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Strommesser Die Erfindung betrifft einen Strommesser zum Messen der
Geschwindigkeit und der Richtung von Strömen im Wasser, insbesondere von Meeresströmungen.
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Derartige Strommesser sind an sich bekannt. Sie bestehen aus einem
meistens torpedoartig gestaltieten Schwimmkörper, der mit Umlaufkörpern mit Treibflächen,
z. B.
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Flügelräder, Propeller, Schalenkreuze o. dgl., versehen ist, die der
Strömung ausgesetzt und durch diese in Drehung versetzt werden. Die Umlaufgeschwindigkeit
dieser Umlaufkörper gibt dann das Maß für die Strömungsgeschwindigkeit an.
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Bei diesen bisher bekannten Strommessern ist das Gerät, das fdie
Umlaufgeschwindigkeit des Propellers, Flügelrades o. dgl. mißt, in den meisten Fällen
ein Zählwerk, in das Innere des Schwimmkörpers eingebaut, während der Umlaufkörper
außen, am vorderen Ende des Schwimmkörpers, sitzt. Darüber hinaus ist es schon vorgeschlagen
worden, weitere Meßgeräte, z. B. für die Strömungsrichtung, sowie Einrichtungen
zum Aufzeichnen des Meßergebnisses im Schwimmkörper selbst pendelnd aufzuhängen.
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Bei allen diesen bekannten Ausführungen werden meistens, da eine
Ubertragung der Drehungen des Umlaufkörpers auf das Zählwerk mittels Stopfbuchsen
wegen der Reibung zu große Meßfehler verursacht, Magnetkupplungen benutzt. Diese
bestehen gewöhnlich aus einem auf der Propellerwelle befestigten Dauermagneten,
der seine Anziehungskraft durch die Wandung des Schwimmkörpers hindurch auf einen
Anker ausübt, der auf der Zählerachse sitzt und diese daher bei seiner Drehung mitnimmt.
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Diese Art der Kupplung ist nun aber sehr nachteilig, da man meist
im Schwimmkörper zur Bestimmung der Richtung des Stromes einen Kompaß unterbringt,
dessen Anzeigen durch das' magnetische Streufeld gestört werden. Diese Störungen
lassen sich durch Weicheisenschirme zwar hinreichend beseitigen, doch wird dabei
das erdmagnetische Feld geschwächt, wodurch die Anzeigegenauigkeit des Kompasses
leidet.
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Weitere Nachteile der bisherigen Bauarten bestehen darin, daß sich
die besonders im Meerwasser treibenden Quallen, Schlingpflanzen, der Tang u. dgl.
an dem Umlaufkörper, wie z. B. Propeller, Flügelrad usw., festsetzen. Zwischen dem
Wasser und dem Umlaufkörper herrscht nämlich eine nicht unbeträchtliche Relativgeschwindigkeit,
die das Ansetzen von Quallen, Tang oder anderer Schlingpflanzen zur Folge hat.
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Die bisher bestehenden Nachteile sind bei dem neuen, den Gegenstand
der Erfindung
bildenden Strommesser in einfachster Weise dadurch
vermieden, daß der Umlaufkörper als Hohlkörper, insbesondere als mit Schaufeln versehene
Trommel, ausgebildet ist, in dessen Innenraum das Meßgerät für die Umlaufgeschwindigkeit,
z. B. das Zählwerk, der Drehzahlmesser u. dgl., und gegehenenfafls noch weitere
Meßgeräte, z. B. ein Kompaß zur Messung der Stromrichtung und Einrichtungen zum
Aufzeichnen der Meßgrößen, um eine zur Umlaufachse gleichlaufende Achse pendelnd
aufgehängt sind. Bei dem neuen Strommesser werden die Meßgeräte in ihrer aufrechten
Stellung nicht durch den Schwimmkörper gehalten, sondern durch die Schwerkraft,
was den Vorteil hat, daß keinerlei Mittel notwendig sind, um Bewegungen von außen
in das Innere des Schwimmkörpers zu übertragen. Alle die Schwierigkeiten, die dadurch
entstehen, daß bei den bisher bekannten Geräten die Umdrehungen eines außen am Schwimmkörper
angeordneten Propellers, Flügelrades oder Schalenkreuzes in das Innere des Schwimmkörpers
übertragen werden müssen, fallen bei dem Strommesser gemäß der Erfindung fort.
