DE229549C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 229549 KLASSE 42 c. GRUPPE

Dr. MAX GASSER in DARMSTADT.

Höhenwinkel durch Kontakte.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. Februar 1909 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Winkelmeßinstrument zum Höhenmessen und zum Steuern von Luftschiffen und besteht in bekannter Weise aus einer mit Quecksilber gefüllten kommunizierenden Röhre, in welche Kontakte hineinragen.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung beruht darauf, daß die Kontaktvorrichtungen miteinander verbunden und beweglich sind.

ίο Dieselben können entweder auf einen bestimmten Winkel an einer Alhidadenvorrichtung eingestellt oder abgelesen werden.

Zwecks Dämpfung der Quecksilbersäule wird dieselbe von der Außenluft durch Ventile, die durch Solenoide und Ankerwirkung abwechselnd geschlossen werden, abgeschlossen.

In den Kontaktstiften, welche in die kommunizierende Röhre hineinragen, können gleichzeitig mehrere Stromschlußstellen miteingeführt werden, die verschiedenen durch das nachstehende Ausführungsbeispiel näher erläuterten Zwecken dienen.

Bei der Einstellung durch vorbezeichnete Kontakte schalten sich elektrische Ströme ein oder aus, die teils durch ein optisches (Aufleuchten einer Lampe), akustisches (Klingelzeichen) oder graphisches Kontaktzeichen die Ausgangsstellung markieren oder auch zum Steuern von Luftschiffen u. dgl. dienen kön-

Die Verwendung des neuen Apparates ist überall da möglich, wo es darauf ankommt, Lageänderung irgendwelcher Art zu messen usw.

Auf der Zeichnung ist ein Winkelmeßinstrument dieser Art dargestellt.

Fig. ι stellt einen Längsschnitt durch die Vorrichtung dar, von welcher Fig. 2 eine Einzelheit, nämlich den Kontaktstift, ebenfalls im Schnitt zeigt. Fig. 3 zeigt ein Diagramm, wie es auf einem Chronographen bei Anordnung der Fig. 1 erhalten wird. Fig. 4 zeigt ein ähnliches Diagramm.

Die Winkelmeßvorrichtung besteht aus einem nach Art kommunizierender Röhren ausgebildeten Quecksilberbehälter 1, in dessen Schenkeln 2 und 3 Rohre 4 bzw. 5 aus irgendeinem nicht leitenden Material angeordnet sind. Diese dienen zur Einführung der verschiedenen Leitungen, wie es in Fig. 2 in größerem Maßstabe gezeigt ist. Über die Schenkel 2 und 3 bzw. auf die oberen Enden der Rohre 4 und 5 ist ein Querbalken 6 gelegt, auf welchem eine Kreisalhidade 7 mit Nonius bekannter Ausführung angeordnet ist. Zu dem gezeichneten Ausführungsbeispiele gehört noch ein an irgendeiner beliebigen Stelle angeordneter Chronograph 8 0. dgl.

Die Wirkung der Einrichtung ist nun die folgende, wobei angenommen ist, daß der

Apparat in einem sich in Bewegung befindlichen Fahrzeuge mit neigbarer Längs- oder Querachse Platz gefunden hat. Bei horizontaler Fahrt des Fahrzeuges steht der Quecksilberspiegel in den beiden Schenkeln 2 und 3 gleich hoch, und zwar ist die Menge durch Einschaltung einer Justiervorrichtung 14, die auch zur Verdunstungskorrektion dient, so abgepaßt, daß gerade die unterste Fläche der Rohre 4 und 5 berührt wird. Die Lage der Rohre 4 und 5 läßt sich durch eine geeignete, z. B. spannschloßähnliche Vorrichtung justieren. Der Verlauf des Stromes ist dann folgender. Von der z. B. aus Trockenelementen bestehenden Stromquelle 11 geht er durch die Leitung 12 in der Röhre 4 zum Punkt 9, durchfließt das Quecksilber in dem Behälter 2, 1, 3 und tritt bei 10 in die Röhre 5 ein. Bei 13 verläßt er sie und gelangt durch Leitung zu den Elektromagneten 15. Nach Durchströmen und Erregen dieser letzteren geht er zu dem Chronographen 8 und bewirkt dort die Aufzeichnung. Über die Elektromagnete 16 kehrt er zur Stromquelle 11 zurück.

