DE121150C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Beim Aufsuchen im Meere versunkener Gegenstände bedient man sich gewöhnlich Lothungsapparate oder Schleppnetze (im Allgemeinen mit Gewichten oder von der Art der sogen. »Finme- Schleppnetze« mit Dregankern) oder man benutzt auch wohl Taucher. Diese Verfahren erfordern indessen viel Zeit und Arbeit und sind sehr kostspielig.

Die Vorrichtung, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, ist dazu bestimmt, als Hülfsrnittel beim Aufsuchen versunkener Körper mittelst des Schleppnetzes zu dienen; die Erfindung gestattet, mit Genauigkeit und Leichtigkeit ohne Hülfe von Tauchern den Gegenstand, welchen das Schleppnetz berührt hat, zu bestimmen. Aufserdem kann er auch unabhängig in Form eines elektromagnetischen Schleppnetzes mit einer (Fig. 2) oder mehreren Leitungen (Fig. 3) benutzt werden.

Die Vorrichtung stützt sich auf die Erscheinungen der magnetoelektrischen Induction und hat die ausschliefsliche Bestimmung, unter Wasser Gegenstände aufzusuchen und festzustellen, deren magnetische Durchlässigkeit sich beträchtlich von der der nächsten Umgebung, d. h. der des Wassers, unterscheidet, wie Eisen, Stahl und dergl. Es sind dies gerade die Gegenstände, um deren Aufsuchen es sich hauptsächlich in der Praxis handelt, wie Schiffe, Anker, Ketten, Torpedos etc.

Der Gegenstand der Erfindung besteht aus zwei Haupttheilen: dem Sucher A und dem Signalapparat C (s. Fig. 1, 2, 3, 4 und 5 der beiliegenden Zeichnung). Der letztere ist auf einem der Schiffe oder Fahrzeuge untergebracht, die die Nachforschungen ausführen, und steht mit dem ersteren durch ein Schleppkabel B in Verbindung.

Der magnetoelektrische Sucher A wird im Allgemeinen aus einem oder mehreren permanenten Magneten N S (Fig. 4) oder einem oder mehreren Elektromagneten N¹ S¹ (Fig. 5) gebildet, welche entweder gerade oder hufeisenförmig gebogen sein können. An ihren Polen können sich Anker aus weichem Eisen befinden. In dem magnetischen Felde, das durch den Magneten N S oder den Elektromagneten N¹ S¹ dargestellt wird, sind vorzugsweise an den Polenden oder im Nebenschlufs zwischen ihnen eine oder mehrere Spulen aus isolirtem Draht, entweder hinter einander oder parallel geschaltet, angeordnet.

Die Wicklungen des Suchers und das Kabel sind ebenso wie ihre Verbindungsstelle sorg-. fältig isolirt. Um sie vor mechanischer. Beschädigung zu schützen, können alle diese Theile noch über ihrer Isolirung Schutzmäntel oder Umhüllungen aus geeignetem Material erhalten, die zweckmäfsig derart angeordnet sind, dafs sie bequem abgenommen werden können, um Besichtigungen, Ausbesserungen und Auswechselung beschädigter Theile zu erleichtern.

Es ist klar, dafs jede Aenderung des magnetischen Feldes, welche durch den Einflufs eines Gegenstandes aus paramagnetischem Material, wie Eisen, Stahl, Nickel, Kobalt, Mangan etc. veranlafst wird, einen elektrischen Strom in

den Wicklungen D hervorruft; die Stärke dieses Stromes ist proportional der magnetischen Durchlässigkeit dieser Masse und ferner der Geschwindigkeit und Stärke der Aenderung im magnetischen Felde.

Das Schlepp- oder Verbindungskabel S, das gemäfs den Anforderungen isolirt ist, kann aus einem, zwei (Fig. 4), drei oder vier Leitungsdrähten (Fig. 5) bestehen. Wird das magnetische Feld von einem Dauermagneten N S (Fig. 4) gebildet, so genügen zwei Leitungsdrähte für das Kabel, allenfalls sogar einer, indem der andere durch das Wasser ersetzt wird. Im letzten Falle ist der eine Pol des Stromkreises in Verbindung mit dem Sucher, d. h. mit dem Magneten, seiner Wickelung und der ä'ufseren Umhüllung des Kabels, während der andere Pol in Berührung mit dem umgebenden Wasser ist, z. B. vermittelst des metallenen Schiffsrumpfes, der Platte des Blitzableiters, der Schiffsschraube oder einer besonderen Metallplatte, die über den Bord des Schiffes eingetaucht oder an dem Kabel aufgehängt wird.

