DE86586C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Vorrichtung, welche dazu dient, die Flugbahn der Geschosse von Schiffsgeschützen von den Roll- und Stampf bewegungen unabhängig zu gestalten, indem das Abfeuern des Geschützes nur bei vollkommen horizontaler Lage einer oder beider Schiffsachsen bewirkt wird.

Dieses allgemeine Problem wird im Sinne der Erfindung durch einen stabil aufgehängten gyroskopartigen Apparat gelöst, dessen Drehachse mit der Schwerlinie des Apparates zusammenfällt, und deren relativ zu einer oder beiden Schiffsachsen erfolgende Schwingungen auf einen in die elektrische Zündleitung der Geschütze eingeschalteten Ausschaltapparat in der Weise übertragen werden, dafs besagte Zündleitung nur in jenem Augenblicke geschlossen wird, in welchem die Gyroskopachse in relativem Sinne zu einer oder beiden Schiffsachsen die Ruhelage passirt.

. Ein im Sinne der Erfindung ausgeführter Apparat ist in beiliegender Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. ι eine Seitenansicht des Apparates bei geschnittenem inneren und äufseren Gehäuse,

Fig. 2 eine horizontale Projection des Apparates bei entferntem Gehäuse — Obertheil theilweise geschnitten.

Fig. 3 stellt eine von der linken Seite der Fig. ι aufgenommene Seitenansicht des Apparates bei entferntem äufseren und geschnittenem inneren Gehäuse dar.

Fig. 4 zeigt eine von der rechten Seite der Fig. ι gesehene Seitenansicht des Apparates bei vollkommen entferntem Gehäuse.

Fig. 5 ist gleichfalls eine von rechts auf- ■ genommene Seitenansicht des Apparates bei geschlossenem äufseren Gehäuse.

Fig. 6 ist eine Vorderansicht des Apparates bei der in Fig. 1 vorausgesetzten Stellung und bei theilweise entferntem Aufsengehäuse.

Fig. 7 und 8 zeigen den vom Apparat bethätigten und in die Zündleitung der Geschütze eingeschalteten Ausschalter in zwei Stellungen.

Fig. 9 zeigt den zum Antrieb der Schwungmasse dienenden Dynamo im Schnitt.

Der ganze Apparat ist bei der in beiliegenden Zeichnungen gezeigten Ausführung in einem aus zwei zusammengeschraubten Theilen M M¹ bestehenden kugelförmigen Gehäuse montirt, welches in bekannter, bei physikalischmathematischen Instrumenten gebräuchlicher Weise auf einer Fufsplatte befestigt ist.

In dem Gehäuse ist zwischen zwei im Sinne eines Durchmessers gelegenen Zapfen a a (s. Fig.,2) ein metallischer Ringet lagert, welcher an zwei zu seiner eigenen Schwingungs-

achse um 90 ° verstellten Punkten zwei nach innen gewendete Zapfen a^l a^l trägt, zwischen welchen die Polschuhe b b eines kleinen Dynamo, dessen Schwerpunkt unter der Aufhängungslinie liegt, gelagert sind.

Zwischen den Polschuhen b b ist in einem oberhalb des Elektromagneten B gelegenen Spurlager B³ (Fig. 9) die mit einer der OeI-zufuhr dienenden axialen Bohrung £⁴ versehene Motorwelle b³ gelagert, die in üblicher Weise den Stromwender £>² trägt und, durch ein bogenförmiges Verbindungsstück έ¹ der Polschuhe b b hindurchreichend, an ihrem oberen Ende die Schwungmasse V trägt.

Die Gewichtsvertheilung sowie die ganze Construction des Dynamo' sammt Schwungrad V sind derartig durchgeführt, dafs der Schwerpunkt des ganzen Systems etwas unterhalb der durch die Zapfen a^l a¹ gehenden Aufhängungslinie und in die Symmetrieachse des Dynamo zu liegen kommt, so dafs deren Armaturwelle b³ an und für sich unter dem Einflüsse der Schwerkraft stets die verticale Lage annehmen wird.

