DE74304C - Vorrichtung zur Bestimmung der Meerestiefe - Google Patents

Description

KAISERLICHES

ΡΑΤΕΝΤΑΜΤΛ%

KLASSE 42: Instrumente.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue Vorrichtung zur Bestimmung der Meerestiefe für Schifffahrtszwecke, die aber auch für hydrographische, topographische, geologische und ähnliche Zwecke Verwendung finden kann, und besteht in erster Linie in dem selbstthätigen Messen und Angeben der genauen Tiefe des Wassers (innerhalb gewisser, vorher bestimmter Grenzen) unmittelbar unter dem Schiffe selbst, wenn letzteres mit voller Geschwindigkeit fährt.

Es ist dies ein Hauptvortheil gegenüber dem Lothen mit den bisher gebräuchlichen Apparaten , mit welchen die genaue Tiefe unter einem fahrenden Schiffe überhaupt nicht bestimmt werden kann, da das Schiff gewöhnlich schon über den Berührungspunkt weg ist, ehe das Loth den Boden des Meeres erreicht hat.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungen der nach vorliegender Erfindung construirten Vorrichtung dargestellt, und dient der eine Apparat zur Bestimmung mäfsiger Tiefe des Wassers für Schifffahrtszwecke, der andere gröfserer Tiefe (die jedoch die Länge des Schiffes nicht übersteigt), für hydrographische Forschungen u. dergl.

Fig. ι ist eine Seitenansicht der Gesammtanordnung der Vorrichtung an Schiffen.

Fig. 2 bis 13 sind Einzelansichten.

In den Fig. 1 bis 8 stellt A den Schiffskiel dar. B ist der Vordersteven des Schiffes, C eine Stange, die mit dem einen Ende am Vordertheile des Schiffskieles drehbar befestigt ist, während das andere Ende derselben bei dem Punkt α mit einem Drahtseil D verbunden ist.

Der Schiffskiel A,. der Arm C und das Drahtseil D bilden ein Dreieck, dessen Seite D von veränderlicher Länge ist. Die Länge der Stange C hängt von der vorher bestimmten Grenze der Tiefe des Punktes α ab, z.B. 35 Fufs unter dem Kiel. Das Drahtseil D tritt oben über eine Rolle b durch eine Röhre c in das Innere des Schiffes, und ist das obere Ende von D an der Trommel einer Winde E befestigt, die auf irgend eine geeignete Weise, z. B. durch Dampf oder Elektricität, selbsttätig in Thätigkeit gesetzt wird. Bei kleineren Schiffen, wo der Apparat von geringerem Gewicht ist, kann die Trommel von E auch durch ein Gewicht oder durch Federn bethätigt werden. Ehe das Seil zur Winde kommt, läuft es um eine Trommel oder Rolle d, deren Achse einen Zeiger e trägt, der auf der Fläche eines mit Theilung versehenen Zifferblattes / sich bewegt.

Um die Stange C und das Seil D in einer verticalen Ebene zu halten, wenn das Schiff rollt, ist die Stange C in folgender Weise an dem Schiff drehbar befestigt.

g ist ein am Vordersteven des Schiffes befestigter Haken, h ein Bügel oder π - gestalteter Rahmen, der an dem Haken g aufgehängt ist. Letzterer ist an .demjenigen Theil, der von dem Bügel umfafst wird, von rundem Querschnitt.

Die Stange C ist auf jeder Seite in den Bügel h eingehakt und dreht sich in letzterem an dem Stift h¹, Fig. 2. Die Stange C wird somit stets, trotz des Rollens des Schiffes, in einer verticalen Ebene liegen, und um die richtige relative Lage von der Rolle b und

dem Drahtseil D zu sichern, wenn das Schiff sich überneigt, wird die Rolle in einem Rahmen b¹ angebracht (Fig. 8), der an einer verticalen Achse &² frei schwingen kann.

Der Rahmen kann auch vortheilhaft in dem Innern eines röhrenförmigen Gehäuses befestigt werden, so dafs er frei innerhalb der Röhre c, ohne sich in derselben jedoch zu drehen, gleiten kann. Auf diese Weise wird es möglich, das Gehäuse i und die in demselben enthaltene Rolle b in der Röhre c durch ein geeignetes Seil f¹ erforderlichenfalls hoch zu ziehen.

F ist ein leichter Stahlrahmen, der bei k an dem Arm C drehbar ist und eine Verlängerung von C bildet. Zwischen den Armen des Rahmens F ist an dem freien Ende des letzteren an Zapfen Z¹ der Ring I angebracht (Fig. 4)·

G ist ein Stahlcylinder und m sind Zapfen, die genau in der Mitte desselben liegen. Diese Zapfen sind in dem Ring / rechtwinklig zu dem Zapfen Z¹ angebracht. Der Zweck dieser Anordnung besteht darin, G nach jeder Richtung hin frei schwingen zu lassen.

