DE81632C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42: Instrumente.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 21. August 1894 ab.

Nachstehende Erfindung betrifft ein Verfahren, um auf Schiffen während einer beliebig langen Reise die jeweilige Lage des Steuerruders und gleichzeitig die Stellung des Compasses zu verzeichnen.

Aus diesen Aufzeichnungen ist für jeden beliebigen Zeitpunkt der Reise die genaue Lage der Schiffsachse, die ausgeführten Rudermanöver und deren Wirkung zu ersehen. Es lassen sich also nach denselben jederzeit beliebige Abschnitte der Reise reconstruiren, die Manövrirfähigkeit des Schiffes feststellen, Meeresströmungen bestimmen und die in kritischen Augenblicken ausgeführten Manöver documentarisch nachweisen.

Diese Bestimmungen sind nur dann möglich, wenn man aufser den schon bekannten Factoren gleichzeitig die Winkel kennt, die sich ergeben zwischen Schiffsachse und Ruder einerseits und Schiffsachse und Compafsnadel andererseits.

Die gleichzeitige Festlegung dieser Winkel geschieht durch nachstehend beschriebenen Apparat in der Weise, dafs in eine rechtwinklige Metallplatte durch zwei drehbare Stempel Zeichen eingegraben werden, deren Lage die Gröfse der Winkel direct ergiebt. Die Form und Anordnung dieser Zeichen ist aus Fig. ι ersichtlich.

Da diese Zeichen sich als Vertiefungen in der Schreibplatte zeigen, so ist dieselbe abdruckfähig zur Vervielfältigung.

Eine Schreibplatte in der Gröfse von 80 qcm (Fig. 2 und 3) wird auf beiden Seiten mit Zeichen versehen und dient für 24 Stunden. Die Platte wird in geraden Linien unter den Stempeln hin und zurück, längs und quer geführt. Nach Verlauf von 12 Stunden ist die eine Seite mit Zeichen bedeckt; hierauf wird die Platte selbsttätig durch den Apparat abgehoben und auf die andere Seite gelegt, um für fernere 12 Stunden die Zeichen aufzunehmen. Genau 24 Stunden nach Einlegung der Schreibplatte in den Apparat wird dieselbe entfernt und gegen eine neue ausgewechselt, was auch automatisch geschehen kann.

Die Stempelabdrücke erfolgen in Intervallen von 10 Secunden, und zwar durch beide Stempel gleichzeitig. Die Stempel, von denen der eine den anderen concentrisch umschliefst, drehen sich in einem festen Lager. Der innere massive Stempel hat an seinem unteren Ende als Eindrucksmarke eine gerade Meifselschneide, er dreht sich stets in derselben Weise wie das Steuerruder. Der Winkel also, den das Ruder mit der Schiffsachse bildet, ist gleich dem, den die Schneide mit der Längskante der Schreibplatte bildet, so dafs der Eindruck der Stempelschneide in die Platte genau mit der jeweiligen Lage des Steuerruders correspondirt. Der äufsere röhrenförmige Stempel hat an seinem unteren Ende als Eindrucksmarke zwei einander gegenüberstehende Erhöhungen. Er dreht sich stets hin und her, wie die Compafsnadel, so dafs der Winkel, den die Verbindungslinie der beiden Marken mit der Längskante der Schreibplatte bildet, derselbe ist, den die Magnetnadel mit der Schiffsachse bildet. Aus der Form der Marken ersieht man, welche von ihnen dem Nordpol der Magnetnadel entspricht.

Fig. 4 zeigt das Unterende der beiden Stempel und Fig. 5 die Ansicht ihrer Eindrucksmarken. Der Grundrifs des ganzen

Apparates ist in Fig. 6 dargestellt, in Fig. 7 der dazu gehörige Seitenrifs, theilweise im Schnitt, während die Fig. 8 bis 22 einzelne Theile des Apparates darstellen.

Die den Apparat treibende Kraft wird durch geeignete Uebersetzung derartig auf die Hauptwelle W₁ des Apparates übertragen, dafs sich dieselbe ohne Unterbrechung mit einer gleichmäfsigen Geschwindigkeit von drei Touren pro Minute dreht. Auf dieser Hauptwelle W₁ sitzen drei unrunde Räder r, r., r, , deren Flä'chenansicht in Fig. 14, 15 und 16 dargestellt ist.