Aufser dem schon erwähnten Ringe A ist innerhalb des Kugelgehäuses MM¹, und zwar im Sinne eines zur Verbindungslinie der Zapfen α α senkrecht liegenden gröfsten Durchmessers ein an seinem untersten Theile geschlitzter Halbring C gelagert, in dessen Schlitz c² ein an der untersten Stelle des Dynamo befestigter Daumen c³ hineinreicht, so dafs der Halbring C bei allen jenen Schwingungen mitgenommen werden wird, welche der Dynamo in einer senkrecht zur Aufhängungsachse des Halbringes C liegenden Ebene vollführt, während alle Schwingungen und Schwingungscomponenten des Dynamo, welche im Sinne einer zur Aufhängungsachse des Halbringes C parallelen Schwingungsebene stattfinden, keinen Einflufs auf besagten Halbring C ausüben werden.

Der Halbring C ist in dem unteren Gehäusetheil M vermittelst der beiden im Sinne eines Gehäusedurchmessers gelegenen Zapfen cc¹ gelagert, welche durch das Gehäuse hindurchreichen, und von welchen jener c an seinem aufserhalb des Gehäuses liegenden Ende einen Zeiger R\ trägt, welcher auf einem auf der Aufsenseite des Gehäuses M M¹ befestigten, mit Gradtheilung versehenen Sextanten i?² spielt.

In gleicher Weise ragt einer der beiden den Ring A tragenden Zapfen α α durch das Gehäuse MM¹ (Fig. 3) und trägt aufserhalb des letzteren den Zeiger S¹, welcher (s. Fig. 6) wie der Zeiger R¹ auf einem am Gehäuse AA¹ starr befestigten, mit Gradtheilung versehenen Sextanten 5² spielt.

Es wird somit, wenn wir uns den dargestellten Apparat auf einem Schiffe in der Weise aufgestellt denken, dafs der durch die Zapfen c c¹ gegebene Gehäusedurchmesser parallel zur Schiffslängsachse zu liegen kommt, und vorausgesetzt, dafs die Ankerwelle b³ ihre lothrechte Lage beibehält, der Zeiger R¹ die Amplituden aller Rollbewegungen, der Zeiger S¹ jene aller Stampf bewegungen des Schiffes anzeigen.

Die Voraussetzung des stetigen Zusammenfallens der Welle b ³ mit der Lothrechten wird, wie schon früher erläutert, durch die Gewichtsvertheilung des in den Cardanischen Ringen aufgehängten Motors, sowie durch die rasche Umdrehung der Schwungmassen des letzteren bedingt, und soll im Folgenden die Art der Herbeiführung der Umdrehung, d. i. die Stromzuführung zum Motor erläutert werden.

Mit Hülfe einer aufserhalb des Apparates liegenden Stromquelle, deren Poldrähte mit den Klemmen I, II (Fig. 2 und 5) in Verbindung stehen, wird die Dynamomaschine als Motor, in bekannter Weise angetrieben.

Eine durch das Holz- und Metallgehäuse reichende Welle d ist an ihrem äufseren Ende mit dem Schalthebel D (s. Fig. 1) versehen, während auf dem inneren Ende derselben eine Trommel d¹ aus Hartgummi gekeilt ist, deren Mantelfläche einen ungefähr 200 ° derselben umspannenden Metallstreifen trägt.

Gegen diese Trommel d¹ federn an diametral entgegengesetzten Punkten zwei Contactlamellen d³ d³ (Fig. 1 und 4), welche von einem an dem Untertheil M des Gehäuses befestigten Bock <i⁴ aus isolirendem Material getragen werden.

Von den mit den Contactlamellen d³ d³ in Verbindung stehenden Klemmen ist jene II¹ mit Klemme II (s. Fig. 5) verbunden, während von der Lamellenklemme P einerseits und der Gehäuseklemme I andererseits die Leitungsdrähte an der inneren Gehäusewand bis nahe zur Zapfenlagerung des Ringes A hinlaufen (Fig. 2) und von dort in leicht deformirbaren Spiralen oder durch eine Bohrung, des Zapfens a zur Unterseite des Ringes A geführt werden, an welcher sie bis zu den Lagerzapfen a^l des Dynamo hinlaufen und entweder, wie früher, durch Spiralen oder durch eine Bohrung des Zapfens a¹ in bei Nebenschlufsmotoren üblicher Weise zu den Collectorklemmen laufen.

