[0001] Die Erfindung betrifft einen elektroakustischen Wandler nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
[0002] Bei einem unter der Bezeichnung "Flextensional Sonar Transducer" bekannten elektrischen
Wandler (
EP 0 340 674 A2) besteht der Aktuator aus einem Stapel aneinanderliegender, piezoelektrischer Elemente,
zwischen denen Elektroden angeordnet sind. Der in Längsrichtung mechanisch vorgespannte
Stapel besitzt bogenförmige Endkappen, um die ein den Stapel umschließendes, breites
Band herumgeführt ist. Eine gekrümmte, elastische Schale mit elliptischem Querschnitt,
die stirnseitig geschlossen ist, schließt Band und Stapel ein und ist so ausgerichtet,
dass ihre größere Ellipsenachse mit der Längsachse des Stapels zusammenfällt. Die
gekrümmten Endkappen des Stapels sind fest mit der Schale verbunden. Bei Aufschalten
einer Wechselspannung auf den Aktuator führt dieser eine Oszilationsbewegung in Richtung
seiner Längsachse aus, die über die Endkappen des Stapels auf die Schale übertragen
wird und von der Schale in quer zum Stapel erfolgenden Schwingungen mit deutlich größerer
Amplitude umgesetzt wird.
[0003] Ein ebenfalls bekannter elektroakustischer Wandler im sog. Tonpilzaufbau (
DE 196 230 35 A1) weist als Aktuator ebenfalls einen Stapel aus piezoelektrischen Elementen mit dazwischen
angeordneten Elektroden auf, der mittels eines durch den Stapel zentral hindurchgeführten
Zugankers zwischen einer Front- und einer Rückmasse eingespannt ist. Front- und/oder
Rückmasse bestehen aus geschäumtem Metall, dessen Dichte entsprechend der gewünschten
Wandlerfrequenz eingestellt ist.
[0004] Bei einem bekannten, als "Barrel Stave Projector" bezeichneten elektroakustischen
Wandler für den Einsatz in tieffrequenten Sonarsystemen (
US 6,535,459 B1) besteht der Aktuator aus einem Stapel hohlzylindrischer, piezokeramischer Elemente
mit dazwischen angeordneten Elektroden, der zwischen zwei plattenartigen, kreisringförmigen
oder mehrkantigen Endkappen angeordnet und mittels eines durch die hohlzylindrischen
Elemente und die Endplatten hindurchgeführten Zugankers mechanisch auf Druck vorgespannt
ist. Zwischen den radial über den Stapel vorstehenden beiden Endkappen sind konkav
gekrümmte Lamellen aufgespannt, die mit ihren Enden am Umfang der Endkappen, in Umfangsrichtung
gesehen mit Spaltabstand nebeneinander befestigt sind. Die gekrümmten Lamellen sind
außen auf ihrer vom Stapel abgekehrten Seite von einer Gummihülle umschlossen, die
an den Endkappen wasserdicht befestigt ist und die Spalte zwischen den Lamellen wasserdicht
abdeckt. Ein solcher als Sendewandler eingesetzter elektrischer Wandler sendet schmalbandig
und kann nur bis zu einer bestimmten Wassertiefe, z.B. ca. 100 Meter, eingesetzt werden,
wobei sein Sendeverhalten, da luftgefüllt, von der Wassertiefe abhängig ist.
[0005] Der Stapel von Piezoelementen, der sog. Piezostack, und die Spannvorrichtung für
diesen bedingen bei den bekannten, elektroakustischen Wandlern ein relativ hohes Gewicht,
was sie für bestimmte Einsatzarten in der Unterwasserschalltechnik, z.B. für den Einbau
in Schleppantennen oder Schleppkörpern, unattraktiv macht.
[0006] Ein bekannter elektroakustischer Wandler (
US 5 229 978) weist einen radial schwingenden piezoelektrischen Aktuator auf, der von einem längs
geschlitzten Hohlzylinder aus Piezokeramik gebildet ist, dessen Innen- und Außenwand
mit je einer Elektrode beschichtet ist. Der Aktuator ist in ein geschlitztes Rohr
eingespannt und an diesem angeklebt. Das geschlitzte Rohr ist zusammengesetzt aus
zwei bogenförmigen Flügeln aus relativ festem und leichtem Material, wie Aluminium,
und einem die beiden Flügel miteinander verbindenden Keilteil aus einem Material mit
deutlich höherer Zugfestigkeit als das Material der Flügel. Bei Anlegen einer Wechselspannung
an die Elektroden des geschlitzten Hohlzylinders schwingt diese in Radialrichtung.
Dieses sog. "Atmen" des geschlitzten Hohlzylinders verursacht ein Vibrieren der beiden
Flügel des geschlitzten Rohrs ähnlich einer Stimmgabel.
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrischen Wandler, insbesondere
für den Unterwassereinsatz anzugeben, der sich bei ausreichen hoher akustischer Leistung,
insbesondere Sendeleistung, durch ein geringes Gewicht auszeichnet.
[0008] Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst.
[0009] Der erfindungsgemäße, elektroakustische Wandler hat den Vorteil, dass der Aktuator
nicht - wie beim Stand der Technik - aus einem relativ schweren, kompakten Stapel
von Keramikelementen besteht, der durch einen schwergewichtigen Zuganker mechanisch
vorgespannt werden muss, sondern nur aus einem dünnen und leichten, Composite-Module
tragenden Kunststoffrohr, besteht, das keine mechanische Vorspannung benötigt, so
dass der Zuganker zum Wegfall kommt. Durch die dadurch bedingt extreme Gewichtsreduzierung
des Aktuators gegenüber den bekannten Wandlern ist der Wandler sehr leicht und für
die Anwendung in der Unterwasserschalltechnik gut geeignet. Die Glas- oder Kohlenstoffverstärkung
des Kunststoffrohrs ergibt eine ausreichende Festigkeit für den Unterwassereinsatz.
Darüber hinaus lässt sich ein relativ baukleiner Wandler realisieren, der tieffrequent
und bei Einsatz als Sendewandler mit großer Sendeleistung ausgelegt werden kann. Anders
als die bekannten Keramikelemente können die Composite-Module einer zum Füllen des
Wandlers verwendeten, elektrisch isolierenden Flüssigkeit, z.B. Öl, direkt ausgesetzt
und müssen nicht geschützt werden. Dem an den Composite-Modulen anliegenden Gleichspannungspotenzial
ist die Wechselspannung so überlagert, dass sie die Gleichspannung nicht unterscheidet.
