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Hydrodynamisches Log. Die Erfindung betrifft ein Log zur dauernden
Anzeige der Schiffsgeschwindigkeit in allen Zuständen der Navigation und für beide
Fahrrichtungen durch Aufnahme des längs des Kieles von den Wasserfäden bei der Relativverschiebung
ausgeübten Druckes und Unterdruckes.
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Das Instrument besteht aus einem Aufnahmemechanismus, der in dem unter
Wasser befindlichen Teil des Schiffes untergebracht ist und außerhalb der Schiffswand
befindliche Ausläufer besitzt, sowie aus Anzeigemechanismen, die an den verschiedenen
Stellen verteilt sind, an denen die Kenntnis der Fahrtgeschwindigkeit notwendig
ist, beispielsweise den Brücken, der Kapitänskajüte, den Maschinenräumen u. dgl.
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Der Aufnahmemechanismus besteht aus Sätzen von wasseraufnehmenden
Teilen, die in gleichen Gruppen zu beiden Seiten der Längsebene verteilt sind, und
zwar in ungleichen Abständen von der Spitze des Schiffes. jeder Satz besteht aus
zwei Pitotröhren, die in einem gemeinsamen Dorn untergebracht sind, welch letzterer
während der Fahrt herausnehmbar ist. Der eine Satz ist nach vorn, der andere nach
rückwärts gerichtet und tritt aus der Schiffswand heraus, wobei die Mündung-eine
gewisse Entfernung vom Kiel besitzt; die Mündungen des Einsatzes wirken auf Druck
-und die anderen auf Unterdruck. Die beiden wasseraufnehmenden Rohre ergänzen sich
gegenseitig und mit Dämpfungsräumen hinsichtlich der Unterdrückung von zufälligen
Störungen, die entweder durch die Wirkung des Kielswassers oder durch irgendwelche
Verschiebungen des Schiffes hervorgebracht werden ohne Rücksicht darauf, wie der
Reinlichkeitszustand des Kieles ist.
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Die Anzeigemechanismen können einfach in zwei senkrechten Rohren bestehen,
in denen in Form einer Wassersäule sich der durch das Kielwasser hervorgebrachte
Druck und Unterdruck verzeichnet. Noch praktischer ist die Benutzuug von Zeigerapparaten
oder von Registrierapparaten, die mittels einer Differentialanordnung auf einem
Zeiger oder einem Griffel die gleichzeitigen Abschnitte von Druck und Unterdruck
übertragen, welche von den Aufnahme- und Dämpfungseinrichtungen her aufgenommen
werden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsformen des Erfindungsgedankens dargestellt.
Es zeigt Fig. z eine schematische Perspektive und Gesamtanordnung, wobei A-B die
Längsebene und C-D die Querebene des Schiffes angeben. Fig. 2 ist ein Einzelschnitt
durch einen Satz von Wasseraufnahmeapparaten.
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Der Aufnahmemechanismus besteht aus zwei Sätzen von Wasseraufnehmern
=, 2, die auf der Schiffswand zu beiden Seiten und in gleichem Abstand von der Längsebene-angebracht
sind. Diese Wasseraufnehmer sind im übrigen gegenüber dem vorderen Ende des
Fahrzeuges
in veränderlicher Menge, je nach der Lage der Räume, befestigt.
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Jeder Satz von Wasseraufnehmern besteht aus zwei Rohren 3, 4 und ,5,
6, die parallel zur Achse des Fahrzeuges angebracht sind und einerseits nach vorn,
anderseits nach rückwärts münden.
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Die nach derselben Richtung mündenden Röhren sind durch eine Leitung
7 oder 8 verbunden, die durch einen Dämpfungsbehälter 18 bzw. ig hindurchgeht, mit
dem sie durch kleine Öffnungen in Verbindung steht.
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Jeder Behälter 18 bzw. ig ist durch eine Steigleitung 22 bzw. 23 mit
einer Luftglocke bzw. einem Reglerraum 9 bzw. io verbunden, der- in der Leichterwasserlinie
liegt. Von diesem Reglerraum g; 1o gehen Luftleitungen 1i, 13 aus sowie ferner Wasserleitungen
12, 14, die die Wirkung der Fahrgeschwindigkeit auf die Anzeigeapparate übertragen,
je nachdem sich die letzteren oberhalb oder unterhalb der Wasserlinie befinden.
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Hähne 2o, 2i, die unter dem Reglerraum angebracht sind, dienen zum
Ablassen -der Luft während der Füllung der unteren Leitungen.
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Wenn die Luftleitungen 1i, 13 nicht eine annähernd senkrechte Richtung
besitzen, so ist ihre Mündung in dem Reglerraum mit einem Gummiventil versehen,
das den Zutritt des Wasserdampfes zu den Luftleitungen verhindert.
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In der Einzeldarstellung eines Satzes von Wasseraufnehmern nach Fig.
2 ist die Anordnung zum Einstellen und Nachsehen der Röhren während der Fahrt gezeigt.
Bei dieser Anordnung sind die Röhren 3, 4 und ihre Zuleitungen in einem Dorn 15
untergebracht, der mit dichter Verbindung längs eines Schützen- oder Halmkastens
16 verschiebbar ist, welch letzterer an der Innenwand des Schiffes befestigt ist.
Der Dorn i5 tritt aus der Wand so weit heraus, als die den Mündungen der Wasseraufnehmer
gemein- , same Achse um einige Zentimeter über den Kiel verlängert sein soll.
