DE258566C

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Publication number: DE258566C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-M 258566-KLASSE 42 c. GRUPPE

VICTOR ROZIC in BAKAR, Kroatien.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Februar 1911 ab.

Für diese Anmeldung ist bei der Prüfung gemäß dem Unionsvertrage vom

20. März 1883

14. Dezember 1900 auf Grund der Anmeldung in England vom 16. Februar 1910 anerkannt.

die Priorität

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufzeichnen des Kurses von Schiffen, bei welcher der Schreibstift im Verhältnis zur Schiffsgeschwindigkeit auf einer Karte o. dgl. wandert und die Orientierung vermittels eines Gyroskops erfolgt. Zu diesem Zweck wirken zwei Wellen mit einem Schreibstift derart zusammen, daß eine der Wellen den Schreibstift bei nordsüdlichem Kurs, die andere bei ostwestlichem Kurs verschiebt.

Die Erfindung besteht nun in der Ausbildung neuer Mittel zur Lösung der gekennzeichneten Aufgabe.

Um die Wellen nach Maßgabe des Schiffskurses einzustellen, ist jeder der Wellen ein Bügel zugeordnet, und die beiden Bügel werden durch andere senkrecht aufeinanderstellende Bügel derart beeinflußt, daß, wenn der Kurs des Schiffes geändert wird, die Bügel verstellt werden, um die eine oder die andere Welle in Tätigkeit zu setzen. Diese Wellen werden durch wagerechte, von den Bügeln getragene Reibscheiben getrieben, die an lotrechten Reibscheiben anliegen, welche von einem von zwei synchronen Elektromotoren Antrieb erhalten. Die wagerechten Reibscheiben werden mittels der Bügel gehoben und gesenkt, so daß die eine in die Mitte der lotrechten Reibscheibe gelangt und somit stillgesetzt wird, während die andere an den Umfang der lotrechten Reibscheibe gelangt und in Drehung versetzt wird. Einer der Motoren ist mit einem Kommutator verbunden, der von einem vom Schiff geschleppten Log gedreht wird, und treibt den anderen Motor mit einer zur Schiffsgeschwindigkeit proportionalen Geschwindigkeit.

Die Erfindung bezweckt eine durchaus verläßliche Vorrichtung der obigen Art zu schaffen, welche völlig selbsttätig ist und mittels welcher die geographische Breite und Länge mit einem Blick der Karte entnommen werden kann, auf der die Aufzeichnung stattfindet.

Fig. ι zeigt schematisch einen Aufriß des Erfindungsgegenstandes. Fig. 2 ist eine Endansicht von der linken Seite von Fig. 1 gesehen. Fig. 3 zeigt eine rechtsseitige Endansicht von Fig. i. Fig. 4 ist eine Draufsicht. Fig. 5 ist eine Sonderansicht einer vorzugsweise zu benutzenden Einrichtung zur Betätigung der Vorrichtung nach Fig. 1 bis 4. Fig. 6 und 7 zeigen Einzelheiten.

Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung besteht die Vorrichtung aus zwei Hauptteilen, dem Empfänger und der Aufzeichnungsvorrichtung.

Der Empfänger besteht kurz gesagt aus einer Kraftquelle und einer Stromschluß- und Unterbrechungsvorrichtung. Die Kraftquelle wird von einer angenähert konischen Schraube 1 (Fig. 5) gebildet, die fest auf dem äußeren Ende einer Welle 2 (Fig. 6

und 7) sitzt. Diese Welle ruht in geeigneten Lagern in einem Gehäuse am Hinterende des Schiffes. Die Schraube 1 und das Gehäuse liegen zweckmäßig unter der tiefsten Wasserlinie, d. h. so daß sie selbst bei geringster Tauchung des Schiffes noch unter Wasser sind. Die Schraube und das Gehäuse könnten auch im Vorderteil des Kieles angeordnet oder von der Logleine geschleppt werden.