Bei Anlegen der Wechselspannung führen die Piezokeramikfasern in den Composite-Modulen
gleichsinnige Längsdehnungen und Längskontraktionen aus, wodurch sich das Rohr abwechselnd
längt oder verkürzt, der Aktuator also in Richtung seiner Längsachse schwingt. Durch
die Wahl des Elastizitätsmoduls des Rohrs und der Anzahl der am Rohr vorhandenen Composite-Module
ist die akustische Leistung des elektroakustischen Wandlers einstellbar.
[0010] Zweckmäßige Ausführungsformen des erfindungsgemäßen, elektroakustischen Wandlers
mit vorteilhaften Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den weiteren Ansprüchen.
[0011] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt die feste Verbindung
zwischen Rohrwand und Composite-Module durch Aufkleben der dünnen, elastischen Composite-Module
auf die Rohrwand, wobei die Composite-Module an der inneren oder an der äußeren Wandfläche
und auch an der inneren und an der äußeren Wandfläche der Rohrwand befestigt werden
können. Die Befestigung erfolgt durch Kleben und/oder Ein- oder Auflaminieren in oder
auf die Rohrwand. Vorzugsweise werden die Composite-Module bei der Herstellung des
Kunststoffrohrs mit einlaminiert. Dadurch sind die Composite-Module bereits in einfacher
Weise gegen das umgebende Wasser geschützt
[0012] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Rohr stirn- oder
endseitig wasserdicht verschlossen. Dies hat den Vorteil, dass im Inneren des Rohrs
elektronische Ansteuerschaltungen für den Wandler untergebracht werden können und
der Wandler in großer Tiefe eingesetzt werden kann, ohne dass die Elektronikbausteine
Schaden nehmen.
[0013] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist an den beiden Stirnseiten
des Rohrs eine Frontmasse und eine Rückmasse befestigt, die das Rohr wasserdicht verschließen.
Durch diese konstruktive Maßnahme erhält man einen Sendewandler im Tonpilzaufbau mit
den für diese Konstruktion typischen Eigenschaften, aber deutlich geringerem Gewicht.
Durch die Bemessung von Front- und Rückmasse ist der Sendefrequenzbereich des Sendewandlers
und dessen Resonanzfrequenz einstellbar. Die Sendeleistung wird durch den Elastizitätsmodul
des Rohrs, die Anzahl der am Rohr vorhandenen Composite-Module und das Verhältnis
von Rückmasse zu Frontmasse bestimmt.
[0014] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind an den Stirnrändern
des Rohrs die Enden einer das Rohr umschließenden gewölbten, z.B. konvex oder konkav
gekrümmten, elastischen Hülle befestigt und der Zwischenraum zwischen der Rohrwand
und der Hülle mit einem Medium, z.B. einem Gel oder einer Flüssigkeit, gefüllt, dessen
Wellenwiderstand gleich dem des umgebenden Mediums, z.B. Wassers, ist. Durch diese
konstruktive Ergänzung des Aktuators entsteht ein elektroakustischer Wandler mit de
Eigenschaften der bekannte, sog. Flextensional Transducer, bei denen die longitudinalen
Bewegungen des Aktuators in radiale Bewegungen der Hülle transformiert werden, allerdings
mit dem Vorteil, deutlich leichter und baukleiner zu sein. Durch die Füllung des Zwischenraums
mit einer Flüssigkeit oder einem Gel wird eine akustische Ankopplung des Wandlers
an das umgebende Wasser erzielt und die Impedanz des Wandlers an den Wellenwiderstand
des Wassers angepasst. Der Wandler hat den Vorteil einer breitbandigen Schallabstrahlung
bei konstanter akustischer Leistung und lässt sich vorteilhaft als Sendewandler in
der Schlauchhülle einer Schleppantenne integrieren, wobei durch die Möglichkeit der
Anpassung des Durchmessers des Wandlers an den Durchmesser der Schlauchhülle keine
zusätzliche Strömungsgeräusche im Sendeteil der Schleppantenne auftreten. Wegen der
kleinen Bauweise der Wandler können mehrere solche Wandler gegeneinander akustisch
entkoppelt im Sendeteil der Schleppantenne hintereinander angeordnet werden, um die
abgestrahlte Sendeleistung zu erhöhen. Das hohe Innere der Sendewandler lässt Raum
zentral zugreifen und elektrische Anschlussleitungen durch den Schlauch gut verlegen.
[0015] Ergänzt man diesen elektroakustischen Wandler in "Flextensional"-Bauweise mit einer
Front- und Rückmasse, wie sie der erfindungsgemäße Wandler mit Tonpilzaufbau aufweist,
so kann man die Eigenschaften beider Bauweisen vorteilhaft miteinander verbinden und
einen Sendewandler mit großer Sendeleistung generieren, der sich vorzüglich für eine
aus einer Vielzahl von Sendewandlern zusammengesetzten Sendeantenne einsetzen lässt,
die vorzugsweise auf einem flächenförmigen Träger angeordnet ist.
[0016] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Rohrwand des Rohrs
in einem Hohlring mit elliptischem Querschnitt aufgenommen, der von einer die Rohrwand
außen überdeckenden, mit der Rohrwand einen ersten Hohlraum einschließenden, konvexen
Außenschale und einer die Rohrwand im Rohr-inneren überdeckenden, mit der Rohrwand
einen zweiten Hohlraum einschließenden, konkaven Innenschale gebildet ist. Die Enden
von Innen- und Außenschale sind fest mit dem Rohrenden des Rohrs verbunden und der
erste und zweite Hohlraum sind mit einem Medium, vorzugsweise einem Gel oder einer
Flüssigkeit, gefüllt, dessen Wellenwiderstand gleich dem des umgebenden Mediums, vorzugsweise
Wasser, ist. Ein solcher elektroakustischer Wandler entspricht dem vorstehend angegebenen
elektroakustischen Wandler in "Flextensional"-Bauweise, hat aber aufgrund der zusätzlichen
Innenschale gegenüber diesem eine deutlich höhere akustische Leistung.
