DE248539C

DE248539C -

Info

Publication number: DE248539C
Application number: DENDAT248539D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42 c. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. Juli 1910 ab.

Für diese Anmeldung ist bei der Prüfung gemäß dem Unionsvertrage vom

20. März 1883

14. Dezember 1900 auf Grund der Anmeldung in Frankreich vom 18. August 1909 anerkannt.

die Priorität

Die Erfindung betrifft einen Dygographen, | welcher ein unmittelbares Aufzeichnen der »Dygogramm« bezeichneten Kurve gestattet, also der Kurve, welche durch das Ende eines j Vektors beschrieben wird, der die magnetische Kraft der Eisenmasse eines Schiffes oder die resultierende Kraft auf einen Kompaß in einem Punkte eines Schiffes darstellt, während dieses eine Drehung ausführt.

Der neue Apparat unterscheidet sich von den bekannten Apparaten, den sogenannten Doppelkompassen insofern, als die letzteren dazu dienen, den Winkel der Magnetnadeln zu messen, und nicht erlauben, unmittelbar das Dygogramm aufzuzeichnen. Zum Aufzeichnen dieser Kurve würden solche Apparate die Hinzuziehung einer Kosinustabelle und graphischer Konstruktionen erfordern, während der neue Apparat solcher Berechnungen und Hilfsmittel nicht bedarf, da das Aufzeichnen der Kurve in derselben Zeit erfolgt, wo man die Nadeln visiert.

Die neue Einrichtung beruht auf der besonderen Anordnung magnetisierter Nadeln, einer Anordnung, welche sich aus den folgenden Überlegungen an Hand der Fig. 1 ergibt. In dieser Figur sind N-S und N'-S' zwei Magnetnadeln von der Länge 2 I, welche sich um dieselbe senkrechte Achse drehen, welche durch ihre Mitte O bzw. O' hindurchgeht, und die voneinander um den Betrag h entfernt sind.

Für gegebene Werte des Feldes H bilden diese beiden Nadeln mit der Richtung des Feldes, die eine nach rechts, die andere nach links, einen bestimmten Winkel, den man berechnen kann und der mit den Werten H, M, h und I durch die folgende Formel verbunden ist

M=^C0Saf

Wenn man also die Kurve

h²

y =

40

für eine bestimmte Anzahl von Werten von —Tj- konstruiert, indem man den Winkel a als

Abszisse und y als Ordinate nimmt, so ergibt sich:

K¹ i. Wenn der Wert des Verhältnisses

ist, beispielsweise zwischen 0 und V₆₀ liegt, , so entsp
Fig. 2 dargestellten.

klein oder

V₆₀ liegt, , so entspricht die Kurve der in

Ιί*

2. Wenn der Wert des Verhältnisses —^ größer

wie ι ist, also beispielsweise i, 2 oder 5, so entspricht die Kurve der in Fig. 3 ausgezogen gezeichneten.

3. Für Zwischen wer te des Verhältnisses

h'¹
—jj-, beispielsweise für die Werte 1, Y₂ oder Y₄,

4/

kommt man von der ersten zur zweiten Kurvenform, so daß die Kurve etwa der in Fig. 4 gezeichneten gleicht.

Die in Fig. 3 ausgezogene Kurve ist einer Kurve sehr ähnlich, welche der Gleichung

y' = k · cos α

entspricht, wobei der Koeffizient k, der praktisch konstant ist, so ausgewählt ist, daß die beiden Kurven, welche immer für α = go° zusammenfallen, auch für a — ο zusammenfallen (gestrichelte Kurve). Man hat also mit einer Annäherung, die um so größer ist, je

größer das Verhältnis
H

/₂2

ist

or; 8l³ —;- = k · COS Cl,

M

d. h., das magnetische Feld ist dem Kosinus des Winkels proportional, wenn die Größen M, I und h konstant bleiben.