Man ordnet die Schraube jedoch am besten am Schiffskörper und unter der tiefsten Wasserlinie oder am Kiel an, so daß sie jeder Bewegung des Schiffes nach vor- oder rückwärts oder in anderer Richtung folgen kann und das lästige und Sorgfalt erfordernde Einholen der Schraube vermieden wird, wenn sie mittels einer Logleine vom Schiff geschleppt wird.

Auf der wagerechten Welle 2 der Schraube 1 sitzt fest eine Schnecke 3, die in ein Schneckenrad 4 am unteren Ende einer Welle 5 eingreift, die lotrecht im Schiffskörper 6 gelagert ist. Die Welle 5 ist in irgendeiner bekannten, nicht veranschaulichten Weise derart mit dem Kommutator eines Dreiphasenmotors verbunden, daß er den ersteren dreht und dadurch den Motor mit einer der Winkelgeschwindigkeit der Schraube 1 direkt proportionalen Geschwindigkeit antreibt.

Der registrierende Teil der Vorrichtung ist auf einem Schott des Kartenzimmers angeordnet und besteht der Hauptsache nach gleichfalls aus zwei Teilen, erstens dem Mechanismus und zweitens dem eigentlichen Kartenrahmen. Die Bewegung des Zeigers oder Stiftes ist eine doppelte, z. B. eine nordsüdliche und eine ostwestliche nach Maßgabe des jeweiligen Kurses. Zur entsprechenden Änderung' der beiden Beweg'ungskomponcnten wird die Richtkraft eines Gyroskops benutzt, dessen Achse stets parallel zu sich selbst bleibt.

Im Mechanismus ist ein Elektromotor 7 vorgesehen, der in jeder Hinsicht dem im oben beschriebenen Empfänger angeordneten gleicht.

Die Welle 8 des Motors 7 trägt an dem von den Bürsten abgekehrten Ende eine Schraube ohne Ende 9 (Fig. 1,2 und 4), die in ein Schnecken- oder Zahnrad 10 greift, auf dessen Achse eine Scheibe 11 sitzt, die im folgenden Grundscheibe genannt wird. An derselben liegt senkrecht zu ihr und radial verstellbar eine Reibscheibe 12, die somit gedreht wird; die Reibscheibe 12 ist zwischen den Armen einer wagerechten Gabel 13 gelagert, welche von einem besonderen, unten beschriebenen Mechanismus geregelt wird, der die Bewegung der Mercatorprojektion der Karte anpaßt.

Die Reibscheibe 12 ist entlang ihrer zweckmäßig Aderkantigen Welle 14 (Fig. 1 und 2) verschiebbar; an deren unterem Ende sitzt eine Scheibe 15, deren Größe und Gewicht dieselben sind wie die der Grundscheibe 11. Diese Scheibe 15 wird von einer lotrechten Gabel 16 getragen, die lotrecht angeordnet und verstellbar ist. Am unteren Ende der Gabel 16 ist eine Zahnstange 17 angeordnet, in die ein Trieb 18 eingreift. Dieser Trieb 18 ist an dem einen Ende einer Welle 19 angeordnet, deren anderes Ende eine Scheibe 20 mit dem Griff einer Nullmarke und der Zahl 1 trägt, welche außerhalb des Deckels 21 der Vorrichtung angeordnet ist. Dieser Deckel trägt eine Anzahl von Zahlen, die den auf Seekarten gebräuchlichen Maßstäben entsprechen. Diese Zahlen bilden eine Skala bei einem Maßstab von 1: 10 000, z. B. wird die Zahl ι der Scheibe 20 auf die Zahl 10 000 des Deckels eingestellt.