[0017] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist an jeder Stirnseite des
Rohr jeweils eine radial über das Rohr überstehende, vorzugsweise plattenförmige Endkappe
befestigt und sind zwischen den Endkappen mehrere, konkav gekrümmte, schwingfähige
Lamellen aufgespannt, die endseitig an den Endkappen in deren Umfangsrichtung nebeneinander
und mit Spaltabstand voneinander festgelegt sind. Die Lamellen sind außen, also auf
ihrer vom Rohr abgekehrten Außenseite von einer fluiddichten, elastischen Hülle, z.B.
aus Gummi, umschlossen, die endseitig an den Endkappen fluiddicht festgelegt ist.
Mit dieser konstruktiven Ausgestaltung ist ein dem bekannten Barrel-Stave-Wandlern
entsprechender Wandler realisiert, der sich gegenüber diesen durch deutlich geringeres
Gewicht und Bauvolumen auszeichnet. Bei Expansion oder Kontraktion des Rohrs werden
die Lamellen gedehnt und gestaucht, wobei sich ihre Krümmung verkleinert und vergrößert.
Durch geeignete Wahl der Krümmung der Lamellen wird die entlang der Wandlerachse auftretende
Wegdifferenz zwischen den beiden Endkappen auf einen vierfachen Wert der Durchbiegung
der Lamellen gesteigert, so dass die relativ kleinen Schwingungsamplituden des Rohrs
in seiner Längsrichtung in eine recht große Sendeleistung in Radialrichtung transformiert
wird. Durch die geringen Abmessungen des Wandlers gegenüber der Wellenlänge der von
ihm bei einer Arbeitsfrequenz von z.B. 2 kHz abgestrahlten Schallwellen besitzt der
Wandler ein omnidirektionales Abstrahlhalten. Der Sendewandler strahlt breitbandig
ab und ist ebenfalls vorteilhaft im Sendeteil einer Unterwasser-Schleppantenne einsetzbar.
[0018] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen die Endkappen vorzugsweise
mit der Rohrachse koaxiale Durchgangsöffnungen auf, ist der Rohrmantel mit Durchbrüchen
versehen und stützten sich die Endkappen über ihren Umfang im Inneren eines mit Öl
oder Gel gefüllten Schlauchs einer Unterwasser-Schleppantenne an dessen Schlauchwand
ab. Durch diese Ausgestaltung des Wandlers können vorteilhaft das im Schlauch verlaufende
Zugseil der Unterwasser-Schleppantenne und die Anschlussleitungen für im Schlauch
hintereinander angeordnete Wandler zentral durch das Innere des Wandlers hindurchgeführt
werden. Die Composite-Module sind durch das Einlaminieren in das Rohr gegen die Schlauchfüllung
mit Öl oder Gel geschützt, so dass keine gesonderten Maßnahmen zum Schutz der nichtfluidresistenten
Keramikfasern getroffen werden müssen.
[0019] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der zwischen den Endkappen
sich erstreckende Zwischenraum zwischen der elastischen Hülle und der Schlauchwand
hermetisch abgeschlossen und mit Öl oder Gel gefüllt. Dadurch wird bei mehreren im
Schlauch axial hintereinander angeordneten Wandlern ein akustischer Kurzschluss zwischen
den Wandlern vermieden.
[0020] Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen
im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen in schematischer Darstellung:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht eines Aktuators für einen elektroakustischen Wandler,
- Fig. 2
- einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,
- Fig. 3
- eine vergrößerte Explosionsdarstellung eines Composite-Moduls des Aktuators in Fig.
1 und 2,
- Fig. 4
- eine Seitenansicht eines elektroakustischen Wandlers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
teilweise geschnitten,
- Fig. 5
- eine Seitenansicht eines elektroakustischen Wandlers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
teilweise geschnitten,
- Fig. 6
- eine Seitenansicht eines elektroakustischen Wandlers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
- Fig. 7
- eine Seitenansicht eines elektroakustischen Wandlers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
teilweise geschnitten,
- Fig. 8
- einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 7,
- Fig. 9
- einen Längsschnitt eines in einem Schlauch eines Unterwasser-Schleppantenne angeordneten
elektroakustischen Wandlers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
- Fig. 10
- ausschnittweise eine Draufsicht des elektroakustischen Wandlers in Fig. 9
[0021] In Fig. 1 ist in Seitenansicht und in Fig. 2 im Schnitt ein piezoelektrischer Aktuator
11 dargestellt, wie er in den Ausführungsbeispielen der elektroakustischen Wandler
gemäß Fig. 4 bis 10 eingesetzt ist. Bei Anlegen einer Wechselspannung schwingt der
Aktuator 11 longitutinal, d.h. in Richtung seiner Längsachse 12, wie dies durch den
die Schwingbewegung symbolisierenden Doppelpfeil 13 angedeutet ist. Der Aktuator 11
weist ein Rohr 14 mit einer in Richtung Rohrachse, die die Längsachse 12 des Aktuators
11 bildet, elastischen Rohrwand 141 und mindestens ein fest mit der Rohrwand 141 verbundenes
Composite-Modul 15 auf. Bei nur einem Composite-Modul 15 würde dieses um die Rohrwand
141 herum angeordnet sein. Vorzugsweise ist aber die Rohrwand 141 mit einer Vielzahl
von Composite-Modulen 15 belegt, die in Umfangsrichtung und in Axialrichtung der Rohrwand
141 jeweils voneinander beabstandet angeordnet sind. Das Rohr 14 ist endseitig offen,
kann jedoch für bestimmte Anwendungsfälle auch endseitig verschlossen sein, wie dies
in Fig. 2 durch die beiden strichliniert eingezeichneten Stirnplatten 16, 17 illustriert
ist. Die feste Verbindung der Composite-Module 15 mit der Rohrwand 141 erfolgt beispielsweise
durch Aufkleben oder Auflaminieren der Composite-Module 15 auf die Rohrwand 141, wobei
bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 die Composite-Module 15 auf die Innenfläche
141 a der Rohrwand 141 aufgebracht sind. Alternativ können die Composite-Module 15
aber auch auf der Außenfläche 141 b der Rohrwand 141 angeordnet sein, wie dies in
Fig. 5 illustriert ist. Vorteilhaft ist auch, die Rohrwand 141 abwechselnd auf der
Außenfläche 141b und auf der Innenfläche 141a mit den Composite-Modulen 15 zu belegen.
