Titel: Westien's Normalcompaſs und Sturmcompaſs.
Autor: Westien, Heinrich
Fundstelle: 1878, Band 228 (S. 507–512)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj228/ar228169

Neuer Normalcompaſs und Sturmcompaſs; von Heinrich Westien in Rostock (Mecklenburg).

Mit Abbildungen auf Tafel 37.

Zur Construction der beiden in der Ueberschrift bezeichneten Compasse wurde ich durch die vielen Dampfer- und Schiffsstrandungen veranlagst, die zum gröſsten Theile auf die Unzuverlässigkeit der Compasse zurückzuführen sind. Es war daher mein Grundgedanke, einen zuverlässigen Peilcompaſs und Sturmcompaſs zu schaffen. Von diesem Gesichtspunkte ausgehend, machte ich mich zunächst mit der Construction der früheren Compasse vertraut und suchte durch Einziehung von Urtheilen erfahrener Seeleute über die Leistungen der verschiedenen Ausführungen meine auf dem betreffenden Specialgebiete der Nautik theoretisch und praktisch gemachten Erfahrungen zu erweitern. Das erstgenannte Instrument, welches sich besonders als Peil- und Azimuthalcompaſs eignet, habe ich mit dem Namen „Normalcompaſs“ bezeichnet, während ich das zweite, als vorzüglich beim Sturme anwendbar, „Sturmcompaſs“ genannt habe.

Normalcompaſs (Fig. 1 bis 4 Taf. 37). Die hauptsächlichsten Fehler der bis jetzt construirten Compasse sind folgende: 1) die magnetische |508| Achse der Nadel- oder des Magnetnadel System es fällt oftmals nicht genau mit der geometrischen Achse der Nadel (d.h. mit NS-Strich der Rose) zusammen und gibt somit zu Collimationsfehlern Anlaſs. Solchen Fehlern gegenüber ist der Seemann, obgleich sie sich am Lande nicht schwer bestimmen lassen, ziemlich hilflos. 2) Bei Nadelsystemen verändert sich mit der Zeit die magnetische Achse des Systemes und der Schiffer weiſs sich dann oftmals nicht anders zu helfen, als daſs er sein Nadelsystem ganz verwirft und an Stelle derselben eine einfache Nadel treten läſst. 3) Lassen fast alle bis jetzt angewendeten Diopter in Betreff genauer Peilungen zu wünschen übrig und sind mit manchen Fehlern behaftet; bedenke man nur, daſs bei den bis jetzt gebräuchlichen Dioptern das Auge oft gezwungen wird, einen sehr nahen (den Faden des Diopters) und einen sehr entfernten Gegenstand (das zu peilende Object) zu gleicher Zeit zu beobachten.

Der erstgenannte Fehler, welcher durch das Nichtzusammenfallen der geometrischen Achse der Rose mit der magnetischen Achse der Nadel entsteht, wird theilweise dadurch hervorgerufen, daſs der zur Ausfütterung des Hütchens benutzte Achatstein nicht centrisch und die Form der Magnetnadel nicht geometrisch ist; um diesen Fehler fortzuschaffen, macht sich ein Verschieben derselben aus dem Mittelpunkte der Rose zur Centrirung der letzteren nothwendig. Meistentheils fällt auch die magnetische Achse der einzelnen Magnetnadel selbst nicht mit der geometrischen zusammen und veranlaſst somit einen bleibenden Fehler. – Was zweitens die Veränderung der magnetischen Achse der Systeme anbelangt, so wurzelt dieselbe in dem Gesetze, daſs zwei oder mehrere in Wirkungsweite befindliche gleichnamige Pole sich einander schwächen und der stärkere sich auf Kosten des schwächeren verstärkt. Dies macht sich geltend bei Compaſsnadelsystemen, bei denen 2 oder 4 gleich lange und dicke Magnetstäbe in einer parallelen Lage ungefähr 3cm von einander entfernt und mit ihren gleichnamigen, nach derselben Richtung gekehrten Polen an der Unterseite der Rose in der Weise befestigt sind, daſs ihre Achsen mit der Nord- und Südlinie parallel laufen. Ferner sind wir nicht im Stande, zwei Magnetnadeln herzustellen, die vollkommen gleich groſs und gleich stark magnetisch sind; demnach wird es auch nicht ausbleiben, daſs bei solchen Systemen häufig sich die magnetische Achse des ganzen Systemes verändert. Endlich tritt noch zu dem dritten oben schon erwähnten Fehler der bis jetzt construirten Diopter die gezwungene Körperstellung des Beobachtenden.

