DE58646C

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Publication number: DE58646C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung beruht auf dem auf beiliegender Zeichnung in Fig. 1 dargestellten kinematischen Satz:

Wird ein gleichschenkliges. Dreieck Ub₁Cl₁, dessen Höhe d₁ e gleich der halben Grundlinie α b₁ ist, derart bewegt, dafs sich b₁ auf einem Kreise mit λ. als Mittelpunkt dreht, so läfst sich der Punkt d₁ ohne Zwang auf einer Curve m n.bewegen, deren The.il d_x d = α b_x = α b mathematisch nahezu genau eine Gerade bildet, welche auf der Mitte von ab senkrecht zu dieser steht.

Hierauf gründet sich der in Fig. 2 dargestellte Bewegungsmechanismus.

Der Fufs d der Stange d b wird in gerader Linie und senkrecht zur Mitte α b des Balkens abc von d nach d₁ verschoben. Ist db gleich α b, dann werden die Punkte b und c zwanglos die Kreisquadranten b b₁ und c C₁ beschreiben.

In Fig. 3 sind zwei solcher Systeme dargestellt. Die Stange d b bewegt den Balken abc um den Mittelpunkt a, während die Stange dα den Balken bay in entgegengesetzter Richtung um b drehen wird. Ist der gemeinschaftliche Fufspunkt beider Bewegungs-(Pleuel-) Stangen d nach d₁ , also auch Stange d b nach d_x b_t und Stange d α nach ^₁ ß_t gelangt , dann läfst sich, wenn auf die Balken α b₁ C₁ und b P₁ γ_ι in dieser Lage die gleichgerichteten Kräfte ρ und p_t wirken' (wobei angenommen wird, dafs die Kraft P₁ entsprechend dem Verhältnifs by₁ : a C₁ gröfser sein soll als die Kraft p), die durch Fig. 4 dargestellte Betrachtung anstellen. Werden die Kräfte ρ und P₁ in ihren Angriffspunkten b₁ und ß_x derart zerlegt, dafs die Componenten in die Richtungen der Balken und Pleuelstangen fallen , und werden dann diese Componenten in ihren Richtungen verschoben, so ergeben sich bei d₁ die Kräfte P und R, sowie bei a und b die Kräfte Q und Q₁.

Es ist nun P= ρ +Pi und R = Q₁ — Q. Bei ρ = P₁ ist demnach Q= Q₁ und R = o.

Denkt man sich nun bei einem Schiffe an Stelle der beiden Balken unter Wasser zwei drehbare Pforten in gleicher Weise hinter einander und derart etagenförmig über einander angeordnet, dafs sie beim Vor- oder Rückwärtsgang des Schiffes einem gleichgerichteten Wasserdruck ausgesetzt sind, Fig. 5 und 6, den sie mittelst der Pleuelstangen auf eine starre Verbindung der beiden Stangenfufspunkte, dem Kreuzkopf, übertragen, so zeigt sich nach Vorstehendem:

a) Bei gleich grofsen Pforten ist JP=Jp₁, also R = o. Die Kräfte, welche querschifis dem Hinaus- oder Hineinschieben des Kreuzkopfes widerstreben, heben sich auf. Es bleibt nur die Reibung des Mechanismus zu überwinden.

b) Ist, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt, die Pforte gröfser, welche das Bestreben hat, infolge des Wasserdruckes den Kreuzkopf hinauszuziehen, so wird die Kraft R im Verhältnifs der Pfortenflächendifferenz wachsen und bestrebt sein, die grofse Reibung, welche bei schneller Fahrt während des Hinausdrehens des Kreuzkopfes entsteht, zu vermindern.

c) Der Gesammtwasserdruck auf die beiden Pfortenflächen P = ρ + P₁ wird als hemmende

Kraft durch die Pleuelstangen auf den Kreuzkopf übertragen.

d) Das Kräftepaar Q und Q₁, an den Pfortenpivots α und b wirkend, hat das Bestreben, das Schiff zu drehen.

Wird der Bremsmechanismus, welcher naturgemäfs symmetrisch auf beiden Seiten des Schiffskörpers angebracht sein mufs, nur einseitig verwendet, dann dient er als kräftiges Hülfsruder.

