrende abgewandte Rohrende schallhart geschlossen gehalten, wodurch die anfangs am offenen Rohrende durch Reflektion entstehende Verdünnungswelle ihrer¬ seits an dem akustisch geschlossenen Rohrende ohne Phasensprung wieder als Verdünnungswelle reflektiert wird, die in der Flüssigkeitssäule Kavitation erzeugt, durch welche die anschließend infolge der Reflexion dieser Verdünnungswelle am offenen Rohr ende reflektierte Druckwelle ge¬ dämpft wird, da durch die Kavitation die Schallgeschwindigkeit herabge¬ setzt wird.

Die bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch ein einendig offenes Rohr zur Umgrenzung einer längenbegrenzten Flüssigkeitssäule, die am of¬ fenen Rohrende an das Flüssigkeitsvolumen angrenzt, wobei das Rohr aus einem dehnsteifen Material hoher Massenträgheit besteht und am offenen Rohrende als Schalltrichter ausgebildet ist, und durch eine Druckkrafterzeu¬ gungseinrichtung, mit welcher das dem offenen Rohrende abgewandte Ende der Flüssigkeitssäule zu dessen plötzlicher Beschleunigung oder Verzögerung schlagartig mit einer axialen Druckkraft beaufschlagbar ist, so daß der im Zusammenhang mit der Beschreibung des Verfahrens erläuterte Schalldruck¬ impuls erzeugt wird. Durch die Ausbildung des Rohres aus einem dehnstei¬ fen Material werden Druckänderungen durch Querschnittsveränderungen des Rohres und daher in der Rohrwand übertragene Transversalwellen für das Frequenzspektrum und die Dauer des abgestrahlten SchalUmpulses vernachlässigbar. Da außerdem das Rohr aus einem Material hoher Massen¬ trägheit besteht, wird verhindert, daß durch den bei der Druckkrafterzeu¬ gung entstehenden Rückstoßimpuls eine wesentliche, den Druck des Wasser¬ schlages erheblich abbauende Axialbewegung des Rohres induziert wird. Vorzugsweise beträgt die Massenträgheit des Rohres wenigstens das Zehn- bis Zwanzigfache der Massenträgheit der Flüssigkeitssäule.

Überdies wird durch die Ausbildung des offenen Rohrendes als Schalltrichter ein wesentlicher Impedanzsprung bei der Abstrahlung des SchalUmpulses verhindert und es wird eine gute Ankoppelung der Schallwellen im Rohr an die ebenen Wellen im Fernfeld der Rohröffnung durch eine allmähliche Er¬ weiterung des Schalltrichters erreicht, durch welche die Rohrwellen von dem engsten Rohrquerschnitt ohne Sprung auf eine Fläche mit dem Durch-

messer von etwa der Wellenlänge der Hauptfrequenz des abgestrahlten

SchalUmpulses auseinandergezogen werden. In diesem Fall wird die Refle¬ xion am offenen Trichterende minimal, wohingegen die Dämpfung der Wel¬ len im Rohr in Folge Abstrahlung des SchalUmpulses maximal wird. Sevor- zugt ist der Schalltrichter als hyperbolischer Trichter ausgebildet.

Es ist ersichtlich, daß es für die erfindungsgemäße hydrodynamische Schall- ^" impulserzeugung nicht auf die A ußengestalt des Rohres ankommt. Unter der hier verwendeten Zeichnung "Rohr" ist daher auch eine Bohrung in einem sonst gen festen Materialkörper zu verstehen.

Die Länge der Flüssigkeitssäule ist größer als der Durchmesser des dem of¬ fenen Rohrende abgewandten Endes der Flüssigkeitssäule, vorzugsweise grö¬ ßer als das doppelte dieses Durchmessers. Wenn sehr kurze Impulse erzeugt werden sollen, kann gegebenenfalls jedoch die Länge der Flüssigkeitssäule auch klein gegen den Durchmesser sein.