Im Falle der Anwendung von Elektromagneten ist das Kabel mit zwei Ergänzungsleitungen versehen, die dazu bestimmt sind, die Wickelungen E des oder der Magnete mit dem Strom zu speisen, welcher von einer an Bord des Schiffes aufgestellten Stromquelle kommt. Diese Stromquelle kann eine Akkumulatorenbatterie, eine Dynamomaschine oder dergl. sein.

Die Construction der Zeiger- oder Signalapparate hängt von der Bestimmung jedes Apparates und vom Herstellungspreis, den man anzuwenden wünscht, ab.

Wenn die Vorrichtung in ihrer Gesammtheit dazu bestimmt ist, den Meeresgrund zu untersuchen (s. Fig. 1), d. h. das Material und auch annähernd die Gröfse und Form des durch das Schleppnetz X Y (Fig. 1) ergriffenen Gegenstandes zu bestimmen, kann man sich eines oder mehrerer in den Stromkreis des Suchers eingeschalteter Telephone bedienen, welche der gröfseren Bequemlichkeit halber an den Ohren der Person oder der Personen, welche die Untersuchung vornehmen, befestigt sind. Denn da der betreffende Gegenstand, wenn er aus paramagnetischem Material besteht, einen Strom in dem Stromkreis hervorruft, so macht sich natürlich das Hervorrufen des Stromes in diesem Falle in dem Telephon hörbar. Es .wird aber nur bei plötzlicher Annäherung an eine paramagnetische Masse bezw. Entfernung von derselben, d. h. also nur im Augenblick des Entstehens des Stromes eine einmalige hörbare Anzeige bewirkt werden, da die Durchbiegung der Telephonmembran so lange anhält, wie die magnetischen Verhältnisse sich gleichmäfsig ändern, und allmählich wieder aufhört, wenn beim Vorübergehen an dem Gegenstand die magnetischen Verhältnisse wieder constant werden. Um daher zu obigem Zwecke während der ganzen Zeit, während der sich der Sucher dem paramagnetischen Gegenstand nähert oder sich von ihm entfernt, dies im Telephon hörbar zu machen, wird zugleich mit dem Telephon ein Stromunterbrecher, der den Stromkreis , mit kleinen Intervallen abwechselnd öffnet und schliefst, oder ein Stromwender, der die Stromrichtung fortwährend wechselt, eingeschaltet. Infolge dessen wird die elektromotorische Kraft, die bei Annäherung bezw. Entfernung des Suchers zufolge der Verstärkung bezw. Schwächung des Magnetismus des Hufeisenmagneten entsteht, fortwährend unterbrochen bezw. umgeschaltet und dadurch die Telephonmembran in Schwingungen versetzt. Sowohl für den Stromunterbrecher als auch für den Umschalter können die verschiedensten Constructionen in Anwendung kommen und man kann auch bewegliche Contacte mit veränderlichem Widerstand und kleinen Intervallen benutzen.

Der Stromunterbrecher kann beispielsweise aus einem Zahnrade aus Metall H (Fig. 6) bestehen, das an einem der Pole des Apparates angeschlossen ist, während der andere Pol mit einer Feder verbunden ist, die in die Zähne des in Drehung versetzten Zahnrades eingreift und so den Strom in kurzen Intervallen unterbricht. An Stelle des Zahnrades kann , auch ein Metallcylinder J (Fig. 6), der auch an einen Pol angeschlossen ist, in Anwendung kommen, mit Blättchen auf seiner Umfangsfläche, die mit Isosirmaterial, wie Elfenbein, Kautschuk, Krystall oder dergl., ausgelegt sind. Gegen den Cylinder preist sich wiederum eine mit dem anderen Pol verbundene Contactfeder. Dieses Zahnrad oder dieser Cylinder wird von Hand oder durch einen Motor, wie einen kleinen Elektromotor, ein Uhrwerk oder dergl., in Drehung versetzt.

