DE174161C

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Publication number: DE174161C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 74 d. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Mai 1905 ab.

Die Erfindung, hat zum Zwecke, die Ozeanschiffahrt und besonders die Küstenschiffahrt zu sichern und besteht in einer Vorrichtung zum Anschlagen einer unter Wasser aufgehängten Glocke, mittels welcher von einer Boje oder einem Schiffe Signale abgegeben und durch das Wasser in einen geeigneten Apparat an Bord eines Schiffes geleitet werden können. Zur Abgabe solcher Warnsignale ist es wünschenswert, die Glocke an einer Boje oder einem Leuchtschiff aufzuhängen, so daß sie selbsttätig angeschlagen wird und die Glockenschläge nach einem bestimmten Signalisierungssystem in bestimmten Zeitpausen erfolgen, so daß man aus der Art der Signale die Lage der betreffenden Signalglocke auf der Karte finden und sowohl die Lage des Schiffes als auch die Richtung, in welcher es sich mit Bezug auf die Boje bewegt, feststellen kann. Wenn z. B. die Glocke vier Schläge und dann nach einer kurzen Pause fünf Schläge erhält, darauf eine beträchtlichei Pause eintritt und sodann diese Schläge sich wiederholen, so wird der Schiffer dieses Warnsignal als von der Glocke 45 stammend erkennen und aus seiner Karte ersehen, welcher Boje sein Schiff sich nähert. Die Schwierigkeit, welche bisher bei der praktischen Verwirklichung dieser Idee empfunden wurde, lag hauptsächlich in dem Umstände, daß, um wirksame, mehrere Kilometer weit unter Wasser hörbare Signale zu geben, die Glocke kräftige Schwingungen machen muß, wie sie nur mit einem schweren Hammer unter Aufwendung ■ beträchtlicher Kraft möglich sind. Die Mittel zur Bewegung des Hammers müssen daher zwangläufige, zuverlässige sein und unmittelbar auf den Hammer wirken. Zwischenmittel, wie Ketten, welche zu diesem Zwecke versucht wurden, haben sich als unwirksam erwiesen infolge ihres Gewichtes und ihres bei ihrer Bewegung zu überwindenden Beharrungsvermögens; außerdem sind sie nicht zwangläufig, um den Hammer in beiden Richtungen zu bewegen. Wenn ferner solch ein Apparat dem Frost ausgesetzt ist, so wird die Kette auf dem Teil ihrer Länge, welcher im Wasser läuft, und sodann in der Luft hängt, mit einer ihrem Durchmesser mehrfach überschreitenden Eisschicht bedeckt, wodurch das Gewicht der Kette wesentlich vermehrt wird. Auch ist der Hilfsapparat zur Bewegung der Kette diesen schädlichen Einflüssen des Frostes ausgesetzt.

Es ist auch bereits versucht worden, Dampf zur Bewegung eines Kolbens zu benutzen, um den Glockenhammer unmittelbar zu bewegen. Dies ist indessen erfahrungsgemäß unzweckmäßig, weil, wenn die Boje in der See verankert ist, der Dampf von einer geeigneten Quelle hergeleitet und unter Wasser zu dem Glockenmechanismus geleitet werden muß. Auf seinem Wege dahin kondensiert der Dampf, und es tritt beim ersten Versuche, die Glocke zum Ertönen zu bringen, anstatt eines Überdruckes infolge der Kondensation ein Druckmangel, wenn nicht eine teilweise Luftleere ein, so daß die Glocke für einige Zeit nicht zum Ertönen gebracht wird, bis die zum Glockenhammer führende Dampfleitung mit Kondenswasser vollständig ge-

füllt ist. Der Spiegel dieses Kondenswassers wird schließlich wegen des Unterschiedes im spezifischen Gewichte zwischen dem Seewasser und dem Kondenswasser höher liegen als der Wasserspiegel des Meeres; es wird hiernach der Dampf auf diese Wassersäule anstatt auf den Kolben wirken. In diesem Falle . muß aber die Trägheit der Wassersäule überwunden werden und das Kolbengetriebe, welches ursprünglich für die Beeinflussung durch Dampf geplant war, muß in Wirklichkeit für die Beeinflussung durch Wasser geeignet sein. Dies hat sich als unwirksam und ungewiß in der Wirkungsweise erwiesen. Außerdem ist das Einfrieren der Dampfauspuffleitung ein weiteres Hindernis bei der Benutzung solcher Apparate.

