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Manometrischer Wassertiefenmesser. Die Erfindung betrifft einen manometrischen
Tiefenmesser, bei dem der Eintritt von Wasser in einen- mit Luft gefüllten Raum
als Maß für die Wassertiefe dient. Gemäß der Erfindung werden zur Ausmessung dieses
Raumes eine Verdrängungsstange und ein Maßstab verwendet.
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Die Erfahrung hat gelehrt, daß, wenn man, die Stange, durch welche
das Wasser in der Lotröhre verdrängt wird, selbst mit einer Eichung versieht, an
welcher der Tiefgang abgelesen wird, Fehler beim Ablesen eintreten können durch
die Kapillarwirkung, welche die Einteilung verdeckt. Außerdem ist das Ablesen eines
kleinen Maßstabes auf :einer zylindrischen Fläche von glänzendem Metall besonders
während der Nacht und bei stürmischem Wetter beschwerlich.
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Die den Erfindungsgegenstand bildende Stange ist nun derart ausgestaltet,
d'aß auf ihr dem Meßergebnis entsprechend' ein Zeiger eingestell@ wird'. Die Stange
kann dann entfernt und ;die Röhre sofort wieder benutzt werden. Der Tiefgang wird
dadurch bestimmt, daß man die Stange an einem Maßstab anlegt, d'er, obwohl getrennt
von der Stange doch so geeicht ist, daß er den Rauminhalt der Stange, der Lotröhre
und seines Ventils in Betracht zieht.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt:
Fig. i ist ein, Schnitt durch die Lotvorrichtung, wobei das Wasser durch W und die
zusammendrückbare Luft bei A angedeutet ist. Fig. 2 ist ein Schnitt durch die umgekehrte
Röhre, bei d'er der Deckel entfernt und die Verdrängungsstange so weit eingeführt
ist, daß das Wasser bis zur Mündung der Röhre gedrängt und, der verschiebbare Zeiger
an der Stange richtig eingestellt ist. ' Fig. 3 ist ein Schnitt durch das untere
Ende der Röhre, mit dem Deckel in Arbeitsstellung.
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Fig.4 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung in Arbeitsstellung.
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Fig. 5 und 6 sind Ansichten zweier Maßstäbe, von denen der eine für
eine 6-Millimeter-Stan@ge und. der' andere für eine 9-Millimeter-Stange eingeteilt
ist.
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Fig. 7 ist .diq schaubildliche Ansicht eines Maßstabes und der an
ihn anzulegenden VerdIrängungsstange.
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Die am besten aus Messing bestehende Röhre i ist zweckmäßig o,6 m
lang und' hat einen Innendurchmesser von 12 mm, obwohl natürlich auch andere Abmessungen
gewählt werden können. Das obere Ende der Röhre i wird durch eine Kappe 2 abgeschlossen,
die angelötet oder in anderer Weise fest angeordnet sein kann, während das untere
Ende durch einen Verschluß 4 abgedeckt wird, der im einzelnen in Fig.3 dargestellt
ist. Er weist eine Vertiefung 5 -auf und besitzt eine Umfangsflansche 6, die das
untere Ende der Röhre i umgibt, wobei ein Dichtungsring 3 in der Vertiefung 5 angeordnet
ist und einen Sitz für das untere Röhrenende bildet. Das Eingriffsende der Röhre
i; wird unter Druck in Eingriff mit dem Ring 3 gehalten. Hierzu
dient
eine Klemmschraube 3o an der Näbe2g eines Joches 28, das drehbar am Zapfen 21 einer
ortsfesten Hülse 26 angeordnet ist, Der Verschluß q. ist bei 7 mit einer Gegenbohrung
versehen, die unten mit einem schrägen Boden um die mittlere Bohrung angeordnet
ist, durch welche das Wasser in die Röhre eindringt. Die Bohrung 8 mündet in eine
Querbohrung io -des Verschlußkörpers.