Wenn die Wassertiefe unterhalb des Schiffes die vorher bestimmte Tiefe, auf welche der Punkt α eingestellt ist, übersteigt und folglich G mit dem Grund nicht in Berührung treten kann, so wird G infolge seiner oben beschriebenen Construction und Anordnungsweise in verticaler Lage verbleiben.

Wenn aber die Wassertiefe abnimmt und der Boden mit dem unteren Ende von G in Berührung kommt, so wird infolge der Vorwärtsbewegung des Schiffes der Stahlcylinder G aus seiner verticalen Lage in eine geneigte Lage gebracht werden, wie sie punktirt in Fig. ι angedeutet ist.

Innerhalb des Stahlcylinders G sind elektrische Stromschliefser η angebracht (Fig. 7), die so angeordnet und construirt sind, dafs sie überkippen und einen Contact mit den Seiten von G bilden und dadurch mittelst geeigneter Leiter eine elektrische Leitung schliefsen, wenn G aus seiner normalen verticalen Lage gebracht wird.

Die Wirkung des Stromschlusses ist die, dafs in irgend einer geeigneten Weise der selbstthätige Aufziehmechanismus der Winde E in Gang gesetzt wird, so dafs mittelst des Drahtseiles D der Arm C hochgezogen wird und gleichzeitig das Drahtseil D den Zeiger e in entsprechender Weise in Drehung versetzt, so dafs auf dem Zifferblatt die Länge des von dem Punkte α beschriebenen Bogens angegeben wird, und da die Tiefe, in welcher der Punkt a ursprünglich sich befand, bekannt ist, so ist es klar, dafs das Zifferblatt/ leicht so eingetheilt werden kann, dafs mit Leichtigkeit die genaue Tiefe des Wassers unterhalb des Schiffskieles angezeigt wird, und zwar innerhalb der Grenze, in welcher der Apparat zu wirken anfängt.

Diese Grenze ist natürlich gleich der vorher bestimmten Tiefe, in welche der aufgehängte Punkt α gebracht war, plus der Länge von G unterhalb dieses Punktes.

In dem Augenblick, in welchem G den Boden wieder verläfst und somit in seine verticale Lage wieder zurücktritt, wird der Strom unterbrochen, dadurch der Aufziehmechanismus der Winde E in Stillstand gesetzt, wobei letzterer so construirt sein mufs, dafs der Apparat durch sein eigenes Gewicht leicht sich abwärts bewegen kann, bis er die vorher bestimmte Tiefe wieder erreicht hat, oder bis er wieder auf den Meeresboden stöfst.

Da bei der Bewegung des Schiffes die Stange C das Bestreben hat, sich aufwärts zu bewegen, so mufs dieselbe von solchem Querschnitt sein, dafs sie das Wasser leicht durchschneidet.

Das Wasser hat aber auch das Bestreben, den Arm C hochzuheben, indem es das Drahtseil D biegt. Der Arm C wird deshalb mit einem gegen den Druck wirkenden Verlängerungsstück 0, welches am besten aus Holz besteht und über den Drehpunkt h¹ hinaus sich erstreckt, versehen. Dieses Ansatzstück wird, da es dem Wasser einen gröfseren Widerstand entgegensetzen kann als der klingenartig gestaltete Arm C, dem Bestreben, den Arm C zu heben, entgegenwirken.

Der Hauptzweck des schwingenden Rahmens F ist, eine Beschädigung von G durch Aufstofsen auf den Grund zu verhüten.

Es wird in diesem Falle der leichte Rahmen F an seinem Zapfen k sich hebe.n, wodurch die Heftigkeit des Stofses gemindert wird.

p¹ ist ein quer durch den Arm C hindurchgehender Bolzen, von welchem der Rahmen F getragen wird. O¹ sind hölzerne Scheiben, welche gegen den Druck wirken sollen. Dieselben sind an dem Rahmen F befestigt und haben denselben Zweck, wie 0 an der Stange C, d. h. sie leisten dem Bestreben des Wassers, den schwingenden Rahmen F zu heben, Widerstand.

Bezüglich der Befestigung des Stahlcylinders G ist noch zu bemerken, dafs der Ring / an seinem Umfange schneidenartig zugeschärft sein mufs (Fig. 5), um leicht durch das Wasser hindurchschneiden zu können.