Infolge dieser Anordnung ist ersichtlich, dafs bei der in Fig. 4 gezeigten Stellung des Schalthebels D, bei welcher die beiden Contactlamellen d³ d^s gegen den leitenden Theil d² der Trommel d¹ federn, der Stromkreis der Erzeugermaschinen zum Motor geschlossen erscheint, während bei der in Fig. 5 gezeigten Stellung nur eine der Contactlamellen d³ (Fig. 5) auf dem leitenden Theil der Trommel d^l schleift und der früher erwähnte Stromkreis unterbrochen erscheint.

Bei unterbrochenem Stromkreise, dann also, wenn der Apparat aufser Thätigkeit gesetzt ist, wird es zum Zwecke der Vermeidung der Abnutzung der Lager wünschenswerth sein, das unnütze Schwingen der Cardani'schen Aufhängung zu verhüten, zu welchem Ende auf der Welle des Schalthebels D eine Feststellvorrichtung gekeilt ist, welche derart functionirt, dafs bei unterbrochenem Stromkreise ein Festhalten des Ringes A sowie des Halbringes C erfolgt.

Dieser Feststellapparat (Fig. 4) besteht aus zwei starr verbundenen Armen/"/¹, welche vermittelst einer gemeinsamen Nabe F auf der Welle d sitzen, und von welchen jener f¹ derartig geformt ist, dafs er vermittelst seiner Flächen/²/² den Halbring C ober- und unterhalb seiner Zapfenlagerung gleichzeitig berührt, so dafs besagter Arm/¹ in der in Fig. 4 punktirt gezeichneten Stellung das Ausschwingen des Halbringes C nach beiden Seiten, behindert.

Der mit dem Arm f¹ starr verbundene quadrantenförmige Arm/ ist, wenn der Arm/¹ seine punktirte Lage angenommen hat, gleichfalls in die in Fig. 2 und 4 punktirt gezeichnete Stellung gelangt, in welcher seine Endfläche /³ den Ring A zu beiden Seiten seiner Zapfenlagerung unterstützt.

Die voll gezeichneten Stellungen des Schalthebels D, der beiden Arme / und f¹, sowie der Contactwalze d¹ d² treten ebenso wie die punktirt gezeichneten Stellungen dieser Organe synchron ein, so dafs Stromschlufs und Freigeben der Card and'sehen Ringe ebenso gleichzeitig stattfinden, wie Stromunterbrechung und Arretirung.

Es erübrigt nun, zu zeigen, in welcher Weise der im Vorhergehenden beschriebene Apparat auf die Zündleitung der Geschütze einwirkt, um ein selbstthätiges Abfeuern der Schiffsgeschütze bei horizontaler Lage einer oder beider Schiffsachsen zu bewirken.

Die hierzu dienenden zwei Apparate R und S sind unterhalb der die Ringe A und C tragenden Zapfen a c angeordnet.

Ihre Function und Construction sind vollkommen gleich, aus welchem Grunde nur einer der beiden Apparate, jener R, beschrieben werden soll.

Dieser Apparat, in Fig. 7 und 8 in zwei Stellungen gezeigt, besteht aus einem Lagerbock r⁴ aus isolirendem Material, der unterhalb der Welle c des Zeigers R¹ an der inneren Gehäusewand befestigt ist, und dessen Obertheil zwei federnde und isolirende Gabeltheile r² r² trägt, welche durch das konische Ende einer im Gehäuse M gelagerten Schraube r³ aus einander gedrückt werden können, so dafs ihr linearer Abstand durch Anziehen oder Nachlassen der von der äufseren Gehäusewand zugänglichen Schraube r³ um ein geringes Mais verändert werden kann.

Zu beiden Seiten des Lagerbockes r⁴ sind zwei gegen die Theile r² r² federnde Contactlamellen r^l r^l angeordnet, welche, über die Theile r² r² hinausreichend, die Zeigerwelle c umgreifen und oberhalb der letzteren gegen einander gekrümmt sind.

