DE306587C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 74 tf. .GRUPPE

SIGNAL-GESELLSCHAFT m. b. H, in KIEL. Morsesteuerung für Unterwassersirenen.

Zusatz zum Patent 271356.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Oktober 1915 ab. Längste Dauer: 11. Oktober 1927.

Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung der durch Patent 271356 geschützten Einrichtung zum Steuern von Unterwassersirenen, bei der das zum Betriebe der Sirene

"5 dienende inkompressible Druckmittel (Druckwasser) zur Steuerung benutzt und der Zutritt des Druckmittels zur Steuerungsvorrichtung auf elektromagnetischem Wege geregelt wird. Die in dem Hauptpatent beschriebene Einrichtung hat den Nachteil, daß zur Bewegung des Steuerungsorganes außer dem Druckwasser eine Feder Verwendung findet, welche häufig zu Störungen Veranlassung gibt, insbesondere wenn zum Betriebe der Sirene Seewasser benutzt wird. Die nicht elektromagnetisch regelbare Umsteuerungsvorrichtung i, die in Fig. ι des Hauptpatentes dargestellt ist, führt deshalb zu einer an Bord unzulässigen Betriebsbeschränkung, weil sie entweder am Aufstellungsort der Sirene selbst gesteuert werden muß oder, falls fernsteuerbar, die Anlage von besonderen langen Druckwasserleitungen erforderlich macht. .

Die Erfindung bezweckt, die Bewegung des Steuerungsorganes unter Vermeidung von Federn einzig und allein durch das Druckmittel selbst zu ermöglichen und die Zu- und Abführung des Druckmittels von fern regelbar zu mächen, ohne gleichzeitig länge Druckmittelleitungen zu benutzen. Dies wird dadurch' erreicht, daß als Steuerungsorgan zwei ausschließlich von dem Druckwasser betätigte, miteinander gekuppelte Arbeitskolben benutzt werden, denen das Druckwasser über elektromagnetisch gesteuerte Ventile zugeführt wird, während das beim Umsteuern überschüssige Druckwasser über entweder selbsttätig durch dieses oder zwangläufig durch die Elektromagnetanker gesteuerte Ventile abgeführt wird.

Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung in Anwendung bei Unterwassersirenen mit Schiebersteuerung dargestellt.

Es zeigen:

Fig. ι bis 3 eine Ausführungsform, bei der der Eintritt des Druckmittels zu dem Arbeitskolben durch von den Magnetankern gesteuerte Kegel ventile und der Austritt des beim Umsteuern des Arbeitskolbens überschüssigen Druckmittels durch in letzterem vorgesehene selbsttätige Ventile erfolgt, mit Schnitten durch die Ventil- und Kolbenkammern, _

Fig. 4 einen achsialen Schnitt durch den zur Verwendung gelangenden Arbeitskolben,

Fig. 5 bis 8 eine ähnliche Ausführungsform, bei welcher der Eintritt des Druckmittels durch die als Steuerkolben ausgebildete Kupplungsstange der Elektromagnetanker gesteuert wird, und

Fig. 9 bis 12 eine Ausführungsform, bei weleher der Ein- und Auslaß des Druckmittels durch von den Elektromagneten gesteuerte Tellerventile geregelt wird, während zur Steuerung des Sirenenschiebers Differentialkolben benutzt werden.

Nach Fig.. ι bis 3 sind die Anker i, i¹ der

in den Stromkreis eines nicht gezeichneten Morsetasters eingebauten Elektromagnete 2, 2¹ durch eine Kupplungsstange 3 miteinander verbunden, an welcher ein mit der drehbar gelagerten Welle 4 zwangläufig verbundener Hebel 4¹ angreift. Auf der Welle 4 ist der Balancierhebel 5 befestigt, an dessen Armen die Kegelkörper der Kegelventile 6, 6¹ angelenkt sind. Diese befinden sich in den Druckleitungen 7, 7¹, welche mit der einen Teil des Kolbengehäuses 8 bildenden, an das Sirenengehäuse durch den Stutzen 9 angeschlossenen Druckkammer 10 einerseits und mit den seitlichen Druckkammern 11,11¹ des Kolbengehäuses 8 anderseits in Verbindung stehen. In dem Kolbengehäuse 8 sind die auf einer gemeinsamen Kolbenstange 12 sitzenden bzw. mit dieser zusammengegossenen Arbeitskolben 13,14 in einer durchgehenden Bohrung 17 (Fig. 3) verschiebbar. Zwischen den Arbeitskolben und der mittleren Druckkammer 10 sind auf der Kolbenstange 12 zwei weitere Kolben 15, 16 vorgesehen, die als Führung 'und als Dichtung gegen die mittlere Druckkammer 10 dienen.

