DE58143C

DE58143C - Instrument for determining and displaying the longitude and latitude as well as the ship's course

Info

Publication number: DE58143C
Application number: DENDAT58143D
Authority: DE
Original assignee: J. O'NEIL in New-York, Nr. 238 West, 15^ Street, V. St. A
Anticipated expiration: 1910-11-25

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

KLASSE 42: Instrumente.CLASS 42: Instruments.

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbst-, thätig wirkende elektrische Vorrichtung zum. Bestimmen und Anzeigen der Längen- und Breitengrade, .sowie des Schiffskurses.The invention relates to an automatic, active electrical device for. Determining and displaying the longitude and latitude, as well as the ship's course.

Bei der vorliegenden Erfindung kommt ein Erdglobus oder eine andere geeignete Darstellung der Erde in Verbindung mit einem magnetischen Compafs und mit Instrumenten zur Anwendung, um den Lauf eines Schiffes anzuzeigen.A terrestrial globe or other suitable representation is used in the present invention the earth in connection with a magnetic compafs and with instruments used to track the course of a ship to display.

Fig. ι der Zeichnung ist eine perspectivische Ansicht, aus welcher die verschiedenen im Apparat angewendeten Instrumente in ihrer gegenseitigen Lage dargestellt sind..Fig. Ι the drawing is a perspective view from which the various im Applied instruments are shown in their mutual position ..

Fig. 2 ist eine Ansicht des Compasses von oben und der mit demselben verbundenen Theile.Fig. 2 is a top plan view of the compass and associated therewith Parts.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht, theilweise im Schnitt.Figure 3 is a side view, partly in section.

Fig. 4 ist eine Ansicht des Apparates von einem anderen Punkte aus gesehen, wie in Fig. i.FIG. 4 is a view of the apparatus from another point as in FIG Fig. I.

Fig. 5 ist eine Ansicht in vergrößertem Mafsstabe eines Theiles derjenigen elektromagnetischen Vorrichtung, durch welche die Bewegung des Erdglobus regulirt wird.Fig. 5 is a view, on an enlarged scale, of part of that electromagnetic Device by which the motion of the terrestrial globe is regulated.

Fig. 6 ist eine Ansicht von Fig. 5 von oben.Figure 6 is a top view of Figure 5.

Fig. 7 veranschaulicht eine abgeänderte Form des Compafs.7 illustrates a modified form of the compaf.

Fig. 8 ist ein Horizontalschnitt der Compafsbüchse mit dem in derselben befindlichen Compafs.Fig. 8 is a horizontal section of the compaf rifle with the one therein Compafs.

Fig. 9 ist eine Ansicht des Logs, theilweise im Schnitt.Figure 9 is a view of the log, partly in section.

Fig. 10 ist ein Verticalschnitt nach Linie X der Fig. 9.FIG. 10 is a vertical section along line X of FIG. 9.

Fig. 11 ist eine Ansicht des Logs von oben.Figure 11 is a top view of the log.

Die Fig. 12 und 13 veranschaulichen den Mechanismus zum Schliefsen der Leitung des Gangwerkes.Figs. 12 and 13 illustrate the Mechanism for closing the line of the movement.

A ist der Erdglobus, der aus einem nicht magnetischen Material gefertigt- ist. B ist die Compafsbüchse, welche in Tragringen C gehalten wird, um die Nadel in verticaler Lage zu halten. DD sind ein Paar concaver oder convexer Klemmplatten, die an den Enden von Stangen dd sitzen, welche lose durch Verticalständer d' d' hindurchgehen, die auf der Seite der Compafsbüchse angebracht sind und Stützen d² d² haben, durch deren gebogene Arme die Stangen dd vorspringen, ee sind Stifte, welche durch die Enden der Stützen d² d'² hindurchgehen. d^s ßf³ sind Schraubenfedern, welche zwischen den Trägern d^l und den ge_- bogenen Enden der Stützen d² d"¹ die Stiele der Klemmplatten D D umgeben. Die Platten D D sind mit Filz bekleidet, um den nöthigen Halt gegen den Erdglobus zu haben, während die Compafsnadel auf Stangen e' e' eine concave Platte E trägt, die dazu bestimmt ist, den Erdglobus aufzunehmen, wenn derselbe von den Platten D D losgelassen wird. A is the terrestrial globe, which is made of a non-magnetic material. B is the compaf sleeve, which is held in support rings C to keep the needle in a vertical position. DD are a pair of concaver or convex clamping plates that sit on the ends of rods dd which pass loosely through vertical uprights d 'd' attached to the side of the compaf rifle and have supports d ² d ² through whose curved arms the rods dd protrude, ee are pins which pass through the ends of the supports d ² d ' ² . d ^s ßf ³ are helical springs which surround the stems of the clamping plates DD between the girders d ^l and the bent ends of the supports d ² d " ^1. The plates DD are clad with felt in order to have the necessary hold against the terrestrial globe while the compass needle carries, on rods e 'e', a concave plate E intended to receive the terrestrial globe when it is released from the plates D D.

