DE339278C - Geschwindigkeitsmesser fuer Schiffe mit Pitot-Roehre - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Geschwindigkeitsmesser für Schiffe, bei welchen der in einer Pitotschen Röhre unter Einwirkung der Bewegung des Schiffes durch das Wasser erzeugte Druck zum Angeben der Geschwindigkeit des Schiffes sowohl als zur Registrierung der vom Schiffe zurückgelegten Wegstrecke verwendet wird. Näher bestimmt, betrifft die Erfindung einen Geschwindigkeitsmesser der genannten Art, bei welchem der erwähnte Druck eine Membranvorrichtung in Tätigkeit setzt, die einen Rheostaten steuert, durch welchen die Spannung bzw. die Stromstärke im Stromkreise eines zum Anzeigen der Geschwindigkeit dienenden elektrischen Meßinstrumentes in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit des Schiffes variiert, wobei der Rheostat selbst im Membrangehäuse angeordnet ist.

Bei derartigen Messern tritt die Aufgabe hervor, die im Membrangehäuse befindlichen Teile sowohl gegen die zerstörende Einwirkung des Seewassers als gegen den Einfluß der hohen Drücke zu schützen, wenn der Apparat z. B.

in Unterseebooten verwendet wird. Dieser Zweck wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Rheostat und eine oder mehrere Membranbälge, in denen der Wasserdruck zur Wirkung kommt, in einem geschlossenen Ge-

häuse angeordnet sind, das mit einer weder j das Gehäuse noch die darin befindlichen Teile angreifenden Flüssigkeit, ζ. Β. Petroleum, gefüllt ist.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes darge- stellt, und zwar zeigen:

Fig. ι einen senkrechten Querschnitt durch ein Schiff, in welchem ein Apparat nach der vorliegenden Erfindung eingebaut ist. Die Maßstäbe von Apparat und Schiff stimmen hierbei nicht miteinander überein;

Fig. ia einen senkrechten Schnitt durch einen Apparat gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen ähnlichen Schnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ;

Fig. 3 einen Schnitt durch einß vierte Ausführungsforrn des Erfindungsgegenstandes und

Fig. 4 eine Oberansicht des in Fig. 3 gezeigten Apparates.

In Fig. ι und ia bezeichnet 1 ein Gehäuse, in welchem mehrere Membranbälge 2 angeordnet sind, deren Inneres mit einer Pitotschen Röhre 3, die durch den Boden des Schiffes hindurchgeht, in Verbindung steht (Fig. 1). Eine Stange 4 ist an dem obersten Membranbalge 2 befestigt und in Lagern 5 und 6 gelagert. Die Stange 4 trägt einen Arm 7, der in verschiedenen Lagen längs der Stange eingestellt werden kann. Die Stange 4 ist unter Vermittlung eines bieg-

samen Bandes ο. dgl. 8 (Fig.'ia) mit einer drehbaren Kurvenscheibe 9 verbunden, die mit einer gegen die festen Kontaktsegmente 11 eines Rheostaten schleifenden Kontaktfeder 10 ausgerüstet ist. Die Segmente 11 sind zur Kurvenscheibe 9 konzentrisch angeordnet. Zwischen die Endkontakte 11'. und 11" des Rheostaten sind zweckmäßig außerhalb des· Gehäuses ι eine Stromquelle 12 und ein automatisch wirkender Widerstand 13 zwecks Beibehaltene einer konstanten Spannung zwischen diesen beiden Endkontakten hintereinander geschaltet. Von dem beweglichen Kontakt 10 und dem Endkontakt 11" gehen Leitungen 14, 15 zu einem außerhalb des Gehäuses 1 angeordneten, mit Geschwindigkeitsgraduierung versehenen Amperemeter oder Voltmeter 24.