Die Enden der Lamellen r¹ r¹ werden , von einer auf die Zeigerwelle gekeilten Zunge r von einander getrennt, so dafs bei den relativ zur schwingenden Schiffsquerachse stattfindenden Schwingungen der nach dem früher Erörterten in verticaler Stellung verbleibenden Zunge die beiden Contactlamellen r¹ r¹ alternativ von einander abgedrückt werden, während in dem Augenblicke, in welchem die Zunge r in* relativem Sinne ihre Ruhelage passirt, beide Contactlamellen r¹ r¹ die Zunge r berühren und ein die beiden Lamellen r¹ r¹ passirender Strom durch die Zunge r geschlossen wird.

Nach dem Gesagten wird somit, die freie Beweglichkeit des in den Cardani'schen Ringen suspendirten Apparates vorausgesetzt, ein zu Klemmen III, IV (Fig. 2) und von diesen zu den Klemmen der Contactlamellen r¹ r¹ laufender Strom durch den Apparat R nur in dem Augenblicke geschlossen, in welchem die Schwingungsweite der Rollbewegung gleich Null ist.

Dasselbe, was im Vorhergehenden mit Bezug auf den selbstredend in die Zündleitungen der Breitseitgeschütze geschalteten Apparat R gesagt wurde, ist in gleicher Weise auf die Art der Schaltung und des Functionirens des mit den Klemmen V, VI (Fig. 2) verbundenen Apparates S mit Berücksichtigung des Umstandes anwendbar, dafs derselbe in den Stromkreis der elektrischen Zündungen aller jener Geschütze geschaltet werden wird, deren Achsen parallel oder nahezu parallel zur Kielebene des Schiffes gelegen sind, und welche in dem Augenblicke, in welchem die Schiffslängsachse die Horizontale passirt, gelöst werden sollen.

Für manche gröfsere, in Drehthürmen montirte Geschütze mag es wünschenswerth erscheinen, das Zünden, je nach der Geschützstellung, entweder im Moment der Horizontalstellung der Längsachse oder der Querachse oder event, nur dann vorzunehmen, wenn beide Schiffsachsen die Horizontale passiren.

In diesem Falle müssen die beiden Apparate R und S in die Geschützzündleitung eingeschaltet werden, und jeder derselben mufs mit einem Ausschalter versehen sein, um je nach Wunsch den Zündstrom entweder beide Apparate R und 5 oder nur einen derselben passiren zu lassen.

Ein alle angeführten Fälle umfassendes Schaltungsschema, in welchem die am Apparate (Fig. 5) befindlichen Klemmen III, IV, V, VI angedeutet sind, und aus welchem ersichtlich ist, dafs ein einziger Apparat allen Anforderungen entsprechen und alle Geschütze eines Schiffes bedienen kann, ist in Fig. 11 dargestellt.

Aus diesem Schema ist ersichtlich, dafs die Geschützgruppe 1, die sich wesentlich aus Breitseitgeschützen zusammensetzt, nur vom Apparate -R, die aus Bug- und Heckgeschützen bestehende Gruppe 2 nur vom Apparate S beeinfiufst werden wird, während die Zündleitung der Gruppe 3, zu der, wie erwähnt, vorzüglich Drehthurmgeschütze zu zählen sein dürften, bei Offenstellung beider Ausschalter R⁰ und S⁰ von beiden Apparaten R und S, bei Schliefsung eines der Ausschalter R⁰ und S⁰ nur von einem Apparate beeinfiufst werden wird.

Mit Rücksicht auf die geringe Verbrennungsgeschwindigkeit des Geschützpulvers mag es in manchen Fällen wünschenswerth erscheinen, die Zündung geringe Bruchtheile einer Secunde vor Eintritt der Horizontalstellung einer bezw. beider Schiffsachsen zu bewirken, zu welchem Zwecke die schon früher erwähnte, mit konischem Ende versehene Schraube r³ bezw. s^s angeordnet ist.

