DE64931C - Elektrische Vorrichtung zur Regelung der Bewegung der das Steuerruder einstellenden Organe - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

ρατενταμτλ!

Organe.

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln von Kraft-, steuern fahrbarer Schiffe, derart, dafs das Schiff selbstthätig auf einen bestimmten Kurs eingestelli wird, ohne ein gelegentliches Abweichen von solchem Kurs, wenn es für die Sicherheit des Schiffes nothwendig ist, zu behindern.

Die zur Ausführung dieses Verfahrens erforderlichen Vorrichtungen bestehen im wesentlichen aus einem Compafs, elektrischen Widerständen oder Stromreglern, die dem Einflufs von Wärme oder Licht ausgesetzt werden können, und aus zwei Satz entgegengesetzt wirkenden Elektromagneten, welche mittelbar oder unmittelbar das Kraftsteuer einstellen.

Die elektrischen Widerstände oder Regler sind auf den Azimuth nach dem Kurs einstellbar, und das Mafs der Beeinflussung ist derart abhängig von ihrer Stellung mit Bezug auf die Compafsscheibe, dafs, so lange im richtigen Kurs gesteuert wird, die Elektromagnetvorrichtungen einander das Gleichgewicht halten, bei Abweichungen davon in ihrer Gleichgewichtslage jedoch gestört werden, wodurch die Kraftmaschine zum Stellen des Steuerruders nach einer Richtung wirksam wird, die nöthig ist, um das Schiff auf den Compafskurs zurückzubringen.

Die Compafsscheibe ist zu diesem Zwecke so beschaffen, dafs sie die elektrischen Widerstände oder Stromregler zum Theil beschattet und zum Theil die Licht- oder Wärmestrahlen frei auf dieselben einwirken läfst.

Die in symmetrischer Anordnung einander gegenüberliegenden Widerstände haben unter sich gleiches Leitungsvermögen und werden in der Normallage gleich stark beschattet, treten jedoch bei geänderter Fahrtrichtung aus ihrer Normallage heraus und werden ungleich beschattet, wodurch infolge der ungleichmäfsigen Einwirkung der Licht- oder Wärmestrahlen das Leitungsvermögen der Widerstände in demselben Verhältnifs ungleichmäfsig wird. Diese Widerstände sind in die Stromleitung von Solenoiden oder Elektromagneten eingeschaltet, welche in entgegengesetzter Richtung auf einen Armaturhebel einwirken, der mit dem Steuergetriebe verbunden ist; unter normalen Verhältnissen halten sich die Elektromagnete das Gleichgewicht..

Die Licht- oder Wärmequellen können natürliche oder künstliche sein; um eine möglichst gleichmäfsige Strahlung zu erhalten, ist es vorzuziehen, dieselben künstlich zu erzeugen. Am zweckmäfsigsten werden Lichtstrahlen verwendet, welche durch geeignete Hülfsmittel parallel fallen. Die Widerstände bestehen am besten aus Selen, welches gegen Licht- oder Wärmestrahlen sehr empfindlich ist, doch können auch Kupferspiralen und andere Leiter, die für Licht- und Wärmestrahlen empfindlich sind, verwendet werden.

Die Widerstände werden einander gegenüber symmetrisch zur Compafsscheibe angeordnet. Letztere besteht zur Hälfte aus einem undurchsichtigen bezw. die Strahlen nicht leitenden Material, zur Hälfte ist sie durchsichtig oder

vollkommen offen, so dafs in Mittelstellung beide Widerstände zur Hälfte beschattet sind. Tritt eine Verschiebung aus dieser Mittelstellung infolge einer Aenderung des Kurses ein, ·' so ändert sich die Gröfse der den Strahlen ausgesetzten Theile der Widerstände und im umgekehrten Verhältnifs ihr Leitvermögen, so dafs die Elektromagnete sich nicht mehr das Gleichgewicht halten, der eine den anderen an Stärke übertrifft und die Steuerorgane entsprechend gestellt werden. . . .

