-
Vielfachantrieb - mittels eines einzigen Stellrades, insbesondere
für die Schieber von Torpedoausstoßrohren. Gegenstand der Erfindung ist ein Vielfachantrieb,
bei dem die Bewegung mehrerer Organe oder Gruppen von Organen dadurch erfolgt, daß
ein einziges Stellrad mit einer Mindestanzahl von Umdrehungen entsprechend dem bei
der Bewegung zu überwindenden Widerstand beeinflußt wird. Die Vorrichtung nach der
Erfindung ermöglicht eine Einrückung eines von zwei nacheinander zu bewegenden Organen
oder Gruppen von Organen in der Weise, daß das eine Organ nicht eher aus seiner
Normalstellung verschoben werden kann, bis das andere in die Normalstellung vorher
zurückgeführt ist. Diese Bedingungen sind für eine Anzahl von Fällen Erfordernis,
wo schwierig zu bewegende Organe in einer bestimmten Reihenfolge beeinflußt werden
müssen, wie beispielsweise Zeiger, Barrieren, Eisenbahnsignale o. dgl. Im besonderen
ist der Erfindungsgegenstand jedoch für die Bewegung der Verschlüsse von Torpedoausstoßrohren
bestimmt und soll hierfür im besonderen beschrieben werden.
-
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. i bis i f- veranschaulicht.
-
An einem Unterwassertorpedoausstoßrohr sind drei Schieber V, Tll,
T71 erforderlich (Fig. i und io). Der eine Schieber v verschließt die Mündung des
Ausstoßrohres i gegen das Außenwasser hin; er ist an einer in geeigneter Weise angetriebenen
Zahnstange 2 befestigt. Die beiden anderen Schieber Tal, V2 dienen zum Lenzen des
Rohres - und werden gemeinschaftlich verstellt, wie dies später auseinandergesetzt
ist. Die Bewegungsvorrichtung für die Schieber muß so eingerichtet sein, daß der
Schieber V nur dann geöffnet werden kann, wenn die Schieber V1, T' geschlossen sind,
und umgekehrt.
-
Für gewöhnlich ist das Torpedorohr mit Wasser gefüllt, und der Mündungsverschluß
V sowie die Entwässerungsschieber V1, Tl' sind geschlossen. Bevor ein Torpedo eingeführt
wird, werden die Entwässerungsschieber Vi, T' geöffnet, um durch V'- das Wasser
aus dem Rohre in die Wasserballastkammern abzuführen, während durch V'- der Luftzutritt
im Rohr ermöglicht wird, worauf die Entwässerungsschieber wieder geschlossen werden.
Der Mündungsverschluß V bleibt während. dieser Zeit geschlossen. Nach dem Einführen
des Torpedos und Schließen des Deckels wird der Mündungsverschluß geöffnet, damit
der Torpedo ausgestoßen werden kann. Hierbei füllt sich das Rohr wieder mit Wasser.
-
Die drei Schieber werden gemäß der Erfindung mittels eines einzigen
Stellrades 3 bewegt. Dieses Stellrad (Fig.2) sitzt auf einer Welle 4., die ein Zahnrad
5 trägt, das mit einem Zahnrad 6 in Eingriff steht, dessen Nabe eine Mutter bildet
und dessen Achse durch eine Schraube 7 gebildet wird, die fest
in
dem Gehäuse 8 gelagert ist. Das Zahnrad 6 besteht aus einem Stück mit einer Muffe
57, 58, die einen Stift 9 (Fig. 2 und 8) trägt, der seitlich angeordnet ist und
sich zwischen die beiden Zähne einer schwingenden Gabelscheibe io legen kann (Fig.8),
deren Schwingungen mittels eines Zapfens i i und eines Armes 12, auf eine Klinke
13 übertragen werden, die unter dem Einfluß einer Feder 6o steht. Die Länge des
Stiftes 9 ist gleich der Ganghöhe des Gewindes 7, so daß also nach einer Umdrehung
der Schraube 7 der Stift 9 nicht mehr vor der Scheibe io liegt, da er sich hierbei
mit dem Zahnrad 6 und der Muffe 57, 58 um ein der Ganghöhe entsprechendes Stück
nach links bewegt hat. Bei dieser Bewegung gelangt die Außenfläche des Muffenteiles
57 in einen der zu beiden Seiten des radial gerichteten Schlitzes liegenden kreisförmigen
Ausschnitte der Scheibe io und verhindert so eine Drehung der Scheibe io.
