DE217962C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42 c. GRUPPE

PETER ANDROVIC in ZARA, Dalmatien.

Widerstand kurzschließt.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. Januar 1909 ab.

Diese Erfindung bezieht sich auf Tiefenmesser, bei denen ein elektrischer Widerstand entsprechend der Tauchtiefe mehr oder weniger kurzgeschlossen wird und dadurch dem Zeiger eines Widerstandmessers je nach der Tiefe verschiedene Ausschläge erteilt.

Die bekannten Apparate dieser Art haben den Nachteil großer Ungenauigkeiten. So benutzt einer dieser Apparate einen einfachen

to Metallfaden als Widerstand, dessen Strom aber erst dann geschlossen wird, sobald der versenkbare Teil des Apparates auf Grund kommt und dessen wirksame Länge durch den Zutritt von Wasser bestimmt wird.

' Dieser Apparat ist deshalb ungenau in seinen Messungen, weil die Kurzschließung des Widerstandes durch Wasser erfolgt, das infolge seiner hohen Benetzungsfähigkeit leicht am Widerstandsfaden haften bleibt und so durch Querschnittvergrößerung das Meßergebnis beeinflußt; außerdem zeigt dieser Apparat niemals die zunehmende Tauchtiefe des Lotkörpers an, sondern schaltet den Strom erst dann plötzlich ein, wenn er den Boden berührt.

Bei einer andern Konstruktion wirkt der Wasserdruck in einer Manometerfeder (Röhrenfeder), die einen auf einen Widerstandsschalter spielenden Zeiger bewegt. Diese Anordnung gestattet genaue Messungen aus dem Grunde nicht, weil der Zeiger, trotzdem er bei zunehmender oder abnehmender Tauchtiefe infolge der Bewegung" der Röhrenfeder ununterbrochen verstellt wird, den Widerstandsmesser nur sprungweise zur Schaltung bringt, wenn er eben von einem Teilstück des Widerstandes auf ein anderes übertritt. Bruchteile von Teiltiefen sind somit nicht ablesbar, was für eine genaue Messung oder zur Aufzeichnung der Bodenform unerläßlich ist.

Eine dritte bekannte Einrichtung dieser Art endlich benutzt die in einem zusammendrückbaren Körper eingeschlossene verdichtete Luft, welche je nach der Tauchtiefe in geringerem oder höherem Maße nach einem bekannten Membranbarometer gedrängt wird und dessen Zeiger zum Ausschlag bringt. Auch dieser Apparat läßt genauere Messungen nicht zu, weil die verschiedene Temperatur des Wassers den Ausdehnungs- bzw. Verdichtungskoeffizienten der Luft erheblich beeinflußt, so daß bei Messungen ein und derselben Stelle bei niedriger und bei höherer Temperatur (im Sommer und im Winter) der Apparat in ersterem Falle eine geringere Tiefe anzeigen wird als in letzterem.

Entgegen diesen bekannten Einrichtungen ist beim Erfindungsgegenstand eine zweifädige spiralförmig gewundene Widerstandsleitung und zum Kurzschließen der Windun-

gen derselben Quecksilber benutzt, das in einem barometerartigen Gefäß, in dem, die

. zweifädige Widerstandsspirale angeordnet ist, unmittelbar durch den Wasserdruck zum Steigen und Fallen gebracht wird.

Diese Anordnung ergibt nicht nur eine äußerst genaue Messung, sondern sie gestattet auch eine ununterbrochene Aufzeichnung der Bodenform, weil der Widerstandsmesser in

ιθ jeder Tief lage des Apparates den dieser entsprechenden Widerstand zur Anzeige bringt.

Der zur Durchführung des vorbeschriebelien Verfahrens geeignete Apparat ist auf den Zeichnungen in Fig. ι schematisch in seiner Gesamtanordnung dargestellt. Fig. 2 ist eine im wagerechten Winkel zu Fig. 1 gesehene Ansicht des eigentlichen Tiefenmessers, Fig. 3 ein Schnitt durch denselben in größerem Maßstabe und Fig. 4 ein Einzelteil hierzu im Schnitt. Fig. 5 zeigt schematisch die Anwendung des Apparates zum Anzeigen von Untiefen bzw. zur Vorbeugung von dadurch bedingten Strandungen.

Der Apparat besteht aus dem eigentlichen Tiefenmesser, welcher unter Wasser bis auf Grund versenkt und auf letzterem fortgezogen werden kann, und einer Anzeigevorrichtung.