Fig. ι .der Zeichnung zeigt einen mit Widerständen versehenen Compafs im senkrechten Schnitt, Fig. 2 eine Oberansicht einer Compafsscheibe, Fig. 3 theilweise im Schnitt die Elektromagnete, in deren Leitungen die Widerstände eingeschaltet sind". Die Fig. 4 und 5 zeigen zwei Ausführungsarten von Selenwiderständen. Fig. 6 zeigt die Oberansicht von Contactringen.

Die Compafsscheibe A besteht, wie üblich, aus einem Aluminiumgestell, welches zur Hälfte mit schwarzem Papier beklebt ist. Die Widerstände J3¹ und B² sind unterhalb der Compafsscheibe A symmetrisch einander gegenüber angeordnet, haben sectorförmige Gestalt und werden von einer Scheibe B aus Hartgummi getragen, welche an dem den Tragstift a des Compasses hältenden Zapfen festsitzt. Die Scheibe wird stets waagrecht gehalten und kann im Kreis eingestellt werden. Unter derselben sind an dem inneren Glied des Cardanischen Gelenkes Contactringe C¹ C¹ C² C², Fig. ι und 6, angeordnet, auf welchen die Contactrollen b^l b^l £² Z?² liegen, die durch federnde Arme i¹ i¹ Z² i² paarweise mit den entsprechenden Enden der Widerstände B¹B^ in Verbindung sind. Die isolirten Ringe sind durch Klemmschrauben mit Solenoiden oder Elektromagneten verbunden, welche die Einstellung des Kraftsteuers regeln und von welchen für jede Schiffsseite eines vorhanden ist.

Die Compafsscheibe .A trägt ein U-förmig gebogenes Contactstück e, zwischen dessen Schenkeln der Contactstift f spielt, welcher von der Gummischeibe B getragen wird und durch einen federnden Arm ί³ und eine Contactrolle e¹ mit dem Contactring e² in elektrischer Verbindung steht.

Das U-förmige Contactstück e ist durch den Aluminiumring und den Draht f\ der nach der Nabe des Compafsgestelles führt, in Verbindung mit der Stahlpfanne a¹ und.ruht mittelst dieser auf dem Tragstift a. Von hier aus führt die elektrische Verbindung weiter durch das innere und äufsere Glied des Cardani'schen Gelenkes, und mit diesem und der Klemmschraube des Ringes e² sind die beiden Drähte einer elektrischen Signalleitung derart verbunden, dafs der Strom geschlossen wird, sobald einer der Schenkel des U-förmigen Contactstückes e mit dem Stift / in Berührung kommt. Stehen diese Schenkel beispielsweise zwei Striche von einander entfernt, so genügt ein Abweichen des Schiffes aus seinem Kurs, um einen Strich um den elektrischen Strom zu schliefsen.

Die Compafsscheibe ist in einem Gehäuse eingeschlossen, in welchem oben Licht in beliebiger Weise erzeugt werden kann, dessen Strahlen mit Hülfe eines Hohlspiegels und einer Linse gesammelt oder auch unmittelbar auf die darunter liegende Compafsscheibe bezw. die Widerstände geworfen werden können.

In Fig. ι ist der Contactstift f nach dem N-Strich zeigend dargestellt, während seine eigentliche Stellung die in Fig. 2 dargestellte ist, d. h. gegenüber der Halbkreisscheibe aus schwarzem Papier. ....■■■■■. .... ....

Die Elektromagnete wirken, wie in Fig. 3, auf einen Wasserdruckkolben L, welcher die Steuerorgane des Steuerruders bewegt. Die Solenoide G¹ G^ sind zu diesem Zwecke mit den Stromleitungen d¹ α?² verbunden. Der bei h drehbar gelagerte dreiarmige Hebel H trägt mittelst zweier Arme die Solenoidkerne g^l g¹^ während sein dritter Arm auf den Rohrschieber K einwirkt.