jp ist ein einen Index tragender Arm, der an der Compafsbüchse sitzt und über den Globus gebogen ist. An dem Ende des Armes sitzt ein mit einer Spitze versehener Zeiger f. Dieser Zeiger zeigt auf einen Punkt des Globus, welcher der geographischen Lage des Schiffes entspricht und ebenfalls den Breiten- und Längengrad angiebt. G G sind an ihrem oberen Ende gabelförmig gestaltete Hebel, welche die Stiele der Platten D D umfassen und gegen bewegliche Anschläge <i⁴ <f⁴ stofsen, die auf den Stielen sitzen, so dafs, wenn sie bewegt werden, die Stiele in ihrer Längsrichtung sich verschieben und die Federn d^a zusammendrücken oder freigeben. An denjp is an index-carrying arm that sits on the compaf rifle and is bent over the globe. At the end of the arm sits a pointed pointer f. This pointer points to a point on the globe which corresponds to the geographical position of the ship and also indicates the latitude and longitude. GG are fork-shaped levers at their upper end, which encompass the handles of the plates DD and bump against movable stops <i ⁴ <f ⁴ , which sit on the handles, so that when they are moved, the handles move in their longitudinal direction and compress or release the springs d ^a. To the

Hebeln G sitzen Contactplatten g', die dem Kern eines Elektromagneten G - gegenüberliegen. Letzterer steht in leitender Verbindung mit einem Zifferblatt eines Gangwerkes G³, Fig. 13, auf welchem vorspringende Contactstifte g² angebracht sind. Durch einen dieser Stifte und durch den Zeiger g³ wird in bestimmten Zwischenräumen, ζ. Β. alle fünf Minuten, die Leitung einer Batterie H geschlossen, die durch den Magneten G² geführt ist. In diesem Augenblick wird die Contactplatte g¹ angezogen, die gabelförmigen Enden der Hebel G werden zurückgezogen und die Klemmplatten dadurch von dem Erdglobus entfernt. Letzterer ruht alsdann auf der Compafsnadel, welche sich frei drehen kann und ihre geeignete Lage annimmt. Die durch den Contactstift des Zifferblattes gehenden elektrischen Ströme dauern eine hinreichende Zeit lang, um der Nadel zu gestatten, sich in ihre Ruhelage einzustellen. Wird der Strom wieder geöffnet, so werden die Klemmplatten freigegeben und durch die Federn angezogen und klemmen den Erdglobus wieder zwischen sich fest. Der Erdglobus wird intermittirend in Umdrehung versetzt, und zwar von dem Log aus durch Vermittelung der Klemmplatten und eines Mechanismus, wie weiter unten beschrieben werden soll.Levers G sit contact plates g ' which are opposite to the core of an electromagnet G -. The latter is in conductive connection with a dial of a movement G ³ , Fig. 13, on which projecting contact pins G ^{2 are} attached. With one of these pins and with the pointer g ³ , in certain spaces, ζ. Β. every five minutes, the line of a battery H , which is passed through the magnet G ² , is closed. At this moment the contact plate g ^{1 is} attracted, the fork-shaped ends of the lever G are withdrawn and the clamping plates are thereby removed from the terrestrial globe. The latter then rests on the Compafs needle, which can rotate freely and assumes its suitable position. The electrical currents passing through the contact pin of the dial last a sufficient time to allow the needle to settle into its rest position. If the current is opened again, the clamping plates are released and tightened by the springs and clamp the terrestrial globe firmly between them again. The terrestrial globe is made to rotate intermittently from the log by means of the clamping plates and a mechanism as will be described below.

