DE426915C

DE426915C - Fahrtmesser

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Publication number: DE426915C
Application number: DEW66561D
Authority: DE
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Publication date: 1926-03-22

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Schiffsweges in Abhängigkeit von der Zahl der Propellerumdrehungen.

Die Erfindung besteht darin, daß der Weganzeiger von einem synchron mit dem Propeller laufenden Zähler mittels eines Ausgleichgetriebes angetrieben wird, dessen Übersetzungsverhältnis sich selbsttätig mit der ίο Propellergeschwindigkeit entsprechend dem nach der Geschwindigkeitskurve des Schiffes schwankenden Verhältnis zwischen Propeller und Schiffsgeschwindigkeit ändert. Der Einfluß des Windes oder der Wasserströmungen wird hierbei vernachlässigt oder muß sonstwie ausgeglichen werden.

Das Ausgleichgetriebe enthält zwei Ausgleichglieder, beispielsweise in Form von Schubkurvennocken oder Kontaktnocken, die so infolge abwechselnder Kupplung mit dem Propeller während aufeinanderfolgender Zeitabschnitte abwechselnd um zur Propellerdrehzahl proportionale Beträge vorrücken und dann wieder in die Anfangslage zurückkehren, so daß jeweils ein Ausgleichglied vorrückt, während das andere in der vorgerückten Lage verharrt.· Jedes der Ausgleichglieder des Getriebes überträgt den ihm erteilten Hub auf den Weganzeiger in einem Maße, das entsprechend der Geschwindigkeitskurve verändert wird.

Das Ausgleichgetriebe kann als Schubkurvenantrieb mit sich hin und her drehenden Nocken ausgebildet sein, deren Steigung sich mit ihrem Drehwinkel entsprechend der Geschwindigkeitskurve des Schiffes ändert.

Soll die Erfindung auf Schiffen Anwendung finden, die mehr als einen Propeller haben, dann werden die Ausgleichglieder mit den Propellern durch Differentialgetriebe verbunden, so daß sie proportional zur Durchschnittsdrehzahl vorrücken.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt; .es zeigen: Abb. ι einen Aufriß,

Abb. 2 eine Vorderansicht der inneren den Antrieb tragenden Platte in etwas größerem Maßstabe,

Abb. 3 eine Hinteransicht der Platte,

Abb. 4 einen vergrößerten senkrechten Mittelschnitt nach der Linie 6-6 der Abb. 2 und 3,

Abb. 5 eine vergrößerte Einzelansicht füi den Antrieb eines Zeigers von derselben Seite gesehen wie Abb. 2,

Abb. 6 eine Teilansicht des Anzeigers, dei anzeigt, ob der Propeller vorwärts oder rückwärts läuft,

Abb. 7 eine vergrößerte Ansicht zu Abb. 3,

Abb. 8 eine der Abb. 7 entsprechende Schnittansicht,

Abb. 9 eine andere Ausführungsform für die in Abb. 3 gezeigte Einrichtung,

Abb. 10 einen Schnitt nach der Linie 20-20 der Abb. 9.

Die Zeiger, die hinter den runden, mit Randteilungen 6 bis 7 und 6' bis 8' versehenen Fenstern (Abb. 1) sichtbar sind, zeigen die Drehzahl der Propeller an, und zwar zeigen die beiden linken Zeiger 12, 12' diejenige des Backbord-, die beiden rechten Zeiger 14, 14' diejenige des Steuerbordpropellers und die beiden mittleren Zeiger 13, 13' die Durchschnittsdrehzahl beider Propeller an. Für jede Anzeige sind also zwei Zeiger vorhanden, von denen aber jeweils nur einer in der abzulesenden Stellung verharrt, während der andere bis in diese Stellung vorrückt, bei deren Erreichen der erste wieder bis auf Null zurückspringt, um den Lauf von neuem zu beginnen usf. *

Außerdem sind durch Fenster 6", 7" und 8" Umdrehungszähler für den Backbord-, den Steuerbordpropeller und für deren Durchschnitt vorhanden, die die Gesamtumdrehungen zählen. Die Umlaufrichtung der Propeller wird hinter den Fenstern 9 und 9' sichtbar, und die zurückgelegte Strecke wird bei 99 und 99' in ganzen Zahlen und Dezimalen sichtbar.