In einer ersten Aus führungs form der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Druckkrafterzeugungseinrichtung eine Antriebseinrichtung zur Beschleu- nigung der Flüssigkeitssäule in der dem offenen Rohrende abgewandten Richtung und einen mit der Flüssigkeitssäule beschleunigbaren Kolben auf, der mit einem Anschlag zum plötzlichen Abbremsen des dem offenen Rohr¬ ende abgewandten Endes der beschleunigten Flüssigkeitssäule zusammen¬ wirkt. Zu Beginn der Beschleunigung der Flüssigkeitssäule befindet sich so- mit der Kolben in seiner Ausgangsstellung axial im Abstand von dem An¬ schlag. Es kann eine Spannvorrichtung oder dergleichen vorgesehen sein, von welcher der Kolben in dieser Ausgangsstellung verstellt wird.

Die Antriebseinrichtung kann einen auf Unterdruck relativ zum Flüssigkeits- druc/V der Flüssigkeitssäule setzbaren Raum an der der Flüssigkeitssäule ab¬ gewandten Seite des Kolbens aufweisen. Um den Kolben in dessen Aus¬ gangsstellung zu verstellen, kann dieser Raum zunächst auf relativen Über¬ druck gebracht werden, der dann bis zum Erhalten des Unterdruckes entlüf¬ tet wird, so daß der Kolben unter dem Flussigkeitsdruck mitsamt der von ihm begrenzten Flüssigkeit in Richtung zu dem dem offenen Rohrende ab¬ gewandten Rohrende hin beschleunigt wird.

Es ist auch möglich, die Vorrichtung mit einer Schleppkupplung zu versehen, damit das Rohr mit in Schlepprichtung weisendem Schalltrichter durch das Flüssigkeitsvolumen geschleppt wird, um die Flüssigkeit und den in seiner Ausgangsstellung befindlichen Kolben zu beschleunigen. Bei dieser Ausfüh- rungsform ist an der dem offenen Rohrende abgewandten Seite des Kolbens ein zu dem Flüssigkeitsvolumen hin offener Abströmraum ausgebildet, aus welchem die von dem Kolben verdrängte Flüssigkeit abströmen kann.

Der Kolben kann auch als Ventilkörper eines Durchgangsventils mit einem Ventilsitz zusammenwirken, der an dem dem offenen Rohrende abgewandten

Ende der Flüssigkeitssäule angeordnet ist und dessen Ventilöffnung an der dem offenen Rohrende abgewandten Seite des Ventilssitzes in einen Ab¬ strömkanal mündet, in welchem ein Strömungsantrieb zum Beschleunigen der Flüssigkeitssäule in der dem offenen Rohrende entgegengesetzten Rich- tung angeordnet ist, wobei der Ventilkörper in der Offenstellung des Ventils stromab des Ventilsitzes angeordnet und von der beschleunigten Flüssig¬ keitssäule bis zum Anschlagen an den Ventilsitz mitnehmbar ist. Zur Rück¬ stellung des Kolbens in dessen Ausgangsstellung kann hierbei der Strömungs¬ antrieb reversierbar sein.

In einer zweiten, bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor¬ richtung weist die Druckkrafterzeugungseinrichtung eine Beschleunigungs¬ vorrichtung zum Beschleunigen einer Hilfsmasse und eine Einrichtung zum Aufprallenlassen der beschleunigten Hilfsmasse auf das dem offenen Rohrende abgewandte Ende der Flüssigkeitssäule in der zum offenen Rohr¬ ende führenden Axialrichtung auf.

Diese Hilfsmasse kann ein fester Schlagkörper sein, der mit einem Übertra¬ gungskolben zusammenwirkt, von welchem das dem offenen Rohrende abge- wandte Ende der Flüssigkeitssäule axial begrenzt wird und -welcher in dem

Rohr bis zum Anschlagen an einem Anschlag begrenzt verschiebbar ist. Nach dem Auslösen des Schlagkörpers schlägt dieser auf das dem offenen Rohrende abgewandte Ende des Übertragungskolbens auf, so daß dieser schlagartig zu dem offenen Rohrende hin beschleunigt wird und entspre- chend die vor ihm befindliche Flüssigkeitssäule beschleunigt. Bei dieser

Ausführungsform ist die Masse des Schlagkörpers größer als die Masse der

Flüssigkeitssäule und entspricht typisch dem Zehn- bis Zwanzigfachen der Masse der Flüssigkeitssäule.

