DE2208885A1

DE2208885A1 - Vorrichtung zur Bestimmung der Ein tauchtiefe eines Schiffes

Info

Publication number: DE2208885A1
Application number: DE19722208885
Authority: DE
Inventors: Die Anmelder Sind
Original assignee: ITURRIBARRIA M DE; URRUTICOECHEA Z DE
Current assignee: ITURRIBARRIA M DE; URRUTICOECHEA Z DE
Priority date: 1971-06-16
Filing date: 1972-02-25
Publication date: 1972-12-21
Also published as: FR2142331A5; BE773619A; US3813941A; GB1333994A; NL7204212A

Description

PATENTANWÄLTE

Pr. rer. nut. PtLT¹IR LOUIS . 12 674/5 30/ir

Dipl.-Hy... CA*.'?. PCj-.'LAU Ριρ'.-Ι^.ΓΛλ?"' ΙΟΙ ΙΓ.ΖΝΤΖ 8 500 TJORMDERQ KESSLERPLATZ J

Herr Francisco Angel de Iturribarria Miguel und Herr Angel de Urruticoechea Zalbide, Bilbao (Spanien)

Vorrichtung zur Bestimmung der Eintauchtiefe eines Schiffes

Lie Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Eintauchtiefe eines Schiffes.

Während der Lade- oder Ballastarbeit wird bei einem Schiff das Gewicht der Ladung durch Eichungen oder Messungen auf einer Eintauchtiefen-Skala oder einer äusseren Gradeinteilung

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des Schiffes bestimmt. Dabei wird die Lage der Wasseroberfläche gegenüber der an dem Schiff befindlichen Skala od.dgl. bestimmt. Die zur Vornahme der Messungen benötigte Person bzw. Personen sind infolgedessen gezwungen, sich dauernd etwa auf Höhe des Wasserspiegels vor der Eintauchtiefen-Skala aufzuhalten oder sie müssen so häufig vom Schiff zum Hilfsboot hinuntersteigen, wie dies die Arbeit erfordert. Gleichzeitig ist es günstig, wenn sich die die Ablesung vornehmende Person möglichst nahe am Wasserspiegel aufhält. Infolgedessen ist uife vorerläuterte Arbeit sehr mühsam, manchmal gefährlich und vor allem häufig recht ungenau, da es sehr schwierig ist, einen bestimmten Wasserspiegel festzustellen, wenn sich das Wasser etwas bewegt.

Ziel der Erfindung ist es nun, eine Vorrichtung zu schaffen, die es gestattet, ohne die vorerwähnten Unbequemlichkeiten in Kauf nehmen zu müssen, die Eintauchtiefe eines Schiffes auch bei bewegtem Wasserspiegel relativ genau bestimmen zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung nun vorgeschlagen, eine Vorrichtung zu verwenden, die eine in das Wasser eintauchende, wassergefüllte Dämpfungseinrichtung aufweist, in deren Innerem die Amplitude der Wellenbeivegung des Walsers stark verkleinert ist, so-wie ein in Abhängigkeit von dem Wu.;st:L-üpix-gel Ln der Dämpi'unjjseinrichtung bewegliches 1''UhIjL Lt:.i, aas i.iLt einer Meimeiurichtung verbunden

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BAD OBlOINAL

Die Vorrichtung nach der Erfindung gestattet infolge des Vorhandenseins des Fühlgliedes die interessierenden Messungen vom Schiffsdeck aus durchzuführen, wobei sich eine Genauigkeit erzielen lässt, die bisher auch nicht von Spezialisten erreicht worden ist. Diese Genauigkeit ergibt sich deshalb, da die Messungen innerhalb einer Dämpfungseinrichtung durchgeführt werden, welche die Wasserspiegelschwankungen zwischen dem Berg und dem Tal einer Welle auf ein Minimum reduziert.

Die Ladearbeiten an einem Schiff werden normalerweise innerhalb der Häfen oder an einem geschützten Ort ausgeführt, wo die Wasserspiegelschwankungen zwischen Berg und Tal einer Welle 500 Millimeter kaum übertreffen. Ein grösserer Unterschied würde die Messungen unmöglich machen. Augenblicklich wird beim Messen so vorgegangen, dass der Mittelwert zwischen Maximum, d.h. Wellenberg, und Minimum, d.h. Wellental, geschätzt wird. Die bei der erfindungsgemässen Vorrichtung vorhandene Dämpfungseinrichtung ermöglicht es nun, die Messungen an einem Platz auszuführen, wo die Wasserspiegel-Schwankungen nur etwa 5 bis 10% der tatsächlich vorhandenen Schwankungen betragen. Dies bedeutet, dass im schlimmsten Falle, d.h. bei etwa 500 Millimeter hohen Wellen, die Schwankungen in der Däir.pfungseinrichtung nur 25 bis 50 Millimeter betragen. Diese

