DE61644C

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Publication number: DE61644C
Application number: DENDAT61644D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT. \%

Die nachstehend beschriebene Erfindung betrifft eine Vorrichtung, welche den Zweck hat bei in Flüssigkeit ein- oder auslaufenden Schwimmvorrichtungen, als hydraulischen Hebewerken, Schwimmdocks und Verschlufspontons, die Veränderung des Belastungs-oder Schwimmzustandes auszugleichen, welche durch den entgegenwirkenden Auftrieb der ein- oder austauchenden Massen der Bautheile der Schwimmvorrichtung entsteht. Dieselbe soll sich in jeder Höhe ihres Hubes nahezu oder ganz im Gleichgewicht befinden, so dafs es nur der Hinzufügung oder Fortnahme einer geringen Belastung bedarf, um ein' (nahezu oder vollkommen) gleichmäfsiges Eintauchen oder Austauchen durch die ganze Hubhöhe zu erzielen.

Die Verwendung vorliegender Erfindung soll sich nur auf Schwimmvorrichtungen als hydraulische Hebewerke,. Schwimmdocks und VerschlufsporJtons beziehen und gestaltet sich in den einzelnen Fällen, wie nachstehend beschrieben :

Bei einem hydraulischen Hebewerk auf Schwimmkörpern zum Heben und Senken schwerer Lasten, Schiffe, Brücken, Eisenbahnzüge u. s. w. wird zum Niedergang, d. h. zum Eintauchen in die Brunnenflüssigkeit eine gewisse Ueberlastung der oberen Bühne benöthigt, welche sich zusammensetzt:

,a) aus der Belastung, die nothwendig ist, um den beim Eintauchen entgegenwirkenden Auftrieb der auf dem eigentlichen Schwimmer stehenden Bautheile aufzuwiegen, ferner

b) aus derjenigen Belastung, welche nothwendig ist, um die für die Nieder- und Auffahrt gewünschte Beschleunigung der ganzen Schwimmvorrichtung zu ertheilen und um die Reibungswiderstände zu überwinden.

Die Belastung, die den oben angegebenen, beim Eintauchen · entgegenwirkenden Auftrieb überwindet, ist bei kleinen Bewegungsgeschwindigkeiten unvergleichlich gröfser als die Ueberlast, die zur Erzeugung der Beschleunigung und zur Ueberwindung der an sich geringen Wasserreibung der Schwimmvorrichtung erforderlich ist.

Der Erfindungsgegenstand bezweckt, denjenigen Betrag an Uebergewicht, der zur Ueberwindung des Auftriebes dient, ganz oder theilweise zu umgehen.

Dies wird erreicht durch die Anordnung eines oder mehrerer mit Luft gefüllter, nach unten offener, mit der Schwimmvorricbtung verbundener und in die Flüssigkeit tauchender Behälter AA, Fig. 1 und 2, deren Luftraum so bemessen ist, dafs derselbe beim Niedergang durch Zusammenpressung der Luft und Eintreten von Wasser genau so viel verringert wird, als die in das Wasser eintauchenden Bautheile Auftrieb bewirken oder Wasser verdrängen.

Nach dem Mariotte'schen Gesetz verhält sich das Volumen eines Gases umgekehrt wie die Pressungen, denen es ausgesetzt wird.

Wenn man daher einen Kasten, der mit einem nach unten gerichteten, stets unter dem

Spiegel der Flüssigkeit bleibenden Zuleitungsrohr r (Fig. ι beiliegender Zeichnung) versehen ist, mit einem Gas oder beispielsweise mit Luft füllt und diesen Kasten so mit dem stets unter dem Spiegel der Flüssigkeit bleibenden Sch wimmer verbindet, dafs die Pressung des Gases in der oberen Endstellung der Schwimmvorrichtungpj, dagegen in der unteren p₂ beträgt, so ist, wenn h die Höhe des Gas- oder Luftkörpers im Innern der Behälter in der oberen Stellung des Hebewerkes bedeutet, die Höhe H₁ desselben

in der unteren Stellung =

P-2

und der durch

nachdringende Flüssigkeit ausgefüllteRaum, wenn F den in jeder Höhe gleichen Querschnitt der

