DE477920C - Geschwindigkeitsmesser fuer Stroemungen - Google Patents

Geschwindigkeitsmesser fuer Stroemungen

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DE477920C
DE477920C DEB124693D DEB0124693D DE477920C DE 477920 C DE477920 C DE 477920C DE B124693 D DEB124693 D DE B124693D DE B0124693 D DEB0124693 D DE B0124693D DE 477920 C DE477920 C DE 477920C
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DE
Germany
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housing
flow
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speedometer
axis
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Expired
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DEB124693D
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HUGO JOHN BUCHANAN WOLLASTON
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HUGO JOHN BUCHANAN WOLLASTON
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)

Description

  • Geschwindigkeitsmesser für Strömungen Die Erfindung richtet sich auf einen Geschwindigkeitsmesser für Strömungen, der dazu bestimmt ist, die Geschwindigkeit einer Flüssigkeitsströmung oder eines in der Flüssigkeit sich verschiebenden Körpers zu messen. Der Geschwindigkeitsmesser eignet sich im besonderen zur Anwendung auf dem Meere, um die Strömung der Gezeiten (Ebbe und Flut) zu messen. Er kann aber auch als Windmesser, als Log für Schiffe oder für ähnliche Zwecke verwendet werden.
  • Es sind derartige Vorrichtungen bekannt, bei denen ein Staukörper pendelnd so aufgehängt ist, daß er durch die Strömung aus der Vertikalen abgelenkt wird. Der Ausschlag bildet ein Maß für die Stärke der Strömung und wird registriert. Die Erfindung bezweckt, solche Vorrichtungen möglichst einfach und widerstandsfähig auszubilden und die eigentlichen Registrierteile dem Einfluß der Strömung vollständig zu entziehen.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das die Registriervorrichtung einschließende Gehäuse selber als Staukörper ausgebildet ist.
  • Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß zur Unterstützung der Ablenkung des Gehäuses mit diesem Lochscheiben verbunden sind, deren Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung steht.
  • Die Erfindung ist in den Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es stellt dar: Abb. i ein Schaubild einer Ausführungsform der Erfindung, Abb. 2 einen senkrechten Querschnitt durch das Gehäuse, gemäß Abb. i von links gesehen, wobei die Registriervorrichtung im Aufriß dargestellt ist, Abb. 3 einen wagerechten Schnitt durch das Gehäuse, mit der Registriervorrichtung in Aufsicht, Abb. 4. eine Einzelheit der Registriervorrichtung, Abb.5 ein Schaubild einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
  • Der in Abb. i bis ¢ dargestellte Geschwindigkeitsmesser umfaßt einen Rahmen oder ein Joch i, welches an einer geeigneten Stütze aufgehängt werden kann, die ihm gestattet, sich unter der Wirkung des zu messenden Stromes frei im Azimut zu drehen. Wagerechte Drehzapfen 2 sind quer in dem Jochrahmen befestigt, und zwar so, daß sie in einer Normalen zu der Strömungsrichtung liegen. Ein wasserdichtes Gehäuse 3 dreht sich um die wagerechte Achse der Drehzapfen 2. Eine Stange 4 ist drehbar unter dem Gehäuse parallel zu dessen Achse aufgehängt. Durchlöcherte Scheiben 5 sind auf der drehbaren- Stange so angebracht, daß sie in lotrechter Lage und parallel zu dieser drehbaren Stange gehalten werden und das Gehäuse um seine wagerechte Achse drehen können. Eine Registriervorrichtung ist pendelnd auf der Achse des Gehäuses aufgehängt, um den Drehwinkel des Gehäuses um seine Achse aufzuzeichnen, der ein Maß für die Stärke der Strömung gibt.