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Vorteilhaft wird der Umlaufkörper nach Art eines Wasserrades als
mit Schaufeln besetzte Trommel ausgebildet, die in einer Aussparung des Schwimmkörpers
um eine waagerechte Achse, z. B. auf Kugellagern, drehbar gelagert ist. Da an den
Lagerstellen keine Abdichtung notwendig ist, weil ja die Bewegung nicht in das Innere
des Schwimmkörpers zu übertragen ist, kann für spielend leichten -Gang gesorgt werden,
so daß ein praktisch merkbarer Reibungswiderstand nicht entsteht. Im Innern der
Trommel ist vorteilhaft ein Gehäuse um eine parallel zur Umlaufachse gerichtete
Achse pendelnd aufgehängt. In diesem Gehäuse kann z. B. das Zählwerk untergebracht
werden. Da das Gehäuse durch ein verhältnismäßig schweres Übergewicht infolge der
Schwerkraft in unveränderlicher Lage gehalten wird, dreht sich die Trommel mit den
Schaufeln um das Gehäuse, so daß das Zählwerk von demselben mittels einfacher Vorrichtungen,
wie z. B. eines Dornes, der mit einem Stern auf der Antriebsachse des Zählwerkes
zusammenarbeitet, betätigt werden kann. Das Zählwerk gibt dann fehlerlos die Anzahl
der Umdrehungen wieder, die der Umlaufkörper unter dem Einfluß des Stromes macht,
so daß aus diesen Angaben die Stromgeschwindigkeit mit einer für die Praxis ausreichenden
Genauigkeit entnommen werden kann; vor allen Dingen aber mit einer wesentlich größeren
Genauigkeit als bei den bisher bekannten Strommessern. An Stelle oder neben dem
Zählwerts kann auch ein Drehzahlmesser mit fortlaufender ufzeichnung der Meßwerte
vorgesehen sein.
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Außer den Meßgeräten für die Umlaufgeschwindigkeit kann man die auch
sonst üblichen anderen Meßgeräte, z. B. einen Kompaß, zur Ermittlung der Stromrichtung
vorsehen. Da der Strommesser aus unlnagnetischem Material hergestellt ist, ist keinerlei
zu Meßfehlern Anlaß gebende schädliche Einwirkung auf den Kompaß zu befürchten.
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Die am Umfang des am besten trommelartig ausgebildeten Umlaufkörpers
vorgesehenen Schaufeln sind erfindungsgemäß so gebogen, daß sie beim Äviedereintritt
in die Aussparung des Schwimmkörpers sich nahezu senkrecht aus dem Strom herausheben.
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Dadurch wird verhindert, daß treibende Algen beim Rücklauf durch die
Schaufeln in die Wölbung des Sdwiihmkörpers hineingezogen werden.
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Der Umlaufkörper wird weiter vorteilhaft so gelagert, daß er etwa
mit den Konturen des Schwimmkörpers abschließt, also der Schaufelkranz etwa um Schaufellänge
aus der Aussparung herausragt. Hierbei bieten die Schaufeln dem Strom hinreichende
Angriffsflächen, und der Rücklauf vollzieht sich voll kommen im Innern des Schwimmkörpers.
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Da der Strom beim Antrieb des Umlaufkörpers nur die Reibung zu überwinden
hat und außerdem über einen verhältnismäßig langen Hebelarm ein großes Drehmoment
ausübt, wird die Relativgeschwindigkeit zwischen Schaufeln und Strom eo klein, daß
ein Festsetzen von treibenden Ävassertieren, Pflanzen u. dgl. um die Schaufeln vermieden
wird. Eine weitere Sicherheit hiergegen ist dadurch gegeben, daß die Schaufeln nach
ihrem äußeren Umfang zu verjüngt sind.
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Um nach dem Herausnehmen des Strommessers eine leichte Kontrolle
der Meßgeräte zu ermöglichen, ist der Umlaufkörper leicht herausnehmbar in dem Schwimmkörper
gelagert. Dieses kann z. B. dadurch geschehen, daß der Umlaufkörper auf Zapfen gelagert
wird, die beiderseits in seitlichen Bohrungen des Schwimmkörpers eingeschraubt sind.
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Nach dem Herausschrauben dieser Zapfen kann der Umlaufkörper herausgenommen
werden. Er ist nun leicht zu öffnen, so daß die Meßgeräte zugänglich sind.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. I einen senkrechten Längsschnitt durch den Strommesser und Fig.
2 einen Querschnitt der Abb. I nach LinieA-B.