Luftbehälter AA bedeutet

=F\h \

Um ebenso viel Gewicht, wie dieser Flüssigkeitsmasse entspricht, wird nun die Schwimmvorrichtung schwerer, denn ebenso viel Raum ist dem mit Gas gefüllten Auftriebskörper entzogen worden. Wenn man daher die als bekannt anzunehmende Masse der beim Niedergang eintauchenden, auf dem Schwimmer stehenden

Bautheile M= F

\h — -^a-hJ
\ Pi I

hld

setzt, so ergiebt

\ Pi I

sich daraus die zu wählende Gröfse der Luftbehälter (die der Kürze halber im Nachstehenden als »Luftausgleicher« benannt sind), welche erforderlich ist, um den entgegenwirkenden Auftrieb der gesammten Schwimmvorrichtung gänzlich aufzuheben.

Man hat es nun durch entsprechende Abmessung des Luftausgleichers (welche mit Rücksicht auf die verschiedene Zunahme der Wasserpressung während der verschiedenen Hubstellungen des Schwimmapparates zu geschehen hat) vollständig in der Hand, der etwa ungleichmäfsigen Zunahme der eintauchenden Massen Rechnung zu tragen.

Bedingung ist, dafs die Mündung des mit dem Schwimmer verbundenen Luftausgleichers stets unter Wasser liegt, und zweckmäfsig ist es ferner, dafs der Luftausgleicher möglichst hoch liegt, um die Luft einem möglichst grofsen Unterschied in den Pressungen auszusetzen und damit eine stärkere Wirkung des Ausgleichers zu erzielen. Ein solcher Ausgleicher wird in irgend welche Verbindung mit dem vollkommen geschlossenen Schwimmer gebracht (s. Fig. ι und 2).

Man kann jedoch auch den ganzen Rauminhalt des Schwimmers oder sonstige vorhandene Hohlräume als Luftausgleicher benutzen, und zwar, wenn dieser Rauminhalt von

den durch die Gleichung M

bestimmten Werthe nur unerheblich abweicht, mit Erzielung nur theilweiser Ausgleichung, oder aber es mufs, falls der benutzte Hohl

—Flh — ^-

hblih bi

raum gröfser ist, dafür Sorge getragen werden, dafs die Wirkung des zu viel in denselben eintretenden Wassers auf andere Weise wieder aufgehoben wird; denn infolge des grofsen Luftinhalts würde die Luft bei ihrer Zusammenpressung eine zu grofse Wassermenge in den Hohlraum eintreten lassen und demgemäfs eine Verkleinerung des Gesammtauftriebes veranlassen, welche viel erheblicher sein kann, als der Auftrieb der eintauchenden, auf dem Schwimmer stehenden Bautheile beträgt, der bei der Niederbewegung des Schwimmers unschädlich gemacht werden soll.

Um diese nachtheilige Wirkung aufzuheben, mufs der Unterschied zwischen der grofsen, in den Schwimmer gedrungenen Wassermenge und dem geringeren, durch die eintauchenden Bautheile verdrängten Wasser durch weitere Wasser verdrängende Körpern, Fig.3, 4 und 5, aufgehoben werden, welche auf dem Schwimmer stehen und beim Niedergang durch ihr Ein^ tauchen ebenso viel Auftrieb erzeugen, als durch zu starke Verkleinerung des Luftraumes im Hohlraum Verminderung des Auftriebes zu viel eingetreten ist. Diese Körper α sind nach Mafsgabe der Pressungen abgemessen, welche in den einzelnen Hubstellungen des Hebewerkes verschieden grofs sind, und können am oberen und unteren Ende so vergröfsert sein (s. Fig. 6 bei d), dafs dieselben die erforderliche Ueberlast für Beschleunigung und Reibungsüberwindung ebenfalls, und zwar allmälig aufheben , also als Bremsen wirken, derart, dafs sie den Schwimmapparat von selbst in den Endstellungen zum Stillstand bringen.