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Bei der Herstellung der Teile muß darauf geachtet werden, daß der
Rauminhalt. des Materials für das Ventilgehäuse, das entil und die Ventilfeder gleich
ist dem Rauminhalt .der Gegenbohrung 7, so daß die Verdrängung des Wassers bedingt
durch den Rauminhalt dieser Teile in der Röhre i durch den. zusätzlichen Raum in
der Gegenbohrung 7 ausgeglichen wird. Wenn daher Wasser in die Röhre i eingedrungen
ist, wird das Ablesen .des Wasserstandes durch die Verdrängung, verursacht durch
das Ventilgehäuse und" seiner Teile, nicht beeinflußt. Das Ventilgehäuse i i besteht
aus einem metallenen Zylinder, der bei 12 geschlitzt ist, um einen freien Durchgang
für das Wasser vorzusehen. Das Gehäuse hat einen Zylinder 13 und! weitere Schlitze
1q. am unteren Ende, so daß der Zylinder in die Gegenbohrung 7 eindringen kann und
durch Reibung dort festgehalten wird.
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Die Ventilspindel z5 weist Führungsteile 16 auf und eine Aussparung
17 für die Ventilscheibe 18, :die aus Gummi o. dgl. besteht. Die Ventilfeder
ig drängt das Ventil fortwährend in die @Terschlußstell'ung. Der Wert der Federkraft
zusammen mit dem Gewicht des Ventils wird so gewählt, d'aß er dem Druck entspricht,
der durch das Wasser in der Bohrung 8 entstellt, wenn die Vorrichtung einen Faden
tief gesenkt wird, d. h. die Spannung der Feder ist derart bemessen, daß das Ventil
sich nicht öffnet, bis die Vorrichtung eine Fadenlänge zurückgelegt hat. Ans diesem
Grunde dringt bei- größeren Tiefen als eine Fadenlänge weniger Wasser ein als der
Fall wäre, wenn die Spannung der Feder und das Gewicht des Ventils Null wäre. Dies
ist natürlich beim Eichen .des Maßstabes berücksichtigt.
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Bei der Anwendung der Vorrichtung wer--den die Teile gemäß der Fig.
i zusammengestellt, d. h. die Kappe q. wird an einem Ende- befestigt, und die Röhre
enthält keine Flüssigkeit mit Ausnahme von. Luft. Die Luft hat dabei atmosphärischen
Druck, und das Ventil befindet sich in Verschlußstellung unter .dem Einfluß seines
Gewichtes und dem Druck .der Feder ig. Wird die Vorrichtung nun um eine Fadenlänge
gesenkt, bedingt der Wasserdruck das Eindringen von Wasser durch die Bohrungen io
und 8 in die Röhre r, wobei das Ventil entgegen der Wirkung des Federdruckes und
des Luftdruckes in der Röhre geöffnet wird. Die Menge des in die Röhre gelangenden
Wassers und die Größe der Kompression der Luft hängt von der Tiefe ab, in welcher
sich die Vorrichtung befindet. Während des Senkens der V orrichtung gleichen sich
die Drucke innerhalb und, außerhalb derselben aus und ohne die Feder i g würde sich
das Ventil nicht sofort schließen, so daß es beim langsamen Heben der Vorrichtung
offen bleiben würde und das Wasser aus der Röhre ausfließen könnte. Wird aber die
Vorrichtung rasch hochgezogen, so würde sich tatsächlich das Ventil, bedingt diurch
.den Druckunterschied des Hochhebens, schließen; jedöcch, wie zuvor erwähnt, besteht
beim langsamen Heben die Gefahr, daß Wasser entweicht. Die Feder ig muß das Ventil
mit genügendem Druck in der Verschlußstellung halten, damit ein guter Abschluß gesichert
ist, selbst wenn die Vorrichtung langsam hochgehoben wird. Bei der Anwendung wird,
die Vorrichtung durch Klemmen 2o mittels Schnapphaken 2i gewöhnlicher Art an einer
Logleine 22 befestigt, die mit einer Versteifungsstange 24 ausgestattet ist, welche
an der Leine in bestimmten Abständen bei 23 befestigt ist, um zu, verhindern, daß
die Vorrichtung am Boden mit dem Grund in Berührung tritt. Die Lagleine ist auch,
wie üblich, mit einem Gewicht 25 ausgestattet.