An der Scheibe 15 liegt eine senkrecht hierzu stehende Reibscheibe 22 auf einer AVelle 23, auf der ein Trieb 24 (Fig. 1) festsitzt, der in ein Zahnrad 25 auf einer Zwischenwelle 26 eingreift; letztere trägt einen zweiten Trieb 27, in den ein Zahnrad 28 auf einer wagerechten Welle 29 greift. Diese Welle 29 trägt an jedem Ende eine lotrechte Scheibe 30 und 31. An den Scheiben 30, 31 liegen wagerechte Reibscheiben 32, 33 an, von denen erstere als OW-, letztere als NS-Scheibe bezeichnet werden soll; diese Scheiben sind entlang ihrer lotrechten Vierkantwellen 34, 35 verschiebbar. Die Scheiben 32, 33 werden von Stegen 36, 37 an senkrecht verstellbaren Bügeln 38,39 getragen, welche zwischen zwei lotrechten Führungen gleiten und mit Exzenterstangen 40,41 verbunden sind, die in bekannter Weise von Exzentern 42,43 betätigt werden. Letztere sitzen an den äußeren Enden von in Kugellagern 46, 47 laufenden Wellen, die an den inneren Enden durch Kegelradvorgelege 48 gekuppelt sind; letzteres ist mit einem Gyroskop 49 dadurch verbunden, daß auf der lotrechten Welle 50 desselben das Mittelrad des Vorgeleges 48 sitzt, wie Fig. 1 zeigt. Die Exzenter 42, 43 sind gegeneinander um 90⁰ versetzt, so daß, wenn die Stange 40 gehoben, die andere Stange 41 gesenkt wird, und umgekehrt. Diese Exzenter sind ferner so angeordnet, daß, wenn das Schiff nordwärts fährt, die OW-Scheibe 32 in der Mitte der Scheibe 30 liegt, während die NS-Scheibe am Umfang der Scheibe 31 liegt. Die lotrechten Wellen 34, 35 sind an den oberen Enden durch Kegelräder- oder Wurmvorgelege 51, 52 mit wagerechten Wellen 53, 54 gekuppelt.

Die ÜW-Welle 53 trägt auf einem beträchtlichen Teil ihrer Länge ein Gewinde 55, auf

dem eine Mutter 56 sitzt, welche zwei durch lotrechte Stangen 57, 57 mit einer zweiten Mutter 58 auf einer zur Welle 53 parallelen, unter dem Kartenrahmen gelagerten Spindel 59 verbunden ist.. 60,60, 61,61 sind Kettenräder auf den Wellen oder Spindeln 53, 59, die durch Ketten 62, 62 gekuppelt sind, wodurch jede der Spindel 53 erteilte Bewegung auf die untere 59 übertragen wird. Die NS-Welle 54 ist zweckmäßig vierkantig. Ein Kegelrad 63 gleitet längs derselben und greift in ein Kegelrad 64, das an der Mutter 56 der OW-Spindel 53 gelagert ist. Am unteren Ende der Mutter 56 sind die beiden lotrechten Stangen 57, 57 befestigt, die mit der unteren Mutter 58 verbunden sind. Zwischen den beiden Stangen 57, 57 ist eine Schraubenspindel 65 gelagert, auf welcher die Zeigermutter 66 sitzt, die auf den Stangen 57, 57 geführt wird und hierdurch gegen Drehung gesichert ist.

An der linken Seite der Zeigermutter 66 ist eine Feder 67 befestigt, welche einen Stift 68 o. dgl. trägt, der den Weg des Schiffes auf der Karte 69 angibt. Die Mutter 66 wird zweckmäßig aus zwei durch eine Flügelschraube 70 zusammengehaltenen Teilen hergestellt, um sie bequem aufbringen und abnehmen zu können.

Die obere Mutter 56 besteht gleichfalls aus zwei in irgendeiner geeigneten Weise zusammengehaltenen Hälften, und das obere Ende der Meridianschraube 65 trägt das Kegelrad 64, das, wie oben erwähnt, in der Mutter 56 gelagert ist und nachstehend als Meridiankupplung bezeichnet wird.

In der Aufzeichnungsvorrichtung und zwischen dem ersten Scheibenpaar 11, 12 ist die Gabel 13 angeordnet, welche von einem Regler bewegt wird. Dieser besteht aus einem Mechanismus nebst Schraube, einer Mercatorbreitenkurve, Führungen, einem Zeiger und einer Breitenskala.