In der Mitte'der Kolbenstange 12 ist bei 18 der durch den Stutzen 9 geführte Steuerhebel des Sirenenschiebers angelenkt. Die Kolben und ihre Verbindungsstange sind mit einer achsialen Bohrung 19 versehen, und die Arbeitskolben haben auf ihrer Stirnfläche eine Ausfräsung 20, 20¹ mit Ventilsitz 21, 21A Die zugehörigen Ventilteller 22, 22¹ sind durch die

' in der achsialen Bohrung der Kolben und ihrer Stange geführte Stange 23 miteinander so verbunden, daß, wenn einer der Ventilteller auf seinem Sitz ruht, der andere abgehoben ist. Die Ventilteller 22,22¹ sind mit einer Bohrung 24, 24¹ versehen, welche die Druckkammern 11, 11¹ mit den Ausfräsungen 20, 20¹ der Kolben 13, 14 verbinden. Diese Ausfräsungen 20, 20¹ sind ihrerseits durch Bohrungen 25,25¹ mit in das Kolbengehäuse zwischen den Kolben 13, 15 einerseits und 14,16 anderseits mündenden Abwasserkanälen 26, 26¹ verbunden, die zu der gemeinsamen Ablaßleitung 27 führen. Der Hub des Kolbenkörpers ist durch in , die Druckkammern 11,11¹ einschraubbare Anschlagringe, die durch Gegenringe in ihrer Lage gesichert werden können, genau regulierbar.

In der dargestellten Stellung ist der Stromkreis des links befindlichen Elektromagneten 2¹ geschlossen und sein Anker angezogen. Der Kegelkörper des rechts befindlichen Einlaßventiles 6 befindet sich in gehobener Stellung, und das Druckwasser steht vor dem rechten Arbeitskolben 13, dessen Ventil 21,22- geschlossen ist, wobei die Druckkammer 11 lediglich durch die kleine Bohrung 24 mit der Ausfräsung 20 und über die Kanäle 25,26 mit der Abwasserleitung 27 in Verbindung steht.

Die' Arbeitskolben und^vsomit der Steuerhebel des Sirenenschiebers befinden sich demnach in Linksstellung, und das Ventil 21¹, 22¹ des linken Arbeitskolbens 14 ist offen, so daß das in der Druckkammer 11¹ bei geschlossenem Ventil 6¹ stehende Wasser mit der Abwasserleitung in Verbindung steht.

Bei Umsteuerung der Elektromagnete durch den Morsetaster wird das Ventil 6 geschlossen. Infolgedessen findet vor dem Arbeitskolben 13 infolge 4er Bohrung 24 des Ventiltellers 22 eine Druckminderung statt. Gleichzeitig aber wird das Ventil 6¹ geöffnet, und das unter hohem Druck stehende Wasser findet plötzlich den Weg zur Druckkammer 11¹ frei. Infolgedessen wird der Ventilteller 22¹, dessen Entfernung von seinem Sitz eine bestimmte Spaltbreite nicht. überschreiten darf, unter der dynamischen Wirkung des plötzlich ankommenden Wasserdrucks auf seinen Sitz 21¹ gepreßt, so daß sich das entsprechende Ventil 21, 22 des Arbeitskolbens 13 öffnet, worauf sich die Arbeitskolben unter dem Einfluß des auf den Arbeitskolben 14 zur Wirkung kommenden Wasserdruckes nach rechts verschieben, der Steuerhebel der Sirene also umgestellt wird. Die Druckkammer 11 steht nunmehr über das offene Ventil 21, 22 "und die anschließenden Kanäle mit der Abwasserleitung in Verbindung, und bei neuerlichem Umsteuern der Elektromagnete wiederholen sich die Ventil- und Kolben verschiebungen in · umgekehrtem Sinne.