Der Antrieb der Zeiger 12 und 12' bis 14 und 14' erfolgt so, daß jeweils einer von zwei übereinanderliegenden Zeigern mit einem umlaufenden Zahnrad für eine Minute gekuppelt und hierdurch bis auf die abzulesende Zahl vorgerückt wird, während der andere Zeiger in der vorgerückten Stellung solange

verharrt, um dann wieder bis auf Null zurückzuspringen und den Lauf von neuem zu beginnen.

Zu diesem Zweck sind die Wellen 15, 15', 19, 19' und 17, 17' der übereinanderliegenden Zeiger (Abb. 2) durch Zahnräder 16, 16', 16", 20, 20', 20" und 18, 18', 18" miteinander gekuppelt. Die Wellen 15", 17" und 19" der mittleren kuppelnden Zahnräder 16", 18" und 20" werden synchron mit dem Backbord-, Steuerbordpropeller und dem Durchschnitt beider angetrieben.

Der Antrieb der Wellen 15" und 17" erfolgt über ein Zahnradgetriebe durch die Synchronmotoren M und M' (Abb. 3), die im Gleichlauf mit den Propellern umlaufen. Die Wellen 15" und 17" sind durch Zahnräder 22, 23' und 21, 23 mit den beiden Zahnrädern 24 und 25 (Abb. 4) eines Differentialgetriebes verbunden, dessen Arm 26 fest auf der Welle 19" sitzt und sie daher mit der Durchschnittsgeschwindigkeit der Wellen 15" und 17" antreibt.

Die zur Kupplung der Zeiger mit ihren Wellen dienenden Einrichtungen zeigt die Abb. 4 an Hand des Zeigers 13 und seinei Welle 19. Das Zahnrad 20 dreht sich auf einem festen Zapfen 28 unabhängig von der Welle 19, die in diesem Zapfen und der Scheibe P gelagert ist. Das Zahnrad 20 trägt einen kreisförmigen Magneten 27, dessen Scheibenanker 28 fest auf der Welle 19 sitzt. Bei Erregung des Magneten über die Schleifringe 29 und Bürsten 30 (Abb. 10) wird der Scheibenanker 28 angezogen und vom Magneten mit dem Zahnrad 20 mitgenommen. Diese Kupplung erfolgt, wie später beschrieben, für eine Minute. Hierdurch rückt der Zeiger entgegen der Kraft einer Spiralfeder 33 bis in die Stellung vor, in der er die Drehzahl anzeigt. In dieser Stellung wird seine Welle für die folgende Minute durch ein Kugeigesperre "32 gehalten, das nach Ablauf dieser Frist durch den Winkelhebel 41 und die Stange 40 (Abb. 5) bei Erregung des Magneten 39 ausgelöst wird. Hierdurch federt die Welle 19 mit dem Zeiger 13 wieder in die Nullstellung zurück, gebremst von einer Hemmung 34, 35. Die Kugeigesperre sämtlicher Zeiger werden gleichzeitig am Ende jeder Minute ausgelöst.

Die periodische Erregung der Magnete 27 zum Kuppeln und Magnete 39 zum Auslösen der Gesperre erfolgt durch die Relaisschalter A, B, 44, 45, 45' (Abb. 3) und C, D, 46, 47, 47', deren Spulen A, B, C, D von einem außerhalb des Gehäuses angeordneten Uhrwerk überwacht werden.

Die Zählwerke 48 und 48' (Abb. 2), die durch die Schaulöcher 6" und 7" (Abb. 1) sichtbar sind, werden von den Synchron motoren M bzw. M' mittels der Wellen 49, 50 und 49', 50' (Abb. 2 und 3) beständig angetrieben und zählen daher die gesamten Um-

! laufe der Backbord- bzw. Steuerbordpropeller. Der Zähler 48" ist mit den Wellen 49, 49' durch das Differentialgetriebe 5 r verbunden und summiert daher die Durchschnittsumlaufe beider Propeller.

