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Tief enregier für Torpedos und Unterseeboote.
Die Erfindung betrifft einen Tiefenregler für selbstfahrende Torpedos und Unterseeboote.
Das Hauptmerkmal der Erfindung ist, dass die Wirkung des Tiefenreglers nicht von Ge schwindigkeits nderul1gen beeinflusst wird.
Der Regler besteht im wesentlichen aus zwei fest miteinander verbundenen und in der üblichen Weise mit biegsamen Membranen versehenen Platten oder Ventilen, deren äussere Flächen dem freien Wasserdruck ausgesetzt sind, während auf die inneren Flächen bloss der unveränderliche, nahezu atmosphärische Druck wirkt, der im Innern des Torpedos oder des Bootes herrscht.
Die Platten sind dem Wasserdrucke an zwei Stellen ausgesetzt, die in der Längsrichtung des Torpedos oder des Bootes um eine gewisse Strecke voneinander entfernt sind, sei es, dass die Platten selbst in einem grossen Abstand voneinander angeordnet und deshalb durch eine entsprechend lange Stange verbunden sind, sei es, dass der Wasserdruck in geeigneter Weise, z. B. auf pneumatischem Wege, von einer oder von beiden der genannten Stellen zu einer bzw - zu beiden Platten übertragen wird.
Die Platten sind von ungleicher Grösse, und zwar hat diejenige, auf die der Druck der vorderen Stelle wirkt, die grössere Oberfläche. Dem Überdruck, der hiedurch bei der Horizontailage des Torpedos oder des Bootes auf einer Seite des Plattenpaare entsteht und dieses zu bewegen bestrebt ist, wird von einer gleichmässigen und nach Belieben zu regelnden Kraft (Feder.
Gewicht oder Flüssigkeitssäule) entgegengewirkt, und zwar wird diese Kraft so geregelt. dass sie dem ihr entgegengesetzt gerichteten Überdruck des Wassers genau das Gleichgewicht hält. wenn der Torpedo oder das Boot in der beabsichtigten Tiefe schwimmt und dabei die Horizontallage einnimmt.
Die Verschiebung, die das Plattensystem nach der einen oder anderen Seite erleidet, wenn andere Verhältnisse eintreten, wird in der gewöhnlichen Weise auf den Schieber eines Servomotors übertragen, der dem Horizontalruder einen den Bedürfnissen entsprechenden Ausschlag erteilt.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, und zwar ist Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Vorrichtung, Fig. 2 eine schematische Dastellung eines untergetauchten Torpedos, Fig. 3 ein Längsschnitt durch eine zweite Ausführungs- form der Erfindung und Fig. 4 eine Einxelheit der Fig. 3.
Die beiden Platten A und B sind (Fig. 1) in den Trennungswänden Q und R angeordnet. die den Raum 8 vom Wasser abschliessen, während in die beiden Räume U und l'das M'asger freien Eintritt hat und somit auf die Platten einen ihrer Tiefenlage entsprechenden Druck ausübt.
Auf die hintere und kleinere Platte B wirkt ausserdem eine Spiralfeder tut'. die in einem Rohre X untergebracht ist. Eine dieses Rohr durchsetzende und in der Platte B befestigte Stange rist an den Schieber des Servomotors E angelenkt. übersteigt der Wasserdruck auf der vorderen, grösseren Platte den gesamten Druck des Wassers und der Feder tf auf der hinteren, kleineren Platte B, so bewegt sich das Plattensystem mit dem Schieber und sor'it dem Kolben des Servomotors nach hinten, wodurch dem Tiefenruder ein Ausschlag nach oben erteilt wird ; überwiegt dagegen der Druck auf die Platte B mit dem Federdruck. so bewegt sich das System nach vorne.