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Schwankungen lassen sich wegen ihrer geringen Grosse leicht kontrollieren. Im allgemeinen ist es möglich, zur Bestimmung des Wasserspiegels entsprechend geeichte elektrische Geräte zu verwenden, die auf dem Deck des Schiffes aufgestellt sind. Mit diesen Geräten ist es wesentlich leichter, auf einer kleineren und exakteren Skala den Mittelwert der Wellenbewegung zu bestimmen und diesen Mittelwert dann entsprechend auf die bekannten Werte der Skala oder Gradeinteilung des Schiffes zu übertragen.

Bevorzugt ist die Dämpfungseinrichtung nach der Erfindung von zwei etwa rohrförmigen, unterseitig verschlossenen Hohlkörpern gebildet, die derart ineinandergefügt sind, dass der äussere Hohlkörper den inneren aussenseitig und unten in Abstand umgibt, und die jweils am Boden mindestens eine Wasser-Durchtrittsöffnung aufweisen, wobei das Fühlglied im inneren Hohlkörper angeordnet ist. Zweckmässig sind am Boden des äusseren Hohlkörpers Wasser-Durchtrittsöffnungen mit grösserem Gesamtquerschnitt als am Boden des inneren Hohlkörpers angeordnet.

Es ist nach der Erfindung weiter vorgesehen, dass als Fühlglied ein Schwimmer dient, der eine Kolbenstange aufweist, welche an ihrem oberen Ende in Abstand vom Schwimmer ein zwei leitend verbundene Gleitkontakte aufweisendes Kontaktstück trägt, wobei der eine Gleitkontakt den beweglichen Abgriff eines Potentiometer-Widerstandes bildet, während der

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andere Gleitkontakt mit einer Anschlussschiene zusammenwirkt. Auf diese Weise lassen sich die Hub- und Senkbewegungen des Fühlgliedes leicht in elektrische Signale umwandeln, die von der Änderung des Potentiometer-Widerstandes abhängig sind. Zweckmässigerweise sind hierbei der Potentiometer-Widerstand und die Anschlusschiene über einen Nebenschluss oder einen Abzweigwiderstand mit einem elektrischen Messgerät verbunden, welches abhängig von den in dem Messkreis erzeugten WiderstandsSchwankungen die Eintauchtiefe graphisch oder direkt anzeigt. Das Mihlglied mit dem Potentiometer-Widerstand verhält sich wie ein Schieberwiderstand, wobei die von diesem Widerstand abgegebenen Signale gestatten, den Mittelwert zwischen Maximal- und Minimalstand des Wassers zu schätzen. Der geschätzte Mittelwert wird dann auf Umrechnungs tafeln übertragen, die für jedes einzelne Schiff einmalig erstellt werden. Hierbei werden dann ausserdem noch die An-

fangswerte berücksichtigt, die sich ergeben, wenn das Püiilglied frei in der erfindungsgemässen Vorrichtung hangt. Auf diese Weise ist es jederzeit möglich, die Eintauchtiefe des Schiffes im Hinblick auf den mittleren Wasserstand zu bestimmen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:

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Figur 1 teilweise im Schnitt eine Gesamtansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Bestimmung der Eintauchtiefe eines Schiffes od.dgl. und

Figur 2, die an sich in Verbindung mit Figur 1 zu sehen ist, in graphischer Darstellung die Wellenbewegung des Wassers ausserhalb der Vorrichtung, im Bereich zwischen den beiden rohrförmigen Körpern und im Inneren der Vorrichtung.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung besteht, wie Figur 1 deutlich zeigt, im wesentlichen aus einem äusseren, rohrförmigen Körper 1, dessen unteres Ende mit einem Deckel od.dgl. verschlossen ist, in welchem beispielsweise drei Löcher 2 vorhanden sind. In dem Körper 1 ist konzentrisch ein innerer, rohrförmiger Körper 3 angeordnet, dessen unteres Ende ebenfalls 2.B. mit einem Deckel verschlossen¹ ist, in dem aber nur ein Loch 4 vorhanden ist. Beide Körper 1,3 sind mittels nicht gezeigter, komplementärer Zugstangen in einer etwa der Stellung der Figur 1 entsprechenden Lage gehalten, so dass zwischen beiden Körpern allseits ein gleichbleibender Zwischenraum existiert.