Bei dieser zweiten Ausführungsform kann die Hilfsmasse jedoch auch eine

Flüssigkeitsmasse sein. Beispielsweise kann die Beschleunigungsvorrichtung einen Ringkanal, in welchen der Rohrinnenraum in dem dem offenen Rohr¬ ende abgewandten Ende der Flüssigkeitssäule tangential einmündet, und einen Strömungsantrieb zum Beschleunigen einer die Hilfsmasse bildenden, in dem Ringkanal befindlichen Flüssigkeitsmasse aufweisen, wobei der Strö¬ mungsantrieb stromab der Mündungsstelle in dem Ringkanal angeordnet ist und ein betätigbarer Sperrkörper vorgesehen ist, mit welchem ein stromab der Mündungsstelle liegender Querschnitt des Ringkanals nach Beschleunigen der Flüssigkeitsmasse absperrbar ist. Die Strömungsrichtung in dem Ring- kanal ist hierbei derart, daß nach dem Betätigen des Sperrkörpers die Ring- ströung tangential in das Rohr umgelenkt wird und dadurch auf das dem of¬ fenen Rohrende abgewandte Ende der Flüssigkeitssäule auf trifft.

Bei allen Aus fuhrungs formen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können entsprechende Einrichtungen zur zyklischen Wiederholung der Erzeugung des Schalldruckimpulses vorgesehen sein.

Die Erfindung wird anhand von Aus fuhrungs formen erläutert, die aus der Zeichnung ersichtlich sind. In der Zeichnung zeigen die Figuren 1 bis 8 je- weils den prinzipiellen Aufbau einer Aus fuhrungs form des erfindungsgemä¬ ßen Schallimpulserzeugers, und Figur 9 eine konstruktive Ausführungsform des Schallimpulserzeugers aus Figur 2 im Längsschnitt.

Die aus der Zeichnung wenigstens schematisch ersichtlichen Ausführungsfor- men erfindungsgemäßer hydrodynamischer Schallimpulserzeuger weisen je¬ weils ein Rohr 1 auf, welches an dem einen Rohrende 2 offen ist, so daß von dem Rohr 1 eine längenbegrenzte Flüssigkeitssäule begrenzt wird, wenn das Rohr 1 in ein Flüssigkeitsvolumen eingetaucht wird. Zur Flüssigkeits- schallimpulserzeugung wird die Flüssigkeitssäule an ihrem dem offenen

- Rohrende 2 abgewandten Ende schlagartig mit einer axial zum Rohr ausge¬ richteten Druckkraft beaufschlagt, so daß in diesem Ende der Flüssigkeits¬ säule ein Schalldruckimpuls erzeugt wird, welcher sich in der Flüssigkeits¬ säule zu dem offenen Rohrende 2 hin fortpflanzt und dort als Schallimpuls ° in das Flüssigkeitsvolumen abgestrahlt wird. Zur Erzeugung der axialen

