DE33550C - Neuerung an Fischtorpedos - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Neuerung an Fischtorpedos.

Dieser Torpedo gehört zur Klasse der automobilen Torpedos; die ihn treibende Kraft wird von einem damit verbundenen Schwungrad geliefert, welchem vor dem Lanciren des Torpedos mit Hülfe einer aufserhalb desselben erzeugten Kraft eine grofse Umdrehungsgeschwindigkeit ertheilt wird. Das Schwungrad überträgt seine Bewegung an einen oder mehrere Propeller, welche den Torpedo durch das Wasser treiben. Wir nennen diese Art von Torpedos »Schwungradtorpedos«.

Wenn auf einen Torpedo der eben gekennzeichneten Art eine Kraft mit dem Streben wirkt, ihn um eine Achse zu drehen, welche der Rotationsachse des Schwungrades nicht parallel ist, so ergiebt sich als Resultante eine Bewegung um eine Achse, welche senkrecht zur Ebene jener beiden Achsen steht. Schwingt z. B. das Schwungrad um eine horizontale Achse und strebt eine aufsen angreifende Kraft, den Torpedo um eine verticale Achse zu drehen, so wird das Resultat dieser beiden Kraftwirkungen nicht Drehung um diese verticale, sondern um eine horizontale Achse sein, welche senkrecht zur Ebene der beiden ersten Achsen liegt.

Diese Thatsache benutzen wir, um seitliche Ablenkungen des Torpedos zu verhindern und ihn zwangläufig in der Richtung zu erhalten, in welcher er einvisirt und lancirt wurde. Da seitlich ablenkende Kräfte dem Torpedo Drehung um eine Verticale mitzutheilen streben, so folgt, dafs die Rotationsachse des Schwungrades horizontal liegen mufs, und ist es im allgemeinen von Vortheil, diese horizontale Rotationsachse quer zur Längsrichtung des Torpedos anzuordnen. Unter diesen Bedingungen ist die aus dem Angriff auf seitliche Abweichung hinwirkender Kräfte resultirende Rotationsachse des Torpedos dessen Längsachse selbst, oder mit anderen Worten: Der Torpedo wird .»rollen«. Dieses Rollen kann benutzt werden, um einen Steuermechanismus in Bewegung zu setzen, welcher so wirkt, dafs er selbstthätig eine auf die entgegengesetzte Ablenkung gerichtete Kraftwirkung hervorruft und diese so lange aufrecht erhält,- als die erstere Kraftwirkung andauert. Sobald das Rollen aufhört, kehrt auch der Steuermechanismus wieder in seine normale Lage zurück.

Wenn die horizontale Rotationsachse des Schwungrades quer zur Längsachse des Torpedos liegt, wird es nothwendig, ein sogen. »Tauchruder« anzuordnen, um den Torpedo während seines Laufes in der gegebenen Tiefe unter- dem Wasserspiegel zu erhalten. Dieses Tauchruder liegt in der Ruhestellung horizontal und kann auf einer horizontalen, zur Rotationsachse des Schwungrades parallelen Achse schwingen. Dasselbe wird durch einen Mechanismus selbstthätig in Wirksamkeit gesetzt, der von der Verschiebung eines Pendels abhängig gemacht ist, welches seine Bewegungen von einem Regulator erhält, auf welchen der Druck der Wassersäule, unter .welches der Torpedo eingetaucht ist, zur Geltung kommt. Die Arbeit des Regulators besteht darin, den Torpedo in die gewünschte Wassertiefe zu

bringen, während die Aufgabe des Pendels dabei wesentlich die ist, allzu abschüssige Auf- und Abwärtsbewegungen des Torpedos zu verhindern.

Fig. ι giebt im Grundrifs und Fig. 2 in der Seitenansicht einen ausgerüsteten Torpedo in seiner Ganzheit wieder. Fig. 3 zeigt das Schwungrad und die anliegenden Theile im Grundrifs, Fig. 4 in einer Seitenansicht und Figl 5 im Verticalschnitt durch die Ebene der Achse desselben. Fig. 6 veranschaulicht das Schwanzende des Torpedos, woselbst die Ruder und ihre Bewegungsmechanismen angeordnet sind, im Horizontalschnitt, Fig. 7 im Verticalschnitt und Fig. 8 in Vorderansicht, zum Theil im Schnitt. Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht der Pendelvorrichtung mit dem Regulator, Fig. 10 einen Schnitt durch dieselbe quer zu ihrer Schwingungsachse und Fig. π eine Endansicht derselben.