Als Synchronmotor dient zweckmäßig ein

■ Motor mit drei sternförmig angeordneten Elektromagneten, zwischen denen ein fünfpoliger Anker umläuft. Die Magnete werden '. der Reihe nach im Gleichlauf mit der Propellerwelle erregt. Ihre Stromkreise werden durch nicht dargestellte Kontaktnocken einer Welle 56 (Abb. 6) gesteuert, die auf eigenartige Weise derart mit der Propellerwelle 64 gekuppelt ist, daß sie ihre Drehrichtung unveränderlich beibehält, gleichgültig, in welcher Richtung sich jene dreht. Im Zusammenhang hiermit werden die durch die Fensterchen 9, 9' (Abb. 1) sichtbaren Angaben überwacht. Hierzu dient ein Arm 60, der um Zapfen 61 drehbar ist und an den Enden die Zahnräder 62 und 62' trägt; das Zahnrad 62 wird mittels eines auf der Welle 63 sitzenden Zahnrades von der Propellerwelle 64 angetrieben und treibt seinerseits ferner ein Zahnrad 65 zum Antrieb der Welle 56; das Zahnrad 65 kann entweder mit dem Zahnrad 62 oder 62' in j Eingriff kommen, und ein Schalter 66 kann den Stromkreis des Magneten 59 durch Berührung mit dem Kontakt 6y schließen. Wenn der Propeller vorwärts läuft, nehmen die Teile die in Abb. 9 gezeigte Stellung ein,

■ in welcher das Zeichen »vorwärts« in dem ' Schauloch 9 oder 9' erscheint. Wenn der ^: Propeller umgekehrt wird, dann schwingt der : -Arm 60 mit dem Uhrzeiger, schließt die Kontakte 66, 67 und zeigt das Zeichen »rückwärts«. Das Zahnrad 65 wird immer in der- ; selben Richtung angetrieben, durch das Zahn-J rad 62 beim Vorwärtsgang und durch das Zahnrad 62' beim Rückwärtsgang.

Die Weganzeiger 69 und 69' (Abb. 2), welche durch die .Schaulöcher 99 und 99' ' (Abb. 1) sichtbar sind, sind an die Welle 70 angeschlossen, die mit den durch die Scheibe P hindurchtretenden Wellen 71 und 71' verbunden ist. An der Rückseite der Scheibe (Abb. 3) sind die Wellen 71 und 71' '■ mit den Wellen 72 und 72' durch Zahnräder verbunden und stehen mit den Zahnrädern 73 , und 73' in Eingriff, welche auf den Wellen 74, 74' lose sitzen. Die Wellen 74, 74' tragen . -■■ ι festsitzende Zahnsegmente 75'und 75' zum ; Eingriff mit Zahnstangen 76 und- 76', die in den senkrechten Führungen 77 gleiten. Die Zahnstangen 76 und 76' tragen Rollen 78 und 78', die auf unrunden Scheiben 79, 79' aufruhen; diese sind auf den vorhergenannten

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Wellen 19 und 19' gelagert, die abwechselnd mit der Durchschnittsgeschwindigkeit vorrücken.

Die Wellen 19 und 19' treten durch Schlitze 80 und 80' in der Zahnstange hindurch. Die Zahnstangen 76 und 76' werden daher auf und ab bewegt und schwingen hierbei die Zahnsegmente 75 und 75' hin und her. Diese werden nun durch ein Kugeigesperre derart mit den Zahnrädern 73 und 73' gekuppelt, daß sie diese in einer Richtung antreiben. Gemäß Abb. 7 und 8 ist ein Ring 81 fest mit dem Zahnrad 73 verbunden, und zwei Kugelkupplungen 82, 82' sind in Blöcken 83 und 83' gelagert, die an dem Segment 75 befestigt sind, so daß die Drehung der Segmente entgegen der Richtung des Uhrzeigers die Zahnräder 73 dreht, während die Segmente sich unabhängig von den Zahnrädern

ao in der Richtung des Uhrzeigers drehen können. Auf diese Weise werden die Weganzeiger abwechselnd durch die Schubkurventriebe mit den Nocken 79, 79' angetrieben. Die Welle 70 wird daher beständig gedreht zunächst durch die Unrundscheibe 79 und dann durch die Unrundscheibe 79', und jede Unrundscheibe wird in die Anfangsstellung zurückgeführt, während die andere Unrundscheibe vorrückt.

Jede Unrundscheibe 79 ist nach der Geschwindigkeitskurve des Schiffes gestaltet, auf dem die Vorrichtung eingebaut wird. Infolgedessen entspricht der veränderlichen Ordinate der Geschwindigkeitskurve der veränderliche Radius der Unrundscheibe, und der zugehörigen Abszisse der Kurve entspricht der Winkel der Scheibe. Die Steigung der Geschwindigkeitskurve ist daher gleich der Änderung des Scheibenradius.