Druckkraft wird die Flüssigkeitssäule bei den Ausführungsformen aus den Figuren 1 und 4 bis 8 in der dem offenen Rohrende 2 abgewandten Axial¬ richtung beschleunigt und dann an dem dem offenen Rohrende 2 abgewand¬ ten Rohrende 3 plötzlich abgebremst, und bei den Ausführungs formen aus 0 den Figuren 2, 3 und 9 wird eine Hilfsmasse beschleunigt, die man auf das dem offenen Rohrende 2 abgewandte Ende der Flüssigkeitssäule in der zu dem offenen Rohrende 2 hinführenden Axialrichtung abrupt auftreffen läßt. Das Rohr 1 besteht aus einem möglichst dehnsteifen Material, damit es als starrer Körper betrachtet werden kann und Querschnittsveränderungen des 5 Rohres aufgrund der Druckänderung infolge des Wasserschlages, und somit die Ausbildung von Transversalwellen in der Rohrwand vernachlässigt werden können. Das Rohr 1 hat außerdem eine möglichst hohe Massenträg¬ heit, damit der bei der plötzlichen Erzeugung des Schalldruckimpulses auf das Rohr 1 einwirkende Stoßimpuls nicht zu einer wesentlichen ^' 0 fraπs/ationsöeweguπg des Rohres 1 führt, durch welche andernfalls der er¬ zeugte Schalldruckimpuls erheblich abgebaut würde. Außerdem erweitert sich der Innenraum des Rohres 1 zu dem offenen Rohrende 2 hin nach einer hyperbolischen Funktion, so daß das Rohr 1 am offenen Rohrende 2 einen Schalltrichter 4 bildet, um eine möglichst gute Ankopplung der ebenen Wel- 5 /en im Rohr an die ebenen Wellen im Fernfeld der Rohröffnung zu errei¬ chen.

Bei der Ausführungsform aus Figur 1 ist an den dem offenen Rohrende 2 abgewandten Rohrende 3 ein Kolben 5 angeordnet, der in dem Rohr 1 abge- dichtet geführt ist und hinter dem in der dem offenen Rohrende abgewandten Richtung ein auf Unterdruck relativ zum Flussigkeitsdruck der Flüssigkeitssäule vor dem Kolben 5 setzbarer Gasraum 7 ausgebildet ist. An dem dem offenen Rohrende 2 abgewandten Rohrende 3 ist ein mit dem Kol¬ ben 5 zusammenwirkender Anschlag 6 ausgebildet. Mittels eines an der Kol- ^■ benstange des Kolbens 5 angreifenden Spannantriebes 22 kann der Kolben 5

gegen den Flussigkeitsdruck in eine Ausgangsstellung verschoben werden, in welcher er sich im Abstand von dem Anschlag 6 befindet. Wenn dann der Spannantrieb 22 ausgeklinkt wird und der Raum 7 auf hinreichenden Unter¬ druck gesetzt ist, wird der Kolben 5 aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem Flussigkeitsdruck der Flüssigkeitssäule in dem Rohr 1 und dem Gas¬ druck in dem Raum 7 mitsamt der Flüssigkeitssäule in dem Rohr in der dem offenen Rohrende 2 abgewandten Richtung beschleunigt, bis der Kolben 5 an dem Anschlag 6 abrupt angehalten wird. Dadurch wird das dem offenen Rohrende 2 abgewandte Ende der mit dem Kolben 5 mitbeschleu- nigten Flüssigkeitssäule so plötzlich abgebremst, daß der Wasserschlag, d.i. der Schalldruckimpuls erzeugt wird, der sich in die umgebende Flüssigkeit ausbreitet. Danach kann der Kolben 5 mittels des Spannantriebes 22 wieder in seine Ausgangsstellung zur Erzeugung eines neuen SchalUmpulses zurück¬ bewegt werden.

Bei der Ausführungsform aus Figur 2 ist an dem dem offenen Rohrende 2 abgewandten Rohrende 3 ein Übertragungskolben 15 angeordnet, der in dem Rohrende 3 abgedichtet verschiebbar ist und von einer Rückstellfeder 17 gegen den mit dem Übertragungskolben 15 zusammenwirkenden Anschlag 6 am Rohrende 3 gedrückt wird. In der dem offenen Rohrende 2 abgewandten

Richtung hinter dem Übertragungskolben 15 ist ein Gasraum 23 ausgebildet, in welchen der Übertragungskolben 15 mit einem am Ende seiner Kolben¬ stange sitzenden Amboßteil hineinragt, der mit der benachbarten Stirnseite des Rohres 1 als Anschlag 16 zur Begrenzung des Kolbenweges zusammen- wirkt. In dem Gasraum 23 ist im Abstand hinter dem Amboßteil des