An erstere Arme des Hebels H greifen die Federn I¹ und J² mittelst Stellschrauben i¹ z² an und eine Mutter i^s ermöglicht mit Hülfe der Schraubenspindel i⁴ ein Spannen der beiden Federn, während die Federn einzeln durch die Stellschrauben i¹ Ϊ² gespannt werden können. Man kann dadurch die Empfindlichkeit der Vorrichtung leicht vermindern oder auch ungleiche Widerstände der beiden Solenoide derart ausgleichen, dafs die Vorrichtung stets das Bestreben hat, dem Schiff nach Bedarf eine gewisse Stellung des Ruders nach der einen oder anderen Seite hin, zu geben.

Die beiden Solenoide und ihre zugehörigen Widerstände werden vortheilhaft in Parallelschaltung von einer Batterie versorgt, so dafs sie sich genau das Gleichgewicht halten können.

Bei der in der Zeichnung als Beispiel dargestellten Anordnung ist der untere Arm des Hebels H, welcher durch ein Gewicht beschwert ist, durch ein Gelenk mit dem Rohrschieber K verbunden, welcher mit im Kreise angeordneten Oeffnungen k und η versehen ist und in einer Ausbohrung der Kolbennabe liegt. Die Oeffnungen k und η sind durch eine Scheidewand n¹ von einander getrennt. Der Kolben L, welcher in dem Wasserdruckcylinder M spielt, ist mit auf die Oeffnungen k und η sich einstellenden Kanälen Z¹ Z² und WL¹Wi¹ derart versehen, dafs, je nachdem der Kolben in der einen oder anderen Richtung sich bewegen soll, entweder die Oeffnung k mit dem Kanal Z¹ und die Oeffnung η mit dem Kanal wz², oder die Oeffnung k mit dem . Kanal Z² und die Oeffnungen η mit dem

Kanal m¹ zusammenfallen. Hierbei erfolgt Einlafs durch den mit dem Rohrschieber K verbundenen Gelenkkopf k\ an welchen ein Schlauch sich anschliefst, und der Auslafs durch die röhrenförmige Kolbenstange JV. Wenn Schieber K sich so weit verschoben hat, dafs die Oeffnungen k mit den Kanälen Z¹ oder Z² zusammenfallen, so tritt Bewegung des Kolbens ein und Schieber K folgt dieser Bewegung und erhält diese Einstellung, so lange der durch die Solenoide bethätigte Hebel H in derselben Richtung schwingt.

Die Kolbenstange N wirkt auf das Steuerventil eines Dampf- oderWasserdruckcylinders, welcher das Steuerruder des Schiffes bethätigt und auch durch Hand unmittelbar gesteuert werden kann, so dafs die Bewegung des Steuerruders auch unabhängig von der selbstthätigen Vorrichtung erfolgen kann.

Es kann auch der Kolben L so grofs gewählt werden, dafs er allein schon im Stande ist, das Steuerruder zu stellen, ohne weitere Triebkräfte zu benöthigen.

Die Vorrichtung kann auch zum Regeln von elektrischen Steuertriebwerken verwendet werden. Man hat dann nur höthig, den Hebel H mit dem Umschalter des Elektromotors in Verbindung zu bringen.

An Stelle der künstlichen Lichtquelle können auch die Sonnenstrahlen benutzt werden, welche in ähnlicher Weise durch Glaslinsen -und Reflector aufgefangen und gegen die Widerstände B¹ und B'² geworfen werden.

Wenn die Scheidelinie der dunklen und hellen Hälfte der Compafsscheibe mit dem Nord- und Südstrich zusammenfällt, wie es auf der Zeichnung dargestellt ist, so mufs die gemeinschaftliche Mittellinie der beiden Widerstände annähernd in Richtung des magnetischen Meridians fallen; die Anordnung der Widerstände ist so zu wählen, dafs sie das Schiff zum Einhalten des richtigen Kurses bringen. Ist die Scheidelinie von Ost nach West gerichtet, so steht die Mittellinie der Widerstände senkrecht zum magnetischen Meridian.

Es ist jedoch nicht erforderlich, dafs die Widerstände einander genau diametral gegenüberstehen, es liegt dann die Scheidelinie auf zwei Halbmessern, welche die Scheibe in zwei ungleich grofse Kreisausschnitte theilt.