  • Nach Abb. i wird das Joch i, welches die Zapfen 2 trägt, auf welchem das Gehäuse 3 gelagert ist, an einem Seil 8 mit Schäkel oder Kettenwirbel 9 von einer Boje oder einem Schiff aus in das Meer gehängt, derart, daß es sich um die lotrechte Achse des Wirbels in einer horizontalen Ebene drehen kann. Das Joch trägt ein Steuerruder io, welches die Meßvorrichtung in der Strömungsrichtung hält. Das Seil ist bei i i an dem Joch befestigt und geht durch eine Röhre oder Nabe 12 des Steuerruders hindurch. Das Gehäuse 3 wird von dem Drehzapfen 2 getragen, welche in den Lagern 13 ruhen. Die Drehzapfen sind abnehmbar und werden in den Lagern durch die Klappen 14 festgehalten, die bei 15 an den Rahmen i angelenkt sind und die auf den Drehzapfen durch lösbare Bolzen 16 verkeilt sein können, die quer durch die freien Enden der Klappen gehen.
  • In der Ausführungsform nach Abb. 5 ist das Joch, welches die Zapfen 2 trägt, mittels einer senkrechten Röhre 17 aufgehängt, die an einem Seil 8 oder einem starren Element gehalten werden kann. Das Gehäuse wird durch seine Drehachse 2 in seinen Lagern 13 gehalten, die in bezug auf das lotrechte Rohr 17 derart nach der Seite verlegt sind, daß der Messer sich von selbst in die Strömungsrichtung einstellt. Das Seil kann etwa bei 18 mit einem Bleigewicht beschwert sein. Das Joch i ist an dem senkrechten Rohr abnehmbar befestigt, und zwar mit Hilfe von angelenkten Halsstücken i g, die sich auf dem Rohr i7 drehen, und die Drehzapfen können in ihrem Lager so angeordnet sein, daß sie sich aus den Lagern dank der längsgeschlitzten Muffen 2o herausnehmen lassen. Diese Muffen können sich in den gleichfalls in Längsrichtung geschlitzten Naben 2i drehen, so daß man die Zapfen herausnehmen kann, wenn die Schlitze übereinanderliegen.
  • In der in Abb. i dargestellten Ausführungsform kann das Joch mit Gewichten belastet sein, welche außerhalb der äußeren Enden des Gehäuses an Schnüren hängen können, die an dem wagerechten Rahmenteil befestigt sind. Die wagerechte Stange 4, welche die durchlöcherten senkrechten Scheiben 5 trägt, ist in den äsen 22 der metallischen Drahtschlaufen oder Konsolen 23 gelagert. Diese Drahtschlaufen oder Konsolen hängen von dem Gehäuse 3 herab, mit welchem sie starr verbunden sind, wobei die Stange 4 sich frei in den Drahtschlaufen drehen kann, während sie hingegen durch Anschläge 24 an einer Längsverschiebung gehindert ist.
  • Die durchlöcherten Scheiben 5 sitzen an den freien äußeren Enden der radialen Arme a5, die an jedem Ende der drehbaren Stange 4, an der sie befestigt sind, vorstehen, und diese Arme sind nach der gegenüberliegenden Seite verlängert, um die Bügel 26 aufzunehmen, die Gegengewichte 27 für die durchlöcherten Scheiben tragen. Die Gegengewichte hängen pendelnd am Arm 25, ihre Längsachsen stehen senkrecht auf den Scheiben 5. Der ganze Apparat hat also eine senkrechte Symmetrieebene in der Richtung der Strömung. Die durchlöcherten Scheiben werden durch die Gegengewichte in vertikaler Lage und durch das Steuerruder des Joches in einer zur horizontalen Strömung senkrechten Lage gehalten.