Die Ausführungsform nach Fig. 5 bis 8 stimmt hinsichtlich der Ausbildung der Arbeitskolben mit der vorbeschriebenen Einrichtung überein. Die Steuerung des die Kolben betätigenden Druckwassers erfolgt hier jedoch nicht mehr durch Kegelventile, sondern durch die Anker 1, i¹ der die hier nicht gezeichneten Elektromagnete verbindenden Kupplungsstange 3. Diese trägt zwei Kolben 28, 29, welche in dem Gehäuse 30 bzw. einer Büchse 31 desselben verschiebbar-sind, deren Innenraum einerseits mit der mittleren Druckkammer 10 des Kolbengehäuses 8 über den Kanal 32 und anderseits über die Kanäle 33, 33¹ mit den Ringnuten 34, 34¹ der Büchse und über die diesen Ringnuten gegenüber mündenden Leitungen 35, 35¹ mit den Druckkammern ii, 11¹ kommuniziert. Die Kanäle 33, 33¹ sind an solcher Stelle der Büchse 31 vorgesehen, daß einer derselben von dem zugehörigen Kolben überdeckt wird, wenn der andere frei ist. Im übrigen ist die Wirkungsweise dieser Einrichtung genau dieselbe wie die Wirkung der Einrichtung nach Fig. 1 bis 4

Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 bis 12 ist an die die Anker 1, i¹ der Elektromagnete 2, 2¹ verbindende Kupplungsstange 36 der auf der Welle 37 fest gelagerte Hebel 38 angelenkt. Auf der Welle 37 sitzt ferner der Hebel 39,

dessen gabelförmig ausgebildetes Ende an der als Differentialkolbenkörper ausgebildeten Kupplungsstange 40 der Ventilteller 41,42 in der mittleren Kammer 43 des Ventilgehäuses 44 gelenkig angreift. Die Länge der die Ventilteller verbindenden Stange 40 ist so bemessen, daß bei Schließstellung des einen Ventiles das andere offen ist. Der Ventilteller 41 hat größeren Durchmesser als der Ventilteller 42, und zwischen seinem Sitz und dem ihm zugeordneten größeren Kolben 45 ist an das Gehäuse 44 die von der Sirene bzw. der mittleren Druckkammer 46 des Arbeitskolbengehäuses 52 abgezweigte Druckwasserleitung 48 angeschlossen. Die Ventilkammer 49 ist durch den Kolben 45 gegen die mittlere Kammer 43 des Gehäuses 44 abgedichtet. An die am anderen Ende . des Gehäuses 44 befindliche Ventilkammer 50 ist zwischen dem kleineren Ventilteller 42 und dem zugehörigen, diese Ventilkammer gegen die mittlere Kammer 43 abdichtenden kleinen Kolben 45 * die Abwasserleitung 51 angeschlossen, welche in nachstehend ersichtlicher Weise mit dem Arbeitskolbengehäuse 52 in Verbindung steht. Die mittlere Kammer 43 des Ventilgehäuses 44 steht durch die Bohrung 53 mit der Auslaßventilkammer 50 in Verbindung, um das Ansammeln von' Druckwasser in der Kammer 43 zu verhindern. Die beiden Ventilkammern 49, 50 sind durch die Leitung 54 miteinander verbunden, und an die Kammer 49 ist die zu dem Arbeitskolbengehäuse 52 führende Leitung 55 angeschlossen. In dem Gehäuse 52 sind die Kolben 56 und 57 beweglich, welche durch die Stange 58, an der der Steuerhebel des Sirenenschiebers in der mittleren Druckkammer 46 arigelenkt ist, miteinander verbunden sind. Der Kolben 56 hat größeren Durchmesser als der Kolben 57 und steht einerseits unter dem Druck des in der mittleren Kammer 46 befindlichen Druckwassers, anderseits unter dem jeweils- in der seitlichen Kammer 59 herrschenden Druck,- zu welch letzterer die von der Einlaßventilkammer 49 kommende Leitung 55 führt. Der kleinere Kolben 57 steht einerseits gleichfalls unter dem Druck des in der mittleren Kammer 46 stehenden Druckwassers, anderseits aber unter dem in der Kammer 60 herrschenden Abwasserdruck. In der Kammer 60 herrscht deshalb Abwasserdruck, weil sie mit der zum Außen wasser führenden Abwasserleitung 61 und mit der von der Auslaßventilkammer 50 kommenden Abwasserleitung 51 in Verbindung steht. Der Kolbenhub ist beiderseits durch die einschraubbaren Anschläge 62 regelbar, und die einzelnen Gehäusekammern sind durch die Kolben 56 und 57 gegeneinander abgedichtet.

