DE180804C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Ml 80804 KLASSE 42 k. GRUPPE

• FIRMACA-SCHULTZEUNDDr-A-KOEPSEL in CHARLOTTENBURG.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. Juni 1905 ab.

Die Geschwindigkeit von fahrenden Schiffen wird gewöhnlich nicht unmittelbar bestimmt, sondern aus den Begleiterscheinungen der Geschwindigkeit, welche sich in der Hauptsache als Druck- oder Saugewirkungen darstellen, abgeleitet. Vorliegende Erfindung betrifft nun eine Einrichtung zur Messung des Druckes von strömendem Wasser und ist daher ebenfalls vorteilhaft als Geschwindigkeitsmesser für

ίο Schiffe zu verwenden.

Derartige Einrichtungen.sind schon bekannt geworden. Ein von WernervonSie me η s angegebenes Verfahren, welches darauf beruht, den Unterschied zwischen der Druck- und Saugewirkung mittels zweier in das Wasser eingetauchter Röhren zu bestimmen, deren eine Öffnung in der Fahrtrichtung des Schiffes, deren andere entgegengesetzt dazu gerichtet ist, und den so erhaltenen Druckunterschied an einem Manometer abzulesen, litt daran, daß sich die Öffnungen des in das Wasser tauchenden Rohres leicht verstopften, wodurch vollständig falsche Ergebnisse erzielt wurden.

Von anderen Seiten wurde nun der Versuch gemacht, den bei der Geschwindigkeit auftretenden Druck in der Durchbiegung einer demselben ausgesetzten Membran zu messen. Da diese Membran infolge des bei hohen Geschwindigkeiten auftretenden recht bedeutenden Druckes ziemlich dick sein muß, so ist ihre Durchbiegung für geringere Geschwindigkeiten natürlich sehr klein, und der unter Wasser befindliche Apparat muß einen oft recht komplizierten und empfindlichen Mechanismus haben, um diese kleinen Durchbiegungen mit genügender Genauigkeit messen und nach oben übertragen zu können. Da außerdem der Druck und damit die Durchbiegung der Membran eine Funktion der Eintauchtiefe ist, so wird ein solcher Apparat für verschiedene Eintauchtief en verschiedene Resultate liefern. Letzterer Ubelstand wurde zwar dadurch vermieden, daß zwei miteinander verkuppelte Membranen zur Anwendung kamen, aber der empfindliche Mechanismus zur Messung und Übertragung der Durchbiegung ist auch hier notwendig.

Letzteren Ubelstand zu vermeiden bei gleichzeitiger Unabhängigkeit von der Eintauchtiefe, ist der Zweck der vorliegenden Erfindung, bei welcher jeglicher komplizierte . Mechanismus fortfällt und die Durchbiegung der Membranen in einfachster Weise nur durch Druckunterschiede gemessen wird.

Eine Ausführung wird durch Fig. 1 und 2 dargestellt. f~A und B sind zwei durch die Membranen M, M¹ verschlossene Kammern, welche durch die feste Scheidewand C von-

einander getrennt sind. Dieselben seien zunächst mit Luft gleichen Druckes gefüllt.

Jede der beiden Kammern ist mittels eines Bleirohres mit einem Schenkel des Manometers P verbunden. Wird nun die Membran M dem durch die Geschwindigkeit des Schiffes entstehenden Drucke oder dem Drucke des fließenden Wassers im Strome ausgesetzt und demnach durchgebogen, so vermindert sich das Volumen

ίο von A, während das von B beinahe unverändert bleibt, denn wenn die Luft in B auch etwas zusammengedrückt wird, so hat dies auf die Membran M¹ keinen Einfluß, weil letztere sehr

- stark ist. Die Folge davon ist eine Druckzunähme in A, welche durch Sinken des Meniskus α und Steigen des Meniskus b angezeigt wird. Da beide Kammern dicht nebeneinander liegen und die Verbindungsrohre, zum Manometer ebenfalls direkt nebeneinander gelegt werden können, so ist ein Druckunterschied durch Temperaturverschiedenheit ausgeschlossen und die Angaben des Apparates sind nur eine Funktion des auf die Membran M ausgeübten Druckes, d. h. der Geschwindigkeit des Schiffes bezw. des strömenden Wassers. Wie vorher erwähnt, müssen die Membranen wegen der bei hohen Geschwindigkeiten auftretenden großen Druckunterschiede ziemlich dick sein, so daß bei kleinen Geschwindigkeiten nur recht geringe Durchbiegungen zustande kommen, welche daher auch nur kleine Volumenänderungen von A, also kleine Druckänderungen bewirken.