Nach vorliegender Erfindung wird die Aufgabe, eine unterseeische Signalglocke in Gang zu setzen, durch eine Vorrichtung gelöst, welche ihren eigenen Behälter für Druckluft oder Gas enthält, welches von der Küste aus durch geeignete Mittel und eine Leitung beschickt und auf geeignetem Drucke erhalten wird. Das Innere eines solchen Apparates kann auf eine oder zwei Atmosphären Druck erhalten werden, um das Wasser am Eintritt zu hindern. Unter diesen Umständen kann Druckluft oder Gas, welche nicht kondensieren, ohne Kraftverlust von einer Küstenstation aus in großer Entfernung zu einer Boje geleitet werden. Dies ist nicht möglich bei Benutzung von Dampf oder Wasser oder einer mechanischen Verbindung zwischen Glocke und Wasseroberfläche. Wenn ferner solch eine Glocke vom Bord eines Schiffes aus, beispielsweise eines Leuchtschiffes, im Wasser hängt, so kann die Pumpvorrichtung in einem auf dem Schiff befindlichen Gehäuse gegen das Wasser geschützt werden, während der einzige dem Wetter ausgesetzte Teil die Leitung ist.

Fig. ι der Zeichnung ist ein senkrechter Schnitt durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist ein Aufriß, teilweise im Schnitt der Zylinder mit den Ventilen.

Fig. 3 ist ein Aufriß des unteren Zylinders mit Ventilen, wobei das Schaltrad entfernt ist, um die Anordnung der Kanäle zu zeigen. Fig. 4 und 5 zeigen Einzelheiten des Klinkenhebels.

Fig. 6 und 7 sind Ansicht und Schnitt des Schaltrades.

Fig. 8 ist eine vergrößerte Schnittansicht nach Linie 8-8 der Fig. 2.

Fig. 9 ist eine vergrößerte Schnittansicht nach Linie 9-9 der Fig. -2.

Fig. 10 ist eine Vorderansicht der Ventilsteuerungsvorrichtung und

. Fig. 11. eine Seitenansicht davon, teilweise im Schnitt.

Fig. 12 ist eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht in größerem Maßstabe.

Fig. 13 ist ein Schnitt nach der Linie 13-13 der Fig. 12.

Fig. 14 zeigt in Vorderansicht dieselben Teile mit Beziehung zum Schaltrade, wobei die Mittel zur Erhaltung desselben in seiner Lage zwecks größerer Klarheit fortgelassen sind.

Fig. 15 bis 18 zeigen Einzelheiten.

Das Gehäuse (Fig. 1) besteht zweckmäßig aus zwei Teilen, dem unteren Teile A mit dem Behälter α für Druckluft und dem oberen Teile A¹, in welchem die Zylinder enthalten sind. Am Boden des unteren Teiles A ist die Glocke B befestigt, welche zweckmäßig mit einem verdickten Rande b versehen ist. Ein Gummiring b^l ist zwischen Glocke und Gehäuse gelegt, um die Schwingungen auf die Glocke zu beschränken. Innerhalb der Glocke hängt drehbar der Glockenhammerhebel C, an dessen unterem Ende der Klöppel c befestigt ist.

Das Gehäuse besitzt eine Scheidewand a¹, welche mit einer Öffnung α² versehen ist, die zu dem Kanal a^s in der Seitenwand des oberen Gehäuseteils A¹ führt. Dieser Kanal endet in einen Nippel α⁴ zur Verbindung desselben mit einer Luftpumpe oder anderen Kraftquelle an Bord eines Schiffes oder in einer Küstenstation.

Durch den Behälter A erstreckt sich das Rohr C, dessen Enden in Öffnungen der Scheidewand a^l und des unteren Gehäusebodens eingelötet sind. Im oberen Ende des Rohres C¹ befindet sich eine an der Scheidewand α¹ befestigte Stopfbuchse C², in welcher die Kolbenstange D gleitet. Das untere Ende der Kolbenstange D ist mit Hilfe einer Stange D¹ mit dem Hammerhebel C verbunden, wobei die Kupplung d zwischen Kolbenstange D und Verbindungsstange D¹ derart ist, daß die Kolbenstange mit Bezug auf die Verbindungsstange sich drehen kann. Die Verbindung zwischen Verbindungsstange D¹ und Hammerhebel ist zweckmäßig nachgiebig.