In den inneren, rohrförmigen Körper 3 ist ein Schwimmer 5 eingepasst, von dem nach oben eine Kolbenstange 6 absteht. Am oberen Ende der Kolbenstange 6 ist elektrisch isoliert ein metallisches Kontaktstück 7 befestigt, welches an seinen gegenüberliegenden

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Enden zwei Gleitstücke 8 trägt, die jeweils entlang einer Anschlusschiene 9 od.dgl. des einen Pols und über einen Widerstand 10 gleiten. Der Widerstand 10 ist an den anderen Pol einer Batterie od.dgl. angeschlossen. Die Anschlusschienen 9 und der Widerstand 10 sind über den Nebenschluss 11 oder einen Abzweigwiderstand mit einem Messgerät verbunden. Dieses Gerät befindet sich auf dem Deck des Schiffes und ist beispielsweise mit einem Milliamperemeter 12 und einem Potentiometer 13 versehen. Ausserdem weist das Gerät die erforderlichen Schalter^ Anzeigeleuchten usw. auf.

Der eintauchbare Teil der Vorrichtung nach der Erfindung besteht also aus dem inneren Körper 3 und dem äusseren Körper 1, dem Schwimmer 5 und den diesem zugeordneten bzw. mit ihm beweglichen Elementen 6 bis 8. Diesen eintauchbaren Teil hängt man mittels

irgendeiner bekannten Vorrichtung vom Schiffsdeck aus ins Wasser, wobei allerdings die anfängliche Absenkung messbar sein muss. Zu dieser anfangs gemessenen Absenkung müssen dann die auf elektrischem Wege gewonnenen Messwerte addiert werden, die sich aufgrund der gedämpften Wasserspiegel- Schwankungen zwischen Berg und Tal einer Welle ergeben.

Bei der Benutzung der Vorrichtung sind keine besonderen Massnahmen erforderlich. Es ist lediglich notwendig, die Vorrichtung soweit

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in das Wasser einzutauchen, bis der minimale Wasserstand 14 bzw. der einem Wellental entsprechende Wasserstand den unteren Teil, d.h, im wesentlichen den Deckel der beiden Hohlkörper 1, 3 erfasst.

Die graphische Darstellung der Figur 2, welche in Verbindung mit der Figur 1 zu sehen ist, lässt erkennen, dass die Amplitude zwischen dem Minimal-Wasserstand 14 und dem Maximal-Wasserstand 15, d.h. die Differenz zwischen Wellental und Wellenberg in der zwischen dem äusseren Hohlkörper 1 und dem inneren Hohlkörper 3 gebildeten Kammer auf etwa 50% vermindert wird. Es werden somit die Wasserstandsschwankungen im freien Wasser, die durch die Kurve"A" dargestellt sind, derart gedämpft, dass sich etwa die Kurve "B" ergibt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich infolge des geringen freien Querschnittes der Löcher 2 eine Verspätung bzw. eine Verzögerung des Wasserdurchlaufs durch diese-Löcher 2 ergibt. Tatsächlich ist es nämlich so, dass wegen des geringen Querschnitts der Löcher 2 und der Frequenz der aufeinanderfolgenden Wellen dann, wenn im freien Wasser ein Tal 14 entstanden ist, dort bereits ein Berg entsteht bzw. umgekehrt, bevor das Wasser durch die Löcher laufen kann. Ein Wechsel im Wasserstand ausserhalb des Körpers 1 überträgt sich also anfänglich auch auf den Raum zwischen den ■ Körpern 1 und3, kann sich jedoch dort mangels Zeit nicht völlig auswirken, so dass sich minimale V/asserstände 14b und maximale Wasserstände 1^b ergeben, die die vorerwähnte Kurve ¹¹B" bestimmen. . .