Der Kreuzkopf, der grofsen Kraftübertragung wegen massiv, wird, wie aus den Fig. 5 bis 1 1 zu ersehen, mittelst einer starken Schraubenspindel bewegt.

Wenn auch in dem Mechanismus keine Kräfte auftreten, die direct in der Längsrichtung der Schraubenspindel wirken (denn aus praktischen Gründen wird man die Kraft R nie so "grofs werden lassen, dafs sie die Reibung bei mittlerer Fahrt aufhebt), so empfiehlt sich doch, die Spindel in starken Drucklagern zu stützen. Unter Umständen müssen die Pforten und die übrigen Theile des Mechanismus Stöfse von enormer Gewalt aushalten.

Die Schraubenspindel hat nur sich selbst zu tragen, denn der Kreuzkopf wird durch seine Ansätze in den beiden Gleitbahnen getragen, Fig. 13.

Der bremsende Druck P wird bei dem Vorwärtsgang des Schiffes auf die nach hinten liegende Gleitbahn und — was wohl seltener vorkommen dürfte — bei dem Rückwärtsgang auf die vordere Gleitbahn und durch diese auf die Kammern für die Spindel und Pleuelstangen übertragen. Das Kammergehäuse bedarf bei den auftretenden gewaltigen Kräften einer energischen Verstrebung gegen den Schiffskörper.

Das in der Zeichnung dargestellte Beispiel ist für ein Schiff von rund 2000 Tonnen Gewicht, yy m Länge, 11 m Breite und 4,5 m mittlerem Tiefgang gewählt. Die beiden Bremspforten haben zusammen 6 qm Widerstandsfläche.

Es wird angenommen, dafs die Bremse wirkt, wenn das Schiff eine Geschwindigkeit von 16 Knoten oder 8,23 m in der Secunde besitzt.

Der Bremswiderstand P = ρ -\- P₁ beträgt dann nach der üblichen Form:

Ρ=ζ-

Fy, worin ζ= 1,1,

2 g

P= rund 23 300 kg.

Der Mechanismus beansprucht mit seiner kleinen Betriebsmaschine von höchstens 10 effectiven Pferdestärken im Verhältnifs zu seiner grofsen Wichtigkeit für die Sicherheit der Schifffahrt nur wenig Platz. Im vorliegenden Falle querschiffs etwa 3 m, längsschiffs 2,5 m und der Höhe nach nur 1,9 m. Es werden sich demnach auf einem Schiff von den vorstehend erwähnten Abmessungen ohne grofse Schwierigkeit je zwei solcher Bremsen im Vor- und Hinterschiff aufstellen lassen, so dafs die Gesammtfläche der vier bremsenden Pfortenpaare 24 qm beträgt.

In der nachfolgenden Tabelle sind einige Resultate zusammengestellt, welche sich bei Anwendung der Bremsen und ohne Benutzung derselben für das angenommene Beispiel ergeben dürften.

Gegenüberstellung

der Geschwindigkeitsabnahme eines Schiffes von 2000 Tonnen Gewicht und mittlerer Schärfe bei einer Fahrtgeschwindigkeit von 16 Knoten oder 8,23 m pro Secunde, bei Anwendung von vier Schiffsbremsen von je 6 qm Bremsfläche, und ohne Bremse.

	Eigener Widerstand des Schiffes und vier Bremsen von je 6 qm Bremsfläche	Zurückgelegter Weg	■37 m	I	235 m	Eigener Widerstand des Schiffskörpers	Zurückgelegter Weg	785 m.	)
Secunden Zeit nach dem Bremsen bezw. Stoppen	Geschwindigkeit in der Secunde					Geschwindigkeit in der Secunde		j 527 m \
0	8,23 m	/	• 98 m		■ 8,23 m		)
io	4,68 m			7,21 m	258 m
20	2,63 m		6,38 m
30	1,84 m		5,74 m
40	ι ,40 m		5,17 m
60	0,95 m		4,22 m
90 115	0,65 m 0,5 m	3,36 m ■ 2,86 m
24O	0,2 m	1,40 m