Das Rohr 14 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, das zur Erhöhung der
Druckfestigkeit des Rohrs 12 mit Glasfasern oder Kohlenstofffasern verstärkt ist.
Bei einem solchen Kunststoffrohr erfolgt die feste Verbindung der Composite-Module
15 mit der Rohrwand 141 vorteilhaft durch Auf- oder Einlaminieren der Composite-Module
15 auf bzw. in die Rohrwand 141 bei der Rohrherstellung.
[0022] In Fig. 3 ist in Explosionsdarstellung vergrößert der Aufbau eines Composite-Moduls
15 illustriert. Das Composite-Modul 15 weist zwei deckungsgleiche Filmschichten 18,
19 aus elektrisch isolierendem Material auf, auf deren einander zugekehrten Schichtflächen
jeweils eine Elektrodenstruktur 20 bzw. 21 angeordnet, z.B. aufgedruckt, ist. Zwischen
den Filmschichten 18, 19 sind Piezokeramikfasern 22 angeordnet, die voneinander beabstandet
und vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet sind. Die langgestreckten Piezokeramikfasern
22 weisen z.B. einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt auf. Die Zwischenräume
zwischen den Piezokeramikfasern 22 sind mit einem elektrisch isolierenden Material,
z.B. mit einem Polymer, ausgefüllt, was in Fig. 3 der Übersichtlichkeit halber nicht
dargestellt ist. Die beiden Elektrodenstrukturen 20, 21 sind identisch ausgebildet.
Jede Elektrodenstruktur 20 bzw. 21 weist zwei identisch ausgebildete, kammartige Strukturteile
23, 24 mit einer in Richtung der Piezokeramikfasern 22 sich erstreckenden Leiterbahn
25 bzw. 26 und davon einstückig abgehenden, vorzugsweise parallelen, fingerartigen
Elektroden 27, 28 auf. Die beiden kammartigen Strukturteile 23, 24 greifen mit ihren
Elektroden 27, 28 ineinander, so dass jeweils eine Elektrode 27 des einen Strukturteils
23 und eine Elektrode 28 des anderen Strukturteils 24 der Elektrostrukturen 20 bzw.
21 benachbart sind und parallel zueinander verlaufen. Solchermaßen angeordnete Elektroden
27, 28 werden daher auch als "interdigitaded electrods" bezeichnet. Die beiden Filmschichten
18, 19 sind spiegelbildlich mit einander zugekehrten Elektrodenstrukturen 20, 21 auf
die Piezokeramikfasern 22 aufgelegt, wobei ausschließlich die Elektroden 27, 28 die
Piezokeramikfasern 22 auf deren voneinander abgekehrten Längsseiten kontaktieren.
Ein solches Composite-Modul 15 ist bekannt und z.B. in
EP 1 983 584 A2 beschrieben und dort "Piezoelectric Macro-Fiber Composite Actuator" genannt. Die
mit der Rohrwand 141 verbundenen Composite-Module 15 sind am Rohr 14 so ausgerichtet,
dass die Piezokeramikfasern 22 parallel zur Rohrachse verlaufen. Wie in Fig. 3 eingezeichnet
ist, sind die beiden Strukturteile 23, 24 einer jeden Elektrodenstruktur 20, 21 mit
einer Gleichspannung beaufschlagt, so dass an den innerhalb einer Filmschicht 18 bzw.
19 nebeneinander liegenden Elektroden 27, 28 abwechselnd ein hohes und ein niedriges
Gleichspannungspotenzial und an den Elektroden 26 bzw. 27 der beiden Filmschichten
18, 19, die an den Piezokeramikfasern 22 einander gegenüberliegen, das jeweils gleiche
Gleichspannungspotenzial liegt. Der Gleichspannung ist eine Wechselspannung so überlagert,
dass erstere nicht unterschritten wird. Infolge der anliegenden Wechselspannung führen
die Piezokeramikfasern 22 in allen Composite-Modulen 15 gleichsinnige Längsdehnungen
und Längskontraktionen aus, die ein abwechselndes Längen und Kontraktieren des Rohrs
14 bewirken, so dass dieses in Längsachse 12 schwingt, wie dies durch den Doppelpfeil
13 in Fig. 1 angedeutet ist. Auf den beiden Filmschichten 18, 19 können weitere, gleichartige
Filmschichten mit ebensolchen Elektrodenstrukturen aufliegen, wobei zwischen jeweils
zwei Filmschichten immer eine Schicht von Piezokeramikfasern 22 in der beschriebenen
Anordnung vorhanden ist.
[0023] In Fig. 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines elektroakustischen Wandlers in
Seitenansicht und teilweise aufgeschnitten dargestellt, in dem der beschriebene Aktuator
11 eingesetzt ist. Dabei ist in dem elektroakustischen Wandler die sog. Tonpilz-Bauweise
realisiert. An den Stirnseiten des Rohrs 14 ist eine Frontmasse 29 und eine deutlich
größere Rückmasse 30 befestigt, wobei Front- und Rückmasse 29, 30 das Rohr 14 stirnseitig
wasserdicht abschließen. Die Composite-Module 15 sind in die Rohrwand 141 einlaminiert,
wobei von der Vielzahl der Composite-Module 15 in der Schnittdarstellung drei axial
übereinander angeordnete Composite-Module 15 zu sehen sind. Die Anschlüsse 43(+) und
42 (-) der Elektrodenstrukturen 20, 21 sind in das Innere des Rohrs 14 geführt und
hier an eine Ansteuerschaltung 31 angeschlossen. Beispielsweise weist die Ansteuerschaltung
eine Gleichspannungsquelle 32, die die positive und negative Vorspannung für die Elektroden
27, 28 liefert, und eine Wechselspannungsquelle 33 auf, die den Aktuator 11 zu Schwingungen
anregt, wodurch der Wandler über die Frontmasse 39 Schallwellen 35 in Axialrichtung,
abstrahlt. Die Wechselspannung wird der Vorspannung in einem Additionsglied 34 so
überlagert, dass sie die Vorspannung nicht unterschreitet.