Beispielsweise ist die Stange D¹ mit dem Hammerhebel durch einen Lenker d ² verbunden. Das Loch, durch welches der den Lenker mit dem Hammerhebel verbindende Stift geht, ist zu einem kleinen Schlitz rf⁸ (Fig. 18) erweitert, so daß der Lenker einen gewissen Spielraum mit Beziehung zu dem Stift hat. Eine Feder d'² (Fig. 1), welche im Lenker, Und zwar zwischen dem Ende der Verbindungsstange D¹ und dem Stift d^l angeordnet ist, hält gewöhnlich den Stift i/¹ gegen den unteren Rand des Schlitzes d³ (Fig. 18) und gestattet dem Stift je nach den Umständen eine leichte Verschiebung mit Beziehung zu dem Hammerhebel. Die Kolbenstange hebt, wenn sie in der nachbe-

schriebenen Weise bewegt wird, den Hammerhebel, jedoch wird dessen Aufwärtsbewegung gehemmt, ehe der Klöppel c die Glocke berührt. Der Klöppel c prallt beim Auf treffen auf die Glocke sofort zurück, um nicht die Schwingungen der Glocke aufzuheben.

Der Kolbenstange wird ihre Bewegung von einem innerhalb der Zylinder E und F befindlichen' Differentialkolben erteilt.

ίο Innerhalb des größeren Zylinders E befindet sich der Kolben E\ der durch den Luftdruck, ausgeübt im unteren Teile des Zylinders E, gehoben wird. Die Kolbenstange D erstreckt sich durch den Kolben E¹ und trägt am oberen Ende den kleineren Kolben F¹, der in dem kleineren Zylinder F arbeitet. Das obere Ende des Zylinders F ist durch den Kanal / in ständiger Verbindung mit dem Behälter a, so daß auf den Kolben F¹ dauernd ein Druck wirkt, der ihn nach unten zu bewegen sucht. Infolge der größeren Fläche des Kolbens E¹ wird dieser mit dem Kolben F¹ durch den Luftdruck gehoben.

G ist das Ventil, durch welches der Luftdruck im Zylinder E geregelt wird. Dasselbe besitzt einen Differentialkolben, welcher eine kurze Hin- und Herbewegung in seinem Gehäuse G¹ ausführt, um eine Öffnung g zu öffnen und zu schließen, die den Behälter a mit der unteren Seite des Kolbens E¹ verbindet. Die Druckluft gelangt aus dem Behälter α durch das Rohr G² in die Ventilkammer G¹ und aus dieser durch das Loch g in den Zylinder E. Mit g^l (Fig. 2) ist der größere und mit g² der kleinere dieser Differentialventilkolben bezeichnet. Ein Kanal g^s (Fig. 3), welcher sowohl als Einlaß und als Auslaß dient, öffnet den oberen Teil des Ventilgehäuses G¹ und ein Kanal g* öffnet den mittleren Teil dieses Ventilgehäuses, so daß eine Druckansammlung zwischen den beiden Kolben vermieden wird. Mit G⁴ (Fig. 2) ist ein Schmiergefäß am oberen Ende des Ventilgehäuses bezeichnet.