Diese Wasser verdrängenden Körper α können zweckmäfsig zur Verbindung des Schwimmers mit der Bühne behufs Tragens derselben verwendet werden (Fig. 3 und 6).
" Die Benutzung des ganzen Schwimmerinhalts als Luftausgleicher bietet den weiteren Vortheil, dafs bei Anordnung einer Luftableitung und einer Luftzuleitung man es jederzeit in der Hand hat, die Schwimmkraft der ganzen Vorrichtung dem jeweiligen Belastungszustand anzupassen.

Der eingangs gekennzeichnete Luftausgleicher, dessen Anwendbarkeit an einem hydraulischen Hebewerk im Vorstehenden nachgewiesen ist, kann an den bekannten Pontonverschlüssen für Docks oder Schleusen ebenfalls angewendet werden, wodurch man die Menge des für die Ein- und Austauchung notwendigen Uebergewichtswassers im Behälter b auf das kleinste Mafs beschränkt. Die Anordnung, Einrichtung und Wirkung des Luftausgleichers bleibt die gleiche (s. Fig. 7).

In derselben Weise und unter denselben Bedingungen wirkend, kann auch der Luftausgleicher an einem Schwimmdock der in Fig. 8

dargestellten Art angewendet werden, wodurch erreicht wird, dafs bei nicht belastetem Dock nur ein geringes Hinzufügen oder Fortnehmen von Belastung der Behälter b b erforderlich ist, um das Heben und Senken des Docks zu bewirken. Wie bei dem oben beschriebenen Hebewerk' für schwere Lasten ist auch hier die Verwendung sämmtlicher Luftzellen c c c c c als Luftausgleicher möglich, nur müssen dann in den seitlichen Dockwänden besondere nach den obigen, für die Hohlkörper α angegebenen Regeln abgemessene Abtheilungen enthalten sein, welche nicht durch Wasser gefüllt werden und beim Eintauchen, ebenso viel Auftrieb erzeugen, als in den Luftzellen c durch Zusammenpressen der Luft zu viel an Auftrieb verloren geht.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Vorrichtung zur vollständigen oder theilweisen Ausgleichung des Auftriebes, welcher durch vorübergehend ein- und austauchende Massen bei Schwimmapparaten, als hydraulischen Hebewerken, Schwimmdocks und Verschlufspontons entsteht, gekennzeichnet durch mit dem Schwimmapparat verbundene,- mit Luft oder Gas gefüllte Behälter (A), welche durch an geeigneter Stelle angeordnete Oeffnungen mit der (Tauch-) Flüssigkeit in Verbindung stehen und somit nach Mafsgabe des äufseren Flüssigkeitsdruckes bei Abwärtsbewegung unter Zusammenpressung ihres Gasvolumens und Vermehrung ihres Flüssigkeitsinhalts den Auftrieb des Apparates vermindern, bei Aufwärtsbewegung unter Ausdehnung ihres Gasvolumens und Verminderung ihres Flüssigkeitsinhalts den Auftrieb vermehren. Die unter i. gekennzeichnete Vorrichtung für Schwimmapparate, als hydraulische Hebewerke und Schwimmdocks, dahin abgeändert, dafs für andere Zwecke (z. B. als Schwimmer) vorhandene Hohlräume des Schwimmapparates als Luftbehälter (A) benutzt werden.

Bei der unter 2. gekennzeichneten Einrichtung die Benutzung von Wasser verdrängenden Körpern (a) für den Fall, dafs die als Luftbehälter benutzten Hohlräume gröfser sind, als bei der unter 1. beanspruchten Vorrichtung vorausgesehen ist, zu dem Zwecke, die zu starke Verminderung des Auftriebes jener Hohlräume durch zusätzlich erzeugten Auftrieb auszugleichen.
Bei den unter 1., 2. oder 3. gekennzeichneten Einrichtungen die Anordnung von Wasser verdrängenden Körpern (d), welche in den Endstellungen der Bewegung ein- und austauchen und dadurch Bremsen und Stillstand des Schwimmapparates bewirken.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.