DE225019C

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Publication number: DE225019C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-Jig 225019 -KLASSE 65 a. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Mai 1907 ab.

die Priorität

Es ist bekannt, unter Wasser ausgesandte Tonwellen durch einen Mikrophonempfänger aufzunehmen und hierdurch einen Stromkreis zu schließen, der auf Signalvorrichtungen einwirkt. In der Praxis hat sich diese Einrichtung als unbrauchbar erwiesen, da der Stromschluß nur einen ganz geringen Bruchteil einer Sekunde anhält und es nahezu unmöglich ist, eine Tätigkeit in dieser Zeit auszuüben. Wäre

to es aber selbst möglich, diese unterbrochenen Tätigkeiten von Augenblicksdauer an einander anzuschließen, so ist es erfahrungsgemäß unmöglich, den Kontakt, der die feinste Einstellung verlangt, auf irgendwelche Dauer auch nur minutenlang betriebsfähig zu erhalten, da die Einrichtung bei geringster Abnutzung der Kontakte
ken sofort versagt.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine Vorrichtung zur Aufnahme von unter Wasser ausgesandten Tonwellen auf Schiffen zwecks Zeichengebung oder Ingangsetzung verschiedener Einrichtungen, bei der die ankommenden Tonwellen ununterbrochen zur Wirkung kommen und eine genaue Einstellung des Kontaktes fortfällt, so daß Betriebsstörungen aus diesem Grunde vermieden werden.

Um dies zu erreichen,, sind lose Kontakte angeordnet, von. denen der eine auf einer federnden Zunge befestigt ist, die durch die auftreffenden Tonwellen in Schwingungen gerät. Diese losen Kontakte befinden sich in

infolge von Schlußfuneinem geschlossenen Stromkreis mit einer Stromquelle und einer elektromagnetischen Vorrichtung. Wenn sich die losen Kontakte in Ruhe befinden, d. h. wenn die federnde Zunge nicht durch auftreffende Tonwellen in ,Schwingungen versetzt wird, so fließt eine große Strommenge durch die losen Kontakte und die damit verbundene elektromagnetische Vorrichtung, so daß ein Element der elektromagnetischen Vorrichtung (z. B. die Zunge eines Relais), entgegen dem Einfluß einer Feder, eines Gewichtes oder einer ähnlichen Vorrichtung beständig in solcher Stellung gehalten wird, daß sie wirkungslos bleibt.

Bei der Ankunft von Tonwellen, durch die eine Erschütterung der losen Mikrophonkontakte hervorgebracht wird, wird der Widerstand in dem Stromkreis, in dem diese Kon- 5η takte liegen, derart erhöht, daß eine Schwächung des Stromes herbeigeführt wird und die elektromagnetische Vorrichtung das Element freigibt, das unter dem Einfluß einer Feder, eines Gewichtes o. dgl. während der Dauer ,der Tonwellen einen zum Betrieb der verschiedenen Einrichtungen dienenden Lokalstromkreis schließt.

In den Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungen ,der Vorrichtung- dargestellt. Fig. ι zeigt die Anwendung auf ein Schiff, das von einem Leuchtturm oder einem anderen Schiff ausgesandte Unterwasser-Glockenzeichen empfängt. Fig. 2 zeigt eine

Abänderung der gleichen Anordnung'. Fig. 3 zeigt die Anwendung auf einem Torpedo oder eine ähnliche Vorrichtung, um den Antrieb, die Richtung', Explosion usw. durch von . einer entfernten Station oder einem Schiff ausgesandte Tonwellen zu regeln, die z. B. durch Ertönenlassen einer Glocke erzielt werden können. Fig. 4 zeigt eine Abänderung der gleichen Anordnung. Fig. 5 und 6 zeigen in einem senkrechten Schnitt und in einem Grundriß eine Ausführung einer Mikrophonkontaktvorrichtung, die auf der abgestimmten Zunge einer Telephonempfänger- oder einer ähnlichen Einrichtung' angeordnet ist. Fig. 7 zeigt eine Abänderung der Vorrichtungen nach Fig. 5 und 6. Fig. 8 zeigt eine andere Anordnung zur Betätigung von Einrichtungen durch die Tonwellen verschiedener Läng'e. In der Fig. τ bezeichnet A einen mikrophonähnlich wirkenden Empfänger, der innerhalb der Wandung eines Schiffes B angeordnet ist, daß er die unter Wasser ankommenden Tonwellen empfangen kann. Dieser Empfänger liegt in einem Stromkreis mit einer Stromquelle C und der Primärwicklung einer Induktionsspule D, deren Sekundärwicklung in einem Stromkreis mit der elektromagnetischen Vorrichtung E liegt, die nach Art eines telephonischen Empfängers ausgebildet ist und über deren Elektromagneten eine federnde Zunge F als Anker angeordnet ist. Diese Zunge gerät nur in Schwingungen, wenn die Frequenz der magnetischen Wellen, die den Magneten 6 in E (Fig. 5) durch den Empfän- gerA erteilt werden,'der natürlichen Periodenzahl der Schwing'ung'en der Zunge entspricht. Die Bauart und Anordnung der elektromagnetischen Vorrichtung geht aus den Fig. 5, 6 und 7 hervor.