Die Anzahl der Hübe der Kolben E¹ und F¹ und des Glockenhammers wird geregelt durch die Zeiten, welche die Luft zum Entweichen aus dem Zylinder E braucht, nachdem der Kolben gehoben ist. Zu diesem Zwecke ist der Auspuff e und eine Reihe von Zweigleitungen h, h¹ (Fig. 3) vorgesehen, deren jede durch eine Drosselschraubej.j¹, j² (Fig. 9) beherrscht wird. Die Schrauben j¹, j'² sind innerhalb einer Büchse am unteren Teile des Zylinders E angeordnet, welche geeignet ist, einen der Luftkanäle teilweise zu schließen. Jede Schraube wird in der Regel gegen Drehung durch eine Feder j* gesichert, welche zwischen einer Dichtungsscheibe unter dem Schraubenkopf und der Wand des Gehäuseeinschnittes ■ liegt. Durch Drehen dieser Schraube wird der entsprechende Durchgang mehr oder weniger gedrosselt. Beispielsweise wird die Schraube j im Auspuffe so weit gedreht, daß sein Durchgang weit geöffnet ist, die andere Schraube j¹ in Zweigleitung h nur so weit, daß ihr Durchgang etwas geschlossen ist, und die dritte Schraube j'² im Kanal h¹ so, daß dessen Durchgang noch mehr geschlossen ist, aber gleichzeitig der Auspuff durch denselben gestattet ist. Der Auspuff e führt von dem Zylinder E entweder durch eine der Zweigleitungen h, h^l oder durch einen der unmittelbaren Auslässe h'²- in dem Schaltrade unter Vermittelung eines Schaltklinkenhebels K in die Kammer A² im oberen Teile des Gehäuses.

Schaltrad H und Klinkenhebel K sitzen auf einem Zapfen L (Fig. 8 und 14) des Gehäuses. Eine Reibungsscheibe L¹ liegt am Schaltrade, und die Teile werden zusammengehalten durch eine Feder L² mit Schraubenmutter L³, um eine Rückdrehung des Schaltrades zu verhindern. Das Schaltrad H besitzt am Umfange Zähne von der Anzahl der für ein bestimmtes Signal abzugebenden Schläge. Der Klinkenhebel K besitzt eine bei h¹ an ihm befestigte Schaltklinke h^a (Fig. 2). Der Klinkenhebel wird durch eine Stange M bewegt, welche bei m mit ihm verbunden (Fig. 4) und in Lagern oberhalb des Zylinders E geführt ist. Das obere Ende der Stange ist bei w} genutet, um eine Daumenfläche zu bilden (Fig. 16 und 17), welche auf einer Rolle η ruht, die von der in den Lagern n^% geführten Welle n¹ (Fig. 10) getragen ist (Fig. 10 und 11). Auf dieser Welle befindet sich ein Zahnrad JV, welches mit einer Zahnstange TV¹ (Fig. 11) in Eingriff steht. Diese Zahnstange ist an der Kolbenstange D befestigt, so daß, wenn die Kolbenstange steigt und fällt, das Zahnrad JV in Schwingung gesetzt wird, . wodurch die Daumenstange M gehoben, der Schaltklinkenhebel K in Schwingung gesetzt und das Schaltrad H gedreht wird. Die Zurückbewegung der Daumenstange M wird durch eine Feder M¹ (Fig. 2) veranlaßt, die zwischen dem Stift m² der Stange und der unteren Fläche des Gehäuses liegt und durch Heben no der Daumenstange zusammengedrückt wird. Das Schaltrad H besitzt eine Reihe von öffnungen /z² (Fig. 6), bestimmt, mit dem oberen Ende des Auspuffs e durch eine entsprechende Öffnung e^l (Fig. 4) des Klinkenhebels K zur Deckung zu kommen; auch besitzt es Nebendurchlässe oder Nuten e², e³, welche an ihrem einen Ende mit dem oberen Ende des Auspuffs e zur Deckung kommen. Das andere Ende des Kanals e² kommt mit dem Zweigkanal h und das andere Ende von Kanal e³ mit dem Zweigkanal /2¹ zur Deckung (Fig. 3). Es wird somit ersichtlich sein, daß der Auspuff von der Unterseite des Kolbens E¹ durch

den Auspuff e zieht und von dort entweder

durch eine der öffnungen h² des Schaltrades oder durch eine der Zweigleitungen h, h¹. In jedem Falle gelangt der Auspuff in die Kammer Ä², aus welcher er, wenn der Druck in ' dieser Kammer zu groß werden sollte, durch den Nippel a⁵, wie nachfolgend beschrieben, entweichen kann.

Der Klinkenhebel K besitzt auch einen

ίο Nebendurchlaß k zur Verbindung des Kanals g^s am oberen Teile der Ventilkammer G mit dem Einlaß g° des Behälters α oder mit dem Auslaßkanal g^e (Fig. 3).