Durch Nachlassen dieser Schraube r³ bezw. s³ ist es möglich, die gegen einander federnden Theile r² r² bezw. s² s'² um ein geringes Mafs einander zu nähern, so dafs die Spitze der jeweilig in Ruhelage befindlichen Lamellen r¹ bezw. s¹ jenseits der Ruhelage χ χ (Fig. 8) der relativ schwingenden Zunge r zu liegen kommt und Stromschlufs veranlafst, ehe die Zunge r in relativem Sinne die Verticale passirt.

'Da das Mafs des über die Mittellinie' x-x hinausragenden Theiles der Zungenspitzen durch Anziehen oder Nachlassen der Schrauben r³ bezw. s^s innerhalb gewisser Grenzen verändert werden kann, so geht aus dem Gesagten hervor, dafs der beschriebene Contactapparat die Mittel bietet, das Zünden der Geschütze um einen beliebigen Zeitraum vor dem Augenblicke zu veranlassen, in welchem die entsprechende Schiffsachse die Ruhelage passirt.

In Fig. 12 und 13 ist eine Abänderung der Form der Schwungmasse in Ansicht (Fig. 12) und einem zur Bildebene der letzteren senkrecht geführten Schnitte (Fig. 13) dargestellt.

Diese Form der Schwungmasse ändert in keiner Weise die übrigen schon beschriebenen Organe des ganzen Apparates, bietet aber den Vortheil grofser Stabilität der Umdrehungsachse.

.. Zum Schlüsse sei noch der besseren Verständlichkeit halber die Art der Aufstellung, sowie die Wirkungsweise wiederholt.

Wie schon eingangs erwähnt, wird der in Fig. ι bis 9 dargestellte Apparat derart aufgestellt, dafs die Zapfen cc¹ parallel zur Längsachse des Schiffes zu liegen kommen, und werden die Klemmen I, II mit dem Stromgenerator, die Klemmen III, IV, V, VI im Sinne der Schemata Fig. ι ο und 11 mit den Zündleitungen verbunden.

So lange sich der Schalthebel D in der in Fig. 4 punktirt gezeichneten Lage befindet, wird sich das Gyroskop im Ruhezustande befinden, während gleichzeitig das ganze Cardani 'sehe Ringsystem arretirt erscheint.

Um den Apparat in Thätigkeit zu setzen, wird der Schalthebel D in die in Fig. 4 vollgezeichnete Lage gebracht, wodurch nach dem früher Erklärten einerseits Stromschlufs, andererseits Freigebung des Ringsystems stattfindet.

In dem Augenblicke des Stromschlusses wird der im Apparate aufgehängte Dynamo in rasche Drehung versetzt werden, deren Tourenzahl von der Stromstärke und der Bewickelungsart abhängig sein wird, jedoch werden 1000 bis ι 500 Touren vollkommen genügen, um dem Gyroskope, welches entweder aus dem Anker B¹ und dem auf die Armaturwelle gekeilten Schwungrade V oder eventuell nur aus der Armatur B bestehen kann, jenes Beharrungsvermögen zu verleihen, welches nöthig ist, um ein sicheres Functioniren des Apparates zu gewärtigen.

Hierbei werden, wie schon eingangs erwähnt, die beiden Zeiger R¹ und S¹ die Amplituden der Roll- und Stampf bewegungen anzeigen, und kann von dem Apparate, falls mit dessen Zeigern Maximal-Anzeigevorrichtungen bekannter Art in Verbindung gebracht werden, auch das Maximum der während einer gewissen Zeit stattgefundenen Roll- und Stampf bewegungen abgelesen werden.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Eine selbsttätige Abfeuerungsvorrichtung für Schiffsgeschütze, welche nur bei waagrechter Lage einer oder beider Schiffsachsen wirkt, bestehend aus einem stabil aufgehängten Gyroskop, dessen relativ zu einer oder beiden Schiffsachsen erfolgende Achsschwingungen auf einen in die elektrische Zündleitung der Geschütze eingeschalteten Stromschliefser (R SJ in der

. Weise übertragen werden, dafs die Zünd^ leitung nur in dem Augenblicke geschlossen wird, in welchem die Gyroskopachse in· relativem Sinne zu einer oder beiden Schiffsachsen durch ihre Ruhelage geht.