Um nun auch bei ganz kleinen Durchbiegungen der Membran große Volumen- bezw. Druckänderungen deutlich zu machen und gleichzeitig die Gefahr des Undichtwerdens der Rohrleitung zu vermeiden, werden die Kammern A und B, sowie die Rohrleitung mit einer inkompressiblen Flüssigkeit, z. B. Wasser oder öl, gefüllt; das Manometer P endet beiderseits in Gefäßen, an welche die Rohrleitung angeschlossen wird und welche ebenfalls zum Teil mit der inkompressiblen Flüssigkeit gefüllt sind, wie Fig. 2 zeigt, so daß beiderseits gleiche Luftvolumina übrig bleiben, um die Unabhängigkeit von der Eintauchtiefe zu wahren. Hierdurch wird das Luftvolumen bedeutend verkleinert, so daß auch eine kleine Durchbiegung von M eine große Volumen- bezw. Druckänderung des Luftvolumens des Gefäßes bei α zur Folge hat. Der Druck in der KammerZ? wird nur durch das Steigen der Manometerflüssigkeit in b erhöht; diese Zunahme ist indessen wegen des immerhin noch großen Verhältnisses zwischen dem Luftvolumen in der Kammer und dem durch die Manometerflüssigkeit verdrängten Volumen sehr gering, so daß die hierdurch bedingte Druckzunahme in der Kammer B verschwindend klein ist.

Es läßt sich auf diese Weise 'nicht nur die Empfindlichkeit des Apparates beliebig steigern, sondern auch durch einfache Handhabung genau regeln, so daß der Apparat sowohl für große als auch für kleine Geschwindigkeiten gleich gut brauchbar ist. Auch die Sicherheit der Rohrleitung gegen Undichtigkeit wird hierdurch bedeutend erhöht. Bei richtiger Bemessung . der Volumina in den Gefäßen sind Fehler, welche infolge der Ausdehnung der inkompressiblen Flüssigkeit durch Wärme entstehen könnten, nicht zu befürchten, zumal da sich auch die Temperaturunterschiede, besonders bei der verhältnismäßigen Beständigkeit der Meerestemperatur, innerhalb mäßiger Grenzen halten.

Um indessen auch bei sehr empfindlichen Apparaten von Fehlern, die durch die Ausdehnung der Flüssigkeit entstehen würden, frei zu werden und gleichzeitig den Apparat für verschiedene Empfindlichkeiten einzurichten, ist eine Vorrichtung vorgesehen, welche gestattet, das Luftvolumen trotz der Ausdehnung der Flüssigkeit konstant zu halten bezw. das Luftvolumen innerhalb gewisser Grenzen zu verändern. Zu diesem Zweck sind in die Rohrleitung kapselartige Gefäße K und K¹ eingeschaltet, welche ebenfalls mit der inkompressiblen Flüssigkeit gefüllt sind und deren Volumen mittels einer Druckschraube verändert werden kann. Die Luftgefäße sind an mehreren Stellen verengt, um eine möglichst empfindliche Marke für den Normalstand der Flüssigkeit zu haben.

Zur Fernanzeige der Angaben des Apparates werden die beiden Schenkel des mit Quecksilber gefüllten Manometers mit Platindrähten versehen, deren Widerstand durch das Sinken des Quecksilbers in dem einen und das Steigen desselben in dem anderen Schenkel eine Änderung erfährt, welche in der in Fig. 3 angedeuteten Weise auf eine Kontroll- bezw. Registriervorrichtung übertragen wird. Durch eine geringfügige Änderung läßt sich übrigens die Einrichtung auch zur Messung von Wasserständen benutzen, indem man die eine Membran durch eine feste, nicht durchbiegbare Platte ersetzt.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Einrichtung zur Messung von Druckunterschieden zwecks Bestimmung der Ge? schwindigkeit von Schiffen und strömendem Wasser, des Druckes von Gasen oder Flüssigkeiten usw. mittels der Durchbiegung von Membranen, wobei die infolge der Durchbiegung auftretende Volumenveränderung einer durch die Membran abgeschlossenen Kammer durch die dadurch bedingte Druckänderung gemessen wird, dadurch gekenn»

   zeichnet, daß Druckveränderungen infolge von Temperaturveränderungen durch eine zweite, neben der ersten (A) angeordnete Kammer (B) ausgeglichen sind, welche, je nachdem der Druck allseitig oder einseitig gemessen werden soll, ebenfalls durch eine Membran (M¹) oder durch eine unbiegsame Platte abgeschlossen ist, wobei die Kammern (A, B) und deren Zuleitungen ganz oder teilweise mit einer mkompressiblen Flüssigkeit zwecks Erhöhung der Empfindlichkeit angefüllt sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.