In der dargestellten Stellung ist der Elektromagnet 2¹ erregt und sein Anker i¹ angezogen. Infolgedessen befindet sich der Differentialkolbenkörper in Rechtsstellung, und das Einlaßventil 41 ist offen,, während das Auslaßventil 42 geschlossen ist. Das durch die Leitung 48 zugeführte Druckwasser ist also, J da ihm der Austritt über die Verbindungsleitung 54 durch das Ventil 42 versperrt ist, durch die Leitung 55 in die Kammer 59 vor den Arbeitskolben 56 geströmt. Es herrscht demnach in der Kammer 59 derselbe Wasserdruck P wie in der mittleren Kammer 46, während in der Kammer 60 der Abwasserbzw, der äußere Wasserdruck j> herrscht. Da nun die Fläche F des großen Kolbens doppelt so groß oder größer ist als die Fläche f des kleinen Kolbens, P· aber ein Vielfaches von f ist, so ist der auf der Seite der Kammer 59 auf den Kolben 56 wirkende Gesamtdruck P ■ F entsprechend größer als der entgegenwirkende Gesamtdruck [P'{F — f) + p'f],. woraus die Linksstellung der Kolben und somit des Steuerhebels des Sirenenschiebers' resultiert. Beim Umsteuern der Elektromagnete schließt sich das Druckwassereinlaßventil 41, und das Auslaßventil 42 wird geöffnet. Infolgedessen sinkt der Wasserdruck in der Kammer 59 auf den Druck des Außen wassers p, und der jetzt auf dieser Seite des Arbeitskolbens wirkende Gesamtdruck p · F wird kleiner als der entgegenwirkende Gesamtdruck [P-(F- f) +fi· f]. Infolgedessen werden die Kolben durch das Druckwasser nach rechts verschoben, der Steuerungshebel des Sirenenschiebers entsprechend umgestellt und das vor dem Kolben 56 in der Kammer 59 stehende Wasser durch die Leitungen 55, 54, das Ventil 42, die Kammer 50, die Abwasserleitung 51 an der Kammer 60 des kleinen Kolbens 57 vorbei in die Außen-Wasserleitung 61 abgeleitet; durch die Leitung 61 wird auch das etwa von dem Kolben 57 durchgelassene Druckwasser ohne weiteres unschädlich gemacht.

An Stelle des die Ventile 41, 42 verbindenden Differentialkoltienkörpers kann auch eine einfache, durch Dichtungsbüchsen geführte Verbindungsstange treten, doch wird man im Interesse möglichster Entlastung der Elektromagnete die Differentialkolbenausbildung vorziehen. Ebenso können das Ventilgehäuse 44 und das Arbeitskolbengehäuse 52 zusammengebaut werden, um unnötig lange Verbindungsleitungen zu vermeiden.

Claims (8)

1. Patent-An Sprüche:

   i, Morsesteuerung für Unterwassersirenen nach Patent 271356, bei der das zum Be- ; triebe der Sirene dienende inkompressible Druckmittel (Druckwasser) zur Steuerung benutzt wird, während der Zutritt des Druckmittels zur Steuerungsvorrichtung auf elektromagnetischem Wege' geregelt wird,

   dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsorgan aus zwei ausschließlich von dem Druckwasser betätigten, miteinander gekuppelten Arbeitskolben besteht, denen das Druckmittel über elektromagnetisch gesteuerte Ventile zugeführt wird, während das beim Umsteuern überschüssige Druckwasser über von ihm selbst oder durch die Elektromagnete gesteuerte Ventile abgeführt wird.
2. 2. Morsesteuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander gekuppelten Arbeitskolben (13, 14) als Hohlkolben ausgebildet sind, denen das Druckmittel über elektromagnetisch gesteuerte Ventile abwechselnd zugeführt wird, während das beim Umsteuern überschüssige Druck wasser durch die Kolbenhöhlungen (20, 20¹) über diese verschließende, vom Druckwasser selbsttätig gesteuerte Ventile (22, 2i^a) abgeführt wird,
3. 3. Morsesteuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitskolben durch eine mit dem Steuerhebel der Sirene gelenkig verbundene Stange (12) starr gekuppelt und als Doppelkolben (14, 16 bzw. 13, 15) ausgebildet sind, deren jeweils einer (16 bzw. 15) als Führung und als Dichtung gegen die den Steuerhebel des Sirenenschiebers aufnehmende mittlere Druckkammer (10) dient, während jeweils der andere (13 bzw. 14) den eigentlichen Arbeitskolben bildet und eine einerseits über Bohrungen (25, 25¹) und den zwischen ihm und seinem zugehörigen Dichtungskolben befindlichen Zwischenraum mit den Abwasserkanälen (26,26¹) kommunizierende, anderseits durch ein Ventil (.22, 22¹) verschließbare Ausfräsung (20, 20¹) der Stirnfläche aufweist, wobei die Ventile (22, 22¹) durch eine in einer zentralen Bohrung (ig) der Kolben (13 bis 16) und ihrer Stange (12) geführte, bei Schließung des einen Ventiles die Öffnung des anderen bedingende Stange (23) miteinander verbunden und zwecks ihrer Entlastung bei Umsteuerung mit einer die Druckkammer (11, 11¹) mit den Abwasserkanälen (26, 26¹) verbindenden Bohrung (24, 24¹) versehen sind.
4. 4. Morsesteuerung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintritt des Druckwassers zu den Arbeitskolben (13, 14) über Kegelventile (6, 6¹) erfolgt, die von den· miteinander gekuppelten Ankern (1, i¹) der Elektromagnete durch ein Hebelsystem (4, 4¹J 5) gesteuert werden und einerseits mit einer den Steuerhebel der Sirene aufnehmenden, mit dem Sirenengehäuse kommunizierenden mittleren Druckwasserkammer (10), anderseits mit den zu beiden Seiten dieser Kammer angeordneten Druckkammern (n, 11¹) des Kolbengehäuses (8) in Verbindung stehen.
5. 5. Morsesteuerung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintritt des Druckmittels zu den Arbeitskolben (13, 14) durch die miteinander gekuppelten Anker (1, i¹) zweier Elektromagnete gesteuert wird, deren Kupplungsstange, (3) zwei Ventilkolben (28, 29). trägt, deren Kolbengehäuse (30) zwischen den Kolben mit der mittleren Druckkammer (10) des Arbeitskolbengehäuses (18) kommuniziert und zu beiden Seiten mit den seitlichen Druckkammern (11,11¹) der Arbeitskolben (13,14) in Verbindung stehende Kanäle (33, 33¹) aufweist, die abwechselnd durch die Ventilkolben (28, 29) überdeckt bzw. freigegeben werden.
6. 6. Morsesteuefung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet^ daß das Steuerungsorgan des Sirenenschiebers aus einem von dem Druckwasser betätigten Differentialkolben (56, 57) besteht.
7. 7. Morsesteuerung nach Anspruch ι und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Kolben (57) des Differentialkolbens einerseits ständig unter dem äußeren bzw. dem Abwasserdruck und anderseits ständig unter dem Druck des Betriebsmittels steht, während der größere Kolben (56) einerseits ständig unter dem Druck des Betriebsmittels steht, anderseits aber sowohl mit dem Einlaßventil (41) des Betriebsmittels wie auch mit dem Auslaßventil (42) in Verbindung steht, wobei diese Ventile durch die Elektromagnete (2, 2¹) so gesteuert werden bzw. zwangläufig miteinander so gekuppelt sind, daß bei Offenstellung des einen das andere geschlossen ist, so daß die auf den Kolben (56) wirkenden Gesamtdrücke entsprechend der Ventilstellung wechseln.
8. 8. Morsesteuerung nach den Ansprüchen 1,

   6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die das Einlaß- und Auslaßventil (41 bzw. 42) verbindende Kupplungsstange als Differentialkolbenkörper (40, 45, 45¹) ausgebildet ist, zum Zwecke, die Elektromagnete tunlichst zu entlasten.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.