-
Die Klinke 13 ist mit dem Arm I2 gelenkig verbunden, und die Feder
6o dient dazu, die Klinke 13 in der Ruhestellung senkrecht nach unten gerichtet
zu halten. Die Feder 6o ist jedoch so schwach, daß beim Auftreffen der Klinke 13
auf die eine oder die andere Seite des Daumens 61 der Daumenscheibe 14 sofort ein
Ausschwingen der Klinke nach der einen oder anderen Seite erfolgen kann. Die Daumenscheibe
14 hat das in der Zeichnung (Fig. 2) dargestellte Profil und wird bei der Abwärtsbewegung
der Klinke 13 jedesmal umgelegt; sie nimmt entweder die in Fig. 2 oder die in Fig.
5 dargestellte Lage ein. Ist beim Herabgehen der Klinke 13 die Daumenscheibe nach
der in der Fig. 5 dargestellten Lage umgelegt worden, so wird bei der Aufwärtsbewegung
der Klinke in dem Augenblick, wo diese außer Eingriff von dem Daumen 61 kommt, der
die beiden Ausnehmungen in der Daumenscheibe 14 voneinander trennt, die Klinke durch
die Wirkung der Feder 6o in die in den Fig.2 und 6 dargestellte Normallage zurückgeführt.
Die Gleitbewegung der Klinke 13 an dem Daumen 61 übt hierbei keine Wirkung auf die
Daumenscheibe 14 aus. Die Klinke wird bei der nächsten Abwärtsbewegung in dem Augenblick,
wo sie auf die schräge Fläche des Daumens auftrifft, zunächst etwas abgelenkt, bis
sie in die andere- Ausnehmung der Daumenscheibe eintritt, die nunmehr nach der anderen
Richtung umgelegt wird.
-
Auf die Welle der Daumenscheibe 14 ist eine kleine Kurbel 62 aufgekeilt,
die mit der Stange 621 eines Schiebers 15 durch ein Schlitzgelenk verbunden ist.
Der Schieber 15, der die in Fig. 14 dargestellte Form hat, besitzt an jedem Ende'
zwei schräge Flächen 16, auf denen kleine Stifte 17 aufruhen (Fig.2 und 13). Jeder
Stift gleitet, ebenso wie der Schieber 15, in einer Ausnehinung einer zylindrischen
Welle i9, die am Gehäuse 8 festgekeilt ist. Auf der Welle ig sind drehbar zwei Winkelräder
2o, 26t angeordnet, die auf einem Bronzering 63 aufgekeilt sind. Irl entsprechenden
Ausnehinungen dieser Ringe ist je eine unter Wirkung einer Feder 64 stehende Kugel
18 gelagert.
-
Eine Drehung des Ringes 63 in der der Uhrzeigerbewegung entgegengesetzten
Richtung wird durch die Klemmwirkung der durch die Federn 64 (Fig. 13) nach links
gedrückten Kugeln 18 verhindert. Eine Drehung des Ringes 63 in der Richtung des
Uhrzeigers ist jedoch möglich, da hierbei die Innenfläche des Ringes 63 die Kugeln
18 unter Zusammendrücken der Federn in den freien Raum der Ausnehmung führt. Werden
die Stifte 17 durch die schrägen Flächen 16 des Schiebers 15 gehoben, so verhindern
sie eine Bewegung der Kugeln 18 nach links und gestatten somit eine Drehung des
Ringes 63 nach jeder Richtung. -Auf der Welle 4 sitzt ferner ein Kupplungsstück
5o, das mit zwei um 18o° gegeneinander versetzten Kupplungszähnen 54 52 versehen
ist, diese Zähne greifen zwischen zwei entsprechende Kupplungszähne 53, 54 eines
Zahnrades 55, das auf der Welle 4 frei drehbar gelagert ist. Diese Kupplung gestattet,
daß mit dem Stellrad 3 eine Viertelumdrehung im toten Gang nach der einen oder der
anderen Seite gemacht werden kann, ehe das Rad 55 mitgenommen wird. Das Rad 55 greift
in ein Zahnrad 56 ein, das gleichzeitig das Gehäuse eines Umlaufgetriebes 2o, 21,
2o1 bildet.
-
Die Räder 2o und 2o1 bestehen aus einem Stück mit Kegelrädern 22 bzw.