Das Torpedogehäuse ist in der in Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Gestalt aus dünnem Metall hergestellt und wird zweckmäfsig aus fünf Kammern ABCDE zusammengesetzt, welche auf im Innern liegenden Reifen durch Bolzen oder Schrauben befestigt sind. In den Kammern A und B liegt die Sprengladung und ferner in A auch die Zündvorrichtung, welche durch Aufstofsen der aus der vorderen Spitze des Torpedos vorstehenden Stange χ "auf einen Widerstand in Thätigkeit gesetzt wird. Die centrale Kammer C enthält das Schwungrad und die Getriebe zur Bewegung der Propeller, deren Wellen G* durch die Kammer D gehen und aus E ins Wasser treten; sie steht in Verbindung mit der Kammer D, welche durch 'eine wasserdichte Wandj-' geschlossen ist. Wie die Kammern C und D sind auch die Kammern A und B wasserdicht. Der hintere Theil der Kammer E (der Endtheil des Torpedos) ist, wie aus Fig. 6 und 7 ersichtlich, ebenfalls wasserdicht, dagegen der vordere, an die Scheidewand y grenzende Theil derselben offen für den Zutritt von Wasser, welches durch die Oeffnungen n>, Fig. i, 2 und 8, eindringt, und sind hier die Mechanismen zur Regulirung der Steuerruder ■ und des Tauchruders angeordnet. Dieser Theil der Kammer E ist 'so weit mit Holz Q. ausgefüllt, dafs er iiur das ^:benöthigte Minimal- ι quantum Wasser aufzunehmen vermag. :

Das Schwüngrad F, Fig. 3, 4 und 5, sitzt | auf einer rechtwinklig zur Torpedolängsächse ^: in an der Kammer E festen Lagern α b an- : geordneten Welle, welche beim Lanciren des Torpedos horizontal zu liegen hat. Beider- ^] seits der centralen Nabe des Schwungrades ' trägt dessen Welle je ein konisches Zahnrad c, : welches in 'Eingriff steht mit einem konischen j Zahnrad d auf der zugehörigen Propeller- ; •welle G und so diese in Umdrehung Versetzen ' kann. Die beiden Propellerwellen liegen parallel zu einander in derselben Horizontalebene auf entgegengesetzten Seiten der Torpedolängsachse. Sie treten achter durch die Stopfbüchsen \ in der Wand y und durch die Kammern E aus dem Torpedogehäuse heraus und werden daselbst von den an dem Ge- ■ stell f hängenden Lagern e getragen. Die Propeller rotiren in an beiden Enden offenen und am Gestell starr befestigten Röhren G *, Fig. ι und 2. Die. specielle Function dieser letzteren wird später dargelegt.

Die Einrichtung des Steuermechanismus ist, wie in Fig. 6 und 7 dargestellt, die folgende:

Auf jeder Seite des hinteren Theiles der Endkammer E ist auf einem Pfosten g, am Rahmen f drehbar, ein Ruder O angeordnet. Jedes Ruder O ist, wie in Fig. 7 in gestrichelten Linien angedeutet, in seiher Mitte so ausgeschnitten, dafs es beim Umgelegtwerden in keinerlei Berührung mit der Propellerwelle und dem Rahmen f tritt.

Durch Arme h und Lenkstangen i (zu deren Wasserdichtem Durchgang durch den hinteren Theil der Kammer E nach. deren vorderen, dem Wasser offenen Theil die Röhren i^l angeordnet sind) ist jedes Ruder O mit dem ihm entsprechenden Ende des in seiner Mitte auf der Drehachse j³ montirten Hebels j verbunden. Die Achse /³ trägt ferner einen radialen Arm j-¹, welcher durch eine Lenkstange j² mit dem auf der Drehachse ifr* des Helmes k sitzenden Kurbelarm /c² verbunden 'ist. Durch die entsprechenden Bewegungen des Helmes k können somit beide Räder 0 gleichzeitig je nach Nöthwendigkeit nach Steuerbord oder Backbord umgelegt und wieder mitschiffs eingestellt werden, welche letztere Lage ihre normale ist.