Die unter 1 und 2 genannten Fehler habe ich durch eine neue Construction in der Befestigung der Magnetnadel und die unter 3 angeführten Unzuverlässigkeiten durch Anbringung eines zweckmäſsig construirten Diopters zu heben versucht. Die neue Hütcheneinrichtung gestattet dem Seemanne zu jeder Zeit, den durch die Excentricität |509| der Rose und des Hütchens, durch das Nichtzusammenfallen der magnetischen Achse der Nadel mit der geometrischen und durch das Verändern der magnetischen Achse bei Nadelsystemen hervorgerufenen Collimationsfehler der Rose bestimmen zu können. Die weitere Anbringung des neuen Diopters erlaubt dem Beobachtenden, in bequemer Körperstellung beide Bilder neben einander mit gleicher Schärfe und Helligkeit zu sehen.

Der concentrische Ring c (Fig. 1) und der Kessel A bewegen sich um zwei auf einander normal stehende Achsen tt und ww; die Zapfen t sind in den Pfeilern z befestigt, welche unten durch den Zapfen H verbunden sind. Dieser mit Schneckengewinde versehene Zapfen H steckt mit der Messingbüchse centrisch im Kastenboden U und gestattet durch die Schraube P den ganzen Compaſs zu drehen und auf die zu peilenden Objecte genau einzustellen. Mittels einer excentrischen Scheibe x kann der Eingriff der Schraube P aufgehoben werden.

In der Achse des Kessels A ist die Pinne eingebracht, eine durch die Mutter d' befestigte Messingstange a, welche oben die Stahlspitze g trägt. Zur Centrirung der letzteren dienen vier im oberen Ende der Röhre d radial eingesetzte Schräubchen f, welche auf einen die Pinne umschlieſsenden Gummiring wirken. Die Bleibelastung X hat den Zweck, den Kessel A stets in horizontaler Lage zu halten.

Auf der Stahlspitze g dreht sich das neue Hütchen h, welches im vergröſserten Maſsstabe in Fig. 2 und 3 dargestellt ist; dieselbe besteht aus dem mit einer Ansatzscheibe b' versehenen Messingrohre b, welches innen mit einem Gewinde versehen und dadurch geeignet ist, das Hütchen entweder in die obere oder in die untere Oeffnung aufzunehmen, wie dies beim Rectificiren näher angegeben wird. An dem kürzeren, durch die Flansche b' abgetheilten Rohrstück b ist die Rose r mittels der Schraubenmutter i, an dem längeren das Magnetnadelgestell k befestigt.

Das Hütchen mit Rose und Magnetnadel dreht sich in dem aus Messing gefertigten und mit vier Theilstrichen versehenen Ring J (Fig. 1); diese Theil- oder Steuerstriche stehen so gegen einander, daſs die durch Zwei diametrale Striche gedachte Ebene normal auf der Grundebene des Gehäuses steht und die Durchschnittslinie der beiden Steuerstrichebenen mit der Achse des Gehäuses zusammenfällt.

Auf der oberen Fläche des Deckelringes J ist mittels des Gelenkes D das Diopter q befestigt, dessen Zusammenstellung aus der Zeichnung ohne weiteres ersichtlich ist. In die obere Oeffnung des T-förmigen Messingrohres q ist das astronomische Ocular S, in die untere und in die vordere Oeffnung das Objectivglas u bezieh. t gesteckt; letztere Gläser sind achromatisch, die Brennweite beider verhalten sich zu einander wie 1 : 2. Auſserdem ist noch zu erwähnen das rechtwinklige |510| Prisma I und die mit farbigen Blendgläsern versehene drehbare Scheibe r, welche aus dem Rohre etwas vorragt, um bequem gedreht werden zu können.

