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Selbsttätig eine bestimmte Richtung einhaltender Apparat. Gegenstand
der Erfindung ist ein Apparat, in welchem das Beharrungsvermögen von Flüssigkeitsstrahlen
zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Richtung, z. B. der Nord-Süd-Richtung, oder
der wagerechten Lage benutzt wird. Die Flüssigkeitsstrahlen gehen von Drisen aus,
welche an einem wie ein lZagnetkompaß auf einer Spitze gelagerten und leicht drehbaren
Gefäß befestigt sind. Die Flüssigkeit strömt durch ein senkrecht zur Drehungsebene
und konzentrisch um die Drehungsachse stehendes Zuleitungsrohr ein, wobei zwischen
dem Düsengefäß und dem Zuleitungsrohr eine Lücke ist, so daß keine Berührung stattfinden
kann. Die durch die Lücke entweichende Flüssigkeit verursacht einen Arbeitsverlust,
die richtungstörenden Drehmomente der Unterlage können aber bei dieser Anordnung
nur durch die Reibung der tragenden Spitze und durch die Reibung der Flüssigkeit
an den Wänden des Düsengefäßes, also nur in ganz beschränktem Umfang, übertragen
werden. Die Flüssigkeitsstrahlen berühren nach einem nicht zu langen Wege die Flächen
von Strahlhindernissen, welche mit dem Düsengefäß und den Düsen starr verbunden
sind und mit diesen zusammen den starren, auf der tragenden Spitze ruhenden und
leicht drehbaren Richtkörper bilden.
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Bei auftretenden Drehungen wird auf den Richtkörper ein Drehmoment
ausgeübt, welches ein Eindringen der Strahlhindernisse in .die noch in ursprünglicher
Richtung und Geschwindigkeit befindliche Strahlmasse, und zwar in der Richtung der
erfolgten Drehung, hervorzurufen sucht. Diesem Eindringen der Hinderniswände setzt
die kinetische Energie der auf sie aufprallenden Flüssigkeitsmengen ein- Widerstandsmoment
entgegen. Durch Verwendung vieler Strahlen von möglichst hoher Geschwindigkeit und
durch Aufeinanderlegen mehrerer Richtkörper, von denen der folgende immer auf dem
vorhergehenden drehbar gelagert ist und nur die Drehungen dieses Körpers zu dämpfen
hat, wird die Strecke, welche dieses Eindringen beträgt, durch die Steigerung der
Widerstandsinomente so verringert, .daß die zuletzt noch bestehende Bewegung praktisch
einem völligen Beharren gleichzuachten ist.
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In Fig. i ist eine einfache Ausführungsform des Apparats in einem
Achsenschnitt schematisch dargestellt. Fig. a zeigt in vergrößertem Maßstab Strahlhindernis
und Strahl in Ruhestellung und bei seitlichem Eindringen des Hindernisses in die
Strahlmasse, und zwar je in Quer- und Längsschnitt. Fig.3 stellt im Querschnitt
ein Strahlhindernis für die Verwendung mehrerer übereinander angeordneter Strahlen
dar. Fig. d. stellt einen Achsenschnitt durch die eine Hälfte einer Ausführungsform
dar, in welcher mehrere Richtkörper aufeinandergelagert sind.
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In Fig. r ist a eine Flüssigkeitspumpe mit Motor, b ein senkrechtes
Zuleitungsrohr; auf einem Querträger in demselben ruht die Pinne c, auf welcher
durch die Spitze d das Düsengefäß e drehbar gelagert ist. Zwischen Düsengefäß c
und dem Zuleitungsrohr ist eine Lücke, welcher Flüssigkeit unter Arbeitsverlust
entströmt. Diese Stelle kann auch als
kugelsegmentartige Ausbauchung
des Zuleitungsrohrendes und als etwas weitere kugelsegmentartige Umfassung des Düsengefäßes
e gestaltet sein. Das Gefäß e öffnet sich in den Düsen f. Durch diese strömen die
Flüssigkeitsstrahlen g hinaus und treffen in das hier trichterförmig gestaltete
-- Strahlhindernis Ir, dessen engsten Teil leicht berührend. Die Berührungsstelle
ist in Fig. 2 schraffiert gezeichnet. Sie bildet in Ruhelage einen konzentrischen
Ring. Das Auftreffen der Strahlen kann mithin kein Drehmoment erzeugen. Durch die
geringe Verengerung des Strahls wird hier eine geringe Beschleunigung der Strahlenasse
und ein geringes Abtropfen einzelner Strahlteile hervorgerufen. Auch hierdurch kann
ein Drehmoment nicht hervorgerufen werden. Die Strahlflüssigkeit verläßt das Strahlhindernis
genau in radialer Richtung, also ebenfalls ohne Drehmoment. Sie trifft nun in eine
rings den Richtkörper umgebende, nicht drehbare Auffangöffnungi und wird von hier
der Pumpe a wieder zugeführt. Natürlich kann Pumpe und Motor auch an einem vom Richtapparat
beliebig entfernten Ort aufgestellt und durch Rohrleitungen mit ihm verbunden sein.
An Stelle der in Fig. z erscheinenden zwei Strahlen werden besser mehrere neben-
oder, wie Fig. 3 zeigt, übereinander angeordnete Strahlen verwendet. An Stelle des
trichterförmigen Strahlhindernisses tritt dann ein rechteckiges mit schrägen Wänden.
Die Strahlhindernisse sind starr, z. B. mittels des Trägers h, mit dem Düsenkörper
verbunden. Der im Zuleitungsrohr b aufsteigende Flüssigkeitsstrom hebt das Düsengefäß
E an und drückt es gegen ein zweites Lager über dem Richtkörper, wenn die Schwere
des Richtkörpers dieses nicht hindert. Vermieden wird diese Druckwirkung in der
Ausführungsform Fig: d.. Hier führen zwei Zuleitungsrohre L und m die Flüssigkeit
in entgegengesetzter Richtung in den Richtkörper. Die zwei äußeren Richtkörper ia
und p sind auf einer mittleren, in zwei Lagern q1 und q. drehbar ruhenden Welle
r montiert, der mittlere Richtkörper o ist drehbar auf Welle o gelagert. Der Richtkörper
o hat somit nur die von ic und p noch nicht gelöschten Drehungen zu dämpfen.
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Durch Steigerung der Ausflußgeschwindigkeit der Strahlen, durch Verwendung
einer schwereren Flüssigkeit als Wasser, durch Verlängerung des Radius des Richtkörpers
und durch Verwendung eines dritten, auf dem zweiten ruhenden Richtkörpers läßt sich
die Größe des Widerstandsmomentes so steigern, daß sich auch bei sehr ungünstigen
Verhältnissen ein völliges Beharren erreichen läßt.
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Die bei Geschwindigkeitsänderungen der Unterlage der Richtkörper auftretenden
Ausschläge der Strahlen können Drehmomente nicht hervorbringen, weil sie an zwei
.diametral gegenüberstehenden Strahlhindernissen je einen gleich großen, aber entgegengesetzt
wirkenden Strahldruck hervorrufen.