Der Tiefenmesser, eine Art Lot, besteht aus

einer entsprechend großen und schweren Hohlkugel ι mit Wassereinlaßöffiiungen 2, in welcher mittels kardanisc'her Aufhängung ein Hohlkörper angeordnet ist. Letzterer (Fig. 3) besteht aus einem unteren weiten Gefäß 3 mit innerem Ringflansch 4, mit welchem ein sich nach oben verjüngendes Rohr 5 (Glocke) verschraubt ist. Rohr 5 und Flansch 4 besitzen übereinstimmende Durchbrechungen 6, so daß das in das Gefäß 3 eingefüllte'Quecksilber 7 nach dem Gesetz der kommunizierenden Gefäße sich im "äußeren Gefäß 3 und in der Glocke 5 gleichmäßig verteilen kann.

Die Glocke 5 ist oben durch eine Kappe 8 flüssigkeitsdicht abgeschlossen, das äußere Gefäß dagegen offen, so daß bei Versenken dieses Doppelgefäßes 3, 5 unter Wasser letzteres auf die im Ringraum zwischen Gefäß 3 und Rohr S befindliche Quecksilbersäule 7 drücken kann.. Die Folge davon ist, daß, je tiefer das Doppelgefäß unter Wasser versenkt, je größer · also der auf dem Quecksilber lastende Wasserdruck wird, um so höher die Quecksilbersäule in der Glocke 5 steigen muß und umgekehrt. Diese Schwankungen der Quecksilbersäule entsprechend den Wasserdrücken werden nun zum Anzeigen der Tiefe ausgenutzt. .

Zu diesem Zweck ist zentrisch in die Glocke 5 ein Stab 9 aus Elektrizität nicht leitendem Stoff, am besten aus Ebonit, eingebaut, der oben in der Kappe 8 geführt, unten dagegen mittels Stopfbüchse 10 in das Gefäß 3 eingedichtet ist und mittels in letzterer geführter Schraube 11 genau festgestellt werden kann. Dieser Stab 9 dient als Träger für eine zweifädige Widerstandspirale 12.

Der dieselbe bildende Draht ist, in seinen beiden Ästen isoliert, durch die Schraube 11 . und den Stab 9 bis an oder über jene höchste Stelle des letzteren geführt, die das in der Glocke aufsteigende Quecksilber bei der größten Tiefe, welche der Apparat zu messen bestimmt ist, erreichen kann. Dort tritt der Draht als doppelwindige Spirale auf die Außenseite und umwindet den Stab 9 in seiner ganzen Länge nach abwärts bis unter den Quecksilberspiegel, wo die Vereinigungsstelle der beiden Äste der Spirale liegt, wenn der Apparat nicht unter Wasser taucht (also bei normalem Luftdruck). Diese Widerstandspirale setzt sich außerhalb des Gefäßes 3 als zweifädiges Kabel 13 mit getrennten Leitungsseelen fort und ist im dargestellten Falle durch die Kugel 1 nach außen an Bord des den Registrierapparat enthaltenden Fahrzeuges geführt, woselbst die beiden Enden über einen Widerstandsmesser 14 (Fig. 1) an eine Batterie 15 angeschlossen sind.

Es ist klar, daß, wenn der vorbeschriebene Apparat nur unter äußerem Luftdruck steht, somit nur der geringste Teil der Widerstandsleistung 12 kurzgeschlossen ist, der in den Stromkreis der Batterie 15 eingeschaltete Widerstandsmesser 14 seinen Höchstwert anzeigt, der in diesem Falle der Nullstellung des Anzeige- oder Registrierwerkes entspricht. Das Registrierwerk besteht aus einem vom Widerstandsmesser 14 beeinflußten Schreibstift 16, der auf einer Registrierfläche 17 arbeitet, welche proportional mit der Fortbewegungsgeschwindigkeit des den Apparat tragenden Fahrzeuges fortgeschaltet wird.

Wird der Meßapparat (Lot) unter Wasser versenkt, so , steigt durch den Druck des Wassers die Quecksilbersäule 7 in der Glocke 5, wodurch ein größerer oder geringerer Teil der Widerstandswindungen 12 kurzgeschlossen wird. Der sich im Widerstandsmesser äußernde verminderte Widerstand bringt den Schreibstift 16 zu entsprechendem Ausschlag, es ist somit einleuchtend, daß, da die Kugel 1 auf dem Boden des Gewässers fortgezogen wird, der Schreibstift infolge der Genauigkeit, mit der sich die im Lot auftretenden Druckunterschiede im Widerstandsmesser 14 äußern, ein genaues Bild des Bodens an der gemessenen Stelle aufzeichnen muß.

Um die oft nur geringen Unterschiede in den Tiefen deutlich ersichtlich zu machen, wird der zwischen Stab 9 und Glockenwand 5 befindliche Ringquerschnitt möglichst eng gemacht bzw. nach oben hin verjüngt, und zwar lao

wird die Verjüngung so gewählt, daß für je Vio Atmosphäre zunehmenden Druck die Quecksilbersäule um etwa 15 mm steigt.