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Der Umlaufkörper I besitzt etwa in der Mitte eine nach oben oder
unten offene, zum Teil halbzylindrische Aussparung 3, in der
der
trommelartige Umlaufkörper 4 drehbar gelagert ist. Die Anordnung ist dabei derart,
daß der Umlaufkörper 4 um etwa Schaufellänge aus der Aussparung3 herausragt. Er
ist auf den beiden Zapfen 5, 6 mittels Kugellager gelagert. Diese Zapfen 5, 6 sind
in Bohrungen 7, 8 des Schwimmkörpers I eingeschraubt. Hierdurch kann ein spielend
leichter Gang für den Umlaufkörper 4 eingestellt werden. Außerdem läßt sich der
Umlaufkörper4 nach Beendigung der Messung durch Herausschrauben der Zapfen 5 und
6 in einfachster Weise aus dem Schwimmkörper herausnehmen. An seinem Umfang ist
der Umlaufkörperß mit Schaufelng versehen, über die der Strom den Körper in Drehung
versetzt. Die Drehgeschwindigkeit des Umlaufkörpers 4 gibt das Maß für die zu messende
Stromgeschwindigkeit ab. Die Schaufeln g sind so ausgebildet, daß sie sich beimWiedereintritt
in die. Aussparung 3 nahezu senkrecht aus dem Strom herausheben. Nach dem äußeren
Umfang zu sind sie, wie Fig. 2 erkennen läßt, verjüngt. Auf dem ganzen Rücklaufweg
laufen die Schaufeln in der Aussparung 3, so daß, ada hier der Strom an den Schaufeln
nicht angreifen kann, praktisch keinerlei Relativgeschwindigkeit zwischen denselben
bzw. dem Umlaufkörper 4 und dem Wasser vorhanden ist. Ein Ansetzen von Algen oder
treibenden Wasserpflanzen an dem Umlaufkörper und dadurch bedingte Fehler sind auf
diese Weise so gut wie ausgeschlossen. Vorteilhaft ragt das Schaufelrad nach unten
hervor, wenn das Halteseil oben befestigt ist und umgekehrt, da sonst Geschlinge,
die sich am Seil festsetzen, die Strömung beeinflussen oder bei genügender Länge
die Drehung des Umlaufkörpers verhindern können.
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In dem Hohlraum 10 befindet sich ein auf der Zeichnung nicht dargestelltes
Gehäuse, das um eine zu der Achse 5, 6 parallel verlaufende Achse pendelnd aufgehängt
ist. Dieses Gehäuse wird durch ein verhältnismäßig schweres Übergewicht in der RuheIage
gehalten, so daß sich der Umlaufkörper 4 um das Gehäuse dreht. In demselben sind
Meßgeräte, insbesondere ein Umdrehnngszählwerk oder ein Drehzahlmesser und weitere
Meßinstrumente, wie z. B. ein Kompaß, eine mechanische oder photographische Aufzeichnungsvorrichtung
u. dgl. mehr, untergebracht.
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Alle diese Geräte können in der üblichen Weise ausgeführt sein. Das
Umdrehungszählwerk und/oder der Drehzahlmesser erhalten in einfachster Weise den
Antrieb durch den Umlaufkörper 4. Irgendwelche Kupplunge sind nicht erforderlich,
weil die Instrumente im Gegensatz zu den bisher bekannten Strommessern in dem Umlaufkörper
4 und nicht in dem Schwimmkörper 1 angeordnet sind.
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Nach beendeter Messung wird der Schwimmkörper aus dem Wasser genommen,
die Lagerschrauben 5, 6 werden herausgedreht, und der Umlaufkörper 4 wird herausgenommen.
Er kann jetzt geöffnet und die Meßgeräte können nachgesehen werden.
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PATENTANSPRCHE: I. Aus einem dem zu messenden Strom auszusetzenden
z. B. torpedoartig gestalteten Schwimmkörper bestehender Strommesser, an dem ein
mit wenigstens teilweise dem Strom ausgesetzten Triebflächen versehener Umlaufkörper
in Verbindung mit einem die Umlaufgeschwindigkeit angebenden Meßgerät (Umlaufzählwerk,
Drehzahlmesser o. dgl.) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät
für die Umlaufgeschwindigkeit (Zählwerk, Drehzahlmesser 0. dgl.) und gegebenenfalls
noch weitere Meßgeräte, z. B. für die Stromrichtung und/oder Einrichtungen zum Aufzeichnen
der Meßgrößen, im Innern des Umlaufkörpers (4) um eine zur Umlaufachse (5, 6) gleichachsige
Achse pendelnd aufgehängt ist/sind.