Anstatt der Unrundscheiben 79 und 79' können andere Ausgleichglieder angewendet werden, z. B. können sie die Gestalt von genuteten Rädern erhalten oder von Rädern mit in Abständen angeordneten Kontakten, die an einem festen Kontakt vorbeigeführt werden, oder die in Abständen angeordneten Kontakte können stillstehen, und der Einzelkontakt kann an jenen Kontakten nacheinander vorbeigeführt werden, um die angeschlossenen Stromkreise zu schließen. In diesem Falle stehen die Zähne der genuteten Räder oder die elektrischen Kontakte in solchem Abstande, daß der Weganzeiger bei jedem minütlichen Vorrücken der Ausgleichglieder um den richtigen Abstand vorgerückt wird. Der Abstand der Zähne oder Kontakte entspricht der Geschwindigkeitskurvc des jeweiligen Schiffes.

Abb. 9 und 10 zeigen eine Ausführungsform für die Verwendung genuteter Räder, um die Weganzeiger 69, 69' anzutreiben, die ! den Teilen 69, 69' (Abb. 1) entsprechen. ; Diese genuteten Räder 179, 179' haben eine Reihe von Zähnen, welche bei / bzw. /' beginnen und bei E bzw. E' endigen. Der Abstand der Zahnreihen ändert sich mit der Geschwindigkeitskurve des Schiffes. Die genuteten Räder 179, 179' sind auf Wellen 19, 19' an Stelle der Unrundscheiben 79 und 79' gelagert, und die von den Unrundscheiben 79 und 79' gesteuerte Einrichtung gemäß Abb. 1 bis 17 wird durch folgende Einrichtung ersetzt.

Die Teile P₃ A, B, 44, 45 und 45' entsprechen den mit gleichen Bezugszeichen versehenen Teilen der vorher beschriebenen Ausführungsform. Mit jedem genuteten Rad ^I79) ^l79' ist ein Stromkreisschließer verbunden, der zwei Federkontakte 101 und 102 enthält. Diese sitzen auf einem Isolierblock 103, der an der Scheibe P durch Schraube 104 und Stehbolzen 105 befestigt ist. Die Feder 102 liegt höher als die Feder 101, und ihr freies Ende 106 ist nach der unteren Ebene abwärts gebogen. Die Feder 102 hat einen Arm 107, der über die Feder 101 reicht, und die übereinanderliegenden Teile tragen Kontakte, die gewöhnlich offen sind. Ein Ausschalter 108 ist unter jedem Block 103 durch Schrauben 109 drehbar befestigt, und sein aufwärts geneigtes Ende 110 erstreckt sich bis zur unteren Seite der freien Enden der Kontaktfedern 101, 102; wenn der Ausschalter mit dem Uhrzeiger (Abb. 9) geschwungen wird, werden die freien Enden der Kontaktfedern von dem genuteten Rad 179 oder 179' abgehoben, und der Stromkreis wird geöffnet. Jeder Ausschalter 108 wird gewöhnlich außerhalb seiner Ausschaltlage durch eine Feder in gehalten und in die Ausschaltlage durch einen Finger

112 auf einem Arm 113 oder 113' bewegt, der durch in Schlitze der Arme tretende Schrauben 114 senkrecht geführt wird. Die Arme

113 und 113' sind mit Winkelhebeln 115 und 115' verbunden; diese sind an der Platte P um Zapfen 116 und 116' drehbar, die anderen Enden der Winkelhebel sind mit Zapfen und Schlitz 117 mit dem einen Ende des Winkelhebellenkers 44 verbunden, der bei 118 drehbar ist.

In der in Abb. 9 gezeigten Lage wird der Magnet B erregt. Hierdurch wird der obere Kontaktsatz 101, 102 außer Berührung mit dem Rad 179 gebracht, und der untere Kontaktsatz 101, 102 kann die Zähne des Rades 179' berühren. Wenn ein Zahn des Rades 179' unter den Enden der Kontakte 101, 102 vorbeigeht, wird der Kontakt 101 zuerst gehoben und kommt zur Berührung mit dem Kontakt 102. Dann werden beide Kontakte zusammen gehoben. Die Feder 101 ist etwas