Die Bewegungen des Helmes werden beim Angriff einer auf seitliche Ablenkung wirkenden Kraft selbsttätig in folgender. Weise 'erhalten:

Eine der Pröpellerwellen G trägt eine endlose Schraube /, Fig. 6, welche in Eingriff steht mit einem im offenen Theil der Kammer E auf einer verticalen Welle m¹ aufgekeilten Zahnrad H. Auf derselben Welle sitzt ferner oberhalb des Rades H und unterhalb des Helmes k eine auf ihrer oberen Seite mit einer Curvenrippe "m versehene Scheibe H¹. Am äufseren Ende des Helmes k liegt in Augen horizontal in der Torpedolängsrichtung eine Achse n¹, auf welcher quer zur Torpedolängsachse ein zweiarmiger Hebel η in seinem Mittelpunkt sitzt. Die Achse η¹ ist vermittelst einer biegsamen, z. B. aus einer dichten Drahtspirale bestehenden Welle 0 mit der Achse p^l eines Pendels p verbunden. Der Hebel η ist an beiden Enden mit Spitzen oder Warzen rc² ausgestattet, von denen die eine oder die

andere mit der Curveririppe m der Scheibe H¹ in Berührung treten kann, sobald letztere in der einen oder anderen Richtung in eine zum Hebel η geneigte Stellung gebracht wird.

Das Pendel ρ strebt beständig, den Hebel η in horizontaler Lage zu' erhalten, zu welcher die Scheibe H¹ in ihrer Normalposition, wenn also keine Ablenkung stattfindet, parallel liegt, und befindet sich bei solcher Lage beider Theile der Helm k mittschiffs, Fig. 6, 7 und 8. Sobald jetzt eine aüfsen angreifende Kraft den Torpedo in der einen oder anderen Richtung um seine Längsachse zürn Rollen bringt, mufs sich auch die Scheibe H^] infolge der Lagerung ihrer Welle in mit dem Torpedogehäuse verbundenen Theilen in der entsprechenden Richtung schief stellen, während der Hebel η vermittelst des Pendeisp seine horizontale Lage behauptet. Folglich geräth die continuirlich rotirende Scheibe H¹ mittelst ihrer Rippe m in Eingriff mit der ihr zunächst liegenden Spitze ra² des Hebels η und drückt den Hebel k je nachdem nach Steuerbord oder nach Backbord. Die Bewegung des Helmes überträgt sich durch Kurbel fr², Verbindüngsstange j'² und Kurbel j¹ auf die Achse j^s, deren Kurbelarm j die Stangen i verschiebt und damit die Ruder O umlegt. Letztere veranlassen .sofort eine der das Rollen veranlassenden Kraft entgegengesetzte Kraftäufserung, d. h. suchen den Torpedo in der entgegengesetzten Richtung ins Rollen zu bringen. Diese Gegenwirkung der Ruder O dauert so lange, bis der Torpedo in ihrer Richtung so weit zurückgerollt ist, dafs die Rippe m der Scheibe H¹ wieder aüfser Berührung mit dem Hebel η gerathen, d. h. in ihre normale Position parallel zu demselben zurückgekehrt ist. Der Hebel η und mit ihm der Hebel k wird durch die biegsame Welle 0 in die Normalposition mittschiffs zurückgeführt.

.Die Ruder O werden nicht nur einfach je nachdem nach Steuerbord oder nach Backbord umgelegt und so lange in dieser Position erhalten, ibis der Torpedo wieder in die Lancir- I •richtung· zurückgebracht ist, sondern die Rippe ! ■der Scheibe H¹ ertheilt ihnen eine 'Reihe von Impulsen, und zwar so lange, als ihre .Ein- j wirkung auf den Hebel η andauert. Die •Curvenrippe kann dabei so geformt werden, .dafs sie den Rudern bei jeder Umdrehung_tder Scheibe H¹ einen oder mehrere Impulse er- ; theilt, ■ ,

Es können ein, zwei -oder ,mehrere Steuer- \ ruder angenommen werden.