Durch die Erregung der Magnete 15 und 16 werden deren Anker 17 und 18 angezogen. Die Anker bestehen aus zweiarmigen, um Punkte 19 drehbaren Hebeln 17, 18. Der andere Arm dieser Hebel ist mit einem Dichtungsstück 20 versehen, welches den Zweck hat, die über dem Quecksilberspiegel befindlichen Lufträume gegen die Außenluft abzuschließen. Zu' diesem Zweck sind die Schenkel 2 und 3 mit Ansätzen 21 versehen, deren Öffnungen gerade dem Ende der Hebel 17 und 18 gegenüberliegen.

Zum Messen der synchronen Schwingungsamplitude dienen Stromkreise 22, 32, die ebenfalls von der Stromquelle 11 ausgehen. Die für sie bestimmten Leitungen münden wechselweise in den Rohren 4 und 5 entweder über oder unterhalb ihrer Enden bzw. der Kontaktstellen 9 und 10. Die Leitung für den Strom 22 geht z. B. im Rohre 4 durch das untere Ende hindurch und ragt in den Schenkel 2 bis zum Punkte 23 hinein, während in dem gleichen Rohre die Leitung für Stromkreis 32 an der Seite des Rohres 4 in dem Punkte 25 mündet, wobei die Entfernung 25 bis 9 =9 bis 23 — / ist. Das Rohr 5 ist in gleicher Weise ausgebildet, nur mündet Leitung 22 bei 26, und Leitung 32 geht bis zum Punkte 27.

Bei entsprechenden Abmessungen des Apparates kann man dann genau die Entfernung I bestimmen, d. h. man wird ihr zweckmäßig eine beliebige Größe geben, um danach eine bestimmte Amplitude, z. B. von i°, zu erhalten. Bei der mit gestrichelten Linien angegebenen Stellung des Apparates geht der Strom 22 über 23 in das Quecksilber und tritt durch 26 in die Röhre 5 ein; von dieser kann er nun über 28 nach einem Kontakt gelangen, der die Verbindung mit dem Chronographen 8 herstellt. Von hier geht der Strom zu der Stromquelle 11 zurück.

Der eben genannte Kontakt ist mit dem oben beschriebenen Anker 17 verbunden. Dieser steht unter dem Einfluß einer Feder 29, welche ihn, solange die Magnete 15 nicht erregt sind, an den Kontakt 30 anpreßt. Der Anker selbst ist mit einer zweckmäßig isoliert aufgebrachten Leitungsplatte 31 versehen.

Bei der mit Linie -0-0-0 angegebenen Stellung des Apparates ist der Verlauf des Stromes 32, der ebenfalls von der Stromquelle 11 ausgeht, derart, daß er durch das Rohr 4 über Kontakt 25 durch das Quecksilber und durch 27 in das Rohr 5 gelangt. Von hier aus geht er ebenfalls zum Chronographen 8 und dann über einen dem Kontakt 30, 31 entsprechend ausgebildeten Kontakt 40 zur Stromquelle 11 zurück..

Es wird also in dieser Weise die synchrone Schwingungsamplitude von bekannter Größe durch den Chronographen aufgezeichnet. Wenn nun das Fahrzeug größere Schwingungen ausführt, dann werden auch diese durch den Chronographen kenntlich, indem man (vgl. go Fig. 3) die ganze Amplitude A messen kann. Wenn nämlich der Apparat bis zu den gestrichelten Stellungen ausschwingt, findet, der Schluß des Stromes im Rohre 4 bei den Punkten 25, 9, 23 beim Hin- und Rückgang des Quecksilberspiegels erst nach einer gewissen Strecke s auf dem Diagramm (Fig. 3) statt. Von Hälfte zu Hälfte dieser Strecken s gemessen, gibt dann die ganze Schwingung A an. .