Dieser Mechanismus (Fig. 1 und 4) besteht aus drei Zahnrädern 71,72,73 und den Schrauben ohne Ende 74, 75, von denen eine 74 auf der Welle 35 der NS-Scheibe 33 sitzt. Die Zahl der Zähne ist so gewählt, daß die verschiedenen Teile in direkt proportionalem Verhältnis bewegt werden, und die Welle des letzten Zahnrades trägt eine Schnecke 75, welche mit dem Schneckenrad 73 in Eingriff steht. Die wagerechte Welle des letzteren weist ein Schraubengewinde auf und bewegt eine Mutter am Fuß der Mercatorkurve 76.

Die Mercatorkurve 76 (Fig\ 1) ist zweckmäßig aus Stahl hergestellt, und zwar wie folgt beschaffen. Der Fuß der Kurve stellt die Abszissenachse dar, auf der als Abszissen die Breiten voTi 75° südlich bis 8o° nördlich aufgetragen sind. Auf dieser Achse sind als Ordinaten die nach der Mercatorschen Projektion wachsenden Breiten errichtet; die die Enden der Ordinaten verbindende Kurve wird möglichst genau in hartem Stahl ausgearbeitet. Ein Arm ]] der Gabel 13 trägt eine Querstange 78 mit einem Zeiger 79 (Fig. 4) am äußeren und einer kleinen harten Stahlrolle 80 am inneren Ende. Diese Rolle 80 läuft auf der Innenseite der Mercatorkurve und hebt und senkt hierdurch die Gabel 13. Der Zeiger 79 spielt auf einer lotrechten Skala, auf der jeder Breitengrad von o° bis 8o° verzeichnet ist. Die an der Basis der. Mercatorkurve befestigte Mutter besteht aus zwei durch eine Flügelschraube fest zusammengezogenen Teilen, so daß die Kurve leicht eingesetzt werden kann, ohne die übrigen Teile der Vorrichtung zu stören. Die Führungen 81 dienen dazu, die Gabel 13 lotrecht zu führen und sie in einer wagerechten Ebene zu halten.

Zwischen den Seitenrahmen der Karte 69 erstrecken sich nicht isolierte parallele Leitungsdrähte 82, 82, die zwischen den Stangen 57, 57 hindurchgehen. Diese Drähte sind so angeordnet, daß sie die Mutter 66 am oberen und am unteren Rand der Karte aufhalten und sind durch eine nicht gezeichnete Batterie o. dgl. mit einem Läutewerk 83 oder einer sonstigen akustischen Signalvorrichtung verbunden. Die Drähte 82, 82 sind bei 84 lotrecht abgebogen, so daß sie zwei Anschläge für die Meridianschraube 65 bilden; wenn die Muttern 56, 58 mit ihnen in Berührung treten, so wird die Leitung durch die Schraube 65 zum Läutewerk 83 geschlossen und dieses zum Tönen gebracht.

Das Gyroskop 49 wird elektrisch getrieben. Die verschiedenen Scheiben werden zweckmäßig aus dem besten Stahl erzeugt, und die ganze Vorrichtung kann in verschiedenen Größen ausgeführt werden, während die Karte 69 von einer lotrechten Rolle 86 auf eine andere 85 gewickelt werden kann, und umgekehrt. Dadurch wird das Arbeiten auf Karten von verschiedener Länge erleichtert.

Die Zahl der Zahnräder zwischen der Scheibe 22 und der Scheibe 28 sowie der Schraube 74 kann geändert werden, je nach der geforderten Zahl der Umdrehungen der Scheibe 28 und der Schraube 74. Auch können die baulichen Einzelheiten des beschriebenen Ausführungsbeispieles geändert werden, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

Wenn sich das Schiff vor- oder rückwärts bewegt, dreht sich auch die Schraube 1. Der Motor des Stromschließers und Unterbrechers und der Motor 7 der Aufzeichnungsvorrich-

tung, die untereinander völlig gleiche Dreiphasen - Synchronmotoren sind, werden infolgedessen mit einer Geschwindigkeit gedreht, welche der Geschwindigkeit der Schraube ι direkt proportional ist, und diese ist wieder der Schiffsgeschwindigkeit proportional.