Rad T₁ wirkt vermittelst der Stange S₁ auf das. Sperrrad r_i (s. auch Fig. 13) und dreht dieses bei jeder Rotation der Hauptwelle zweimal um je einen Zahn weiter. Rad r, drückt bei jeder Rotation die Prägestempel zweimal hernieder. So lange die Platte P nicht umgedreht werden soll, wird die mit drei Excentern versehene Stange S₂ (Fig. 7 und 12a bis i2e) durch die Feder f_e derart in ihrer Lage festgehalten, dafs das Curvenrad r₃ ungehindert an den beiden oberen Excentern der Stange S₂ vorbeipassiren kann. Diese Stellung der Stange S₂ ist in St I (Fig. 12 a) dargestellt, oben die Seitenansicht von r₃ und s.₂, darunter der Grundrifs eines Theiles des Rades r₃, sowie der beiden oberen Excenter, unter diesem der Grundrifs der unteren Klaue und der an dem Arm G befindliche Stift t, der gerade die Klaue berührt, da die eine Seite der Schreibplatte mit Zeichen versehen ist und durch weiteres Vorgehen des Stiftes t die Umdrehung der Platte eingeleitet werden soll.

Sobald nun Stift t um ein Geringes weiterrückt, dreht er die untere Klaue und mit ihr die ganze Stange S₂ so weit herum, dafs das oberste sectorförmige Excenter in den gerade oben befindlichen Ausschnitt des ununterbrochen rotirenden Curvenrades r₈ eintritt. Diese Stellung ist mit St II bezeichnet (Fig. 12b und 16).

Da die Curve des Rades r₃ ununterbrochen steigt, die Feder /₆ jedoch bestrebt ist, die Stange S₂ in ihrer tiefsten Lage zu erhalten, so entsteht ein Reibungswiderstand zwischen dem Rad r₃ und dem oberen Excenter der Stange S₂, so dafs die Stange S₂ hierdurch noch weiter herumgedreht wird, bis das zweite Excenter der Stange S₂ sich gegen die Fläche des Rades r₃ anlegt (St III). Der mittlere dreieckige Theil der unteren Klaue ist jetzt dem Stift t voraufgeeilt, jedoch liegt der Stift ί noch auf der Grundplatte der Klaue und ist durch dieselbe inzwischen angehoben, da die ganze Stange S₂ durch die Curvenscheibe r₈ eine aufsteigende Bewegung erhalten hat.

Die höchste Lage der Stange S₂ ist bei Si IV erreicht, bei welcher das Rad r₃ einen halben Umgang vollführt hat, so dafs das zweite Excenter der Stange s.₂ vor dem anderen Ausschnitt (St IV, ,Fig. ,16) des Rades r₃ getreten ist. Da nun derselbe eine weitere Drehung der Stange S₂ nicht mehr hindert, wird diese so weit herumgedreht, dafs das zweite Excenter in den Ausschnitt hineintritt und die untere Klaue den Stift t freigiebt, so dafs derselbe herabfällt.

St V zeigt die Stange S₂, wie sie wieder durch die Feder f_e in ihre ursprüngliche Lage zurückgeschnellt ist, nachdem das obere Excenter über das unterschnittene Ende des Rades r₃ hinweggegangen ist. Die untere Klaue liegt jetzt jedoch vollständig auf dem Stift t und wird daher durch diesen nicht mehr beeinflufst. Der Schlitten ist inzwischen umgesteuert, so dafs der Stift t wieder zurückgeht und dadurch vollständig von der Greifklaue freikommt..

Da der Stift t fest mit dem Arm G verbunden ist, so wird auch dieser und mit ihm die Schreibplatte in die Höhe gehoben, und zwar um die halbe Platlenbreite.

Beim Einlegen der Schreibplatte wird dieselbe vermittelst des Knopfes am vorderen Arm G herumgedreht, wodurch die Feder f₉ aufgezogen wird, und dann auf den Schlitten niedergelassen. Die Kraft der Feder J₉ ist nicht grofs genug, um die aufliegende Platte P anzuheben und wieder zurückzudrehen, jedoch vollführt sie dieses mit Leichtigkeit, sobald die Platte P durch die eben beschriebene Einrichtung (Rad r₃ und Stange S₂) angehoben wird. Der Weg, den die Kanten der Schreibplatte während der Drehung zurücklegen, sowie einige Stellungen der Schreibplatte während der Drehung sind in Fig. 11 angegeben.