23, von denen das Kegelrad 23 mit einem Kegelrad 24 in Eingriff steht, das mit einer
Kardanwelle 2s (Fig. io) verbunden ist, die den Schleusenschieber V verstellt. Die
Welle 25 beeinflußt mittels Stirnräderübertragung einen Kurbelzapfen 26, der sich
in einem Schlitz 261 (Fig. 7) einer Scheibe 27 verschiebt, die mit einem Zahnrad
28 aus einem Stück besteht, das mit der Zahnstange 2 des Schleusenschiebers V in
Eingriff ist, so daß während einer halben Umdrehung (Fig. 9) der Kardanwelle 15
die Entfernung der Achse 67 der Scheibe 27 vorn Angriffspunkt der Kraftam Kurbelzapfen
26 des Schlitzes 261 sich von einem Maximum nach einem Minimum verändert. Demzufolge
wird das Verhältnis zwischen den beiden Hebelarmen beim Bepinn
und
am Ende -der Öffnungsbewegung gleich den Verhältnissen zwischen den entsprechenden
Werten für den zu überwindenden Widerstand. Die am Stellrad 3 aufzuwendende Kraft
bleibt somit trotz des veränderlichen Widerstandes praktisch konstant. Das Übersetzungsverhältnis
in dem Getriebe zwischen dem Stellrad und der Zahnstange z ist so bemessen, daß
zwei volle Umdrehungen des Stellrades 3 bzw. des Rades 55 zum Öffnen bzw. Schließen
des Schiebers genügen. -Das Kegelrad 22 (Fig. io) steht in Eingriff mit einem Kegelrad
29, das durch eine Kettenübertragung 3o eine Welle 31 in Drehung versetzt, die mittels
Kegelrades ein Kegelrad 32 (Fig. i) antreibt, das mit dem Gehäuse 33 eines Umlaufgetriebes
aus einem Stück bestellt, dessen Kegelräder 34, 35 auf Wellen 36 und 37 angeordnet
sind. Diese Wellen tragen -an ihren freien Enden Zahnräder 38 bzw. 39, die mit Zahnsegmenten
40 bzw. 41 in Eingriff stehen, die die Entwässerungsschieber V1, T= drehen. Däs
Umlaufrad 411 des Differentialgetriebes trägt in seiner Nabe eine Spiralfeder 42,
die mit ihrem einen Ende an der Nabe und mit dem anderen Ende an dem Zapfen 7o des
Umlaufrades 411 befestigt ist. Diese Anordnung der Feder hat ein Feststellen des
Umlaufrades auf seinem Zapfen am Ende einer gewissen Winkeldrehung zur Folge. Auch
hier sind die Übersetzungsverhältnisse so gewählt, daß zwei volle Umdrehungen des
Stellrades 3 bzw. des Rades 55 genügen, um die Schieber Vl, T= zu öffnen oder zu
schließen. Die Viertelumdrehung des Stellrades im toten Gang dient dazu, das Getriebe
des Schiebers T oder das der Schieber V1, T= ein- oder auszuschalten.
-
Aus der Arbeitsweise des Torpedoausstoßrohres ergibt sich für die
verschiedenen Schieber folgende Bedienungsweise: Soll ein im Rohr befindlicher Torpedo
ausgestoßen werden, so wird bei geschlossenen Entwässerungsschiebern V1, V'= zunächst
der Schieber V geöffnet und der Torpedo aus-. gestoßen. -Hierauf ,wird der Schieber
T geschlossen, und dann werden die Schieber V1, T= geöffnet, um das Wasser aus dem
Rohr abzulassen und schließlich die Schieber V1, T= wieder geschlossen.
-
Wird das Stellrad 3 zwecks öffnens des Schiebers T gedreht, so bewirkt
während der zuerst erfolgenden Viertelumdrehung des Stellrades im toten Gang der
Stift 9 des Rades 6, der in der Anfangsstellung mit der Gabelscheibe io in Eingriff
steht (Fig. il), die Verstellung dieser Gabelscheibe und ruft das Niedergehen der
Klinke 13 hervor, wodurch die Daumenscheibe 14 verstellt und der Schieber 15 so
verschoben wird, daß der durch seine Schrägflächen 16 unter Vermittlung der Stifte
17 und der Kugeln 18 das Rad 2o1 freigibt, während das Rad 2o festgestellt wird.
Nach dieser Viertelumdrehung toten Ganges kommen die Kupplungszähne 51, 52 mit den
Zähnen 53, 54 des Rades 55 in Eingriff, so daß dieses Rad bei der Weiterdrehung
des Stellrades mitgenommen wird. Der Stift 9 des Zahnrades 6 tritt allmählich aus
der Gabelscheibe io infolge Verschiebung dieses Zahnrades 6 längs seiner Achse heraus,
so daß das Zahnrad sich drehen kann, ohne die Gabelscheibe zo mitzunehmen; daher
wird auch die Daumenscheibe 14 nicht weiter verstellt. Da das Kegelrad 2o festgestellt
ist, so wird die Drehung des Rades 55 durch das Umlaufrad 21 auf das Kegelrad 2o1
und auf das Kegelrad 23 übertragen, das durch Eingriff mit dem Kegelrad 24 die Kardanwelle
25 dreht. Diese Welle 25 setzt durch Stirnräderübertragung den Kurbelzapfen 26 in
Umdrehung, der sich in dem' Kulissenschlitz 261- der Scheibe 27 verschiebt,
die unmittelbar das Zahnrad 28 dreht, das mit der Zahnstange des Schiebers V in
Eingriff steht. Der Schiebers T wird somit geöffnet, während die Schieber V1, Tue'
nicht bewegt werden.