Der Motor 7 der Aufzeichnungsvorrichtung treibt die Grundscheibe 11 mittels der Schnecke 10, und diese treibt wieder die Scheibe 12 und mittels der Welle 14 die Scheibe 15. Letztere treibt die Scheibe 22 mit einer Winkelgeschwindigkeit, die von ihrem Abstand vom Mittelpunkt der Scheibe 22 abhängt. Die Scheibe 22 treibt durch den auf ihrer Welle 23 sitzenden Trieb 24 das \^rorgelege 25 bis 28 und damit die Scheiben 30,31, die wieder ihrerseits die Scheiben 32, 33 treiben, welche durch die Exzenter 42, 43 auf der Gyroskopwelle 44, 45 gehoben und gesenkt werden.

Die OW- und NS-Scheiben 32, 33 treiben die Wellen 53, 54 durch das beschriebene Vorgelege, und die Welle 53 bewegt mittels des Gewindes 55 nach rechts oder links, das ist nach Ost oder West, je nach der Drehungsrichtung der Welle 53 oder je nachdem die OW-Scheibe 32 oberhalb oder unterhalb der Mitte der Scheibe 30 liegt. Die untere Welle 54 treibt die Meridianschraube 65 durch das beschriebene Vorgelege, wodurch die Zeigermutter 66 je nach der Drehungsrichtung" der NS-Scheibe 33 gehoben oder gesenkt wird. Durch die Kombination dieser beiden Bewegungen kann der Zeiger oder Stift 68 in jeder Richtung bewegt werden und jede Änderung auf der Karte 69 angeben; das Gyroskop spricht selbsttätig auf diese Änderungen an und verzeichnet sie. Als Beispiele der Wirkungsweise der Vorrichtung sei folgendes angegeben:

1. Das Schiff fahre bei nördlichem Kurs vorwärts. Der Maßstab der Karte sei ein beliebiger, und die Breite sei eine nördliche.

Die NS-Scheibe 33 liegt nahe am Umfang der Scheibe 31, wie Fig. 1 zeigt, und die OW-Scheibe 32 liegt in der Mitte der Scheibe 30. Die OW-Mutter 56 bleibt samt den Wellen 53, 59 in Ruhe, während die Meridianschraube 65 gedreht wird und die Zeigermutter 66 samt dem Zeiger aufwärts, also nördlich geht.

2. Der Schiffskurs liege im 1. Quadranten; das elektrisch getriebene Gyroskop bleibt in seiner Ausgangslage gegenüber dem Horizont und bewegt so mittels der Exzenter 42, 43 und der Bügel 38, 39 die OW-Scheibe 32 gegen den Umfang der Scheibe 30 und die NS-Scheibe 33 gegen die Mitte der Scheibe 31 hin. Infolgedessen beginnt sich die OW-Scheibe zu drehen und bewegt durch das beschriebene Vorgelege die Mutter 56 samt Zeiger nach rechts oder Ost. Die Geschwindigkeit der NS-Scheibe 33 verringert ihre Geschwindigkeit und damit auch jene der Mutter 66; die Kombination der beiden Bewegungen verleiht dem Stift oder Zeiger eine resultierende Bewegung in der Richtung der Fahrt, das ist im ersten Quadranten.

3. Fährt das Schiff nach Osten, so bringt das Gyroskop 49 die OW-Scheibe 32 an den Umfang der Scheibe 30 und die NS-Scheibe 33 in die Mitte der Scheibe 31. Die Scheibe 33 und die Mutter 66 werden stillgesetzt, und die Mutter 56 erhält die größte Geschwindigkeit, der Zeiger bewegt sich nach Ost.

4. Geht das Schiff über Ost nach Süd, so wird die NS-Scheibe 33 über die Mitte der Scheibe 31 herab gegen deren Umfang bewegt, wodurch die Drehungsrichtung umgekehrt wird. Die Mutter 66 geht demnach abwärts nach Süd, und ihre Geschwindigkeit ändert sich nach Maßgabe der Abweichung vom genauen Südkurs, bei welchem diese Geschwindigkeit den Höchstwert erreicht. Auf diese Weise bewegt sich der Stift in den 2. Quadranten.