Aus vorstehender Tabelle geht die schnelle Wirkung der Bremse, besonders in den ersten Secunden hervor. Wird angenommen, dafs durch die kleine Hilfsmaschine von 10 effectiven Pferdekräften der Kreuzkopf in ι ο Secunden den Weg von 1,5 m auf der Spindel zurück-

legt, so ist zu ersehen, dafs erst nach 240 Secunden und einem zurückgelegten Weg von 785 m das Schiff, nur allein auf seinen Eigenwiderstand angewiesen, bis auf die Geschwindigkeit von 1,4 m in der Secunde zurückgekommen ist. Unter Mitwirkung der Bremsen ist dieselbe Leistung in 50 Secunden ausgeführt, wobei nur ein Weg von

137 m 4- 10 . 8,23 m.= cvd 220 m
durchfahren wurde.

Das Kammergehäuse mufs überhaupt sehr kräftig construirt werden, weil dasselbe einen bedeutenden hydrostatischen Druck auszuhalten hat und aufserdem den geschwächten Längsverband des Schiffes wieder herstellen soll. Wie schon hervorgehoben, ist die nach hinten zeigende untere Pforte gröfser, damit sie der sehr beträchtlichen Reibung zwischen dem Kreuzkopf, der Gleitschiene und der Führungsspindel durch die von ihr ausgehende Kraft R entgegenwirkt. Die Pforten sind, wie aus Fig. 14 und 15 zu ersehen, aus Blech- und Winkeleisen mit Holzfutter gefertigt. Sie sind grofsen Stöfsen ausgesetzt und müssen daher elastisch gebaut sein.

Der .Pfortenbalken, Fig. 10, dient zur Verstärkung der Pforte und zur KarftUbertragung auf die Pleuelstange. Die Verbindung mit der Pleuelstange kann gegebenenfalls im Wasser gelöst werden. Die Pivotirung der Pforte besteht aus einem massiven Schleifklotz, der mit einem Ansatz in einer massiven Führungsnuth gleitet. Der Pivotbolzen ist zum Einsetzen und Herausnehmen von innenbords eingerichtet, damit bei eingetretener Havarie unter Umständen die Pforte bei schwimmendem Schiff herausgenommen werden kann.

Die Pforten müssen derart eingerichtet sein, dafs sie in eingeklapptem Zustande, Fig. 7 und 8, die Oeffnungen in der Bordwand wasserdicht schliefsen. Das zurückbleibende Wasser, welches im vorliegenden Falle nur 2,7 cbm beträgt, kann in kurzer Zeit bequem gelenzt werden. Der Pfortenanschlag ist grofs, Fig. 9, und gestattet das Anbringen einer ausgiebigen Dichtung. Die Pivotirung läfst sich nicht dichten, weil zwischen dem eingedrehten Schleifklotz und der Äufsenhaut etwas Spielraum bleiben mufs. Der Pivotbolzen fährt daher in einer Stopfbüchse. Dagegen ist der Pfortenbalken dicht neben dem Schleifklotz in der in Fig. 15 und 16 angegebenen Weise durch Holz- und Gummilagen gedichtet. Die Pforten können mittels.t der Schraubenspindel sehr stark angezogen werden, und daher läfst sich in der angedeuteten Weise recht gut eine genügende Dichtung des Kammergehäuses nach aufsenbords erzielen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Schiffsbremse und Hilfssteuervorrichtung, bestehend aus zwei in der Schiffswand drehbaren Bremspforten , welche durch Pleuelstangen und gemeinsamen Kreuzkopf derart verbunden sind, dafs bei der Bewegung des Schiffes in seiner Längsrichtung der Stofs des Wassers nutzbar gemacht wird, um eine der hinausgedrehten Pforten zurück-, die andere hinauszudrücken, wodurch der directe Wasserwiderstand gegen das Hinaus- und Hineinbringen der Pforten bei gleichen Pfortenflächen aufgehoben wird, zum Zwecke des Bremsens und Steuerns von Schiffen bezw. zum schnellen Ausbringen von Torpedoschutznetzen.

2. Bei der unter 1. gekennzeichneten Vorrichtung die Verwendung von Pforten ungleichen Flächeninhalts, um durch die Differenz der Stofswirkungen auf die beiden Pfortenflächen den Reibungswiderstand des Mechanismus nach Bedürfnifs verringern zu können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.