Mit der schwingenden ZungeF ist ein Kontaktstift G eines Mikrophonkontaktes verbunden, auf dem der lose Kontakthebel H aufliegt. Beide Kontakte G, Ii sind aus Kohle hergestellt und liegen im Stromkreis mit einer Stromquelle / und einem polarisierten Relais if mit hohem Widerstand (Fig. 1). Dieses Relais besitzt z\vei Kontakte L und M.

Wenn der Empfänger A keine Töne empfängt oder die empfangenen Töne nicht die Frequenz besitzen, um die telephonische Vorrichtung zu beeinflussen, so bleibt die Zunge F in Ruhe, und die mit ihr verbundenen Mikrophonkontakte G, H erhalten einen beständigen, geschlossenen Stromkreis aufrecht, während der Anker N des polarisierten Relais K durch den konstanten Strom gegen den Kontakt L gehalten wird. '

Falls nun Töne am Empfänger A eintreffen, die imstande sind, die Zunge F in Schwingung zu versetzen, so werden die Mikrophonkontakte G, H erschüttert, und ihr Widerstand wird erhöht, weil der Kontakt zwischen G und H verschlechtert wird. Hierdurch wird der Strom in dem Stromkreis des Relais geschwächt, die Anziehungskraft des linken Relaismagneten auf den Anker A^T wird vermindert, und der Anker wird unter dem Einfluß der Feder η mit dem Kontakt M in Berührung gebracht, wodurch der Stromkreis der Stromquelle O¹ geschlossen und die Glocke B¹ betätigt wird.· Die Glocke B¹ läutet, solange solche Tonwellen ankommen.

Nachdem das Signal durch Läuten der Glocke oder auf irgendeine andere Weise gegeben ist und anzeigt, daß das Fahrzeug sich innerhalb des Bereiches einer Tonwellenerzeugungsstation befindet, kann der diensttuende Beamte mit einem gewöhnlichen telephonischen Empfänger, z.B. Z (Fig. 1), der beständig im Stromkreis mit der Empfangsvorrichtung liegt oder im Bedarfsfälle in den Stromkreis eingeschaltet wird, leicht derartige Feststellungen machen, daß er die Richtung der Tonerzeugungsstation in der beim unterseeischen Signalisieren gewöhnlichen ⁸S Weise ermitteln kann. Es sind zu diesem Zwecke in üblicher Weise eine Anzahl Mikrophonempfänger A¹ an verschiedenen Stellen des Schiffes angebracht, und der Beamte setzt das Telephon Z in den primären oder sekundären Stromkreis der Empfänger A, A¹ usw. ein, bis er denjenigen festgestellt hat, in welchem die Tonwellen ankommen. Er weiß dann nach der Stellung des Empfängers, ob die Sendestation sich vor, hinter oder an einer Seite des Schiffes befindet, und, je nach Stärke des Tones, in welcher Entfernung sie liegt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Empfangsapparat und die elektromagnetische Vorrichtung weggelassen, und das Relais wird direkt durch die Mikrophonkontakte beeinflußt.