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länger als die Feder 102, so daß die Feder ,' 102 von jedem Zahn des Rades etwas früher ■ als die Feder 101 ausgelöst wird und zuerst ^! einschnappen und den Stromkreis plötzlich ! öffnen kann. So \vird der Stromkreis für jeden Kontakt des Rades einmal geschlossen, und die Weganzeiger werden um eine Stufe , mittels des Zählerwerkmagneten 120 vorgerückt, der parallel zu den beiden Kon-

takten 101, 102 durch die Leitungen 121 und ^[ 121' geschaltet ist. Die Magnete A und B | werden an dem Ende von abwechselnden Mi- j nuten erregt und heben die beiden Kontaktsätze 101, 102 abwechselnd, so daß der Ma- j gnet 120 abwechselnd durch das obere und das untere Rad 179, 179' beeinflußt wird. '. Das obere Rad wird in der vorgerückten Stellung bei angehobenen Kontakten gehal- ' ten, während das untere Rad vorrückt und

ao seine Kontakte 101, 102 absatzweise schließt. Nahe dem Ende der Stromkreisminute wird das Rad 179 in die Anfangsstellung zurückgeführt (am Anfang der Zahnreihe I unterhalb der Kontakte 101, 102), und am Ende der Stromkreisminute tritt folgendes ein:

1. Das untere Rad 179' steht still, und das obere Rad wird angetrieben.

2. In demselben Augenblick wird der untere Kontaktsatz 101, 102 von dem Rad 179' abgehoben, und der obere Kontaktsatz 101, 102 wird zur Berührung mit dem Rad 179' gebracht. Die Einrichtung zum-Anlassen und Anhalten und Wiedereinrücken der Wellen 19, 19' ist die gleiche wie bei der erstbeschriebenen Ausführungsform.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zum Messen des Schiffsweges in Abhängigkeit von der Zahl der Propellerumdrehungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Weganweiser (69, 69') von einem synchron mit dem Propeller laufenden Zähler (20 bis 27, 20' bis 27') mittels eines Ausgleichgetriebes (70 bis 83, 71' bis 83') angetrieben wird, dessen Übersetzungsverhältnis sich selbsttätig mit der Propellergeschwindigkeit entsprechend dem nach der Geschwindigkeitskurve des Schiffes schwankenden Verhältnis zwischen Propeller- und ! Schiffsgeschwindigkeit ändert. J

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, da- j durch gekennzeichnet, daß das Ausgleichgetriebe (70 bis 83, 71' bis 83') aus zwei J Ausgleichgliedern (Schubkurvennocken 79, ! 79' oder Kontaktnocken 179, 179') besteht, die infolge abwechselnder Kupplung mit dem Propeller während aufein- :

anderfolgender Zeitabschnitte abwechselnd um zur Propellerdrehzahl proportionale Beträge vorrücken und dann wieder in die Anfangslage zurückkehren, so daß jeweils ein Ausgleichglied vorrückt, während das andere in der vorgerückten Lage verharrt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Ausgleichglieder (79, 79') des Getriebes den ihm erteilten Hub in einem der Geschwindigkeitskurve entsprechen'den Maße verändert auf den Weganzeiger (69, 69') überträgt.

■ 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichgetriebe (70 bis 83, 71' bis 83') ein Schubkurventrieb mit sich hin und her drehenden Nocken ist, deren Steigung sich mit ihrem Drehwinkel entsprechend der Geschwindigkeitskurve des Schiffes ändert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß besondere Ausgleichglieder (79, 79') mit den Propellerwellen durch Differentialgetriebe (24 bis 26) verbunden sind, um mit einer zur Durchschnittsdrehzahl der Propeller proportionalen Drehzahl bewegt zu werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichglieder während aufeinanderfolgender Zeiteinheiten abwechselnd vorrücken, so daß sie in der vorgerückten Stellung die spezifische Drehzahl der Propellerwellen und ihre Durchschnittsdrehzahl anzeigen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgleichgliedern (79, 79') und dem synchronen Propellerantrieb magnetische Reibungskupplungen {2,y, 28) eingeschaltet sind.

8. \⁷orrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Kugeigesperre (31, 32), durch die die Ausgleichglieder (79, 79') in der vorgerückten Stellung gehalten werden, wenn die magnetischen Kupplungen (27, 28) ausgelöst werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel- tio gesperre (31, 32) abwechselnd immer vor dem Ende der aufeinanderfolgenden Zeiteinheiten selbsttätig ausgerückt werden, damit die Ausgleichglieder (79, 79') inzwischen in die Anfangsstellung zurückkehren können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.