Die verticale Lage von G wird dadurch erreicht, dafs der obere Theil von G oberhalb der Zapfen m die Form einer Röhre q erhält, welche mit Holz oder irgend einem leichten Material gefüllt ist, so dafs der untere Theil unterhalb der Zapfen m schwerer ist, und zweitens dadurch, dafs der obere und untere Theil von G von genau gleicher Gestalt sindj wodurch der Widerstand eines jeden Theiles

gegen das Wasser, wenn das Schiff sich in Bewegung befindet, ausgeglichen wird.

Ein elektrischer Contactschliefser η in G, Fig. 7, wirkt an einem Zapfen n¹, welcher an einer Scheidewand ri¹ aus isolirendem Material befestigt ist. Der Contact η wird, wenn G aus seiner verticalen Lage tritt, umkippen (wie punktirt), sich an die Wandung von G anlegen und dadurch einen elektrischen Strom schliefsen, indem einer ' der Leitungsdrähte mit dem Bolzen w³, und der andere mit der äufseren Seite von G verbunden ist.

Der Stromschliefser η mufs in Bezug auf seinen Drehpunkt n¹ so angeordnet sein, dafs er nicht eher überkippt und einen Contact herstellt, als bis G um einen Winkel von 30 bis 40 ° aus seiner verticalen Lage getreten ist, da sonst durch ein geringes Neigen von G, welches aus irgend einer zufälligen Ursache erfolgen könnte, der Strom geschlossen werden könnte, was falsche Angaben zur Folge hätte.

Ferner mufs η noch an seinem Drehpunkte so angeordnet sein, dafs er, wenn er übergekippt ist, nicht infolge eines geringen Schleifens von G in seine Lage zurücktritt und der Strom unterbrochen würde.

In Fig. 6 ist G mit Zwischenräumen dargestellt, die für vier Stromschliefser berechnet sind. Letztere sollen in vier verschiedene Richtungen überkippen (s. das Diagramm in Fig. 13; die kurzen Pfeile geben die Richtungen an, nach welchen die Stromschliefser überkippen), und auf diese Weise elektrische Contacte nach jeder Richtung hin bewirken, nach welcher G sich neigt.

Diese Anordnung ist zuweilen, wie nachstehend erläutert werden soll, bei Apparaten nothwendig, welche zum Messen der Grundtiefe-für hydrographische Zwecke u. dergl. bestimmt sind.

Bei dem oben beschriebenen Apparat dagegen, bei welchem die Sondirung nur für Schifffahrtszwecke geschieht, ist nur ein Stromschliefser vorhanden.

Es soll nun eine passende Anordnung von Verbindungen zwischen dem Stahlcylinder G und irgend einem Apparat zum Anlassen der Winde E beschrieben werden.

r, Fig. i, ist eine elektrische Batterie oder ein Stromerzeuger von nur geringer Kraft. Von dem einen Pol derselben läuft ein dünner Draht 5 in der Röhre c zu der Aufsenseite von G, während von dem anderen. Pol ein Draht s¹ zu dem Bolzen n¹ führt, an dem η drehbar ist.

r¹ ist eine stärkere Batterie, von welcher dicke Drähte s² s^s eine Leitung mit einem geeigneten elektrischen Mechanismus t schliefsen, z. B. einen kräftigen Elektromagneten, um ein Ingangsetzen der Winde zu bewirken, wenn der Strom geschlossen ist.

Die zweite stärkere Leitung mufs durch den Strom der schwächeren Leitung in irgend einer bekannten. Weise geschlossen werden, und ist der Zweck der Anordnung zweier besonderer Leitungen der, ein Verbrennen der dünneren Drähte, welche zum Stahlcylinder G führen, zu vermeiden.

Die Trommel der Winde kann von dem Motor durch Vermittelung irgend einer geeigneten Klauen- oder sonstigen Kuppelung in Umdrehung versetzt werden. Hierdurch wird es möglich, dafs durch das Gewicht der aufgehängten Stange C die Trommel in umgekehrter Richtung in Umdrehung versetzt wird, wenn der Mechanismus durch Unterbrechen der Leitung zum Stillstand gebracht ist.

q¹, Fig. ι und 2, ist ein Seil, welches an dem Bügel h befestigt sein kann, um den Apparat in die richtige Lage zu bringen oder denselben hochzuheben.

Wenn der Meeresgrund so seicht wird, dafs der Arm C bis nach dem Schiffskiel aufgezogen wird, so kann G die. in Fig. 2 punktirt angedeutete Lage annehmen.

Fig. 9 bis 12 stellen eine abgeänderte Construction des Apparates dar, die dazu dient, bei gröfseren Tiefen für hydrographische Zwecke u. dergl. zur Verwendung zu kommen.