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Zur Ausmessung wind die Vorrichtung, nachdem sie aus dem Wasser gezogen
ist, verkehrt gehalten und .der Verschluß d. entfernt, darauf wird, die Verdrängungsstange
31 (Fig. 2) eingeführt, bis der Wasserstand .die Mündung der Röhre i erreicht. Die
Stange 31 hat gleichmäßigen Querschnitt und einen bestimmten Rauminhalt. Sie ist
mit einer durch Reibung festgehaltenen Gleithülse 32 ausgestattet, welch letztere
eine gerade Kante 33 aufweist, die die Mündung der Röhre i berührt und so die Stelle
an der Stange kennzeichnet, welche die Tiefe des Eindringens bestimmt. Nachdem die
Stange 31 wieder herausgezogen ist, wird; das Wasser aus .der Röhre entfernt und
der Verschluß q. wieder aufgesetzt. Die Vorrichtung kann :dann wieder von neuem
verwendet werden. Wenn die Röhre einen Innendurchmesser von 13 mm hat, welche
Größe vorteilhaft ist, so versieht sich der Seefahrer zweckmäßig mit einer Reihe
von Stangen und Maßstäben, und zwar am besten mit dreien, nämlich einer Stange von
6 mm Durchmesser und einem zugehörigen Maßstab, einer von 2i mm mit -dem zugehörigen
Maßstab, und einer io-Millimeter-Stange mit dem zugehörigen .Maßstab, wobei
jeder
Maßstab derart geeicht ist, daß von ihm Fadenlängen abgelesen werden, die durch
die zugehörige Stange bestimmt worden sindi. Zu beachten ist, daß bei geringer Tiefe
weniger Wasser in die Röhre i eindringt als bei größerer Tiefe, so daß um geringe
Tiefen zu messen die dickste Stange angewendet werden muß, da Glas in der Röhre
i enthaltene Wasser um eine größere Strecke verdrängt werden muß, bevor es die Mündung
der Röhre erreicht. Zur Feststellung der Tiefe legt man die Verdrängungsstange an
den zugehörigen Maßstab 34 an, wie in gestrichelten Linien in Fig. 6 angedeutet
ist. Der Stab 34 hat eine Anzahl von Maßeinheiten, welche Fadenlängen von einem
Mindestmaß von sechsunddreißig his zu einem Höchstmaß an dem entgegengesetzten Ende
des Stabes darstellen. Der Stab 34 hat eine Endplatte 37, die eine Vertiefung 38
aufweist, um .das Ende der Stange 31 aufzunehmen, wobei der Zeiger 33 sich über
dem Stab 34 und den Maßeinheiten 35 befindet, so @d'aß die richtige Fadenlänge rasch
abgelesen werden kann.
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Bim Eichen der Maßstäbe 35 müssen der Druck der Ventilfeder und das
Gewicht des Ventils berücksichtigt werden. So deutet die Zahl 6 an dem Maßstab (Fig.
6) an, daß z. B. (las Wasser in die Röhre i unter 5 Faden Druck eintreten würde,
wenn der Druck des Ventils und .der Ventilfeder Null wäre. Wenn die Lotvorrichtung
verlorengeht, indem z. B. das Gewicht sich verfängt und die Lotl'eine reißt, sind
die Verdrängungsstangen oder die Maßstäbe doch noch brauchbar, da ein Satz von Verdrängungsstangen
und Maßstäben mit einer Anzahl von Lotvorrichtungen verwendbar ist, so daß der Verlust
der Vorrichtung weniger teuer ist als bei bekannten Apparaten, bei denen die Maßstäbe
an der Vorrichtung selbst befestigt sind.
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Bei einer vervollkommneten Ausführungsform sindb Mittel vorgesehen,
um das in die Röhre gedrängte Wasser zu halten und das Herausfließen zu verhindern,
so daß die Vorrichtung bei geodätischen Arbeiten wertvoll ist, wo große Genauigkeit
verlangt wird. Die Einheiten des Maßstabes sind mit dem Verhältnis des Querschnittes
der Stange und des der Röhre multipliziert, sind also viel größer und leichter ablesbar
als gewöhnliche Maßstäbe.
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Eine Korrektionstabelle für Fälle, in denen besondere Genauigkeit
verlangt wird, ist ebenfalls vorgesehen. In dieser Tabelle werden -die Änderungen
in .der Temperatur der Luft, des Wassers, und des Luftdruckes berücksichtigt.