Der Mechanismus, welcher den Torpedo veranlafst, sich die Tiefe der Schu'fsbähn selbst zu suchen und sich darin zu erhalten, besitzt i ■folgende Einrichtung, Fig. 6, 7 und 8: :

^: Ein in normaler Stellung horizontal liegendes und um eine -zur Schwungradachse parallele Achse bewegliches Ruder / (das Tauchruder) kann mittelst eines Helmes s in ähnlicher Weise wie oben der Helm k durch einen von einer'rotirenden Curvenscheibe aus seiner Normalläge gebrachten Hebel t eingestellt werden, Fig. 6, Die Achse t^l dieses Armes ist durch eine biegsame Welle i² mit der Drehachse K¹ der im Gehäuse J liegenden Pendelvorrichtung K verbunden. Die Achse K¹ wird nach der einen oder anderen Richtung durch eine Linse L in Drehung versetzt, indem deren Lage mit dem wechselnden Druck des Wassers durch diesen Druck selbst verschoben wird.. Letzterer wirkt zu diesem Zweck auf einen mit der Linse verbundenen Kolben v¹, dessen Wirkung jedoch von einem regulirbaren elastischen Widerstand (Feder .S) so abhängig gemacht ist, dafs sie erst eintritt, wenn der Torpedo unter die normale Tiefe sinkt. In letzterer stehen die Curvenscheibe. und der Hebel t parallel zu einarider ohne Berührung und das Tauchruder liegt horizontal. Ein gröfserer oder geringerer Druck als dieser bewirkt eine Verschiebung des Pendels nach der einen oder anderen Seite über die Normalstellung hinaus, indem im ersteren Falle durch Vergröfserung des hydrostatischen Druckes auf den Kolben v^l ein stärkerer Zug auf die Linse ausgeübt wird, während im anderen Falle der Zug auf dieselbe entsprechend geringer wird. In beiden Fällen wird die Achse K¹ so weit herumgedreht werden, dafs der damit in beschriebener Weise verbundene Hebel t unter die Wirkung der Curvenrippe gelangt und dem Tauchruder je nachdem eine Reihe von nach oben oder nach unten gerichteten Impulsen mittheilt.

Das auf der Achse r angeordnete Tauchruder I ist vermittelst Kurbel r¹ und Verbindungsstange r² (welche durch das im wasserdichten Theil der Kammer Έ liegende Rohr ζ"² geht) mit einem auf verticaler Welle quer zur Torpedolängsachse liegenden Helm s verbunden. Die Einstellung des letzteren erfolgt durch den in der Torpedolängsrichtung beweglichen, auf der horizontalen Querachse i¹ montirten zweiarmigen, dem Hebel η ähnlich ■gestalteten Hebel t und eine Curvenrippe. Letztere kann entweder auf einer besonderen, mit der Achse w¹ rotirenden Scheibe oder auf der Oberseite des Zahnrades H, wie in der Zeichnung angenommen, angeordnet sein. Sie ist mit m² bezeichnet.

Die Pendelvorrichtung K umfafst nach •Fig. 9, 10 und 11 eine cylindrische, hohle und luftdicht geschlossene, in dem im vorderen Theil der Kammer E angebrachten und dem Wasser offenen Gehäuse J mittelst Welle K¹ drehbaren Kapsel K und die in einer in letzterer gebildeten Nische schwingende Linse L.

Letztere ist einerseits mit der Achse K¹ und andererseits durch eine Schnur v³ mit dem Regulator V verbunden, Fig. io.

Der Regulator V besteht aus einem Kolben v¹, welcher lose in einem cylindrischen, an der Kapsel K seitlich von deren Drehpunkt angebrachten und mit ihrem Innern communicirenden Halse ν spielt. Beide Theile sind mit einander durch eine übergeschobene Muffe v² aus vulcanisirtem Kautschuk oder anderem biegsamen und wasserdichten Material luftdicht verbunden, so dafs die Kapsel K eine hermetisch geschlossene Luftkammer bildet. Zwischen Kolben v^l und Hals ν ist so viel Spiel gelassen, dafs sich bequem zwei Lagen des den Muff ν²· bildenden Stoffes einlegen können. In Fig. 9 ist der Kolben in seiner tiefsten Stellung; wird er von einem stärkeren hydrostatischen Druck in den Hals hineingetrieben, so rollt sich die Muffe von dem Kolben ab und auf die Innenfläche des Halses auf, indem das Wasser sich zwischen beide Lagen eindrängt, sie von einander hält und so jede die Bewegung des Kolbens bildende Reibung und Berührung verhindert.