-
Zwecks Schließens des Schiebers T wird das Stellrad in der umgekehrten
Richtung gedreht. Die Viertelumdrehung toten Ganges hat hierbei auf die Stellung
der Teile keinen Einfluß. Durch die beiden vollen Umdrehungen des Stellrades wird
der Schieber geschlossen, während das Zahnrad 6 mit der Muffe 57, 58 und den Stift
9 nach rechts bewegt wird. Kurz vor dem Ende der beiden Umdrehungen ist der Stift
9 wieder in Eingriff mit der Gabelscheibe io gekommen, die dann mitgenommen wird
und infolge der entgegengesetzten Drehungsrichtung jetzt die Klinke 13 anhebt, die
durch ihre Feder .6o wieder lotrecht gestellt wird. Die Daumenscheibe 14 bleibt
hierbei in ihrer Stellung (Fig. 15) stehen, und das Getriebe ist infolgedessen für
das Öffnen der Entwässerungsschieber vorbereitet. Wird das Stellrad zwecks COffnens
der Entwässerungsschieber gedreht, so wird während - der Viertelumdrehung im toten
Gang, in gleicher Weise wie vorher beschrieben, die Klinke 13 gesenkt. Sie trifft
hierbei den in der Stellung Fig. 6 befindlichen Daumen 61 auf der linken Seite und
.legt die Daumenscheibe 14 nach links hin um (Stellung Fig.2). Hierbei wird mittels
des Schiebers das Kegelrad 2o freigegeben und das Kegelrad 2o1 festgestellt. Die
weitere Drehung des Stellrades
wird durch die Kegelräder 2o, 22,
29, Kettenübertragung 3o, Welle 31 und Kegelrad 32 des Umlaufgetrieberahmens,
auf die Kegelräder 34, 35 übertragen.
-
Da die beiden Entwässerungsschieber in der Regel ungleich groß sind
und vor der Öffnung dieser Schieber ein Überdruck im Rohr vorhanden sein kann, so
wird, um ein Herausschleudern von Wasser aus dem Rohr in den Ausstoßraum zu vermeiden,
zuerst für die Öffnung des Schiebers V° gesorgt, obwohl er die größere Kraft erfordert.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß der größere Schieber
I'2 zu seiner Öffnung eine viermal so große Kraft gebraucht als der kleine Schieber
P. Um diesen Unterschied auszugleichen, treibt man den Schieber V2 mit einem Zahnsegment
41 an, dessen Durchmesser ungefähr fünfmal größer ist als der Durchmesser des Zahnsegmentes
40 für den Schieber V1, derart, daß schließlich der geringere Widerstand auf den
großen Schieber kommt. Dieser große Schieber V2 beginnt sich zuerst zu öffnen, indem
sich sein Antriebsrad 35 mittels des Umlaufrades 411 an dem festgestellten Kegelrad
34 abrollt. Die Drehungsbewegung des Umlaufrades 41 indessen um seinen Zapfen wickelt
seine Spiralfeder 42 auf, die am Ende einer bestimmten Zeit das Umlaufrad auf seinem
Zapfen 70 festlegt und von diesem Augenblick an die Mitnahme des ganzen Umlaufgetriebes
durch das Gehäuserad 32 bewirkt, so daß jetzt auch das Kegelrad 34 mitgenommen wird
und den kleinen Schieber V' öffnet. Beide Schieber sind vollständig offen, wenn
das Stellrad 3 zwei volle Umdrehungen gemacht hat.
-
Der Schluß dieser Schieber erfolgt durch zwei volle Umdrehungen des
Stellrades in umgekehrtem Sinne, denen wiederum eine Viertelumdrehung toten Ganges
vorangeht, die aber ebenfalls ohne Einfluß auf die Stellung der Teile ist. Da das
Umlaufrad 4i1 festgestellt ist, so werden beide Schieber zunächst gleichmäßig geschlossen,
da beide Kegelräder 34, 35 gleichmäßig von dem umlaufenden Gehäuse (33) mitgenommen
werden. Ist der Schieber Vl mit kürzerer Bewegungszeit geschlossen, so wird das
Kegelrad (34) an einer weiteren Bewegung gehindert und steht still. Das Umlaufrad
41" dreht sich dann bei der Weiterdrehung des Gehäuses 33 in umgekehrter Richtung
wie vorher und wickelt hierbei die gespannte Feder 4.2 bis zur Entspannung ab, während
welcher Zeit der Schieber V2 durch das sich weiter drehende Kegelrad. 35 ganz geschlossen
wird. Während des letzten Teiles der Umdrehung wird die Klinke 13 wieder
gehoben und für die nächstfolgende Bewegung bereitgestellt.