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Eine Zugvorrichtung kann an einem Rohr 24 am Kopf des Dorns angebracht
werden und dient zum Herausnehmen und Einsetzen des Dornes. Der Schieber 17 oder
ein Hahn ist vorgesehen, um zur gegebenen Zeit das Eindringen von Wasser zu verhindern.
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Die Wirkung der Einrichtung ist die folgende: Bewegt sich das Schiff
vorwärts, so übt das Kielwasser auf die nach vorn gerichteten Rohre 3, 6 einen gewissen
Druck aus, der eine Funktion der Geschwindigkeit ist und-gleichzeitig einen proportionalen
Unterdruck auf die nach hinten gerichteten Rohre 4,5 und den Druckregler in dem
Reglerraum g. Der'Druck wirkt in dem Reglerraum 9, während anderseits der Unterdruck
in dem Reglerraum io wirkt. Diese Wirkungen ergänzen sich zur Bewegung der Nadel
bzw. des Griffels längs der Skala.
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Geht das Schiff rückwärts, so kehren sich die Bewegungen der Anzeigeinstrumente
urn, und die Ablesung erfolgt auf den hierfür vorgesehenen Skalen.
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Das charakteristische Merkmal der vornegenden Erfindung besteht vor
allem in der Anordnung der Wasseraufnehmer untereinander und gegenüber den Reglereinrichtungen
derart, daB zufällige Störungen durch die Art der Kielwasserbewegung oder durch
den besonderen Zustand des Schiffes oder durch eine Hohlbewegung des Wassers infolge
anormaler Verschiebungen unterdrückt werden. (Der Ausdruck »anormal« bezieht sich
hier auf alle Verschiebungen, die sich nicht in der Fahrtrichtung vollziehen.) Die
gegeneinander, gerichtete Anordnung der beiden Wasseraufnehmerrohre bezweckt, die
Anzeige unabhängig von der Lage der Wasser-, Linie zu machen, die-sogar völlig ausgeschaltet
werden kann (Unterseeboote). Jede Änderung der Wassertiefe oder die Änderung der
Lage des Schiffes verursacht statische Druckdifferenzen, die in beiden Reglerräumen
identisch sind und deshalb keine Wirkung auf die Anzeigevorrichtungen haben.
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Die Anordnung der Mündung der Wasseraufnehmer in einer gewissen Entfernung
von der Außenhaut des Schiffes ist dazu vorgesehen, damit die Intensität der Kielwasserbewegung
sich nicht mit der jeweiligen. größeren oder geringeren Reinheit des Kieles ändert.
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Die Verdoppelung der Wasseraufnehmer bewirkt eine Unterdrückung derjenigen
Störungen, die durch die Wellenbewegung des Kielwassers hervorgebracht werden. Wegen
der Unregelmäßigkeit ihrer Dauer und Größe wirken diese Wellen ungleichmäßig auf
die in gleicher Richtung eingestellten Röhren. Ihre Wirkungen stehen einander entgegen,
und die in dem Wasser angehäufte Energie verläuft sich in Stößen und Reibungen in
den Leitungen und Ausgleichsvorrichtungen.
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Die Verteilung der Sätze von Wasseraufnehmern zu beiden Seiten der
Längsebene des Schiffes hat die Ausschaltung der Schlingerbewegung zur Folge. Die
statische Druckdifferenz für jede Neigung des Schiffes veranlaßt in den beiden Leitungen
eine Wasserströmung, die von den herabgehenden Wasseraufnehmern zu den fieraufgehenden
Wasseraufnehmern verläuft. Diese Strömungen sind identisch und beeinflussen nicht
oder nur wenig den Druck in den Reglerräumen. Da in diesen letzteren diese Einflüsse
abwechselnd
identisch sind, entsteht keine Veränderung der Anzeigeapparate.
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Die gleiche Erscheinung zeigt sich bei Drehbewegung des Schiffes,
jedoch diesmal unter der Wirkung dynamischer Drücke; die Anzeigeapparate verzeichnen
demnach lediglich die Verminderung der Geschwindigkeit infolge von Fahrtwiderständen.
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Die Anordnung der Wasseraufnehmer in ungleichen Abständen vom Vorderteil
des Schiffes bezweckt, die Wirkung der Hohlbewegung der Wellen auszuschalten, da
diese in einer wahrnehmbar parallelen Richtung zur Fahrt sich verschieben. Der eine
Satz von Wasseraufnehmern verzeichnet die Vorwärtsbewegung auf der Membran, während
der zweite Satz die Rückbewegung auf der Membran verzeichnet, so daß die Anzeigeapparate
keine Einwirkung von dieser Erscheinung erhalten.
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Die Unbeweglichkeit der Wasseraufnehmer ist vorgesehen, um die äußeren
und inneren Rohre in vollkommen reinem Zustand erhalten zu können. Die Praxis hat
gezeigt, daß die Wirkung des Kielwassers mit diesem Reinheitszustande wechselt,
und daß eine Reinigung mit Dampf nicht genügt, um die Muschelgehäuse, die die Wasseraufnehmer
verstopfen, zu entfernen. Die Ausgleich- und eeglerräume vervollständigen die Wirkung
der obengenannten Anordnung. Sie verzögern die Übertragung und mindern die Wirkung
von Stößen der in Bewegung befindlichen Wassermasse und veranlassen demzufolge eine
vollständige Stabilität der Anzeige.