  • Indem die Strömung auf die durchlöcherten Scheiben trifft, dreht sie das Gehäuse um seine Zapfen, bis sein Drehmoment in bezug auf die Achse des Gehäuses durch ein Drehmoment in bezug auf dieselbe Achse ausgeglichen wird, welches durch das Gewicht der Scheiben 5, der Gegengewichte und der Teile, durch welche diese mit dem Gehäuse verbunden werden, entsteht. Die Scheiben sind symmetrisch mit großen Löchern 28 versehen, damit die Wirkung der Wirbel in der Strömung vermieden oder vermindert wird.
  • Die verschiedenen Winkel, um welche sich das Gehäuse auf seinen Zapfen dreht, entsprechen demnach verschiedenen Strömungsstärken. Diese V"inkel werden durch die Registriervorrichtung, welche in dem Gehäuse untergebracht ist, aufgezeichnet.
  • Die Registriervorrichtung ist auf einer Wiege oder einem pendelnden Bügel a9 aufgebaut, der von dem Gehäuse, und zwar innerhalb dieses Gehäuses, herabhängt und der von Zapfen 3o in Lagern 3 i der Querstangen oder Brücken 32 gehalten wird. Die Brücken 32 sind bei 33 mit der Gehäusewand verbunden. Die Registriervorrichtung besteht aus einer Trommel 34, welche durch ein Uhrwerk angetrieben wird. Die Drehachse der Trommel wird von der pendelnden Wiege getragen und in vertikaler Lage derart gehalten, daß die Drehachse der Trommel in ihrer lotrechten Lage verbleibt, wenn das Gehäuse durch die Wirkung der Strömung auf die durchlöcherten Scheiben 5 in Drehung versetzt wird. Der Schreibstift 6 zum Aufzeichnen der Geschwindigkeit oder Kraft der Strömung ist auf einem Gewicht 3 5 (Abb. 4) angebracht, welches in einer Führung oder einem geschlitzten, senkrechten Rohr 36 parallel zur Achse der Registriertrommel läuft. Das Gewicht ist an dem einen Ende eines Seiles 37 befestigt, das über eine oder mehrere Führungsrollen 38 läuft und dessen anderes Ende an einer Befestigungsstelle bei 39 im Innern des Gehäuses mit einer der Brücken 3z verbunden oder angehängt ist. Der Stift besteht aus einer mit Tinte gefüllten Feder oder einem ähnlichen Schreibstift, der eine Schaulinie auf einem Papierblatt 40 zieht, das auf der Registriertrommelangeordnet ist. Dieses Blatt zum Aufzeichnen der Bewegung des Stiftes wird mit einer Kante durch ein Klebemittel oder in anderer Weise auf der Trommel befestigt und wird von einer Rolle 41 abgerollt, die auf einer Achse 4.2 auf der Wiege drehbar ist und unter der Wirkung von Bremsfedern 43 steht, die an einer Stütze 44 der Wiege befestigt sind. Die Bauart ist eine solche, daß, wenn das Gehäuse unter der Einwirkung ` des Stromes auf die durchlöcherten Scheiben sich dreht, der Registrierstift sich in einer Markierungslinie auf dem Registrierblatt der Trommel verschiebt, die von dem Uhrwerk angetrieben wird und eine Linie zieht, welche die Stärke der Strömung ausdrückt.
  • Die Dämpfungsvorrichtung zur Beseitigung der kleinen Bewegungen des Markierungsstiftes, die von der Wellenbewegung o. dgl. herrühren, ist in das Seil oder die biegsame Verbindung 37 zwischen seiner Befestigungsstelle 39 an dem Gehäuse und seiner Befestigungsstelle am Markierungsstift 6 eingebaut. In dieser Bauart läuft das Seil 37, welches von der Befestigungsstelle am Gehäuse kommt, über eine Rolle 45 und steigt hinab zu einem Gewicht 46, das in einem senkrechten Rohr oder einer Führung 47 auf und ab gleitet. Ein zweites Seil 48 führt von diesem Gewicht 46 über eine zweite Seilscheibe oder Rolle 49 und wieder hinab zu einem zweiten Gewicht oder Tauchkolben 5o in einem senkrechten Rohr 51, welches dazwischen liegt und mit Öl, Paraffin oder einer ähnlichen Flüssigkeit 52 gefüllt ist. Das dritte Seil 37 geht von dem Tauchkolben 5o über eine dritte Seilscheibe 38 und ,führt hinab zu einem dritten Gewicht 3 5 in einem dritten senkrechten Rohr 36, und dieses Gewicht 35 trägt den Registrierstift 6. Die Gewichte in den drei Führungen oder Rohren müssen so gewählt sein, daß das erste und dritte Gewicht schwerer als das dazwischenliegende Gewicht sind und das zweite Gewicht schwerer als das dritte ist. Wenn das erste Gewicht durch die Drehung des Gehäuses um seine wagerechte Achse angehoben wird, senkt sich das zweite Gewicht langsam in seinem Ölbehälter und hebt das Gewicht an, welches den Schreibstift trägt, bis die Seile, welche die Gewichte verbinden, gespannt sind. Man erkennt also, daß das Gewicht, welches den Schreibstift trägt, den Bewegungen des ersten Gewichtes folgt, aber mit einer Verlangsamung, welche der Viskosität des Öls in dem Ölrohr oder Ölbehälter entspricht. Es können besondere Anordnungen vorgesehen werden, um die Reibung zwischen den Gewichten und den Führungen oder Rohren zu vermindern. Beispielsweise können die Gewichte gebildet oder ausgestattet werden mit Reibungsrollen oder Gleitrollen oder anderen Einrichtungen, die eine geeignete, gleitende Bewegung mit den Führungen hervorrufen. --Die durch ein Uhrwerk angetriebene Trommel kann durch eine andere von schnellerer Gangart ersetzt werden, um schnelle Strömungsänderungen beobachten und aufzeichnen zu können.
  • In einer geänderten Ausführungsform kann das Registrierorgan des Messers in das Innere einer wasserdichten Boje eingebaut sein, um den Neigungswinkel der Boje und ihre Pendelrichtung aufzuzeichnen. Der Messer kann auch unter Wasser in einer am Meeresgrund verankerten Boje schwimmend gehalten werden.
  • Obwohl die Vorrichtung insbesondere in Verbindung mit Meeresströmungen und ihren Messungen beschrieben wurde, kann man sie, wie oben schon gesagt wurde, für Windmessungen oder als Log zur' Geschwindigkeitsmessung bei Schiffen oder für alle anderen .Zwecke anwenden und einrichten, wo es sich darum handelt, die Änderungen der Geschwindigkeit eines Flüssigkeitsstromes oder der Bewegungsvorgänge in einer Flüssigkeit während einer angegebenen Zeit zu registrieren.
  • Anstatt der ausgeglichenen durchlöcherten Scheiben 5 auf der Stange 4 und den Armen 25 zum Drehen des Gehäuses oder des Gestells kann man auch eine oder mehrere Scheiben oder Flächen, die starr an dem Gehäuse befestigt sind und an diesem herunterhängen oder radial vorstehen, verwenden, auf welche die Strömung einwirkt, um das Gehäuse zu drehen.
  • In diesem Falle werden die Tafeln oder Flächen nicht senkrecht zur Stromrichtung gehalten.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCI-lE i. Geschwindigkeitsmesser für Strömungen, bei denen ein pendelnd aufgehängter Staukörper durch die Strömung aus der Vertikalen abgelenkt und der Ausschlag registriert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das die Registriervorrichtung einschließende Gehäuse selber als Staukörper ausgebildet ist. a. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur 'Unterstützung der Ablenkung des Gehäuses mit diesem Lochscheiben verbunden sind, deren Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung steht.
DEB124693D 1925-03-16 1926-03-17 Geschwindigkeitsmesser fuer Stroemungen Expired DE477920C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB477920X 1925-03-16

Publications (1)

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Family

ID=10446257

Family Applications (1)

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