Dies vorausgesetzt, weiß man, daß die Kenntnis der Stärke des Magnetfeldes an einem Punkt eines Schiffes es ermöglicht, sehr schnell die Störungen zu kompensieren, welche die Eisenmassen des Schiffes auf das Magnetfeld an dem Punkt ausüben, wo man den Kompaß, der die Richtung anzeigen soll, anbringen will. Wenn man nämlich auf einem Papierblatt zwei rechtwinklige Linien zieht, von denen die eine die Richtung des Schiffes darstellt, und wenn man vom Kreuzungspunkt dieser beiden Achsen aus einen Vektor anbringt, welcher die folgenden Kennzeichen besitzt:

1. seine Länge ist der Stärke des Magnetfeldes proportional;

2. seine Richtung ist in bezug auf die Achsen auf dem Papiere dieselbe, wie die des Feldes in bezug auf die Achsen des Schiffes, und

3. er ist im selben Sinne gerichtet, wie das Feld, so erhält man, wenn die Schiffsrichtung sich ändert, eine Kurve, welche Dygogramm genannt wird und deren Kenntnis eine schnelle Kompensation erlaubt.

Der neue Apparat ermöglicht es, diese Kurve sehr leicht zu ziehen, so daß dieser Apparat Dygograph genannt werden könnte.

Ein solcher Apparat (Fig. 5 und 6) besteht

aus einer Dose 40, ähnlich einem Kompaßgehäuse, an dessen Platz sie im Kompaßhäuschen kommt, wenn man die Kompensation vornehmen oder nachkontrollieren will. Der Boden der Dose besteht aus einem durchscheinenden Glase 41, auf welchem ein mit Spiegelbelag versehener Glasring 42 liegt. In der Mitte des Glases 41 ist eine Bohrung, durch welche eine Zahnstange 43 hindurchtritt, welche vermittels einer geeigneten Übertragung, etwa mit Hilfe des Zahnrades 44 und des Rändelknopfes 45, ein Heben und Senken der kleinen Dose 46 ermöglicht. Diese enthält Quecksilber, in welchem der Schwimmer 47 schwimmt, an dem eine Haube 48 durch eine Stange 49 befestigt ist.

Die Haube 48 trägt das magnetische Magazin N-S, welches aus Stahlnadeln 50 besteht, die bis zur Sättigung magnetisiert sind. Diese Nadeln treten durch Bohrungen in den beiden senkrechten Armen eines Bügels 51 hindurch, der etwa aus Aluminium besteht. Die beiden senkrechten Arme dieses Bügels sind oben eingekerbt und tragen eine an ihren Enden zugespitzte Glasnadel 53, welche parallel zur Achse des magnetischen Magazins liegt (Fig. 7).

Oberhalb dieses ersten Magazins, und zwar in einer Entfernung von etwa 5 bis 8 cm, befindet sich das zweite Magazin N'-S', welches dem ersten durchaus gleich ist, und welches von einem Arme 54 getragen wird, der an der Wand der Dose 40 sitzt.

Diese Wand trägt ferner eine Stange 55, die in der Mitte der Dose in eine kleine Platte 56 endet, welche in der Mitte eines Loches 57 der oberen Glasplatte 58 liegt. Die Platte 56 trägt einen kleinen Schraubenbolzen 59, an welchem der Knopf 60 angeschraubt ist. Man kann also mit dieser Einrichtung bei 61 ^ ein rundes durchscheinendes Papierblatt festklemmen, dessen Umriß in Fig. 6 bei 62 angedeutet ist.

Der Knopf 60 trägt zwei Halsansätze, an denen die Alhidaden 63 und 64 sitzen, welche man mit sanfter Reibung um diesen Knopf drehen kann und die an ihren Enden zügespitzt sind. In jeder von ihnen sind kleine Fenster 65 und 66 ausgespart und zwei kleine Metallfäden, welche kreuzweise über jedes Fenster ausgespannt sind, schneiden sich auf der Achse der Alhidade und gleich- n» zeitig auf dem Umfange 62 des Papierblattes.

Der das obere Glas einfassende Rand ist in 360 ° unterteilt, und zwar umgekehrt zum Uhrzeigersinne, wie in Fig. 6 dargestellt. Dieser Rand kann sich mit geringer Reibung um die Dose 40 drehen, indem er das Glas mitnimmt, auf welchem das Papierblatt 62 gleitet, welches durch den Knopf 60 festgepreßt wird. Bei dieser Drehung kommt die Gradunterteilung vor einen Zeiger 67, welcher derartig angeordnet sein muß, daß die Mittelebene des

Apparates, welche durch diesen Zeiger hindurchtritt, der Schiffsachse parallel ist.