Übertragungskolbens 15 ein Schlagkörper angeordnet, dessen dem Übertragungskolben 15 abgewendete Seite einen unter Überdruck setzbaren Druckraum 31 begrenzt. Wenn dieser Druckraum 31 mit Druck beaufschlagt wird, wird daher der Schlagkörper 14 in Richtung zu dem Übertragungskol- ben 15 hin beschleunigt, bis er auf dem Amboßteil des Übertragungskolbens

15 auftrifft. Dadurch schlägt der Übertragungskolben 15 auf das dem offe¬ nen Rohrende 2 abgewandte Ende der im Rohr aufgenommenen Flüssigkeits¬ säule, wodurch der Schalldruckimpuls erzeugt wird. Danach kann der Schlagkörper 14 mittels eines in Figur 2 nicht gezeigten Spannantriebes wieder in seine hintere Ausgangsstellung zurückgeführt werden, wohingegen

der Übertragungskolben 15 von der Feder 17 wieder in seine Ausgangsstel¬ lung zurückgeschoben wird, in welcher er an dem Anschlag 6 anliegt.

Bei der Ausfϋhrungsform aus Figur 3 wird ebenfalls eine Hilfsmasse beschleunigt, die hier jedoch eine Flüssigkeitsmasse ist. An dem dem offenen Rohrende 2 abgewandten Rohrende 3 mündet dieses tangential in einen in sich geschlossenen Ringkanal 18 ein, in welchem die darin enthalte¬ ne Flüssigkeit in Richtung der in Figur 3 eingetragenen Pfeile mittels eines Strömungsantriebes 19 zur Ausbildung einer Ringströmung beschleunigt wer- den kann. Der Strömungsantrieb 19 ist in Richtung der Ringströmung strom¬ ab der Mündungsstelle 20 des Rohres 1 in den Ringkanal 18 angeordnet. Ferner ist ein Sperrkörper 21 vorgesehen, welcher aus der in Figur 3 gezeigten A usgangsstellung heraus mittels eines Sperrkörperantriebes 2*% verstellbar ist, so daß von dem Sperrkörper 21 der unmittelbar stromab der Mündungsstelle 20 liegende Querschnitt des Ringkanals 18 absperrbar ist.

Dadurch wird die Ringsströmung an der Mundungsstell 20 in das tangential einmündende Rohr 1 umgelenkt, so daß die zuvor im Ringkanal 18 beschleu¬ nigte Flüssigkeitsmasse am Rohrende 3 plötzlich auf die bis dahin ruhende Flüssigkeitssäule im Rohr 1 auftrifft, wodurch der Schalldruckimpuls er- zeugt wird.

Die A usführungsform nach Figur 4 entspricht prinzipiell derjenigen aus Fi¬ gur 1. Jedoch ist nach Figur 4 hinter dem Kolben 5 ein flüssigkeitsgefüllter Abströmraum 9 ausgebildet und ist an dem Rohr 1 eine Schleppkupplung 8 für ein Seil vorhanden, mit welchem die Vorrichtung von einem Schiff oder einer anderen Zugvorrichtung durch das Wasser geschleppt werden kann. Wenn daher der Kolben 5 in seiner in Figur 4 gezeigten Ausgangsstellung, in welcher er mittels des Spannantriebes 22 verschoben wurde, von dieser frei¬ gegeben wird, wird die im Rohr 1 vorhandene Flüssigkeitssäule mitsamt dem Kolben 5 beschleunigt, der das Wasser aus dem Abströmraum 9 entspre¬ chend der Kolbenbewegung verdrängt, bis der Kolben 5 am Anschlag 6 anschlägt und dadurch das dem offenen Rohrende 2 abgewandte Ende der Flüssigkeitssäule unter Erzeugung des Schalldruckimpulses plötzlich abbremst.