Durch die Ocularöffnung erblickt man ein Fadenkreuz und das aus zwei Hälften bestehende Feld. Während man auf der einen Hälfte die Theilung der Rose sieht, erblickt man auf der anderen Hälfte den anvisirten Gegenstand.

Um die Hütcheneinrichtung für den Gebrauch richtig zu stellen, ist vor Allem die Centrirung des Hütchens nothwendig. Bei Anwendung von Achatsteinen, die noch keine Aushöhlung haben, erzielt man dies sehr leicht durch folgendes Verfahren. Man fertigt nach bekannter Weise das Hütchen an, spannt nach der Befestigung des Achatsteins das Hütchen laufend auf die Drehbank und schleift nun die Aushöhlung in den Achatstein. Hierauf legt man auf die kürzere Hälfte des Rohres b die Rose r und befestigt diese auf oben erwähnte Weise. Sodann schraubt man das Hütchen h in die obere Oeffnung des Rohres b (vgl. Fig. 2), setzt dasselbe auf die Pinne des Compasses und dreht die Rose langsam im Kessel herum. Die sich zeigende Excentricität derselben kann durch Lösen der Mutter i, Verschieben der Rose und Anziehen der Mutter beseitigt werden. Ist auf diese Art die Rose centrirt, so muſs jeder 90. Grad derselben mit dem correspondirenden Steuerstrich zusammenfallen.

Nun befestigt man das Magnetnadelgestell k, die Magnetnadel nach unten gekehrt, auf die untere (längere) Hälfte des Rohres b, setzt das Ganze auf die Pinne des Compasses und notirt sich, wenn die Rose zu spielen aufhört, genau jenen Strich, welcher mit dem einen Steuerstrich zusammenfällt, z.B. Strich Nord-0°. Darauf schraubt man das Hütchen h aus der oberen Oeffnung (Fig. 2) heraus und verkehrt in die untere Oeffnung (Fig. 3) hinein und setzt das Ganze nun umgekehrt auf die Pinne. Liegt dann nach der Beobachtung der Rose im Ruhezustande nicht der Nordstrich, sondern z.B. 20° NNO an dem ersteren Strich, so beträgt der Indexfehler der Rose ½ × 20 = 10°. Dieser Indexfehler der Rose kann auf Null reducirt werden, indem man die Mutter k löst, das Magnetnadelgestell etwas mehr nach Norden der Rose dreht, die Mutter k wieder anzieht und dies so oft wiederholt, bis derselbe Gradstrich der Rose vor und nach der Umkehrung mit demselben Steuerstrich zusammenfällt.

Eine auf diese Art construirte Hütcheneinrichtung kann natürlich, die mit der Zeit eintretende magnetische Achsenveränderung bei Nadelsystemen abgerechnet, als vollkommen fehlerfrei betrachtet werden. Die beschriebene Construction gibt ferner dem Seemann ein einfaches Mittel an die Hand, nicht nur die im Laufe der Zeit sich zeigende magnetische Achsen Veränderung bei Nadelsystemen, sondern auch die vom Mechaniker übersehenen Ungenauigkeiten genau zu controliren, und kann er sich zu jeder Zeit rasch von der Richtigkeit seiner Compasse überzeugen, die etwa festgestellten Fehler entweder selbst beseitigen, oder leicht bei der Rechnung unschädlich machen.

Fig. 4 veranschaulicht die Methode des Umlegens. ab stellt die Lage einer horizontalen Magnetnadel dar, deren magnetische Achse in die Linie a' b' fällt; hier ist die gesuchte Gradzahl, auf welche die Spitze a der Magnetnadel deutet, offenbar kleiner als der gesuchte Declinationswinkel. Legt man aber die Magnetnadel in die angegebene Lage um, so nimmt sie jetzt die Lage a' b' an, welche um so viel mehr anzeigt, als sie vorher zu klein war. Man erhält also den wahren Werth der Declination, wenn man aus beiden Ablesungen bei a und a' das arithmetische Mittel nimmt.