DieLogschraube schliefst in gewissen Zwischenräumen die Leitung einer Batterie, und zwar hängen diese Zwischenräume von der Länge der vom Schiff durchlaufenen Strecke ab. Der Mechanismus, durch welchen der Erdglobus um einen gewissen Betrag gedreht wird, wird von einem Elektromagneten / und dessen Armatur I¹ bethätigt, welch letztere einen Hebel I² trägt, der mit einer Sperrklinke i versehen ist, die mit einem Sperrrade P in Eingriff steht; letzteres wird jedesmal um einen Zahn gedreht, wenn der Strom mittelst der Logschraube geschlossen wird. Auf der Welle z'⁸ des Rades P sitzt eine Schnecke k, die mit einem Schneckenrad k¹ in Eingriff steht, welches jedesmal um einen Zahn weiter gedreht wird, wenn das Sperrrad eine vollständige Umdrehung gemacht hat. Das Schneckenrad k¹ hat ebenfalls eine Schnecke /, welche mit einem horizontal liegenden Schneckenrad m in Eingriff steht, welches auf einer Welle η sitzt. Durch Vermittelung einer Schnecke w¹ eines Schneckenrades n² auf der genannten Welle und der Stiele der Platten D D werden letztere bewegt. Das Getriebe und der sonstige Mechanismus des Globus ist so angeordnet, dafs derselbe beständig rotirt, und zwar um einen Betrag, welcher 1 ° beträgt für jeden Grad, der von dem Schiffe durchlaufen wird. Da aber die Rotation des Globus in gewissen Zwischenräumen unterbrochen wird, während das Schiff seinen Lauf fortsetzt, so ist es nöthig, durch eine entsprechende Beschleunigung der Bewegung des Globus während der activen Periode des letzteren diesen Verlust auszugleichen. So kann der Globus, nachdem er eine bestimmte Zeit lang rotirt hat, von dem bethätigenden Mechanismus freigegeben und von der Compafsnadel getragen werden, so dafs er von Zeit zu Zeit eine dergestalt veränderte Lage annimmt, wie die Abweichung des Schiffslaufes von einer geraden Linie erforderlich macht. Wie ersichtlich, zeigt der Globus nicht den Lauf eines Schiffes in einer absolut continuirlichen Weise an, und ist die Rotation des Globus um seine verticale Achse das Mafs der in gerader Linie durchlaufenen Strecken. Diese Richtung wird von der Compafsnadel angegeben, welche in bestimmten Zwischenräumen die axiale Lage des Globus ändert, und stellt die Resultante der beiden Bewegungen des Globus einmal um die horizontale und das andere Mal um die verticale Achse den Lauf des Schiffes dar und zeigt die Lage des Zeigers oberhalb des Globus jederzeit den Breiten- und Längengrad an. Obschon es genügt, eine magnetisirte Stahlstange anzuwenden, wie bei M angegeben, so kann es doch vortheilhafter sein, eine Stange aus weichem Metall zu gebrauchen,, die, mittelst eines Leitungsdrahtes T², Fig. 7, an die Leitung des Gangwerkes angeschlossen, nur erregt wird, wenn der Globus freigegeben ist. In Fig. 1 und 3 ist M eine permanent magnetisirte Stahlstange, welche von einem nicht magnetischen Ring M¹ getragen und mit Stützen e' für die Scheibe E versehen ist. N ist ein passend angeordneter Magnet, der in der Mitte der Compafsbüchse unterhalb der Nadel liegt und mit Klemmen in leitender Verbindung steht, die geschlossen werden, wenn die Klemmvorrichtungen gegen den Globus drücken, und geöffnet werden, wenn letztere zurückgezogen werden. 5 ist eine Windrose, welche durch Ständer s s auf der Compafsnadel getragen wird. Das magnetische Feld wird dadurch erzeugt, dafs die Compafsbüchse mit einem Ringe umgeben wird, welche mit einer Batterie in leitender Verbindung steht, und dafs dieser Ring elektrisch geladen wird, wenn die Nadel in Thätigkeit gesetzt werden soll. Die Anordnung des Logs ist in den Fig. 8 bis 11 dargestellt und besteht aus einem geeigneten metallischen Rahmen, welcher aus einer flachen Grundplatte O und einem von der Mitte und in der Längsrichtung der letzteren auslaufenden Stift P gebildet wird. Die Kanten der Grundplatte verlaufen nach einer Spitze kolbenförmig zu, so dafs dem Wasser nur ein sehr geringer Widerstand entgegengesetzt wird. Ein cylinderförmiges, an dem Ende offenes Gehäuse oder Rohrstück P² ist an dem hinteren Theile angebracht. In diesem offenen Gehäuse ist in schräger Lage ein Flügelrad P³ angebracht, welches infolge des GegendruckesThe lug screw closes the line of a battery in certain gaps, and these gaps depend on the length of the distance traveled by the ship. The mechanism by which the terrestrial globe is rotated by a certain amount is actuated by an electromagnet / and its armature I ¹ , the latter carrying a lever I ² which is provided with a pawl i which is in engagement with a ratchet P. ; the latter is rotated by one tooth each time the current is closed by means of the log screw. On the shaft ^{z'8 of} the wheel P sits a worm k which is in engagement with a worm wheel k ¹ , which is rotated further by one tooth each time the ratchet wheel has made a complete revolution. The worm wheel k ¹ also has a worm / which is in engagement with a horizontally lying worm wheel m which is seated on a shaft η. By means of a worm w ^{1 of} a worm wheel n ² on said shaft and the handles of the plates DD , the latter are moved. The gears and the rest of the mechanism of the globe are arranged so that they rotate continuously, by an amount equal to 1 ° for every degree traversed by the ship. But since the rotation of the globe is interrupted at certain intervals while the ship continues its course, it is necessary to compensate for this loss by a corresponding acceleration of the motion of the globe during the active period of the latter. Thus, after the globe has rotated for a certain time, it can be released from the actuating mechanism and carried by the compass needle, so that from time to time it assumes such a changed position as the deviation of the ship's course from a straight line requires . As can be seen, the globe does not indicate the course of a ship in an absolutely continuous manner, and the rotation of the globe about its vertical axis is the measure of the straight line traveled. This direction is indicated by the compass needle, which changes the axial position of the globe in certain intervals, and represents the resultant of the two movements of the globe once around the horizontal and the other time around the vertical axis and shows the course of the ship and shows the position of the The pointer above the globe shows the latitude and longitude at all times. Although it is sufficient to use a magnetized steel rod, as indicated at M , it may be more advantageous to use a rod made of soft metal, which, by means of a wire T ² , Fig. 7, is connected to the line of the movement is excited when the globe is released. In Figs. 1 and 3, M is a permanently magnetized steel rod which is carried by a non-magnetic ring M ¹ and is provided with supports e ' for the disk E. N is a suitably arranged magnet which lies in the center of the compaf sleeve below the needle and is in conductive connection with clamps which are closed when the clamps press against the globe and opened when the latter are withdrawn. 5 is a compass rose, which is carried by a stand ss on the compass needle. The magnetic field is produced by surrounding the compass rifle with a ring which is in conductive connection with a battery, and that this ring is electrically charged when the needle is to be put into operation. The arrangement of the log is shown in FIGS. 8 to 11 and consists of a suitable metal frame which is formed from a flat base plate O and a pin P extending from the center and in the longitudinal direction of the latter. The edges of the base plate run towards a point in the shape of a piston, so that there is only very little resistance to the water. A cylinder-shaped housing or pipe section P ² , open at the end, is attached to the rear part. In this open housing, an impeller P ^{3 is} attached in an inclined position, which as a result of the counter pressure