Dieser Apparat hat übrigens die gleiche Eigenschaft wie die bereits früher patentierten
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Torpedo bzw. das Unterseeboot von der richtig eingestellten Tiefe befindet. Dies geht aus folgendem hervor :
Es sei der axiale Abstand zwischen den beiden Platten mit a bezeichnet (Fig. 2), die Oberfläche der vorderen Platte mit 0, jene der hinteren mit 0', die richtige von vo'nherein ein- gestellte Tiefe mit dz die wirkliche Tauchul1gstiefe der vorderen Platte mit h und der Neigungswinkel der Längsachse mit x ; so ist der Druck auf die vordere Platte = Oh, der Wasserdruck
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irucR au ! dieser rlatte :
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Für den Fall, dass die Kräfte auf beide Platten gleich sind, gilt also die Gleichung :
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oder oder oder
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Der Sinus des Ausgleichwinkels ist also wieder der Abweichung (A-JE') von der richtigen Tauchungstiefe proportional. Den bekannten Tiefenreglern gegenüber hat der der Erfindung zugrundeliegende den besonders für die Anwendung beim Torpedo wichtigen Vorzug, dass seine Wirkung nicht von einer Beschleunigung der Geschwindigkeit beeinflusst wird, indem die Empfindlichkeit für Neigungsänderungen nicht von der Wirkung irgend welcher, von dem Torpedo mitgeführter Masse abhängt, sondern auf den von der Neigung des Torpedos hervorgerufenen Druckdifferenzen im freien Wasser beruht.
Die Fig. 3 und 4 stellen eine Ausführungsform des Apparates dar, die technisch vollkommener ist und sich besser den Konstruktionsverhältnissen der Torpedos anpasst. Die Platten A und B sind horizontal angeordnet. damit Reibungsverluste vermieden werden und zu einem ganz kurzen l'Iattensystem vereinigt. Man erhält auf diese Weise einen gedrängten Bau der Vorrichtung.
Dieses Plattensystem ist in ein Gehäuse C eingeschlossen und hat darin einen gewissen vertikalen Hub, der mittels des Winkelhebels D und der Stange P auf den Schieber des Servomotors E und somit auf das Tiefenruder übertragen wird.
Zu der oberen grösseren Platte A hat das Wasser freien Zutritt durch die Löcher F im Deckel des Gehäuses. Diese Löcher stehen entweder unmittelbar mit dem das Gehäuse umgebenden Raum in Verbindung, falls zu diesem das Aussenwasser Zutritt hat oder mittels des Rohres G mit dem freien Aussenwasser.
Auf die untere kleine Platte B wird der Wasserdruck durch die im Rohr H befindliche Luftmenge übertragen, wobei dieses Rohr eine geeignete Strecke weiter hinten im Torpedogehäuse ausmündet. Um das Wasser zu verhindern, in das Rohr einzudringen, mündet das Rohr/7 in einen grösseren Raum I, der noch mit einer biegsamen Membran ausgestattet werden kann.
Zur Führung des Plattensystemes A-B dient eine Stange K, die in einem Rohr L des Gehäuses geführt wird. Eine Spannfeder M stützt sich mit ihrem unteren Ende auf einen Rand an dem Gehäuse und stösst mit ihrem oberen Ende an die Schraubenmutter N, die auf die Führungstange geschraubt ist, so dass ihre Spannkraft das Plattensystem entgegen dem Wasserdruck zu heben sucht. Durch Auf-oder Niederschrauben der Mutter kann diese Kraft der gewünschten Tauchungstiefe entsprechend geregelt werden.
Das System zweier ungleich grossen und untereinander verbundenen Platten erfüllt gleichzeitig die beiden Bedingungen, die an eine gute Tiefenregelllng gestellt werden, denn es besitzt erstens die nötige Empfindlichkeit für Neigungsänderungen und zweitens eine ehensolche für Tiefen- änrlernngen. Der axiale Abstand zwischen den Stellen, an welchen der Wasserdruck wirkt. entspricht der ersten Bedingung, die Differenz der Oberflächen der Platten der zweiten.
Es ist möglich, allerdings auf Kosten der Einfachheit, für Tiefen-. und Neigungsänderungen getrennte Regler zu verwenden. z. B. die Platten gleich gross zu gestalten und eine dritte Platte einzubauen, deren Oberfläche der sonstigen Differenz gleich käme.
Es wära auch möglich, statt der geradlinigen Bewegung des Plattensystems irgend eine andere Bewegungsart zu wählen und statt der festen Verbindung der Platten miteinander irgend welche zwangläufìge Verhindwlg herzustellen.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Tiefenregler für Torpedos und Unterseeboote, dadurch gekennzeichnet, dass zwei miteinander verbundene, dem Wasserdruck an verschiedenen Stellen der Aussenhaut ausgesetzte Platten oder Membranen von ungleicher Oberfläche einander entgegenwirken und die Differenz ihrer Drucke gegen eine einstellbare Kraft (Feder. Gewicht oder Flüssigkeitssäule) wirkt, derart, dass die durch das Überwiegen der einen oder der anderen erzielte Bewegung zur Steuerung des Tiefenruders benutzt wird.