[0024] In dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der elektroakustische Wandler
in sog. "Flextensional"-Bauweise realisiert, die sich dadurch auszeichnet, dass die
in Längsachse 12 erfolgende Schwingbewegung (Doppelpfeil 13 in Fig. 5) des Aktuators
11 in eine radial abgestrahlte Schallwellen 36 transformiert wird. Bei diesem elektroakustischen
Wandler, dessen Aktuator 11 identisch wie zu Fig. 1 bis 3 beschrieben ausgebildet
ist, sind mit den Rohrenden des Rohrs 14 die Enden einer die Rohrwand 141 umschließenden,
gewölbten, elastischen Hülle 37 fest verbunden. Dabei können die Hüllenenden unmittelbar
an der Rohrwand 141 befestigt sein oder aber auch - wie hier nicht weiter dargestellt
ist - an einem Stirnring befestigt sein, wobei die beiden Stirnringe wiederum mit
den Stirnseiten des Rohrs 12 fest verbunden sind. In dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die elastische Hülle 37 konvex gekrümmt, doch kann diese unter Verwendung der
genannten Stirnringe auch konkav gekrümmt sein. Die wiederum in Axial- und Umfangsrichtung
voneinander beabstandet angeordneten Composite-Module 15 sind mit identischer Ausrichtung
der Piezokeramikfasern außen auf die Rohrwand 141 aufgeklebt oder auflaminiert, wie
dies in der Schnittdarstellung der Fig. 5 zu sehen ist. Der zwischen Hülle 37 und
Rohrwand 141 sich bildende Zwischenraum 41 ist mit einem Medium gefüllt, dessen Wellenwiderstand
gleich dem des umgebenden Wassers ist. Bevorzugt wird hierzu ein Gel oder eine isolierende
Flüssigkeit, wie Öl, eingesetzt.
[0025] Der in Fig. 6 schematisiert skizzierte, elektroakustische Wandler vereinigt die zu
Fig. 4 beschriebene Tonpilz-Bauweisen mit der zu Fig. 5 beschriebenen "Flextensional"-Bauweise
und besitzt die Eigenschaften beider Wandlerarten, so dass Schallwellen 35 bzw. 36
sowohl in Richtung der Längsachse des Aktuators 11 (wie in Fig. 4) als auch quer zur
Längsachse des Aktuators 11 in Radialrichtung (wie Fig. 5) abgestrahlt werden. Bei
diesem Wandler sind die Rohrenden mit Front- und Rückmasse 29, 30 verschlossen und
ist an den Rohrenden die Hülle 37 befestigt.
[0026] Der in Fig. 7 in Seitenansicht, teilweise geschnitten und Fig. 8 in Querschnitt darstellte
elektroakustische Wandler als weiteres Ausführungsbeispiel entspricht weitgehend dem
in Fig. 5 dargestellten und beschriebenen, elektroakustischen Wandler in "Flextensional"-Bauweise,
besitzt aber durch eine zusätzliche konstruktive Maßnahme eine deutlich höhere akustische
Leistung, bei Verwendung als Sendewandler also eine deutlich größere Sendeleistung.
Bei diesem elektroakustischen Wandler ist der Aktuator 11 in einem Hohlring 38 mit
elliptischem Querschnitt so angeordnet, dass die Rohrwand 141 sich längs der längen
Ellipsenachse erstreckt und sich stirnseitig im oberen und unteren Grund des Hohlrings
38 abstützt. Der Hohlring 38 besteht aus einer die Rohrwand 141 außen überdeckenden,
konvexen Außenschale 381, die mit der Rohrwand 141 einen ersten Hohlraum 39 einschließt,
und einer die Rohrwand 141 innen, also im Rohrinneren, überdeckenden, konkaven Innenschale
382, die mit der Rohrwand 141 einen zweiten Hohlraum 40 einschließt. Die beiden Schalen
381, 382 sind elastisch, so dass der Hohlring 38 bei Ausdehnung und Kontraktion des
Rohrs 14 sich ausbaucht bzw. verschmälert. Die beiden Hohlräume 39, 40 sind mit einem
Medium gefüllt, dessen Wellenwiderstand gleich dem des umgebenden Wassers ist. Als
Medium wird vorzugsweise Gel oder eine elektrisch isolierende Flüssigkeit, wie Öl,
verwendet. In dem in Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Composite-Module
15, die wiederum in Umfangs- und Axialrichtung jeweils voneinander beabstandet angeordnet
sind, sowohl auf der Innenfläche 141 a der Rohrwand 141 als auch auf der Außenfläche
141 b der Rohrwand 141 angeordnet und z.B. durch Aufkleben oder Auflaminieren befestigt.
Auch bei diesem elektroakustischen Wandler wird die Schwingbewegung des Aktuators
11 in seiner Längsachse 12 in eine radiale Schwingbewegung des Hohlrings 38 transformiert,
so dass Schallwellen quer zur Längsachse 12 des Wandlers abgestrahlt werde, wie dies
in Fig. 5 skizziert ist.
[0027] Die Wandler gemäß Fig. 5 und 7 eignen sich vorzüglich für den Einsatz in Unterwasser-Schleppantennen,
da sie in ihren radialen Abmessungen problemlos an den lichten Durchmesser des Schlauchs
der Unterwasserantenne angepasst werden können, in radialer Richtung durch den Schlauch
positioniert sind und durch ihr hohles Innere vorteilhaft das Zugseil der Schleppantenne
sowie die elektrischen Anschlüsse für die Wandler hindurchgeführt werden können.