Die Scheibe 9 wird von einer nicht dargestellten Feder, in der Pfeilrichtung zu drehen, verrückt, wodurch gleichzeitig das Band 8, die Kette o. dgl. unter Spannung gehalten wird. Zwischen einem einstellbaren Anschlag 17 auf der Stange 4 und dem festen Lager 5 ist eine Zugfeder 18 befestigt. Durch passende Einstellung der Federspannung kann eine derartige Belastung des beweglichen Systemes erreicht werden, daß der Gleitkontakt 10 bei zunehmender Geschwindigkeit des Schiffes gerade den letzten Kontakt erreicht, wenn das Schiff seine höchste Geschwindigkeit erreicht hat.

Es muß bemerkt werden, daß es möglich ist, durch Regelung der Widerstände zwischen den verschiedenen Kontakten sämtliche Fehlerquellen empirisch zu beseitigen. Dies ist von größter Wichtigkeit, da sehr viele Fehlerquellen in Frage kommen, nämlich Ungleichförmigkeiten in der Spannung der Membranen in verschiedenen Lagen oder die Tatsache, daß der Fahrgeschwindigkeitsdruck infolge von Strömungen des Wassers, z. B. von den Propellern hervorgerufen, nicht genau mit dem Quadrat der Geschwindigkeit zunimmt. Die Widerstände müssen derart eingestellt werden, daß die Ausschläge der Meßinstrumente demjenigen Fahrgeschwindigkeitsdruck entsprechen, der vorhanden ist, wenn der bewegliche Kontakt mitten auf einem der Kontakte 11 sich befindet. Es ist ersichtlich, daß die Ausschläge der Meßinstrumente in solchem Falle sprung-■50 weise vor sich gehen, und das Ausmaß dieser Sprünge bei langsamer Fahrt groß und bei schnellerer Fahrt immer kleiner wird. Dieser Nachteil kann beseitigt werden, falls der Scheibe 9 eine solche Form gegeben wird, daß die Sprünge ungefähr gleich groß der ganzen Skala entlang werden, oder derart, daß sie das geringste Ausmaß auf demjenigen Teile der Skala, wo eine besonders genaue Ablesung gewünscht ist, bekommen.
Das Innere des Gehäuses 1 steht oben durch eine Röhre 19 mit dem Inneren eines Behälters 20 in Verbindung, in· den unten eine Röhre 21 1 einmündet, die dazu dient, den hydrostatischen I Druck in das Innere des Behälters 20 zu übertragen. Im Behälter 20 befindet sich zweckmäßig öl, das auf der Wasseroberfläche eine Ölschicht 22 bildet, die als Dämpfungsorgan bei schnellen Veränderungen des hydrostatischen Druckes dient. Unterhalb der Mündung des Verbindungsrohres 19 im Behälter 20 wird zweckmäßig, ein Schutz 23 gegen Spritzregeri* angeordnet, der, gleichzeitig mit einem Ventilkegel 230 versehen, als Schwimmerventil ausgebildet sein kann und dazu dient, die Verbindung mit dem Rohre 19 zu schließen, falls der Wasserspiegel innerhalb des Behälters so hoch steigen sollte,· daß er das Rohr 19 erreicht. Der Zweck des Behälters 20 ist es, zu verhindern, daß Wasser in den Behälter 1 eintritt.

Die Wirkungsweise der beschriebenen An-Ordnung ist die folgende:

Der im Rohre 3 und dem Inneren der Membranbälge entstehende Druck, der, wenn das Schiff sich bewegt, aus dem hydrostatischen Druck plus dem von der Bewegung des Schiffes durch das Wasser verursachten hydraulischen Druck besteht, strebt die Membranbälge zu erweitern und dadurch die Stange 4 nach oben zu verschieben. Der im Rohre 21 entstehende hydrostatische Druck bewirkt eine entsprechende Kompression der Luft in den Behältern 20 und i. Durch diese Kompression wird also gegen die Außenseite der Membranbälge 2 ein dem hydrostatischen Druck entsprechender Luftdruck ausgeübt. Der resultierende, von der Geschwindigkeit des Schiffes verursachte Druck wirkt auf die Membranbälge und verursacht eine Aufwärtsbewegung der Stange 4. Der auf die Scheibe 9 wirkenden Feder wird hierbei Gelegenheit gegeben, die Scheibe 9 und damit den beweglichen Kontakt 10 einen gewissen Winkel in der Pfeilrichtung 1 zu drehen. Die zwischen den verschiedenen Kontakten eingeschalteten Widerstände sind derart abgestimmt, daß, wenn der bewegliche Kontakt 10 sich mitten auf einem Kontakte befindet, der Ausschlag des Meßinstrumentes 24 die wirkliche Geschwindigkeit des Schiffes zeigt. Durch die verwendete Form der Scheibe 9 werden die Ablesungsfehler in zweckmäßiger Weise, beispielsweise gleichförmig auf die ganze Skala, verteilt. Der Messer kann hierbei mit einer gleichförmigen Geschwindigkeitsskala versehen werden. Parallel oder in Serie mit dem Messer 24 kann ein mit zweckmäßiger Graduierung versehener Amperestundenmesser zum Anzeigen der zurückgelegten Wegstrecke geschaltet sein. Bei der in Fig. 1 und ia gezeigten Ausführungsform müssen mindestens drei Leitungen luftdicht durch das Gehäuse 1 gelegt werden, izo

und zwar diejenigen Leitungen, die die beiden äußersten Kontakte des Rheostaten mit dem Widerstand 13 bzw. dem einen Pol der Sammlerbatterie 12 verbinden. Gegebenenfalls können die regelbaren Rheostatwiderstände außerhalb des Gehäuses angeordnet werden, in welchem Falle auch diejenigen Leitungen, die die Widerstände mit den Kontakten 11 verbinden, luftdicht durch das Gehäuse hindurchgelegt werden müssen.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsfrom unterscheidet sich von der gemäß Fig. 1 und ia dadurch, daß die Membranbälge 2 durch eine einfache Membran 2', die das Gehäuse 1 in zwei Räume 1' und 1" teilt, ersetzt sind. Der eine dieser Räume, z. B. 1', steht vermittels der Röhre 3 mit einer nicht gezeigten Pitotschen Röhre, während der zweite Raum 1", der den Rheostaten enthält, in derselben Weise wie bereits an Hand von Fig. 1 und ia beschrieben, mit einem Behälter 20 verbunden ist. Die Wirkungsweise der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung ist derjenigen der in Fig. 1 und ia dargestellten Ausführungsform vollständig gleich.

In dem in Fig. ia und 2 gezeigten Apparate wird die im Gehäuse 1 und dem Behälter 20 eingeschlossene Luft bedeutend komprimiert, wenn der hydrostatische Druck zunimmt. Infolgedessen müssen Maßnamen getroffen werden, zum Zwecke, den Eintritt der Flüssigkeit in den Behälter 1 zu verhindern. Um diese Maßnahmen überflüssig zu machen, kann man das Gehäuse ι und den Behälter 20 mit einer geeigneten Flüssigkeit füllen, z. B. Petroleum, das nur in geringem Maße zusammenpreßbar ist und gleichzeitig als Isolator wirkt.