Man kann auch einen Unterbrecher, der durch einen kleinen Elektromagneten bethätigt wird, oder jede für diesen Zweck geeignete sonstige Vorrichtung benutzen.

Der Umschalter (Fig. 7) kann gleichfalls sehr verschieden construirt sein. Beispielsweise kann er aus einem Cylinder K aus Isolirmaterial bestehen und zwei von einander unabhängige Leiter an seiner Umfangsfläche erhalten, von denen ein jeder an seinen Enden mit einer der Leitungen des Stromkreises verbunden ist und welche sich natürlich an keinem Punkt des Cylinders berühren. Gegen diesen Cylinder legen sich zwei Bürsten O und P, die so angeordnet sind, dafs jeden Augenblick jede Bürste einen verschiedenen Leiter berührt. Die Bürsten OP sind an ihren Enden O¹P¹ mit den Telephonen verbunden und zeigen durch das Knistern, das sich dann hören läfst, an, wenn durch den Stromkreis ein Strom hindurch-

geht, der dadurch erregt wird, dafs der Sucher in die Nihe einer paramagnetischen Masse kommt.

Bei dem Stromunterbrecher, sowie bei dem Umschalter vermehrt sich dieses Knistern, wenn diese Instrumente mit einem Telephon verbunden sind, vorausgesetzt, dafs die Unterbrechungen des Stromes mit dem Grundton der Membran übereinstimmen.

Man kann auch das Telephon C in den secundären Stromkreis eines Transformators t (Fig. 8) einschalten, dessen primäre Wicklung in den Stromkreis des Suchers und des Umschalters bezw. des Unterbrechers eingeschaltet ist; um den Einflufs der Selbstinduction zu vermeiden, kann man in bekannter Weise in den Stromkreis Condensatoren einführen.

Wenn dieselbe, wie oben beschrieben, zum Sondiren bestimmte Vorrichtung genügend vor Beschädigungen, wie sie durch die Unebenheiten des Grundes oder durch 'Spannungen beim Hängenbleiben an auf dem Meeresboden liegenden Gegenständen verursacht werden, geschützt ist, kann sie auch als magnetoelektrisches Schleppseil (Dregge) benutzt werden; eine solche Vorrichtung ist in Fig. 2 schematisch in Thätigkeit dargestellt. Beim Passiren des Schiffes über einen Metallkörper, der auf dem Meeresgrunde liegt, zeigt der Sucher, den das Schiff nachschleppt, durch das Knistern im Telephon die Nähe des paramagnetischen Körpers an.

Zwecks schnelleren Suchens versunkener Metallkörper kann man auch gleichzeitig mehrere magnetoelektrische Schleppvorrichtungen benutzen. Man befestigt sie dann in gleichen Zwischenräumen, entsprechend den Abmessungen des gesuchten Gegenstandes, · an einem gemeinsamen Querkabel ZZ (s. die schematische Darstellung in Fig. 3), welches von zwei Schiffen wie ein gewöhnliches Schleppnetz geschleppt wird. Um einem zu grofsen Durchhängen des Kabels vorzubeugen, wird es von besonderen Bojen RR getragen, die es am Versinken hindern. Diese Anordnung führt den Namen »einfache magnetoelektrische Schleppvorrichtung mit mehreren Leitungen«. Die Vorrichtungen dieser Art sind äufserst zweckmäfsig, wenn es sich darum handelt, einen Gegenstand zu suchen, dessen Lage sich nur langsam bestimmen läfst, so dafs es nöthig ist, die Nachforschungen über eine beträchtliche Fläche des Grundes auszudehnen.

Man kann auch eine solche magnetoelektrische Schleppvorrichtung mit mehreren Leitungen von kleiner Ausdehnung dann benutzen, wenn man nur ein einziges Fahrzeug zum Schleppen zur Verfügung hat, wie in Fig. 9 der Zeichnung dargestellt ist. In diesem Falle ist das gemeinsame Kabel an einer Querstange Z¹Z¹ festgebunden, welche von dem Schiff geschleppt und in einer zum Kielwasser rechtwinkligen Lage durch zwei oder mehrere Taue und in einer zur Oberfläche der Wassers horizontalen Lage durch Bojen R¹ R¹ gehalten wird.