Die auf das Sperrrad r_i (Fig. 6 und 7) übertragene Bewegung wird vermittelst der drei konischen Zahnräder des Wendegetriebes W₁ auf die Welle W₂, das Zahnrad r₅ und die Zahnstange ^₁ geleitet und treibt so den Schlitten S₁ nach einer Richtung. Sobald der Schlitten S₁ das jeweilige Ende seines Weges erreicht hat, stöfst er gegen den Arm a_s oder am anderen Ende gegen den Arm α₄; " hierdurch wird die Stange a₂ verschoben, der Winkelhebel Zi₁ mit der kurzen Zahnstange a_y dreht das kleine Zahnrad r_x und hebt dadurch die Kurbel X des Wendegetriebes W₁ um mehr als 90⁰, worauf die zusammengedrückte Feder_/₄ in Thätigkeit tritt, die Kurbel X um volle i8o° herumwirft und hierdurch die Umsteuerung des Wendegetriebes W₁ bewirkt. Jetzt erfolgt also die fortschreitende Bewegung des Schlittens S₁ nach der entgegengesetzten Richtung, bis sich am anderen Ende seines Weges das Spiel in derselben Weise wiederholt.

Die bei der Umsteuerung des Schlittens S₁ eintretende Verschiebung der Stange a₂ erzeugt aufser der Umsteuerung noch eine Bewegung

des Winkelhebels Ia₂ und des Sperrkegelrahmens α₅, wodurch das dem Sperrrad r₄ völlig gleiche Sperrrad r_ia des Wendegetriebes W₂ jedesmal um einen Zahn gedreht wird. Hierdurch wird die treibende Kraft vermittelst des Wendegetriebes W₂ , der Welle w_% und des Zahnrades r₆ auf die Zahnstange ^₂ und somit auf den Unterschlitten S₂ übertragen.

Die Umsteuerung des Unterschlittens S₂ geschieht in ähnlicher Weise wie bei S₁, indem jedesmal am Ende seines Weges einer der am Schlitten befindlichen Knaggen Z₁ oder L₂ gegen den Winkelhebel /?₃ stöfst, durch dessen Verdrehung sich die Zahnstange a₆ verschiebt und vermittelst des kleinen Zahnrades r_y das Wendegetriebe W₂ ganz in derselben Weise in Thä'tigkeit setzt, wie der Oberschlitten S₁ das Wendegetriebe W₁ beeinfiufste. Der zeichengebende Theil des Apparates besteht, wie schon erwähnt, aus zwei Stempeln, einem massiven, am unteren Ende konisch verjüngten S R und einem den ersteren umschliefsenden röhrenförmigen S K, der sich am unteren Ende dem inneren Stempel genau anschliefst. Gegen den Wulst b des äufseren Röhrenstempels drückt die Feder f_a und erhält dadurch nicht nur diesen, sondern infolge seines konisch gestalteten unteren Endes auch den Innenstempel in gehobener Lage. Sobald die beiden Nasen des Excenterrades r₂ den Innenstempel, sowie den Bolzen der Federbüchse F berühren, gehen beide Stempel zusammen hernieder und üben infolge des Federdruckes und da die Welle W_x eine geringe verticale Verschiebung in ihren Lagern gestattet, einen elastischen Druck auf die Schreibplatte P aus, der genügend ist, um die Marken der Stempel in die Schreibplatte einzugraben.

Die von einander unabhängige Linksund Rechtsdrehung der beiden Stempel geschieht durch Einwirkung der Sperrkegelstangen α_Ί a_s a₉ a₁₀ auf die entsprechenden Sperrräder ^r7 ^r9 ^ru ^ri3 (^s· ^aucn Fig· 19, 20, 21 und 22). Die Sperrkegelstangen erhalten ihre Vor- und Rückwärtsschiebung durch einen doppelt vorhandenen elektromagnetischen Apparat.

Sobald die Spule SjJ₂ (Fig. 17) von keinem· Strom durchflossen wird, ist der durch dieselbe hindurchgehende, drehbar gelagerte Eisenkern mit seinen beiden Querstücken q₃ und q_i unmagnetisch. Die Einwirkung der ungleichnamigen, gleich starken Pole der beiden Hufeisenmagnete M₃ und M₄ hebt sich daher auf und die Querstücke q₃ und q_i behalten ihre Mittellage, die sie eben nur durch Ueberwindung der Federkraft f_s verlassen können. Sobald jedoch ein positiver Strom die Spule Sp₂ durchfliefst, wird ihr Eisenkern durch Induction zu einem Magneten, dessen Pole die beiden Querstücke q_a und q_t bilden. Es wird also z. B. das obere Querstück ^₃ der Nordpol desselben sein, wird daher sofort vom Nordpol des benachbarten Magneten M₄ abgestofsen und vom benachbarten Südpol des Magneten M₃ angezogen; Querstück q_s bewegt sich also in der Richtung gegen die Stempel zu. Da dem unteren, zum Südpol gewordenen Querstück ^₄ vom Magneten M₄ der Südpol, vom Magneten M₃ der Nordpol gegenübersteht, so hat dieses Querstück q_t ebenfalls das Bestreben, sich in der Richtung gegen den Stempel zu bewegen, es unterstützt also die Thätigkeit des oberen Querstückes q₃.