Diese Teile sind derart angeordnet, daß sie wie folgt wirken:

Wenn nach der Aufwärtsbewegung des Kolbens in dem Zylinder E und nachdem ein Glockenschlag erfolgt ist, das Schaltrad gleichzeitig gedreht wird, so kommt der

Auspuff e in Verbindung mit einer der öffnungen /i², so daß die Luft unterhalb des Kolbens E¹ schnell in die obere Kammer A² entweicht. Gleichzeitig wird die Ventilöffnung g³ mit der oberen Kammer A² verbunden, so daß die Druckluft, welche das Ventil G nach unten drückt, entweicht und das Ventil sofort beginnt, sich zu heben, und der Luft gestattet, wieder in den Zylinder einzutreten und einen neuen Glockenschlag durch den Hammer zu veranlassen.

Diese Tätigkeit wiederholt sich, bis durch Drehen des Schaltrades einer der beiden Nebendurchlässe e², e³ den Auspuff e mit beispielsweise der Zweigleitung h verbindet, welche durch ihre Schraube gedrosselt ist, um den Auspuff der Luft zu verlangsamen und dadurch eine bestimmte Pause zwischen dem letzten und dem nächsten Glockenschlage zu bewirken. Diese frühere Wirkung wiederholt sich, bis der Nebendurchlaß e³ den Auspuff e mit /2¹ verbindet, wobei infolge der Lage der Drosselschraube eine noch größere Pause zwischen den Glockenschlägen stattfindet.
Durch zweckentsprechende Anordnung dieser Durchlässe kann irgend ein gewünschtes Signal gegeben werden, beispielsweise können dem ersten Schlage drei andere in kurzen Zeiträumen folgen infolge Einstellung der Schraube j, sodann kann eine längere Pause infolge der Drosselschraube j^l eintreten, welcher fünf Schläge in kurzen Zeiträumen folgen infolge der Schraube j, wonach wieder eine sehr lange Pause durch Wirkung der Drosselschraube p eintritt, so daß die Signalnummer 45 sich wie folgt einstellen läßt: 1111....HIIi...., wonach diese Schläge sich wiederholen.

Zweckmäßig werden Gummidichtungen an allen Verbindungsstellen benutzt, auch kann ein Bremszylinder für den Kolben E^J vorgesehen sein. Zu diesem Zwecke besitzt die Oberfläche des Kolbens eine Ringnut bei P (Fig. 1), in welche der Ring P¹, der an der unteren Seite des oberen Zylinderdeckels sitzt, eintritt. '

Der Nippel a⁵ der oberen Kammer dient zur Verbindung des Apparates mit einem Auslaßventil, durch welches etwaiger Überdruck aus der Kammer A² beseitigt werden kann. Die Leitung, welche die Druckluft zum Behälter α führt, ist ebenfalls mit einem geeigneten Ventil versehen, welches den Druck in diesem Behälter aufrecht erhält. Der Nippel ti⁵ kann auch mit einer Luftpumpe versehen werden, um in der Kammer genügenden Druck zur Verhinderung des Wassereintritts im Falle der Entstehung undichter Stelle aufrecht zu erhalten.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zum Anschlagen einer unter Wasser aufgehängten Glocke für unterseeische Signalgebung, gekennzeichnet durch eine Luftkammer, welcher Luft unter hohem Drucke zugeführt werden kann und welche unmittelbar mit einem Kolbenantrieb verbunden ist, der mit , dem Hammerhebel zum Anschlagen der Glocke zwangläufig verbunden ist, zum Zweck, die Glockenschläge nach einem bestimmten Signalisierungssystem in bestimmten Zeitabständen erfolgen lassen zu können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glockenklöppel (C) durch einen Differentialkolben (E¹, F¹) bewegt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zurückgang des Glockenhammers (C) nach dem Schlage durch regelbaren Luftdruck veranlaßt wird, so- daß die Zeiträume zwischen den Schlagen verändert werden können, um ein bestimmtes Signal durch die Glocke abzugeben.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auspuff aus dem Kraftzylinder (E) erfolgen kann entweder durch einen, zwei oder mehr Durchlässe (h, h¹), deren jeder gedrosselt werden kann, um die Geschwindigkeit des Auspuffs und daher den Zeitraum zwischen den Hammerschlägen zu regeln.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.