Wenn die magnetoelektrische Schleppvorrichtung auf schlammigem Boden benutzt wird, wird das Schleppkabel mit einem Bodenlockerer U (Fig. 2) versehen, welcher aus einem Metallstück von geeigneter Form und Gröfse besteht; man kann sogar an diesen Bodenlockerer noch einen unabhängigen magnetoelektrischen Sucher anordnen. Im Allgemeinen kann man, um jede Möglichkeit, den gesuchten Gegenstand zu verfehlen, auszuschliefsen, jedes Schleppkabel mit zwei oder mehreren Suchern in einer Reihe ausstatten; auf diese Weise dient jeder vorhergehende Sucher dem folgenden als Bodenlockerer u. s. f., was die Auflockerung des Bodens und ein Einsenken der Sucher in den Schlamm erleichtert.

Diese Anordnung ist die combinirte, liiagnetoelektrische Schleppvorrichtung, die sowohl mit einer Leitung wie mit mehreren ausgestattet sein kann.

In bestimmten Fällen, besonders wenn das abzusuchende Feld ein sehr ausgedehntes ist, kann es als zweckmäfsig erscheinen, das Telephon durch eine wirksamere Signalvorrichtung von energischerer Wirkung zu ersetzen. Man bedient sich dann zur Vergröfserung der Empfindlichkeit der magnetoelektrischen Schleppvorrichtung eines zwischengeschalteten Apparates W (Fig. 5), wie ein Relais oder dergl., welcher durch den Strom, der in die Wickelungen des Suchers durch die Nähe eines paramagnetischen Körpers inducirt wird, bethätigt wird. Er dient nur dazu, den Stromkreis einer besonderen Batterie des Signalapparates zu schliefsen.

Man kann hierfür Starkstromleitungen von grofser Empfindlichkeit anwenden, welche für beide Stromrichtungen empfindlich sind, so zwar, dafs die Abweichung des beweglichen Theiles immer in ein und derselben Richtung stattfindet und durch das Schiffseisen nicht beeinflufst wird.

Das Relais besteht nach Art eines Elektrodynamometers aus zwei hinter einander geschalteten Spulen mit isolirtem Draht, von denen die eine unbeweglich ist, während die andere sich um eine gemeinsame Achse bewegen kann, auf welchem ihre Flächen sich schneiden. Die Spulen stehen nahezu rechtwinklig zu einander, welche Stellung durch eine Feder mit regelbarer Spannung aufrecht erhalten wird. Wird ein Strom mittelst des Suchers durch diese Spulen geschickt, so ändert sich der von den Flächen der Spulen gebildete Winkel und der lokale Stromkreis der besonderen Batterie für den Signalapparat wird geschlossen. Um die Empfindlichkeit des

Relais zu erhöhen, ist es von einem Gehäuse aus weichem Eisen umgeben, das auch quer durch die innere bewegliche Spule geht, ohne sie indessen zu berühren.

Wenn man ein gewöhnliches Relais, dessen Ablenkung von der Stromrichtung abhängt, oder dergl. benutzt, so schaltet man in den Stromkreis vor demselben einen Gleichrichter bezw. eine Vorrichtung ein, die aus Aluminiumplatten oder Platten eines anderen Metalles, ζ. B. Blei, besteht, welche in eine Lösung getaucht sind und nur Ströme gleicher Richtung durchläfst.

Als Signalapparat C (Fig. 5) ist jeder Apparat zweckmä'fsig, der sich dazu eignet, wenn er in Thätigkeit tritt, die Aufmerksamkeit der ihn umgebenden Personen auf sich zu ziehen oder der selbstthätig die Zeitpunkte seiner Bethätigung oder die Stellen, wo er sich befindet, d. h. wo das Schiff, das ihn trägt, sich befindet, in dem Augenblick aufzeichnet, in welchem ein Strom durch den Stromkreis hindurchgeht.