Infolge ihrer gegenseitigen Verbindung bewegen sich Kolben v¹ und Linse L in Uebereinstimmung und wird dadurch, je nachdem sich der Kolben ein - oder auswärts bewegt, der Schwerpunkt der Pendelvorrichtung entsprechend verlegt und damit eine correspondirende Drehung der Kapsel und folglich der durch die biegsame Welle f² mit ihr verbundenen Achse i¹ des Hebels t bewirkt, welche sich, wie beschrieben, auf den Helm s überträgt. .

Um zu verhindern, dafs der Kolben die Linse in Bewegung setzt, ehe der Torpedo auf die Tiefe der Schufsbahn gekommen ist, wird eine Feder 5 angeordnet, Fig. 11 und 12, welche die Linse L zurückzudrücken strebt und dem Zuge des Kolbens v¹ einen elastischen Widerstand entgegensetzt. Der Zeichnung gemäfs, Fig. 11, besteht die Feder aus einem Stahldraht, der, mit seinem mittleren Theil um die Achse des Pendelgehäuses K gewunden, mit seinem unteren Ende gegen die Pendellinse L drückt, während er mit seinem anderen Ende an einem mit der Achse des Pendelgehäuses rotirenden Rad U befestigt ist. Das Rad U ist auf seiner dem Pendelgehäuse zugekehrten Seite mit Sperrzähnen P besetzt, in welche sich eine am Gehäuse K befestigte federnde Klinke R einlegt. Mittelst des Rades U kann also die Spannung und folglich auch der Widerstand der Feder S, d. h. die Tauchtiefe des Torpedos rasch geändert und geregelt werden.

Die Pendelvorrichtung verhindert auch ein allzu abschüssiges Auf- und. Niedersteigen des Torpedos. In Fig. 9 z. B., wo das hintere Ende des Hebels t in Eingriff mit der Curvenrippe m² auf H steht, wird vorausgesetzt, dafs der Torpedo in Richtung des Pfeiles eintaucht. Wenn hierbei der Neigungswinkel zu steil wird, wird nothwendigerweise die Schwerkraft das Pendel. in der Pfeilrichtung so weit drehen, dafs es den Hebel t aus dem Wirkungsbereich der Curvenrippe m² heraus- und ihn nach Umständen so weit herumdreht, dafs sein entgegengesetztes Ende mit der Curvenrippe in Berührung tritt und dem Ruder I eine Reihe von Impulsen mittheilt, welche das Torpedo gerade zu stellen streben.

Um sowohl die Steuerruder als auch das Tauchruder unter normalen Umständen in der neutralen Stellung, d. h. mittschiffs zu sichern, kann man schwache Federn vorsehen, die, wenn die betreffenden Helme aufser Berührung mit ihren Curvenrippen treten, die Ruder nach der neutralen Stellung ziehen und sie daselbst festhalten.

Der Mechanismus zur Regulirung des Tauchruders tritt sofort beim Lancirtwerden des Torpedos in Thätigkeit, und um den schädlichen Stofs abzuwenden, welchen derselbe sonst durch das Aufschlagen des Ruders / auf das Wasser erleiden würde, ist letzteres, wie in Fig. 7 bei r³ gezeigt, federnd oder in sonst elastischer Weise mit dem Arm r verbunden.

Die Röhren G¹, in welchen die Propeller umlaufen, dienen dazu, den Torpedo an unregelmäfsigen Bewegungen in der Verticalebene zu hindern. Da das in diesen Rohren befindliche Wasser Masse und Geschwindigkeit besitzt, so widersteht es einer Bewegung in einer Richtung senkrecht zur Achse der Röhren und bildet gewissermafsen einen Hemmschuh gegen ungehörige Oscillationen des Torpedos um die Schwungradachse. Statt jeden Propeller iii eine besondere Röhre G¹ zu legen, könnte man auch beide Propeller mit einem Rohre umgeben, dessen Achse alsdann central zur Propellerachse läge. (Es steht übrigens nichts entgegen, die Röhren G¹ ganz zu unterdrücken und die Propeller frei im Wasser arbeiten zu lassen.) .