An dem Chronographen 8 wären nach Anordnung der Fig. 1 vier Schreibkontakte erforderlich. Es würde dann auf dem Chronographenstreifen das in Fig. 3 gezeichnete Diagramm entstehen. 44 ist die Anzeichnung der Tourenzahlen des Motors, wobei man z. B. die Einrichtung so treffen kann, daß jedesmal der Abstand zwischen zwei Punkten iooo Touren entspricht. Durch die Linie 45 wird die Zeit gegebenenfalls in Zentimetersekunden an gegeben. Die Linie 46 gibt die Amplitude in der Querachse und schließlich die Linie 47 diejenige in der Längsachse. Bei der Linie 47 sind an den einzelnen Marken angegeben, welche Punkte der Quecksilberspiegel gerade erreicht hat. Es ist dies nur für das Rohr 4 angegeben, doch gilt es in gleicher Weise auch für das andere Rohr 5.

Die Einrichtung ist nun so getroffen, daß bei großen ein gegebenes Maß, z. B. die syn-

chrone Amplitude übersteigenden Schwingungen selbsttätig eine Steuerung des betreffenden Fahrzeuges mit Hilfe eines Motors stattfindet, und zwar derart, daß entsprechende Steuerflächen der Bewegung des Fahrzeuges entgegenarbeiten. Ist z. B. die Schwingung des Fahrzeuges und damit der Ausschlag des Quecksilbers in dem Apparate so groß, daß sein Spiegel die gestrichelte Stellung erreicht,

ίο so findet .eine Betätigung des Stromes 33 statt, der z. B. von einer Akkumulatorenbatterie 34 erzeugt wird. Der Verlauf dieses Stromes ist der folgende. Er geht von der Stromquelle 34 in das Rohr 4 hinein bis zur Ausmündung bei 24, dann durchläuft er das Quecksilber, geht durch den Kontakt 35 am unteren Ende des Rohres 4 in das letztere zurück und gelangt zu dem Elektromotor 39, welchen er z. B. im Sinne des Uhrzeigers bewegt. Man kann den Strom jedoch auch den Weg 33¹ machen lassen. Danach geht er vom Rohre 4 über den Stromwender 41 zu dem Elektromotor 39. Der Strom 33 bzw. 33¹ wirkt mithin so lange, als die Schwingung des Apparates bzw. des Fahrzeuges über die gestrichelte Stellung hinausgeht. Wenn die Schwingung wieder unter die eben bezeichnete Stellung zurückgeht, findet durch Unterbrechen der Leitung zwisehen 24 und 35 auch Unterbrechen des Stromes statt, und der Motor 39 hört auf zu laufen.

Da die Einrichtung in dem Rohre 5 der Einrichtung in dem Rohre 4 genau entspricht, so wird nun, sobald das Fahrzeug über die gestrichelte Stellung hinauskommt, der Stromkreis 42 geschlossen. Dieser wird ebenfalls von der Stromquelle 34 gespeist und hat folgenden Verlauf. Von der Stromquelle 34 geht er in das Rohr 5 hinein bis zum Punkte 36. Von hier gelangt er durch das Quecksilber zu dem am Ende des Rohres 5 gelegenen Punkte 37 und läuft dann im Rohr 5 zurück, von wo er zu dem Elektromotor 39 und nach der Stromquelle 34 gelangt. Er bewirkt eine Drehung des Elektromotors z. B. in entgegengesetztem Sinne wie der Strom 33. Die Umkehrung des Motors wird dadurch erleichtert, daß er während der Zeit, in welcher der Apparat von einer in die andere Stellung schwingt, stromlos bleibt. Wenn der Apparat dazu dienen soll, eine gewisse Winkelstellung des Fahrzeuges zu bestimmen, d. h. wenn das Fahrzeug nicht horizontal, sondern entweder in der Längsrichtung oder in der Querrichtung um einen gewissen Winkel geneigt fahren soll, dann kann man . von vornherein den Apparat auf einen gewissen Winkel einstellen, zu welchem Zweck die Kreisalhidade 7 vorgesehen ist.