Auch die Vorrichtung aus Figur 5 arbeitet nach dem gleichen Prinzip wie

diejenige aus Figur 4, jedoch ist nach Figur 5 der Abströmraum 9 von einem zweiten Rohr 1 gebildet, dessen Schalltrichter 4 entgegengesetzt zu demje¬ nigen des ersten Rohres 1 ausgerichtet ist. Der Vorrichtungskörper ist außerdem relativ zu der Schleppkupplung 8 mittels eines Drehantriebes 25 um wenigstens 180° drehbar und die beiden Kolben 5, zwischen denen der

Anschlag 6 ausgebildet ist, sind über eine ihnen gemeinsame Kolbenstange miteinander verbunden. Wenn daher die beiden Rohre 1 aus der in Figur 5 gezeigten Stellung heraus, in welcher der dort Unke Kolben 5 an dem An¬ schlag 6 anliegt und der rechte Kolben 5 im Abstand von dem Anschlag 6 angeordnet ist, mittels des Drehantriebes 25 um 180° gedreht werden, wird der letztere Kolben 5 unter dem Flussigkeitsdruck in Richtung zu dem An¬ schlag 6 hin beschleunigt und dort zum plötzlichen Abbremsen der im zuge¬ ordneten Rohr 1 mitbeschleunlgten Flüssigkeitssäule schlagartig angehalten. Durch erneutes Drehen der Rohre 1 um 180° wird dann in dem anderen Rohr 1 ein neuer Schalldruckimpuls erzeugt.

Die Ausführungsform aus Figur 6 stellt eine Verdoppelung derjenigen nach Figur 1 dar, indem zwei identische, fest miteinander verbundene Rohre 1 beidseitig des unter Unterdruck setzbaren Raumes 7 spiegelbildlich zuein- ander angeordnet sind. Ihre beiden Kolben 5 sind auf einer an den Rohren festgelegten Stange 26 verschiebbar, die an beiden Enden je einen mit dem zugeordneten Kolben 5 zusammenwirkenden ^' Endanschlag aufweist. Durch Druckbeaufschlagung des Raumes 7 werden daher die Kolben 5 bis zum An¬ liegen an dem jeweiligen Endanschlag auseinandergetrieben, so daß sie ihre Ausgangsstei/ung einnehmen. Wenn dann der Raum 7 plötzlich entlüftet wird, werden beide Kolben 5 unter dem auf sie einwirkenden Differenzdruck gleichzeitig bis zum Anschlagen an dem zwischen ihnen ausgebildeten An¬ schlag 6 aufeinander zubewegt. Bei der Ausführungsform aus Figur 6 werden daher zwei Schalldruckimpulse gleichzeitig erzeugt, die in zwei einander entgegengesetzte Richtungen abgestrahlt werden. Durch die spiegel¬ symmetrische Anordnung der Rohre wird eine Impulsübertragung auf die Vorrichtung vermieden, so daß deren Massenträgheit kleiner sein kann als bei den anderen Ausführungsformen.

Bei der A usführungsform aus Figur 7 wird das Rohr 1 von dem Einlaufende einer offenen Düse gebildet, in welchem ein Durchgangsventil ausgebildet

ist, dessen Ventilkörper 10 mit einem im engsten Düseήquerschnitt angeord¬ neten Ventilsitz 11 zusammenwirkt. Im Abströmraum 12 der Düse ist ein Strömungsantrieb 13 zum Antreiben der Düsenströmung angeordnet. Der Ventilkörper 10 ist auf einer zentralen Stange 26 verschiebbar geführt. In seiner Ausgangsstellung, in welcher er sich im Abstand vor dem Ventilsitz

11 befindet, ist der Ventilkörper mittels einer Halteeinrichtung 27 gehalten, die vorzugsweise als Elektromagnet ausgebildet ist. Im Betrieb wird die Flüssigkeit in der Düse mittels des Strömungsantriebes 13 in Richtung der in Figur 7 eingetragenen Pfeile beschleunigt. Um den SchalUmpuls zu erzeu- gen, wird der Ventilkörper 10 von der Halteeinrichtung 27 freigegeben, so daß der Ventilkörper 10 in der Düsenströmung mitgenommen wird, bis er plötzlich an dem Ventilsitz 11 zum plötzlichen Abbremsen des dem offenen Rohrende 2 abgewandten Endes der Flüssigkeitssäule stromab des Ventilsit¬ zes 11 angehalten wird. Hierbei entsteht wiederum der gewünschte Schall- impuls. Der Ventilkörper 10 kann durch Reversieren des Strömungsantriebes