des Wassers, welches durch das Gehäuse P² hindurchfliefst, in Umdrehung versetzt wird. Das Flügelrad wird von einer horizontalen Welle Q getragen, auf welcher eine Schnecke R sitzt, die mit einem Schneckenrad R¹ in Eingriff steht, dessen Welle R² in Stützen r getragen wird, und auf welcher ein Contactrad r' sitzt, welches bei jeder halben Umdrehung der Welle i?² eine elektrische Leitung der Batterie r³ durch den Magneten schliefst, welcher die Bewegung des Globus regulirt. Das Flügelrad ist nach wohlbekannten Regeln der Mechanik so gestaltet und construirt, dafs es während des Durchlaufens einer gewissen Strecke durch das Wasser eine gegebene Anzahl Umdrehungen macht, wobei der Druck oder Widerstand genau proportional der Geschwindigkeit des Schiffes ist. Es ist leicht verständlich, dafs der Globus eine der Rotation des Logrades entsprechende Drehung machen wird, ohne Rücksicht auf das Zeitelement. Die in einer gegebenen Zeit durchlaufene Entfernung und die augenblickliche Geschwindigkeit des Schiffes sind dabei in jedem Falle gegen einander austauschbare Gröfsen. Wenn so z. B. das Lograd 72964 Umdrehungen in einer Stunde macht, so wird dadurch angezeigt, dafs das Schiff eine gewisse Entfernung, z. B. eine Meile, durchlaufen hat, oder, wenn während der Zurücklegung von 1 ° das Rad X Umdrehungen gemacht hat, so wird der Globus eine einer jeden Umdrehung entsprechende Rotation ausführen und eine 1 ° entsprechende Strecke'sich drehen.of the water flowing through the housing P ^{2 is set} in rotation. The impeller is supported by a horizontal shaft Q on which a worm R sitting, standing with a worm gear R ¹ is engaged, the shaft R is supported r in columns ² and on which a Contactrad r 'sits which half at each Rotation of the shaft i? ² an electrical line of the battery r ³ closes through the magnet, which regulates the movement of the globe. The impeller is so designed and constructed, according to well-known rules of mechanics, that it makes a given number of revolutions during the passage of a certain distance through the water, the pressure or resistance being exactly proportional to the speed of the ship. It is easy to understand that the globe will make a rotation corresponding to the rotation of the log degree, regardless of the time element. The distance traveled in a given time and the instantaneous speed of the ship are in each case interchangeable quantities. If so z. For example, if the log makes 72,964 revolutions in one hour, this indicates that the ship has traveled a certain distance, e.g. B. has passed a mile, or if during the travel of 1 ° the wheel has made X revolutions, the globe will make a rotation corresponding to each revolution and turn a distance corresponding to 1 °.