Die Sperrkegelarme a_s und a_la sitzen nicht direct an dem oberen Pol q₃, sondern zur Erreichung einer rechtwinkligen Bewegung an einem oberhalb des Poles q._ä befindlichen festen Arm e, der einen kleinen Winkel mit ^₃ bildet.

Von besonderer Wichtigkeit bei dieser Bewegungsmechanik ist die Anwendung des feststehenden Winkels c und die Anordnung der Stofsplatten Ii₁ und d.₂ an den Sperrkegelarmen a₈ und a₁₀. Die Stofsplatte d_x sitzt fest auf dem Arm a_l0 und läfst den Arm a_s ungehindert durch sich hindurchgehen, während d.₂ fest am Ende des Armes a_s sitzt.

Die horizontale Ausdehnung der Platten d_x und d₂ ist so grofs, dafs sie das Ende des Armes e überragen und so bei der Bewegung von e jedesmal die eine oder die andere Stofsplatte eine Anschlagleiste in dem Winkel c findet. Hierdurch wird erreicht, dafs dieselbe Kraft, die eine Feder f_s, genügt, um beide Sperrkegelstangen nach ihrer Seitenbewegung wieder in die mittlere Ruhelage zurückzuführen. Die Fig. 18a, 18b und 18c zeigen die drei verschiedenen Lagen.

Das Steuerruder, sowie der Compafs sind je durch eine elektrische Leitung mit dem Apparat verbunden, und zwar sind die Drahtenden, welche das Steuerruder mit dem Apparat verbinden, bei Ar₁ und Ar₂ angeschlossen.

Eine Contacteinrichtung für das Steuerruder ist in Fig. 23, 24 und 25 dargestellt; dieselbe wird direct oder durch geeignete Zwischenglieder vom Steuerruder angetrieben.

Die Zuleitungsdrähte von einem mit elektrischem Contact versehenen Compafs sind bei k_s und &₄ mit dem Apparat verbunden.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   ι. Ein Verfahren, um auf graphischem Wege eine gleichzeitige Darstellung der Lage des Steuerruders, sowie der Lage der Compafsnadel zur Schiffsachse zu ermöglichen, welches darin besteht, dafs zwei mit Marken versehene Stempel sich um eine gemeinschaftliche Achse drehen, so dafs deren Abdruck jederzeit der Stellung des Steuerruders, sowie der Compafsnadel entspricht.
2. 2. Zur Ausführung des durch Anspruch 1. gekennzeichneten Verfahrens ein Apparat,
3. bei welchem die concentrisch zu einander angeordneten Stempel (S K) und (S R) ihre Drehbewegungen mit Hülfe vonElektromagneten (Sp₁ Sp„), welche durch die Leitungen (Ic₁ k₂ Ar₃ kj mit Compafs und Steuerruder in Verbindung stehen, Hufeisenmagneten (M₁ M₂ M₃ MJ, Schaltarmen (a₇ a_s a₉ a_io),_ Sperrrädern (r₇ r₉ r_n r₁₃) erhalten und die Schreibtafel P, auf welche die Stempel (S K, S R) die Stellungen von Compafs und Steuerruder in bestimmten Zeiträumen verzeichnen, in zwei zu einander rechtwinkligen Richtungen eine hin- und hergehende Bewegung ausführt.
   Bei dem durch Anspruch 2. gekennzeichneten Apparat eine Einrichtung für die selbstthätige Umdrehung der Schreibtafel (P) zu dem Zweck, beide Seiten derselben zur Aufnahme von Zeichen benutzen zu können, gekennzeichnet dadurch, dafs die Platte (PJ; um ihre Mittelachse drehbar, zwischen zwei Armen (G) gelagert ist, die durch das Rad (rj vermittelst der Excenterstange (s_u) angehoben werden, worauf die Feder (f_g) die Umdrehung der Schreibplatte (P) bewirkt.
4. 4. Bei demselben Apparat eine Einrichtung durch einen Elektromagneten, sowohl eine Rechts- als auch eine Linksdrehung zu erzeugen, die nur von der Richtung des die Spule (Sp) durchfliefsenden Stromes abhängig ist, gekennzeichnet durch die beiden Schaltarme (a_s) und (a₁₀), welche mit den Stofsplatten (dj und (d₂), sowie mit der Feder (f_s) versehen und mit dem beweglichen Elektromagneten derart verbunden sind, dafs bei der Seitenbewegung des Poles stets einer der Schaltarme an der Bewegung gehindert wird.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.