Zufriedenstellende Ergebnisse erhielten wir bei einem Torpedo von 2,5 m Länge, bei 3 i*cm Durchmesser mit zwei Röhren G ^l von je γ,6 cm Länge, bei 17,8 cm Durchmesser, gleichwertig einem einzigen Rohre von 1 5 cm Länge und 17,8 cm Durchmesser.

Mit den Haken q wird der Torpedo in den Lancirapparat gehängt.

Die Mittheilung der zum Treiben des Torpedos im Wasser erforderlichen Geschwindigkeit an das Schwungrad hat vor dem Lanciren zu erfolgen und mufs dasselbe dazu mit der

Treibwelle eines Motors verbunden werden können. Eine zweckmäfsige Anordnung hierfür ist die in Fig. 5 dargestellte. Im Torpedo ist auf einer Seite, der Schwungradwelle gegenüber, eine Höhlung, in welcher in einer den Raum wasserdicht schliefsenden Stopfbüchse eine Kupplungswelle N so verschoben werden kann, dafs sie mit ihrer inneren Kupplungsmuffe mit der Kupplungsmuffe N¹ auf der Schwungradwelle in Eingriff gebracht wird. Mit seinem anderen Ende wird N sodann mit dem Motor, z. B. einem Segner'schen Rade, verbunden. Nachdem man dem Schwungrad die nöthige Umdrehungsgeschwindigkeit mitgetheilt hat, z. B. 200 Umdrehungen und mehr für die Secunde, löst man die Kupplung mit dem Motor, und der Torpedo ist fertig zum Lanciren.

Die Rotationsachse des Torpedoschwungrades könnte in dessen Längsrichtung gelegt werden und würde alsdann die aus dem Angriff einer auf seitliche Abweichung hinwirkenden . Kraft resultirende Bewegungsachse des Torpedos in' einer Verticalebene liegen, welche durch einen dem beschriebenen ähnlichen Steuermechanismus corrigirt werden könnte. Wenn der Torpedo ein Oberflächentorpedo sein," d. h. sich auf der Oberfläche des Wassers bewegen sollte, so kann die in der Zeichnung wiedergegebene Zwillings-Propelleranordnung benutzt werden, um das Rollen auszugleichen; der Torpedo würde alsdann beim Rollen den einen Propeller heben und den anderen senken, und der Effect würde wieder die Ausgleichung der Ablenkung sein.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   ι. Ein automobiler Lancirtorpedo, bei welchem die Propeller durch die lebendige Kraft eines Schwungrades bewegt werden, dessen Rotationsachse quer zur Längsachse des Torpedos liegt, so dafs auf seitliche Abweichungen gerichtete Angriffe äufserer Kräfte den Torpedo zum Rollen bringen, Fig. 2.
2. 2. An Lancirtorpedos der unter i. beschriebenen Art ein Apparat zum selbstthätigen Zurückrollen des Torpedos, bestehend aus

   . einer vom Torpedoschwungrad in Umdrehung versetzten Curvenscheibe H¹ m, dem Doppelarm η mit biegsamer Achse ο und Pendel p, dem Helm k, den Rudern O nebst Gestänge zur Verbindung der letzteren mit der Drehachse des Helmes k, Fig. 6, 7 und 8.
3. 3. Ein Apparat zum selbstthätigen Einstellen eines Lancirtorpedos in seine Fahrtiefe, bestehend aus der Verbindung einer von der Propellerachse bewegten Curvenscheibe Hm², dem Doppelarm t mit biegsamer Achse i², der mit dem Fahrwasser in Communication stehenden Regelvorrichtung KVL, dem Helm s und dem Ruder / nebst dem zu dessen Verbindung mit dem Helm s dienenden Gestänge, Fig. 6, 8, 9, iö und 11.
4. 4. Das Einlegen der Propeller in an beiden Enden offene Cylinder G *, zum Zweck, Oscillationen des Torpedos, Fig. 1 und 2, um die Schwungradachse entgegen zu

   . wirken.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.