W^Tenn das Log in Thätigkeit ist, so hängt es an einem Kabel W unter . der Wasserlinie. Das Tau W ist an einem regulirbaren Muff W befestigt, welches auf einer Stange w^ sitzt, die, in der Längsrichtung des Logs angebracht, von Ständern^³ tv* getragen wird. Die Leitungsdrähte, welche von der an Bord des Schiffes befindlichen Batterie r³ zu den Contactstellen am Log führen, liegen in dem Tau und sind auf diese Weise isolirt. Wird das Log niedergelassen, so nimmt es infolge seiner Gestalt im Wasser die geeignete Lage an, und zwar so, dafs die Achse der Schraube in die Fahrlinie des Schiffes fällt. Das Log mufs hinreichend tief unter dem Wasserspiegel liegen, um eine Beeinflussung desselben durch die Wellenbewegung zu verhüten. Es ist oben gesagt worden, dafs ein Erdglobus in Verbindung mit dem Apparat angenommen worden ist. Der Erfinder beschränkt sich jedoch hierauf nicht, indem auch irgend eine andere geeignete Darstellung der Erde denselben Zweck erfüllt. So kann z. B. nur ein Theil eines Globus gebraucht werden, der dann in gröfserem Mafsstabe einen Theil der Erdoberfläche veranschaulicht. W ^T hen the log is in operation, it hangs on a cable W below. the waterline. The rope W is attached to an adjustable muff W , which sits on a pole w ^ which, attached in the longitudinal direction of the log, is supported by stands ^ ³ tv * . The wires which lead from the battery r ³ on board the ship to the contact points on the log lie in the rope and are insulated in this way. When the log is lowered, it assumes a suitable position in the water, owing to its shape, in such a way that the axis of the propeller falls into the line of travel of the ship. The log must be sufficiently deep below the water level to prevent the wave movement from influencing it. It has been said above that a terrestrial globe has been assumed in connection with the apparatus. The inventor does not limit himself to this, however, in that any other suitable representation of the earth also serves the same purpose. So z. For example, only a part of a globe may be used, which then illustrates, on a larger scale, a part of the surface of the earth.

Claims

Patent Claims:

1. An instrument for determining and displaying the longitude and latitude, as well as the ship's course, in which the terrestrial globe held between electrically releasable clamping plates D causes a rotating movement, which is in the correct ratio of the ship's speed to the dimensions of the latitude indicated on the globe, It is stated that the contact device of the Log, which is ^set into action by the wing screw p s, produces an electric circuit in the interstices and thereby activates a device consisting of electromagnets, gears, worm wheels, and springs.

2. In the instrument characterized under claim 1. a device to rotate the globe about its horizontal axis, consisting in that the. Wing screw p ^a attached to the log , which is set in rotating motion by forward movement of the log, creates an electric circuit in the gaps and thereby actuates the electromagnet / and its armature I ^1.

3. In the instrument characterized under claim 1, a device to indicate the direction of the ship's course to the east or west, consisting of the bearing plate E firmly connected to the magnetic needle, which picks up the globe released from time to time from the clamping plates and moves with it turns him in the direction of the needle.

4. In the instrument characterized under claim 1, a device to the clamping plates Z), which are pressed against the globe by means of the springs d ³ , thereby electrically triggering that the pointer g ^B with the contact pins g ¹ produces an electric circuit in the gaps and then the contact plates of the electromagnet G ² move the levers G.

Indicate 5. In the claim under .gekennzeichneten! Instrument means to the location where the ship is at the time, according to latitude and longitude, consisting of the fixed to the bracket F Markirstift / which its position is not to the apparatus itself changes and points on the globe to the intersection of the horizontal and vertical directions of movement.

For this purpose 2 sheets of drawings.