Der einzige Unterschied zwischen diesem und dem oben beschriebenen Apparat besteht in dem Ersatz der Stange C durch ein Drahtseil C¹, welches einen möglichst kleinen Durchmesser haben mufs, damit der Widerstand gegen das Wasser möglichst verringert wird.

Dieses Drahtseil C¹ ist mit dem Schiff an oder nahe an der Verbindungsstelle des Vorderstevens und des Kieles auf irgend eine geeignete Weise befestigt.

Der Ersatz der Stange C durch ein Drahtseil hat den Zweck, das Gewicht des Apparates zu verringern. Aufserdem würde es auch unzweckmäfsig sein, einen Arm oder eine Stange von so bedeutender Länge, wie sie für diese Zwecke erforderlich ist, herzustellen.

Die Verwendung des Drahtseiles C¹ an Stelle der Stange C macht nur eine Abänderung der Vorrichtung erforderlich, durch welche der Stahlcylinder G gehalten wird.

Diese abgeänderte Vorrichtung besteht aus zwei gebogenen Rahmen F¹ F'², die bei /² durch Zapfen des Ringes / drehbar mit einander verbunden sind. Der Kiel A, das Seil -D und das Drahtseil C¹ bilden wieder ein Dreieck.

Wenn G heftig mit dem Meeresboden in Berührung tritt, z. B. bei einem starken Tauchen des Schiffes, so werden die Rahmen F¹F² sich nach aufsen öffnen und den Stofs

auffangen, wobei sie die in Fig. 12 angedeutete Lage annehmen.

Das Drahtseil D ist an dem Rahmen F¹ und das Drahtseil C¹, welches die Stange C ersetzt, an dem Rahmen F² befestigt, p- sind Bolzen, welche die Seiten der Rahmen F¹F-, mit denen die Seile D und C¹ befestigt sind, verbinden.

Bei dieser abgeänderten Gestalt des Apparates wendet Erfinder vorzugsweise vier, innerhalb von G liegende Stromschliefser an, die, wie oben angedeutet, die Leitung schliefsen, nach welcher Richtung auch immer G geneigt sein mag, da alle Contactschliefser so angeordnet sind, dafs sie in rechtwinklig zu einander liegenden Richtungen überkippen.

Sollte G in einer Richtung sich neigen, welche zwischen den Linien liegt, nach welchen hin die Contactschliefser überkippen, so würden zwei Contactschliefser η gleichzeitig Leitungen schliefsen, was natürlich leicht angezeigt werden könnte.

Es kann somit jede Neigungsrichtung von G auf dem Schiff zur Kenntnifs gebracht werden und somit auch die Richtung, nach welcher hin der Meeresboden sich senkt, sowie die Tiefe des Wassers.

Kommt die abgeänderte Form des Apparates zur Anwendung, so wird, wenn das Schiff sich in Bewegung befindet, der Druck des Wassers auf die langen Drahtseile D und C¹ die letzteren krümmen, wie solches punktirt schematisch in Fig. 9 angedeutet ist.

Die Seile werden somit G etwas heben, so dafs, vorausgesetzt G sei auf eine vorher bestimmte Tiefe, z. B. 400 Fufs gestellt, die Tiefe, wenn das Zifferblatt 400 Fufs anzeigt, in Wirklichkeit etwas geringer sein wird, jedoch wird der Betrag so klein sein, dafs er vernachlässigt werden kann.

Es ist jedoch besser, dafs das Schiff ziemlich langsam fährt, wenn man sich dieses Apparates bedient.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Eine Ausführungsform der durch Patent Nr. 59683 geschützten Vorrichtung zur Bestimmung der Meerestiefen, dadurch gekennzeichnet, dafs an dem einen Ende des Schiffes an oder nahe an der Verbindungsstelle des Schiffskieles und des Vorderstevens drehbar eine Stange C angebracht ist, deren freies Ende α mit einer selbstthätig wirkenden Winde E im Schiffe durch ein Seil D befestigt und in einem Rahmen F eine frei schwingende Feder G trägt, die in normaler Lage in verticaler Stellung gehalten wird, während sie bei Berührung mit dem Meeresboden sich umlegt und einen elektrischen Strom schliefst, durch welchen der die Winde E treibende Motor t in Gang gesetzt wird, wodurch G gehoben oder gesenkt und gleichzeitig ein auf dem Schiffe befindlicher Indicator bethätigt wird, an welchem die Veränderungen der Tiefe abgelesen werden können.

2. Die Ausführung der unter 1. gekennzeichneten Vorrichtung in der Weise, dafs für hydrographische Zwecke der Arm C durch ein Drahtseil C¹ ersetzt wird, welches durch einen Rahmen F¹ F², in dem G schwingt, mit dem Theil D verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.