5. Fährt das Schiff genau nach Süd, so ist die OW-Scheibe 32 genau in der Mitte der Scheibe 30, und die NS-Scheibe 33 liegt am unteren Rand der Scheibe 31. Die Geschwindigkeit der OW-Scheibe ist also Null. Die beschriebene Vorrichtung verzeichnet also den Schiffskurs selbsttätig und ganz unabhängig vom Kompaß und seinen Ab\veichungen.

Kehrt das Schiff zum Nordkurs zurück und behält es diesen bei, so ändert sich die Breite, während die Länge dieselbe bleibt. Es sind dann nur die Welle 35 und die Schraube 65 in Bewegung, während die OW-Scheibe stillsteht. Infolge der Drehung der Welle 35 wird· die Mercatorkurve 76 nach rechts oder links bewegt, je nachdem das Schiff sich auf der nördlichen oder südlichen Halbkugel befindet. Dadurch wird die Stange 78 gehoben, welche die Gabel 13 in lotrechter Richtung verstellt, die ihrerseits die Scheibe 12 hebt und dem Rand der Scheibe 11 nähert, wodurch die Geschwindigkeit der Scheibe 12 und damit der übrigen Teile der Vorrichtung gesteigert wird, und zwar nach Maßgabe der Zunahme der Breite. Diese Geschwindigkeit ist proportional dem Abstand der Scheibe 12 von der Mitte der Grundscheibe 11, der wieder durch die Ordinate derjenigen Stelle der Mercatorkurve bestimmt wird, die.sich im gegebenen Augenblick unter der Stange 78 befindet. Die Geschwindigkeit der Scheibe 12 ist also proportional zu dieser Ordinate und entspricht somit der jeweiligen Breite.

Erreicht die Mutter 66 den Rand der Karte, so wird die Leitung des Läutewerkes 83 ge-

schlossen und damit ein Zeichen gegeben, daß die Karte auszuwechseln ist. Hat die frische Karte einen anderen Maßstab als die frühere, so muß die Scheibe 15 gegenüber der Scheibe 22 entsprechend verstellt werden, um die Geschwindigkeit der Scheiben 30, 31 dem neuen Maßstab entsprechend zu vergrößern oder zu verringern. Für Karten von gleichem Maßstab bleibt die Geschwindigkeit dieselbe.

Claims

Patent-Ansprüche:

I. Vorrichtung zum Anzeigen und Aufzeichnen des Kurses von Schiffen, bei welcher der Schreibstift durch im Verhältnis zur Schiffsgeschwindigkeit angetriebene Mittel auf einer Karte o. dgl. hin und her bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das getriebene Mittel zwei Paare von senkrecht zueinander stehenden Reibscheiben (30, 32 bzw. 31, 33) dreht, deren getriebene, auf die Mittel zum Verstellen des Schreibstiftes in der NS- bzw. OW-Richtung einwirkende Scheiben (32, 33) an den treibenden Scheiben (30,31) durch von einem Gyroskop (49) gesteuerte Mittel, wie z. B. Exzenter (42, 43) den NS- und OW-Komponenten der Schiffsbewegung entsprechend verschoben werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Regelung der Schreibstiftbewegung in nördlicher bzw. südlicher Richtung nach Maßgabe der in der Mercatorprojektipn wachsenden Breiten, z. B. eine verstellbare Mercatorkurve (76), an der das Haltemittel (13) einer besonderen Reibscheibe (12) gleitet, welche die Drehung des Motors (7) auf die Reibscheibenpaare (30, 32 bzw. 31, 33) überträgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Reibräderpaare (30, 32 bzw. 31,33) entsprechend dem Maßstabe der Karte durch ein verstellbares Vorgelege (25 bis 28) regelbar ist, z. B. durch Verstellen der Reibscheibe (15) der die Motordrehung übertragenden Welle (14) an ' der Reibscheibe (22).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenter (42,43) um 90⁰ gegeneinander versetzt auf getrennten Wellen (44,45) angeordnet sind, die bei Kursänderungen gemeinsam durch ein Kegelradvorgelege (48) vom Gyroskop (49) aus gegeneinander verdreht werden und die Reibscheiben (3².33) verstellen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.