2. Eine Ausführungsform der unter 1. gekennzeichneten Abfeuerungsvorrichtung, bei welcher

a) die Gyroskopwelle b³ von einer in Card a ni'scher Aufhängung O¹Aa befindlichen Dynamomaschine angetrieben wird, deren Anker B¹ auf der Gyroskopwelle b^z befestigt ist;

b) ein Halbring C einerseits im Gyroskopgehäuse AA¹ derartig aufgehängt ist, dafs die Verbindungslinie seiner Aufhängungszapfen c c¹ bei der Normalstellung des Gyroskops in der Verlängerung der Cardani'schen Zapfen O¹O¹ liegt, andererseits mit einem Schlitz c² versehen ist, in welchen eine in der Verlängerung der Gyroskopwelle b³ liegende Zunge c^s hineinreicht, so dafs der Halbring C durch alle in seiner Aufhängungsebene ausgeführten Schwingungen des Gyroskops unbeeinfhifst bleibt, während er alle jene Schwingungen mitmachen mufs, welche die Gyroscopwelle b³ in seiner Schwingungsebene ausführt;

c) der in die elektrischen Zündleitungen der Schiffsgeschütze eingeschaltete Stromschliefser R bezw. S aus einer auf dem Zapfen c bezw. α isolirt befestigten metallischen Zunge r bezw. s und zwei am Gyroskopgehäuse angeordneten federnden Stromschlufsstücken r¹ r¹ bezw. s¹ s¹ besteht, welche letzteren die Zunge r bezw. s beiderseits derartig umschliefsen, dafs beim relativen Schwingen der Zunge r bezw. s und durch letztere abwechselnd eines der beiden Stromschlufsstücke r¹ r¹ bezw. s¹ s¹ aus seiner Ruhelage gebracht wird, und nur bei einer einzigen Lage der Zunge r bezw. s beide Stromschlufsstücke r¹ r¹ bezw. s¹ s¹ die Zunge r bezw. s berühren und leitende Verbindung herbeiführen.

Eine Ausführungsform der unter ι. und 2. gekennzeichneten Abfeuerungsvorrichtung, bei welcher sowohl auf der Achse c des Halbringes C, als auch auf jener a des Ringes A Zeiger J?¹ bezw. S¹ befestigt sind, welche auf mit Gradtheilung versehenen Quadranten R² S² spielen.
Eine Ausführungsform der unter 1. bezw. 2. gekennzeichneten Abfeuerungsvorrichtung, bei welcher die Feststellung der Cardanischen Aufhängung in der Weise erfolgt, dafs zwei Arme ff¹, welche mit der die Ein- und Ausschaltung der Dynamomaschine bewirkenden Stromschlufswalze d¹ auf einer Welle d sitzen, in jener Stellung der Welle d, welche der Stromunterbrechung entspricht, einerseits den Halbring C, andererseits den Ring A zu beiden Seiten ihrer Drehzapfen c¹ bezw. α feststellen.
Eine Ausführungsform der unter 1. bezw. 2. gekennzeichneten Abfeuerungsvorrichtung, bei welcher die Stromschlufsstücke r¹ r¹ (s¹ s¹) in ihrer Ruhelage gegen die Zinken r² r² (s² s²) einer Gabel federn, deren Abstand verändert werden kann.
Eine Ausführungsform der unter 1. bezw. 2. gekennzeichneten Abfeuerungsvorrichtung, bei welcher der Stromschliefser R bezw. S sammt der Stromquelle Q. des Zündstromes in der Zündleitung einer Geschützreihe hinter einander, die Zündvorrichtungen der einzelnen Geschütze parallel zu einander geschaltet sind.

Eine Ausführungsform der unter 1. bezw. 2. gekennzeichneten Abfeuerungsvorrichtung, bei welcher die Stromschliefser R und S sammt der Stromquelle in der Zündleitung einer Geschützreihe hinter einander und zu beiden Seiten der Stromquelle, die Zündvorrichtungen aber parallel zu einander geschaltet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.