Eine zweckmäßige Ausführungsform eines Apparates, bei welchem das Gehäuse mit einer Flüssigkeit gefüllt wird, ist in Fig. 3 veranschaulicht, ein Teil dieses Apparates ist in Fig. 4 im Grundriß dargestellt. In Fig. 3 enthält das Gehäuse eine Anzahl von Membranbälgen 2, deren Inneres mit einer -nicht dargestellten Pitotschen Röhre in Verbindung steht. Die Bälge 2 tragen eine Stange, die in einem Zwischenboden 5 geführt wird und von einer Schraubenfeder 18 umgeben ist, die mit ihrem unteren Ende am Boden 5 befestigt ist, während das obere Ende mit einem an der Stange 4 befestigten Widerlager 27 verbunden ist. Ein Hebel 29 ist mit einer Verlängerung 28 der Stange 4 drehbar verbunden und mit den festen Zapfen 30 drehbar gelagert, wobei das eine Ende des Hebels 29 mit einer in senkrechtem Sinne beweglichen Stange 31 verbunden ist, während das andere Ende unter der Wirkung einer Feder 32 steht, die den Hebel derart zu beeinflussen sucht, daß die Stange 31 nach oben bewegt wird. Die Stange 31 trägt vermittels zweier seitlich angeordneter Arme 33 bzw. 34 (Fig. 4) zwei Kontaktbürsten 35 bzw. 36, die gegen je eine Reihe senkrecht angeordneter Kontaktsegmente 37, 38 von Rheostaten anliegen, deren Widerstände vorteilhaft in besonderen, auf dem Boden 5 ruhenden Gehäusen 39 ■ bzw. 40 eingebaut sind. Der Boden 5 kann mit einem Loch 41 für die Stange 31 versehen sein, während am oberen Teile des Gehäuses eine Kappe 42 o. dgl. angeordnet ist, zum Zwecke, das obere Ende der Stange in deren obersten Lage aufzunehmen. Das Gehäuse 1 ist vollständig geschlossen und mit einer geeigneten Flüssigkeit, wie Petroleum, gefüllt, die weder das Gehäuse noch die in demselben eingeschlossenen Teile angreift. Die Widerstände des Rheostaten sind in der bereits beschriebenen Weise (Fig. 1) abgestimmt. Wenn der Druck zunimmt, werden die Membranbälge 2 ausgedehnt, so daß die Stange 4 verschoben wird. ^ Wenn die Stange 4 sich nach oben bewegt, dann wird der Hebel 29 verschwenkt und die Stange 31 gehoben, so daß die Kontaktbürsten 35 und 36 an den Kontaktstücken 37 bzw. 38 entlang gleiten. Infolgedessen wird der Widerstand eines vom Rheostaten überwachten Stromkreises verändert, so daß die eingeschalteten Instrumente in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit des Schiffes arbeiten, und zwar in der an Hand von Fig. 1 beschriebenen Weise.

Es ist ersichtlich, daß die Vorrichtung konstruktiv in verschiedenster Weise abgeändert werden kann, ohne dadurch außerhalb des Rahmens der Erfindung zu fallen. So kann man z. B. die Abstimmung der verschiedenen Widerstände des Rheostaten nicht nur durch Einzelabstimmung herbeiführen, sondern auch dadurch, daß man den Kontaktsegmenten des Rheostaten verschiedene Stärken gibt. In diesem Falle können sämtliche Widerstände ¹O⁰ gleich sein.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Geschwindigkeitsmesser für Schiffe mit einer einerseits von dem Druck einer Pitot- i°5 sehen Röhre und anderseits von dem hydrostatischen Drucke betätigten Membranvorrichtung, die einen Rheostaten beeinflußt, durch welchen die Spannung bzw. die Stromstärke im Stromkreise eines zum Anzeigen der Geschwindigkeit dienenden elektrischen Meßinstrumentes in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit des Schiffes variiert, wobei der Rheostat im Membrangehäuse selbst angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rheostat und eine oder mehrere Membranbälge, in denen der eine der Wasserdrücke zur Wirkung kommt, in einem geschlossenen Gehäuse angeordnet sind, das mit einer weder

   das Gehäuse noch die darin befindlichen Teile angreifenden Flüssigkeit, z. B. Petroleum, gefüllt ist und unter- dem Einflüsse des anderen Druckes steht, zürn Zwecke, die im Gehäuse befindlichen Teile gegen hohe Drücke und die Einwirkung des Seewassers zu schützen.
2. 2. Eine Ausführungsform des Geschwindigkeitsmessers nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Rheostat in dem einen Raum eines durch eine Membran in zwei Räume geteilten Gehäuses eingebaut ist, dessen beide Räume je einem der betreffenden Drücke ausgesetzt sind, wobei der eine Raum mit einer Pitotschen Röhre, der andere, der die im Anspruch 1 angegebene Flüssigkeit enthält, mit einer hydrostatischen Röhre verbunden ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.