Es werden dann nämlich die Rohre 4 und 5, deren obere Enden 38 in der Längsrichtung verschiebbar im Querbalken 6 gelagert sind, verschieden weit aus den Schenkeln 2 und 3 herausgezogen bzw. in diese hineingeschoben, bis der Nonius 43 den gewünschten Winkelgrad angibt. Nunmehr arbeitet der Apparat wieder selbsttätig weiter, indem als Grundstellung die gewünschte Winkelstellung wirkt. Gerade in dieser Hinsicht ist das vorliegende Verfahren von großem Vorteil, weil der Führer des betreffenden Fahrzeuges sofort durch ein Klingelzeichen oder ein optisches Signal gewarnt wird, sobald das Fahrzeug eine abweichende Stellung ·— die unter Umständen gefährlich sein kann ■— einnimmt.

Es läßt sich natürlich auch mit der Alhidade eine Einrichtung vereinigen, bei der auf elektrischem Wege ein Zeichen gemacht wird, wann und wie lange eine bestimmte Stellung der Alhidade vorhanden ist. Man kann dann einen Anker ο. dgl. anordnen, der erregt wird und irgendeine Schlagspitze, einen Schreibstift usw. betätigt.

Man wird natürlich, wenn es darauf ankommt, genaue Messungen zu machen, sowohl einen Apparat in der Längsrichtung als auch einen in der Querrichtung aufstellen, wodurch es dann möglich ist, sofort die Stellung der Momentanachse zu bestimmen. Der Querachsenneigungsmesser sichert dabei das Fahrzeug vor der Kippgefahr, weil bei Überschreiten einer bestimmten Neigung ein optisches oder akustisches Signal dem Steuermann eine Warnung gibt.

Man kann den Chronographen dann auch gleichzeitig noch dazu benutzen, um eine Messung und Bestimmung der Windrichtung selbsttätig vorzunehmen. Werden nämlich über dem betreffenden Fahrzeug — es ist hier im besonderen an Flugmaschinen gedacht — Anemometer um eine senkrechte Achse drehbar angeordnet, so kann man durch geeignete Übertragung und Anordnung von Kontakten, die zweckmäßig 180 ° voneinander abstehen, die durch die rotierende Bewegung ungemein wechselnden Tourenzahlen messen, wodurch wichtige Aufschlüsse über die Windrichtung und die Windstärke in jeder Sekunde gegeben werden. Es würde dann auf dem Chronographenstreifen das in Fig. 4 gezeichnete Diagramm entstehen, wobei die Linien 50 und 51 die Aufzeichnungen der Anemometer wären.

Claims (3)

1. Pate nt-An Sprüche:

   i. Winkelmeßinstrument zum Höhenmessen und Steuern von Luftschiffen, bestehend aus einer mit Quecksilber gefüllten kommunizierenden Röhre mit Fest-

   Stellung der Höhenwinkel durch Kontakte, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Rohrschenkel hineinragenden Kontakte miteinander verbunden und gemeinsam beweglich sind, so daß aus ihrer Stellung zur Quecksilbersäule der Höhenwinkel an einer Alhidadenvornchtung eingestellt oder abgelesen werden kann.
2. 2. Winkelmeßinstrument nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Dämpfung der Eigenschwingung der Quecksilbersäule der Luftraum über dem Quecksilberspiegel gegen die Außenluft durch Ventile o. dgl. abwechselnd abgeschlossen wird.
3. 3. Winkelmeßinstrument nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mit den beweglichen Kontakten noch besondere Kontakte verbunden sind, um die Schwingungsamplitude zu messen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.