Man kann hierzu die verschiedensten Signalapparate benutzen, z. B. ein elektrisches Läutewerk oder eine Glocke, eine Signaltafel mit numerirten Klappen, welche die Zahl des bethätigten Suchers anzeigen würde, einen elektrischen Zünder, der auf eine Alarmrakete oder eine geladene Kanone wirkt u. s. w. Am zweckmäfsigsten dürfte hierzu ein selbstschreibender Registrirapparat verwendet werden, wie er in Fig. 10 der Zeichnung dargestellt ist. In der Hauptsache besteht er aus einem Cylinder α, der mit Papier überzogen ist und sich mit einer Geschwindigkeit dreht, die proportional der Geschwindigkeit des Schiffes, auf dem er sich befindet, ist oder auch constant sein kann, jedenfalls aber bekannt sein mufs. Zur Seite des Cylinders gleitet mit entsprechender Geschwindigkeit auf Gleitbacken b b oder in Führungsnuthen eine Platte C, die einen in den Stromkreis des Suchers eingeschalteten Elektromagneten d trägt. Um die Platte C zu bewegen, ist sie mit einer Mutter versehen, durch welche eine Schraubenspindel / parallel zur Achse des Cylinders geht, die auf sie die Drehbewegung durch Zahnradübersetzung oder dergl. überträgt. Infolge dieser Anordnung entspricht jeder Drehung des Cylinders eine bestimmte Verschiebung der Platte C, auf der Spindel /, welche für eine gegebene Schraube nur von dem Uebersetzungsverhältnifs der Uebertragungsorgane von der Cylinderachse auf die Spindel abhängt. Auf die Oberfläche des Cylinders drückt ein Bleistift, eine Feder oder ein Griffel f, welcher an dem Anker des auf der Platte angeordneten Elektromagneten d befestigt ist und mithin bei Bewegung der Theile eine Spirallinie auf dem Papier des Cylinders zieht. Wird nun in dem Sucherstromkreis durch Annäherung an eine paramagnetische Masse ein Strom hervorgerufen, so wird der Anker des Elektromagneten angezogen und die mit ihm verbundene Feder oder dergl. zieht eine zu der Spirallinie senkrechte Linie auf dem Cylinder. Man kann nach der Lage dieser senkrechten Linie leicht den Augenblick bestimmen, in welchem diese Bewegung geschehen ist, oder den genauen Punkt, wo sich in diesem Augenblick das Schiff befand, und ihn auf diese Weise auf der Karte feststellen.

Mit dieser Vorrichtung kann man, ohne anzuhalten, die Schleppvorrichtung in Thätigkeit lassen und erst später genauere Forschungen an den bezeichneten Stellen vornehmen. Man kann sie auf Linien ausführen, die zu einander senkrecht sind, z. B. die einen von. Norden nach Süden, die anderen von Osten nach Westen gezogen. Wenn die Zwischenräume zwischen diesen Linien nicht die gröfste Ausdehnung des gesuchten Gegenstandes überschreiten, multiplicirt mit dem sin. 45 °, kann man sicher sein, dafs einer der Sucher über den Gegenstand kommen und ihn anzeigen wird.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, dafs die beschriebenen Vorrichtungen und Anordnungen gestatten, planmäfsige Nachforschungen auf dem Grunde vorzunehmen, selbst in einer beträchtlichen Ausdehnung mit verhältnifsmäfsig grofser Geschwindigkeit.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Vorrichtung zum Aufsuchen von unter Wasser befindlichen Gegenständen aus Material, dessen magnetische Durchlässigkeit sich wesentlich von der des umgebenden Mediums unterscheidet, mittelst magnetoelektrischer Sucher, dadurch gekennzeichnet, dafs die Sucher (A) aus einem oder mehreren permanenten Magneten (N S) oder aus einem oder mehreren Elektromagneten (N¹ S¹) bestehen, deren magnetische Felder Wicklungen (D) enthalten, in denen bei jeder Aenderung des . zugehörigen magnetischen Feldes ein elektrischer Strom inducirt wird, welcher durch ein Kabel (B) auf einen am Schiffe angeordneten Empfangsapparat (W) und Signalapparat (C) bekannter Art oder auf einen selbstregistrirenden Apparat übertragen wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.