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Die zweite Verkleinerung der Amplitude zwischen Maximal- und Minimalstand des Wassers wird dann Innerhalb des inneren rohrförmigen Körpers 3 erzeugt, wo das Wasser durch das Loch 4 hereinfliesst. Der Vorgang ist prinzipiell der gleiche, wie er vorstehend hinsichtlich des äusseren Körpers 1 mit den Löchern 2 erläutert wurde. Es ergeben sich so Minimalwerte 14c und Maximalwerte 15c des Wasserstandes entsprechend den Wellenbergen und-tälern innerhalb des inneren Körpers 1, die etwa 5 bis 10% der Wasserstands-Differenzen im freien Wasser entsprechen. Diese Schwankungen sind in der Kurve "G" graphisch dargestellt. Sie werden auf den Schwimmer 5 übertragen, der -entsprechend geführt- in dem inneren rohrförmigen Körper 3 auf- und abbeweglicli ist, wobei die Gleitkontakte .8 des metallisch leitenden Kontaktstückes 7 den elektrischen Stromkreis über unterschiedliche Windungszahlen des Widerstandes 10 schliess,en. Es ergeben sich so Maximal- und Minimalwerte des durch den Messkreis fliessenden Stromes od.dgl., die mit dem Potentiometer 13 entsprechend eingestellt, z.B. kompensiert werden, worauf die jeweiligen Messwerte auf der in Graden eingeteilten Skala des Potentiometers 13 abgelesen werden können. Der Mittelwert der ganessenen Werte, der leicht abzulesen ist, wird auf Umrechnungstafeln übertragen, die für jedes einzelne Schiff entsprechend berechnet wurden. Wenn man dann hierzu die Anfangsunterschiede addiert, die in der Aufhängevorrichtung des Wasserstandsmessers direkt gemessen werden, kann man jederzeit die Wasserlinie des Schiffes gegenüber dem Mittelstand

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des äusseren Wassers bestimmen, und zwar mit einer Genauigkeit, die mit den bekannten Systemen nicht erreichbar war.

Die elektrische Messeinrichtung kann natürlich nicht nur, wie oben beschrieben, von dem Milliampe'remeter 12 und Potentiometer 13 gebildet werden. Sie kann vielmehr jeden Stromkreis bzw. jedes Nessgerät umfassen, welches in der Lage ist, die Unterschiede graphisch oder direkt aufzuzeigen, die sich in dem Messstrom aufgrund der verschiedenen Werte des wirksamen Teils des Widerstandes 10 ergeben. Diese unterschiedlichen Widerstandswerte ergeben sich aufgrund der Verschiebung des Kontaktstückes 7 mit den Gleitkontakten 8 bei Bewegung des Schwimmers 5· Im vorliegenden Falle verhält sich dabei der Widerstand 10 wie ein Schieberwiderstand, dessen Abgriff bzw. beweglicher Schieber das Kontaktstück 7 ist. >

Selbstverständlich ist es möglich, eine Reihe von Abänderungen an der erfindungsgemässen Vorrichtung vorzunehmen. Insbesondere können die Abmessungen, die Form und die Materialien zur Anpassung an die unterschiedlichen Einsatzgebiete variiert werden«

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Claims

Patent- (Schutz-) Ansprüche

1. /Vorrichtung zur Bestimmung der Eintauchtiefe eines Schiffes,

gekennzeichnet durch eine in das Wasser eintauchende, wassergefüllte Dämpfungseinrichtung (1 bis 4), in deren Innerem die Amplitude der Wellenbewegung des Wassers stark verkleinert ist, sowie durch einin Abhängigkeit von dem Wasserspiegel in der Dämpfungseinrichtung bewegliches Fühlglied (5) das mit einer Messeinrichtung (7 bis 1J) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung von zwei etwa rohrförmigen, unterseitig verschlossenen Hohlkörpern (1, 3) gebildet ist, die derart ineinandergefügt sind, dass der äussere Hohlkörper (1) den -inneren (3) aussenseitig und unten in Abstand umgibt, und die jeweils am Boden mindestens eine Wasser-Durchtrittsöffnung (2, 4) aufweisen, wobei das Fühlglied (5) im inneren Hohlkörper angeordnet ist.

3- Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Boden des äusseren Hohlkörpers (1) Wasser-Durch-

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trittsöffnungen (2) mit grösseremGesamtquerschnitt als am Boden des inneren Hohlkörpers (3) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche_t dadurch gekennzeichnet, dass als Fühlglied ein Schwimmer (5) dient, der eine Kolbenstange (6) aufweist, welche an ihrem oberen Ende im Abstand vom Schwimmer ein zwei leitend verbundene Gleitkontakte (8) aufweisendes Kontaktstück (7) trägt, wobei der eine Gleitkontakt den beweglichen Abgriff eines Potentiometer-Widerstandes (10) bildet, während der andere Gleitkontakt mit einer Anschlussschiene (9) zusammenwirkt.

5· Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, dass der Potentiometer-Widerstand (10) und die Anschlusschiene (9) über einen Nebenschluss (11) oder einen Abzweigwiderstand mit einem elektrischen Messgerät (12, 1J) verbunden sind, welches abhängig von den in dem Messkreis(7 bis 11) erzeugten Widerstandsschwankungen die Eintauchtiefe graphisch oder-direkt anzeigt.

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