Bei der Wahl der Einzeltheile und der ganzen Anordnung hat man die bekannten Gesetze der elektrischen Induction zu beachten, damit die Compafsnadel möglichst wenig durch die elektrischen Ströme abgelenkt werden kann. Die beschriebene Anordnung hat bei den angestellten Versuchen gute Resultate erzielt.

Um die einander entgegenwirkenden Elektromagnete durch gleich starke Ströme zu beeinflussen, ist es vortheilhaft, nur eine Batterie oder andere Elektricitätsquelle zu verwenden und den Strom in zwei gleiche Ströme durch Parallelschaltung abzuzweigen, wobei geeignete Widerstände eingefügt werden können. Für die beiden Elektromagnete können aber auch gesonderte gleich starke Batterien verwendet werden.

Zur Herstellung der Widerstände werden am besten Glastafeln, welche vergoldet oder platinirt sind, auf eine Schicht Selen von ungefähr 0,1 mm Dicke gelegt, während dieses im geschmolzenen Zustande sich auf einer Metallplatte von ungefähr 60 qcm Flächeninhalt befindet. Die metallische Seite des Glases, die in enger Berührung mit dem Selen ist, bildet den einen Pol und die Metallplatte den anderen Pol. Das Selen wird geglüht, um es krystallinisch zu machen. Das platinirte Glas mufs so durchsichtig sein,' dafs die Lichtstrahlen voll auf das Selen einwirken können.

Der so hergestellte Widerstandskörper mufs unter dem Einflufs des Lichtes einen Widerstand von ungefähr 5 Ohm und in vollkommener Dunkelheit von ungefähr 30 Ohm haben, während die zu verwendende Batterie eine Stromstärke von 1 bis 5 Ampere und 5 bis 10 Volt haben mufs. Je höher die Stärke des Lichtes ist, desto bessere Ergebnisse können erzielt werden.

Die Widerstandskörper können auch von der in Fig. 4 dargestellten Art sein. Mehrere parallele Messingstreifen 0 werden abwechselnd mit zwei Polstreifen.ρ und p¹ verbunden und durch zwischengelegte Streifen von Papier oder Asbestpappe aus einander gehalten, welche ungefähr ι mm weniger breit sind als die Messingstreifen. Die hierdurch entstandenen Zwischenräume zwischen den Messingstreifen werden mit geschmolzenem Selen ausgefüllt, welches alsdann gut ausgeglüht wird. Das Selen bildet dann die elektrische Leitung zwischen den Streifen und bietet den Lichtstrahlen eine verhältnifsmäfsig grofse Oberfläche dar. Eine weitere Abart der Widerstandskörper zeigt die Fig. 5. Hier sind zwei dünne Drähte aus Messing oder anderem Metall q q¹ auf eine Glas- oder Glimmerplatte in Windungen, die ungefähr 0,2 mm Abstand haben, aufgewickelt und werden durch Streifen r aus Asbestpappe, die abwechselnd über und unter die Drähte geführt sind, so verbunden, dafs an der einen Seite die Biegungen des einen Drahtes und an der gegenüberliegenden Seite diejenigen des anderen Drahtes freiliegen, und an der einen Seite die Biegungen des einen Drahtes und auf der anderen Seite die des anderen Drahtes mit einander verlöthet sind. Geschmolzenes Selen wird dann zwischen die parallelen Drahtwindungen der einen Seite des Glimmerkernes eingegossen, um sie elektrisch zu verbinden, und dann geglüht.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Elektrische Vorrichtung zur Regelung der Bewegung der das Steuerruder einstellenden Organe, dadurch gekennzeichnet, dafs unter der Compafsscheibe elektrische Widerstände angeordnet sind, welche unter dem Einflufs von Licht- oder Wärmestrahlen dem elektrischen Strom einen veränderlichen Widerstand bieten und diesem Einflufs bei einer Drehung des Compasses durch Aenderung der Fahrtrichtung des Schiffes mehr oder weniger durch Beschatten entzogen werden, wobei Elektromagnete in Thätigkeit gesetzt werden, welche die das Steuerruder bewegenden Organe in der einen oder der anderen Richtung beeinflussen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.