[0028] Fig. 9 und 10 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiels eines elektroakustischen Wandlers,
der mit dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten Aktuator 11 ausgestattet ist. An jeder Stirnseite
des Rohrs 14 ist eine radial überstehende Endkappe 44, 45 befestigt. Zwischen den
Endkappen 44, 45 sind mehrere, konkav gekrümmte, schwingfähige Lamellen 46, vorzugsweise
aus Kunststoff, aufgespannt. Die Endkappen 44, 45 sind im Ausführungsbeispiel als
kreisrunde Platten ausgebildet. Längs deren Umfang sind die Lamellen 46 nebeneinander
mit dazwischen verbleibenden, kleinen Spalten 48 angeordnet und mit ihren Enden an
den Endkappen 44, 45 befestigt. Die Endkappen 44, 45 können aber auch als Mehrkantplatten
ausgeführt sein, deren Kantenzahl der Anzahl der Lamellen 46 entspricht, wobei die
Lamellenenden jeweils auf einer der zwischen den Kanten sich erstreckenden ebenen
Fläche aufliegen und befestigt sind. Die nebeneinander angeordneten, das Rohr 14 umgebenden
Lamellen 44 sind außen, d.h. auf ihrer vom Rohr 14 abgekehrten Außenseite, von einer
fluiddichten, elastischen Hülle 47 umschlossen, die die Spalte 48 zwischen den Lamellen
44 flüssigkeitsdicht abdeckt. Die Hülle 47 ist endseitig fluiddicht an den Endkappen
44, 45 befestigt. Die Endkappen 44, 45 weisen in ihrem von den Stirnseiten des Rohrs
14 umgrenzten Bereich jeweils eine Durchgangsöffnung 49 bzw. 50 auf, die vorzugsweise
koaxial mit der Rohrachse als Bohrung mit einem Bohrungsdurchmesser eingebracht ist,
der kleiner ist als der lichte Durchmesser des Rohrs 14. Die am Rohr 14 in Umfangsrichtung
und in Axialrichtung voneinander beabstandet angeordneten Composite-Module 15 sind
wiederum in die Rohrwand 141 einlaminiert.
[0029] Der beschrieben elektroakustische Wandler eignet sich in seiner Ausführung mit kreisrunden
Endkappen 44, 45 vorzüglich für den Einsatz in Untenivasser-Schleppantennen. Hierzu
werden die radialen Abmessungen des Wandlers an den Durchmesser des Schlauchs 51 der
Schleppantenne angepasst, so dass die in Längsrichtung des Schlauchs 51 hintereinander
angeordnete Wandler sich über ihre Endkappen 44, 45 radial an der Schlauchwand abstützten
und damit radial positioniert sind. Dabei wird das üblicherweise den Schlauch 51 durchziehende,
in Fig. 9 nicht dargestellte Zugseil der Schleppantenne sowie Anschlussleitungen für
die einzelnen Wandler durch das hohle Innere der Rohre 14 der Wandler geführt. Der
Schlauch 51 ist üblicherweise mit einem Öl oder einem Gel gefüllt, so dass auch das
Rohrinnere und, da das Rohr mit einer Mehrzahl von Durchbrüchen 5'3, z.B. Löchern
oder Schlitzen, versehen ist, auch der von der Hülle 47 umschlossene Raum mit diesem
Öl oder Gel ausgefüllt ist. Zur Vermeidung eines akustischen Kurzschlusses zwischen
den in Längsrichtung hintereinander angeordneten, elektroakustischen Wandlern ist
der nach Einsetzen der Wandler in den Schlauch 51 zwischen der Hülle 47 und der Schlauchwand
des Schlauchs 51 sich ergebende Zwischenraum 52, der sich zwischen den Endkappen 44,
45 erstreckt, hermetisch abgeschlossen und mit dem gleichen Öl oder Gel gefüllt.
[0030] Alle in der vorstehenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen genannten Merkmale
sind erfindungsgemäß sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander
einsetzbar. Die Erfindung ist daher nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten
Merkmalskombinationen beschränkt. Vielmehr sind alle Kombinationen von Einzelmerkmalen
als offenbart zu betrachten.
1. Elektroakustischer Wandler mit einem bei Anlegen einer Wechselspannung longitudinal
schwingenden, piezoelektrischen Aktuator (11),
dadurch gekennzeichnet, dass
der Aktuator (11) ein aus einem glas- oder kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffmaterial
bestehendes Rohr (14) mit einer in Richtung Rohrachse (12) elastischen Rohrwand (141)
und mehrere fest mit der Rohrwand (141) verbundene, in Rohr-Umfangsrichtung und in
Rohr-Längsrichtung jeweils voneinander beabstandet angeordnete Composite-Module (15)
aufweist, jedes der Composite-Module (15) auf mindestens zwei Filmschichten (18, 19)
aus elektrisch isolierendem Material angeordnete Elektrodenstrukturen (20, 21) mit
voneinander beabstandeten, fingerartigen, parallelen Elektroden (27, 28) und zwischen
den Filmschichten (18, 19) mit aufliegenden Elektrodenstrukturen (20, 21) angeordnete,
voneinander beabstandete, parallele Piezokeramikfasern (22) aufweist, die auf ihren
voneinander abgekehrten Längsseiten von den Elektroden (27, 28) kontaktiert sind,
dass die Composite-Module (15) auf der Rohrwand (14) so ausgerichtet sind, dass die
Piezokeramikfasern (22) parallel zur Rohrachse (12) verlaufen, und dass die Elektrodenstrukturen
(20, 21) mit einer Gleichspannung so belegt sind, dass an längs der Piezokeramikfasern
(22) aufeinander folgenden, parallelen Elektroden (27, 28) in jeder Elektrodenstruktur
(20, 21) sich ein hohes und ein niedriges Gleichspannungspotenzial abwechselt und
an den paarweise an voneinander abgekehrten Längsseiten der Piezokeramikfasern (22)
anliegenden Elektroden (27 bzw. 28) der beiderseits der Piezokeramikfasern (22) sich
befindlichen Elektrodenstrukturen (20, 21) jeweils ein gleiches Gleichspannungspotenzial
herrscht, und dass auf die Elektrodenstrukturen (20, 21) eine Wechselspannung aufschaltbar
ist.
2. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die feste Verbindung der Composite-Module (15) mit der Rohrwand (14) durch Aufkleben
oder Ein- oder Auflaminieren hergestellt ist.
3. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Rohr (14) endseitig wasserdicht verschlossen ist.
4. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
an den beiden Stirnseiten des Rohrs (14) eine Frontmasse (29) und eine Rückmasse (30)
befestigt sind, die das Rohr (14) wasserdicht verschließen.
5. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
mit den Rohrenden des Rohrs (14) die Enden einer die Rohrwand (14) umschließenden,
gewölbten Hülle (37) fest verbunden sind und dass der Zwischenraum (41) zwischen Rohrwand
(141) und Hülle (37) mit einem Medium, vorzugsweise Gel oder Flüssigkeit, gefüllt
ist, dessen Wellenwiderstand gleich dem des umgebenden Mediums, vorzugsweise Wasser,
ist.
6. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rohrwand (141) des Rohrs (14) in einem Hohlring (38) mit elliptischem Querschnitt
aufgenommen ist, der von einer die Rohrwand (141) außen überdeckenden, mit der Rohrwand
(141) einen ersten Hohlraum (39) einschließenden, konvexen Außenschale (381) und einer
die Rohrwand (141) im Rohrinneren überdeckenden, mit der Rohrwand (14) einen zweiten
Hohlraum (40) einschließenden, konkaven Innenschale (382) gebildet ist und dass die
Enden von Außen- und Innenschale (381, 382) fest mit den Rohrenden (141) des Rohrs
(14) verbunden und der erste und zweite Hohlraum (39, 40) mit einem Medium, vorzugsweise
Gel oder Flüssigkeit, gefüllt sind, dessen Wellenwiderstand gleich dem des umgebenden
Mediums, vorzugsweise Wasser, ist.
7. Elektroakustische Wandler nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
an jeder Stirnseite des Rohrs (14) eine radial überstehende, vorzugsweise plattenförmige
Endkappe (44, 45) befestigt ist, dass zwischen den beiden Endkappen (44, 45) mehrere,
konkav gekrümmte Lamellen (46) aufgespannt sind, die endseitig an den Endkappen (44,
45) in deren Umfangsrichtung nebeneinander mit Spaltabstand festgelegt sind, und dass
eine die Lamellen (46) außen umschließende, elastische Hülle (47) endseitig an den
Endkappen (44, 45) fluiddicht festgelegt ist.
8. Unterwasser-Schleppantenne mit einem mit Öl oder Gel gefüllten Schlauch (51) und mindestens
einem im Schlauch (51) aufgenommenen elektroakustischen Wandler nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
jede Endkappe (44, 45) in ihrem von der Stirnseite des Rohrs (14) eingegrenzten Bereich
eine vorzugsweise mit der Rohrachse koaxiale Durchgangsöffnung (49, 50) aufweist,
dass der Rohrmantel (141) des Rohrs (14) mit Durchbrüchen (53) versehen ist und dass
die Endkappen (44, 45) sich über ihren Umfang an der Schlauchwand abstützen.
9. Unterwasser-Schleppantenne nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zwischen den Endkappen (44, 45) sich erstreckende, von der elastischen Hülle (47)
und der Schlauchwand des Schlauchs (51) eingeschlossener Zwischenraum (52) hermetisch
abgeschlossen und mit Öl oder Gel gefüllt ist.
1. Electroacoustic transducer with a piezoelectric actuator (11) that oscillates longitudinally
when an alternating voltage is applied, characterised by that the actuator (11) has a tube (14) consisting of a glass- or carbon-fibre-reinforced
plastic material with a tube wall (141) that is elastic in the direction of the tube
axis (12) and a plurality of composite modules (15), which are fixedly connected to
the tube wall (141) and arranged spaced respectively at a distance from one another
in a tube circumferential direction and in a tube longitudinal direction, that each
of the composite modules (15) has, arranged on at least two film layers (18, 19) of
electrically insulating material, electrode structures (20, 21) with finger-like parallel
electrodes (27, 28) spaced at a distance from one another and parallel piezoceramic
fibres (22) spaced at a distance from one another and arranged between the film layers
(18, 19) with electrode structures (20, 21) lying thereon, which fibres are contacted
by the electrodes (27, 28) on their longitudinal sides facing away from one another,
that the composite modules (15) are aligned on the tube wall (14) so that the piezoceramic
fibres (22) run parallel to the tube axis (12), and that the electrode structures
(20, 21) have a direct voltage imposed in such a way that at parallel electrodes (27,
28) in each electrode structure (20, 21) that follow one another along the piezoceramic
fibres (22), a high and a low direct voltage potential alternates and at the electrodes
(27 and 28) of the electrode structures (20, 21) located on both sides of the piezoceramic
fibres (22), which electrodes rest in pairs on longitudinal sides of the piezoceramic
fibres (22) facing away from one another, an identical direct voltage potential prevails
in each case, and that an alternating voltage can be connected to the electrode structures
(20, 21).
2. Electroacoustic transducer according to claim 1, characterised by that the fixed connection of the composite modules (15) to the tube wall (14) is
produced by gluing or lamination therein or thereon.
3. Electroacoustic transducer according to claim 1 or 2, characterised by that the tube (14) is closed in a watertight manner at the end.
4. Electroacoustic transducer according to one of claims 1 to 3, characterised by that attached to the two end faces of the tube (14) are a front compound (29) and
a rear compound (30), which close the tube in a watertight manner.
5. Electroacoustic transducer according to one of claims 1 to 4, characterised by that the ends of a curved sheath (37) enclosing the tube wall (14) are fixedly connected
to the tube ends of the tube (14) and that the intermediate space (41) between tube
wall (141) and sheath (37) is filled with a medium, preferably gel or liquid, the
wave impedance of which is equal to that of the surrounding medium, preferably water.
6. Electroacoustic transducer according to one of claims 1 to 4, characterised by that the tube wall (141) of the tube (14) is taken up in a hollow ring (38) with
an elliptical cross section, which is formed by a convex outer shell (381) covering
the tube wall (141) on the outside and enclosing a first cavity (39) with the tube
wall (141) and a concave inner shell (382) covering the tube wall (141) inside the
tube and enclosing a second cavity (40) with the tube wall (14), and that the ends
of outer and inner shell (381, 382) are connected fixedly to the tube ends (141) of
the tube (14) and the first and second cavities (39, 40) are filled with a medium,
preferably gel or liquid, the wave impedance of which is equal to that of the surrounding
medium, preferably water.
7. Electroacoustic transducer according to claim 1 or 2, characterised by that attached to each end face of the tube (14) is a radially protruding, preferably
plate-shaped end cap (44, 45), that between the two end caps (44, 45) a plurality
of concavely curved lamellae (46) are stretched, which are fixed at the end side to
the end caps (44, 45) adjacent to one another in their circumferential direction with
a gap spacing, and that an elastic sheath (47) enclosing the lamellae (46) on the
outside is fixed in a fluid-tight manner at the end side to the end caps (44, 45).