13 oder mittels einer geeigneten Spannvorrichtung wieder in die Ausgangs¬ position zurückgestellt werden, so daß die Vorrichtung erneut einsatzbereit ist.

Figur 8 zeigt eine ähnliche Ausführungsform wie Figur 7, bei welcher je¬ doch der Ventilkörper 10 von einer Rückstellfeder 17 dauernd in Richtung seiner Ausgangsstellung gedrückt wird, in welcher er sich im Abstand von dem Ventilsitz 11 befindet. Die Rückstellfeder 17 ist in ihrer Federkraft so ausgelegt, daß der Ventilkörper 10 von der mittels des Strömungsantriebes 3 beschleunigten einströmenden Flüssigkeit beim Erreichen einer bestimm¬ ten Strömungsgeschwindigkeit durch den ansteigenden Druck auf den Ven¬ tilkörper 10 in Bewegung gesetzt wird, bis dieser an dem Ventilsitz 11 an¬ schlägt und dadurch die Strömung unterbricht. Dabei entsteht wieder der Schalldruckimpuls, der sich zu dem offenen Rohrende 2 hin fortpflanzt und dort einerseits als SchalUmpuls in das Flüssigkeitsvolυmen abgestrahlt wird und andererseits als Verdünnungswelle reflektiert wird. Diese Verdünnungs¬ welle wird am Ventilkörper 10 ebenfalls als Verdünnungswelle reflektiert und es entsteht vor dem Ventilkörper 10 ein Unterdruck, so daß dieser von der Rückstellfeder 17 wieder vom Ventilsitz 11 abgehoben wird und von dem Strömungsantrieb 13 erneut eine Strömung angetrieben wird. Danach wiederholt sich der geschilderte Vorgang. Mit der Vorrichtung aus Figur 8

werden daher gewünschte Schallimpulse in automatischer, periodischer Wie¬ derholung erzeugt. Diese, Art der automatisch repertierenden Arbeitsweise läßt sich auch für die anderen gezeigten Versionen des erfindungsgemäßen Flüsslgkeitsschallimpulserzeugers durch den Einbau von Rückstellfedern oder dergleichen erreichen. Auch die Ausführungsform aus Figur 5 läßt sich durch permanentes Drehen der Vorrichtung für eine periodische Arbeitswei¬ se einrichten.

Die in Figur 9 gezeigte konstruktive Ausführungsform hat den gleichen prinzipiellen Aufbau wie die in Figur 2 gezeigte Ausführungsform. Dies ist in Figur 9 durch die gleichlautenden Bezugszeichen angegeben. Der Schlag¬ körper 14 wird von dem Kolben eines doppeltwirkenden Druckmittelzylin- ders 30 angetrieben, dessen Anschlüsse in Figur 9 nicht dargestellt sind. Durch den Weg des Übertragungskolbens 15 wird im wesentlichen die Länge des erzeugten Schalldruckimpulses bestimmt. Daher kann der Kolbenweg einstellbar sein, um die Impulslänge des Schalldruckimpulses einstellen zu können.

Bei der Ausführungsform aus Figur 9 mündet vor dem Übertragungskolben 15 eine Absaugbohrung 28, damit vor dem Kolben Lufteinschlüsse abge¬ saugt werden können, die andernfalls die Entstehung des Wasserschlages verhindern würden. Außerdem ist eine Schmiermittelbohrung 29 gezeigt, um den Übertragungskolben 15 zu schmieren und dadurch eine möglichst reibungsarme, und daher möglichst schnelle Kolbenbewegung zu ermögli- chen.