Da der eigentliche Tiefenmesser 3, 5 stets senkrecht stehen muß, um ein Vergießen von Quecksilber zu verhindern, ist derselbe mittels zweier radialer Arme 18 und diametral stehender Schraubenbolzen 19 in einem Ring 20 aufgehängt, welcher letztere seinerseits mit zwei ebenfalls diametral, jedoch im rechten Winkel zu den Bolzen 18 stehenden Drehzapfen 21 verbunden ist. Diese Drehzapfen durchziehen die Kugelwand 1 und ruhen in Augen 22 eines Tragbügels 23, der zum Aufziehen bzw. Versenken und Fortbewegen des Apparates (z. B. mittels Kette, Fig. 1) auf dem Boden des Gewässers dient. Einer dieser Drehzapfen 21 (Fig. 4) (oder auch beide) ist hohl zum Durchführen des von der Widerstandspirale

ao ablaufenden Kabels 13.

Um die Kugel ι beim Fortrollen auf dem Boden gegen Seitenschwankungen zu schützen und die lotrechte Lage des Quecksilbergefäßes möglichst zu stabilisieren, ist die Kugel mit einem linsenförmigen Schwimmkörper 25 (Fig. ι und 2) ausgestattet, der von einem um die Drehzapfen 21 schwingbaren leichten Bügel 26 getragen wird und sich lotrecht einstellt ; hierdurch trägt er dazu bei, die RoIlachse für die Kugel 1 wagerecht zu erhalten und Seitenschwankungen derselben tunlichst zu verhindern. Auch der Zugbügel 24 ist zum gleichen Zweck mit einem Schwimmkörper 27 versehen (Fig. 1).

Um beim Aufziehen des Tiefenmessers das seine Widerstandspirale mit dem Anzeigewerk verbindende Kabel aufwinden zu können, ist das eine Ende der Widerstandsleitung an dieser Aufwindwelle 28 (Fig. 1) und das zweite Ende an einen auf ihr unter Zwischenschaltung einer Isolierschicht 29 schleifenden Ring 30 angeschlossen, und Schleif federn 31, 32 vermitteln den Stromübertritt zu den zur Batterie bzw. Widerstandsmesser 14 führenden Lel·- tungen 33, 34.

Es ist einleuchtend, daß, wenn eine Beobachtung der Tiefen und Gestaltung des Ge-Avässerbodens unmittelbar während der Messung nicht gewünscht wird, dieRegistriereinrichtung auch im Kugelgehäuse 1 untergebracht sein kann, nur muß sie dann gegen Zutritt von Wasser geschützt werden. Ebenso kann der Zeiger des Widerstandsmessers, statt ein Registrierwerk zu betätigen, direkt gegen eine Tiefenskala einspielen gelassen werden, nur erhält man dann keine Aufzeichnung der Bodenform.

Wie Fig. 5 zeigt, kann der Apparat Vorteilhaft zum Anzeigen von Untiefen und damit als Sicherheitseinrichtung" zur Verhütung von durch Untiefen bedingten Strandungen benutzt werden. In diesem Falle wird der Meßapparat auf eine bestimmte, den Tiefgang des Schiffes entsprechende Tiefe unter Wasser gelassen, jedoch so, daß er den Boden nicht berührt, und dauernd in dieser Lage belassen.

Trifft die Kugel 1 auf eine Untiefe oder auf eine ansteigende Bodenfiäche, z. B. wenn sich das Schiff der Küste nähert, auf, so wird durch das Sinken der Quecksilbersäule im Apparat die Tiefenabnahme am Anzeigeinstrument ersichtlich gemacht. Dieses Ersichtlichmachen kann durch Aufzeichnen auf einem Registrierband oder auch akustisch erfolgen.

Claims (2)

Patent-An Sprüche:

1. Registrierender Tiefenmesser, bei . welchem die den Tiefenveränderungen entsprechenden Druckschwankungen eine Flüssigkeitssäule verschieben, welche einen mit einem Widerstandmesser verbundenen elektrischen Widerstand kurzschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die als Widerstand benutzte zweifädige, um einen nichtleitenden Körper gewundene Widerstandspirale (12) den Kern eines barometerartigen Gefäßes (3, 5) bildet, in welchem eine Quecksilbersäule als Kurzschlußflüssigkeit durch den Wasserdruck verschoben wird.

2. Ausführungsform des Tiefenmessers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rollachse eines den Apparat aufnehmenden kugelförmigen Tauchkörpers ein Schwimmkörper (25) pendelnd angeordnet ist, welcher bei unter Wasser versenktem Tiefenmesser sich infolge der Auftriebswirkung lotrecht stellt und so die Erhaltung der Rollachse in wagerechter Lage sichert, wenn der Apparat zwecks Aufzeichnens der Bodenform auf dem Grund fortbewegt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.