8. Trailing underwater antenna with a hose (51) filled with oil or gel and at least one
electroacoustic transducer according to claim 7 taken up in the hose (51), characterised by that each end cap (44, 45) has in its area delimited by the end face of the tube
(14) a through opening (49, 50) that is preferably coaxial with the tube axis, that
the tube sleeve (141) of the tube (14) is provided with perforations (53) and that
the end caps (44, 45) are supported over their circumference on the hose wall.
9. Trailing underwater antenna according to claim 8, characterised by that the intermediate space (52) extending between the end caps (44, 45) and enclosed
by the elastic sheath (47) and the hose wall of the hose (51) is hermetically sealed
and filled with oil or gel.
1. Transducteur électro-acoustique comprenant un actionneur piézoélectrique (11) oscillant
longitudinalement lors de l'application d'une tension alternative,
caractérisé en ce que
l'actionneur (11) présente un tube (14) composé d'une matière plastique renforcée
par fibres de verre ou par fibres de carbone avec une paroi de tube (141) élastique
dans la direction de l'axe de tube (12) et plusieurs modules composites (15) agencés
espacés respectivement les uns des autres dans le sens périphérique du tube et dans
le sens longitudinal du tube et solidement fixés à la paroi de tube (141), chacun
des modules composites (15) présente des structures d'électrodes (20, 21) agencées
sur au moins deux couches de film (18, 19) en un matériau isolant électrique avec
des électrodes (27, 28) parallèles, en forme de doigts, espacées les unes des autres
et des fibres piézocéramiques (22) parallèles espacées les unes de autres agencées
entre les couches de film (18, 19) avec des structures d'électrodes (20, 21) posées
dessus, les électrodes (27, 28) établissant un contact sur les faces longitudinales
détournées l'une de l'autre desdites fibres piézocéramiques, en ce que les modules composites (15) sont orientés sur la paroi de tube (14) de telle sorte
que les fibres piézocéramiques (22) s'étendent parallèles à l'axe de tube (12), et
en ce qu'une tension continue est appliquée aux structures d'électrodes (20, 21) de sorte que,
sur des électrodes (27, 28) parallèles successives le long des fibres piézocéramiques
(22) dans chaque structure d'électrodes (20, 21), un potentiel de tension continue
élevé et un potentiel de tension continue faible alternent et il y a respectivement
un potentiel de tension continue identique sur les électrodes (27 ou 28) des structures
d'électrodes (20, 21) se trouvant des deux côtés des fibres piézocéramiques (22) s'appuyant
par paires contre des faces longitudinales des fibres piézocéramiques (22) détournées
l'une de l'autre, et en ce qu'une tension alternative peut être appliquée sur les structures d'électrodes (20, 21).
2. Transducteur électro-acoustique selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la fixation solide des modules composites (15) à la paroi de tube (14) est réalisée
par collage ou par stratification en insert ou en revêtement.
3. Transducteur électro-acoustique selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que
le tube (14) est fermé côté extrémité de manière étanche à l'eau.
4. Transducteur électro-acoustique selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
sur les deux faces frontales du tube (14) sont fixées une masse avant (29) et une
masse arrière (30), qui ferment le tube (14) de manière étanche à l'eau.
5. Transducteur électro-acoustique selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que
les extrémités d'une enveloppe bombée (37) entourant la paroi de tube (14) sont solidement
fixées aux extrémités de tube du tube (14) et en ce que l'espace intermédiaire (41) entre la paroi de tube (141) et l'enveloppe (37) est
rempli avec un milieu, de préférence un gel ou un liquide, dont l'impédance caractéristique
est identique à celle du milieu environnant, de préférence de l'eau.
6. Transducteur électro-acoustique selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que
la paroi de tube (141) du tube (14) est reçue dans une bague creuse (38) avec une
section transversale elliptique, qui est formée par une coque externe (381) convexe
recouvrant l'extérieur de la paroi de tube (141), entourant avec la paroi de tube
(141) un premier espace creux (39) et une coque interne (382) concave recouvrant la
paroi de tube (141) à l'intérieur du tube, entourant avec la paroi de tube (14) un
second espace creux (40) et en ce que les extrémités de la coque interne et externe (381, 382) sont solidement fixées aux
extrémités de tube (141) du tube (14), et le premier et le second espaces creux (39,
40) sont remplis avec un milieu, de préférence un gel ou un liquide, dont l'impédance
caractéristique est identique à celle du milieu environnant, de préférence de l'eau.
7. Transducteur électro-acoustique selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que
sur chaque face frontale du tube (14) est fixé un capuchon d'extrémité (44, 45) dépassant
radialement, de préférence en forme de plaque, en ce qu'entre les deux capuchons d'extrémité (44, 45) sont montées plusieurs lamelles courbées
de manière concave (46) qui sont fixées côté extrémité aux capuchons d'extrémité (44,
45) dans leur sens périphérique les unes à côté des autres avec une distance d'interstice,
et en ce qu'une enveloppe élastique (47) entourant les lamelles (46) sur l'extérieur est fixée
côté extrémité aux capuchons d'extrémité (44, 45) de manière étanche aux fluides.
8. Antenne remorquée sous-marine comprenant un tuyau (51) rempli d'huile ou de gel et
au moins un transducteur électro-acoustique selon la revendication 7 logé dans le
tuyau (51),
caractérisée en ce que
chaque capuchon d'extrémité (44, 45) dans sa zone limitée par la face frontale du
tube (14) présente une ouverture de passage (49, 50) de préférence coaxiale avec l'axe
de tube, en ce que l'enveloppe de tube (141) du tube (14) est pourvue de perforations (53) et en ce que les capuchons d'extrémité (44, 45) s'appuient sur la paroi de tuyau sur toute leur
périphérie.
9. Antenne remorquée sous-marine selon la revendication 8,
caractérisée en ce que
l'espace intermédiaire (52) s'étendant entre les capuchons d'extrémité (44, 45) enfermé
par l'enveloppe élastique (47) et la paroi de tuyau du tuyau (51) est fermé hermétiquement
et rempli d'huile ou de gel.