In Fig. 3 ist die in Fig. 1 veranschaulichte Einrichtung von Empfänger A, Mikrophonkontakte G, H und Relais K zur Ausführung verschiedener Tätigkeiten bei einem Torpedo B verwendet worden. Die Relaiskontakte L und M können hier beide durch den Anker N in dem Stromkreis der Stromquelle O uo und des einen oder anderen der Magnete der Scheibenkupplungsvorrichtung P gebracht werden, die die in dem Patent 174288 beschriebene Bauart besitzt. Mit dem beweglichen Teil Q der Kupplung ist ein elektrischer Schalter R verbunden, durch dessen entsprechende Einstellung verschiedene elektromagnetische Vorrichtungen, wie sie bei S, S¹, S², S'^ä angedeutet sind, in Tätigkeit gesetzt werden können.

Wenn der Empfänger A keine Töne empfängt, so wird der Anker N des Relais K

durch den konstanten Strom der Stromquelle / gegen den Kontakt L gehalten, und der Strom der Stromquelle O erregt den Magneten P¹, und dieser bringt durch seine Einwirkung" auf die sich drehende Scheibe P² den beweglichen Teil Q gegen den Anschlag q in der Mitte der. Scheibe P², so daß der Schalter R die in Fig. 3 gezeichnete Stellung einnimmt, in der sich der Torpedo in Ruhe befindet.

Falls nun am Empfänger A Töne eintreffen, die imstande sind, die Zunge F in Schwingungen zu versetzen, so werden die Mikrophonkontakte G, H erschüttert, ihr Widerstand erhöht und der Strom der Quelle J geschwächt, worauf die Feder η des Relaisankers die Überhand gewinnt und den Anker gegen den Kontakt M zieht. Der Strom der Quelle O erregt jetzt den. Magneten P³, und der bewegliehe Teil Q wird in der Pfeilrichtung bewegt. Das Maß seiner Bewegung hängt von der Länge der Zeit ab, während der der Stromkreis des Magneten P³ geschlossen bleibt. Diese Zeit hängt wieder ab von der Dauer, während der die Mikrophonkontakte G, H erschüttert werden und der Relaisanker TV in Kontakt mit dem Anschlag M bleibt.

Wenn der bewegliche Teil Q der Scheibenkupplung beeinflußt wird, so führt gleichfalls der Schalter R eine Winkelbewegung um den Drehpunkt R¹ aus. Mit den beschriebenen Einrichtungen, die anwendbar sind, um einen Torpedo von einem Schiff oder einer Station innerhalb des Tonwellenbereiches zu beeinflüssen, bringt die erste Bewegung des Schalters R aus der angegebenen Stellung unter denvDruck des beweglichen Teiles Q das eine Schalterende auf die Kontaktplatte T und schließt den Stromkreis, der die Stromquelle U und die elektromagnetische Vorrichtung JT zum Antrieb des Torpedos enthält. Eine \veitere Bewegung des beweglichen Teiles Q und des Schalters R bringt den letzteren in Kontakt mit der Platte T¹ und schließt den Stromkreis durch S¹. Die weitere Bewegung des Teiles Q und des Schalters!? bringt den letzteren allmählich auf die Platten T², T³ und schließt nacheinander die Stromkreise, die S² und S³ enthalten, wobei der Antriebsstromkreis stets^noch geschlossen bleibt. Die in S¹, S²,S^S enthaltenen Vorrichtungen können z. B. dazu dienen, um Backbord oder Steuerbord zu steuern oder die Ladung zur Explosion zu bringen.

Die Schnelligkeit der Aufeinanderfolge und Dauer der zur Wirkung gelangenden Töne, die bei dem Empfangsapparate A ankommen, bestimmen die Stellung des Schalters R. Hierzu muß natürlich die Geschwindigkeit der Beweg'ung des Schalters R auf der Sendestation genau bekannt sein, damit der den Sender Bedienende genau weiß, auf welchem der Kontakte T¹, T² oder 7"³ der Schalter R nach einer bestimmten Zeit steht. Soll der Schalter R längere Zeit auf einem der Kontakte stehen bleiben, ohne in seine Anfangsstellung zurückzukehren, so werden nacheinander kurze Wellenstöße ausgesendet, die ein Hin- und Herschwingen des Schalters R über dem betreffenden Kontakt bewirken, das Zurück- oder Weitergehen des Schalters jedoch verhindern.

Wenn die Tonwellen aufhören, kehrt der Relaisanker N auf den Kontakt L zurück, und der Magnet P¹ wird wieder erregt, um den beweglichen Teil Q und den Schalter R in die Stellung gemäß Fig. 3 zurückzuführen, während der Magnet F³ ausgeschaltet wird.