Auf dem oberen Glase ist schwarz eine Linie 68 eingraviert, welche in Richtung des Radius liegt, der durch den Nullpunkt der Skala des Randes hindurchtritt. Rechtwinklig zu dieser Linie sind andere, etwa ι mm voneinander entfernte Linien eingraviert und mit Zahlen versehen. Die Linie 0 dieser Skala

ίο geht durch die Mitte des Apparates hindurch. Der ganze Apparat ist mit einer kardanischen Aufhängung versehen.

Durch das untere Fenster 41 hindurch erleuchtet eine im Kompaßhäuschen angebrachte Lampe, wie der Pfeil f andeutet, die untere Seite der Glasnadeln. Man legt das Auge so, daß die Nadel 53 sich ihrem Bilde auf dem Spiegelglase 42 überlagert; gleichzeitig dreht man die Alhidade 63 so, daß ihre Spitze und das Bild dieser Spitze in der Projektion durch die Spitze der Nadel 53 und deren Bild hindurchtreten. In der gleichen Weise verfährt man mit der oberen Nadel und der Alhidade 64.

Man dreht darauf das obere Glas 58 bis ein gleicher Strich der Millimeterteilung durch die Spitzen der beiden Alhidaden hindurchtritt. Da sie die gleiche Länge besitzen, tritt ein gleicher Strich auch durch die Kreuzungspunkte der in den Fenstern 65 und 66 ausgespannten Fäden. Wenn 9 den Punkt bezeichnet, wo dieser Strich den rechtwinkligen Strich 68 schneidet, so ist Ω der Punkt des Dygogramms, welcher der Kiellinie entspricht, bei welcher man arbeitet. Die Linie 86, welche den durch die beiden magnetischen Magazine gebildeten Winkel halbiert, ist ja parallel zum Magnetfelde und der Radius des Punktes Ω ist proportional dem Kosinus des Winkels a, welcher der halbe Winkel zwischen den beiden Magazinen ist.

Wenn man auf diese Weise über eine ganze Umdrehung arbeitet, erhält man Punkt für Punkt das Dygogramm, durch welches man sofort alle Einzelheiten der Kompensation erfährt, denn dieses Dygogramm ist dann auf einem Blatt Papier aufgezeichnet, welches fest und in bezug auf das Schiff mit den erforderlichen Merkzeichen versehen ist.

Der beschriebene Apparat bildet also eine praktische Ausgestaltung des neuen Verfahrens zur Messung der magnetischen Feldstärke an einem Punkte. Der in den Unterlagen dargestellte Apparat ist naturgemäß nur ein Ausführungsbeispiel, da sein Bau innerhalb der Grenze der Erfindung in der verschiedensten Weise abgeändert werden kann.

Claims

Patent- Anspruch :

Einrichtung zum Messen magnetischer Felder mit zwei in ihrer Winkelstellung regelbaren, von Schwimmern getragenen Magnetnadeln, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erleichterung des unmittelbaren Aufzeichnens der Felder das gemeinsame Gehäuse (40) der Nadeln (N-S, N'-S') einen durchsichtigen Boden (41) mit einem ringförmigen Spiegel (42) und einen durchsichtigen Deckel (58) mit einem Knopf (60) besitzt, welch letzterer zum Festklemmen eines durchsichtigen Papierblattes (62) dient und zwei Alhidaden (63, 64) mit sich auf dem Umkreise dieses Papierblattes kreuzenden Fadenkreuzen (65, 66) trägt, wobei der Rand der Fassung des Deckels (58) eine Gradeinteilung und einen Zeiger (67) trägt, welcher so eingestellt wird, daß die durch ihn und den Apparat gelegte Ebene parallel zur Schiffsachse liegt, während in dem Deckel selbst ein Strich (68) eingezeichnet ist, welcher radial zum Nullpunkte der Randteilung läuft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.