Bei der Abänderung gemäß Fig. 4 sind der gleiche Schalter R und seine Hilfsvorrichtungen vorhanden sowie auch die Scheibenkupplung P, jedoch wird die letztere bei dieser Ausführung unmittelbar von den Mikrophonkontakten beeinflußt, ohne Einschaltung eines Relais, ,und die Mikrophonkontakte werden unmittelbar von den eintreffenden Tonwellen beeinflußt, ohne einen Empfangsapparat und elektromagnetische Vorrichtungen.

Die Mikrophonkontaktvorrichtung mit dem losen Kontakt H¹ ist in ähnlicher Weise wie der Übertragungsapparat A für den Empfang der Tonwellen nach Fig. 2 angeordnet. Sie ist mit einem Resonator verbunden, welcher einfach aus einer abgestimmten elastischen Zunge F¹ besteht, oder die elastische Zunge kann in Verbindung mit einem Resonanzboden oder einer luftgefüllten .Säule oder irgendeinem anderen Resonator gebracht werden, welcher durch Veränderung seiner Kapazität abgestimmt werden kann. In jedem Falle 1°° wird dieZunge nur dann entsprechend schwingen, wenn sie von bestimmten Tonwellen getroffen wird. Die Scheibenkupplung, welche in diesem Falle auf einer Seite mit einem permanenten Magneten P³ versehen ist, wirkt wie vorstehend.

Die Fig. 5, 6 und 7 veranschaulichen abgestimmte telephonische oder ähnliche Einrichtungen E, die in einem Stromkreis mit einem Tonempfänger angeordnet sind und auf federnden Zungen F angeordnete Mikrophonkontakte besitzen.

F ist die abgestimmte, magnetische Zunge oder der Anker, der dicht über den Magnetpolen angeordnet ist, und dessen natürliche Schwingungszahl mittels der Schraube 7 und des Hebels 8 (Fig. 6) verändert werden kann. Die Elektromagnete 6 sind auf einer Blattfeder 9 angeordnet. Mittels der Schraube 10 kann die Entfernung zwischen den Magnetpolen und der Zunge F beliebig verändert werden.

Fig. 7 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 5 und 6, in der die Zunge F nur an einem Ende befestigt ist.

In Fig. 8 sind mehrere auf je einen bestimmten Ton abgestimmte Zungen F-, F^:l und F⁴ vorgesehen, so daß verschiedene Tätigkeiten durch Absendung verschiedener Töne ausgeführt werden können.

Die Sendestation ist in diesem Falle mit mehreren Vorrichtungen zur Aussendung von Tonwellen mit verschiedenen Schwingimgsperioden ausgerüstet.

Claims

PA T E N T - A N S P R Ü C II E :

i. Vorrichtung zur Aufnahme von unter Wasser ausgesandten Tonwellen auf Schiffen zwecks Zeichengebung oder Ingangsetzung verschiedener Einrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß in einen geschlossenen Stromkreis mit einer Stromquelle und einer elektromagnetischen Vorrichtung (polarisiertes Relais K, Fig. 1) oder Scheibenkupplung (P, Fig. 2) lose Kontakte (G, H) angeordnet sind, von denen der eine Kontakt (G) auf einer federnden Zunge (F) befestigt ist, die durch die auftreffenden Tonwellen in Schwingungen gerät und eine Erschütterung der Kontakte (G, H) und dadurch eine Schwächung des Stromes herbeiführt, die verursacht, daß ein Element der elektromagnetischen Vorrichtung (z. B. die Zunge (N), das Relais (K) oder der mit der Scheibenkupplung (P) verbundene Schalter (R))'während der Dauer der Tonwellen einen zum Betrieb der verschiedenen Einrichtungen dienenden Lokalstromkreis schließt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Zunge (F) den Anker eines Elektromagneten (6) bildet, der in der Sekundärwicklung" einer Induktionsspule liegt, deren Primärwicklung an einen mikrophonähnlieh wirkenden Empfänger (A) angeschlossen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Zunge (F) derart abstimmbar ist, daß sie nur bei Tönen einer bestimmten Wellenlänge in Schwingung gerät.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.