Will der Beobachtende mit dem Diopter eine Thurmspitze oder ein sonst hoch gelegenes Object peilen, so sieht er mit dem einen Auge in die Ocularöffnung und dreht das Diopter nebst dem ganzen Compaſsgehäuse so lange, bis das Object erscheint, stellt letzteres dann durch Ein- und Ausschieben |511| des Messingrohres scharf ein und liest gleichzeitig den Theilungsgrad der Rose ab. Sind die anvisirten Objecte zu hell und blendend, so kann das in der Blendscheibe r befindliche rothe oder grüne Glas durch Drehung zwischen Objectiv und Prisma gebracht und so das grelle Licht abgeschwächt werden.

Sturmcompaſs (Fig. 5 bis 8 Taf. 37). Bei den gebräuchlichen Sturmcompassen findet man die mannigfaltigsten Magnetnadelaufhängungen, welche durchaus nur den Zweck haben, die durch verschiedene Inclination der Orte der Erde bedingten Neigungswinkel der Magnetnadel gegen die horizontale von der Rose unabhängig zu machen oder zu verkleinern. Da aber die Magnetnadel durch eine solche Vorrichtung selbst mit veränderlichen Fehlern behaftet ist, so glaube ich solche Vorrichtungen mit Recht verwerfen zu dürfen, durch welche eine zu groſse verticale Beweglichkeit der Magnetnadel hervorgebracht wird. Die Magnetnadeln dieser Sturmcompasse haben auch noch die Aufgabe, die Schwingungen so kurz wie möglich zu machen, damit beim etwaigen Schlingern des Schiffes der Mann am Ruder leichter und sicherer seinen Steuerstrich innehalten kann. Die Unempfindlichkeit der Magnetnadel wird entweder dadurch bewirkt, daſs man den Kessel, in welchem die Magnetnadel schwingt, mit einer Flüssigkeit füllt oder durch sonstige Vorrichtungen hemmend oder schwächend auf die Empfindlichkeit der Magnetnadel einwirkt. Von dieser künstlich erzeugten Unempfindlichkeit der Magnetnadel der Sturmcompasse kann man sich leicht am Lande überzeugen, wenn man sich die Lage oder Stellung der Magnetnadel genau merkt, darauf letztere um 90° durch einen Magnetstab ablenkt und sie wieder zur Ruhe kommen läſst; man wird dann finden, daſs die Nadel in Folge des zu überwindenden Widerstandes eine ganz andere Stellung wie zuvor einnimmt.

Bei dem von mir construirten Sturmcompaſs habe ich die angeführten Unzuverlässigkeiten durch Anbringung eines eisernen Ringes in der Schwingungsebene der Magnetnadel zu heben versucht; durch diesen eigens hergestellten vernickelten Eisenring (der auch in einigen Fällen durch einen massiven Nickelring ersetzt werden kann) wird nämlich die Weite der Schwingungsbögen der Nadel sehr vermindert, so daſs dieselbe rasch dem Ruhezustand zustrebt; ferner bewerkstelligt der in der Schwingungsebene der Magnetnadel angebrachte Eisen-(bezieh. Nickel-) Ring einen sehr gleichmäſsigen Gang der Nadel, regulirt denselben wie das Pendel die Uhr und verhindert, daſs beim stärksten Schlingern des Schiffes die Nadel aus ihrer gewöhnlichen Gangart herausgebracht wird. Vor Allem aber wird durch diesen Ring die Empfindlichkeit der Magnetnadel nicht beeinträchtigt, sondern im Gegentheil noch erhöht und die magnetische Kraft bleibend erhalten. Fig. 5 und 6 stellen den mit einem eisernen Ring versehenen neuen Sturmcompaſs im Durchschnitt und Grundriſs dar.

|512|

Der aus Kupfer verfertigte Kessel A steht mit den vier concentrischen Ringen C bis F, welche sich um zwei auf einander normal stehende Achsenpaare bewegen, durch die Zapfen x, y in Verbindung. Der Ring F ist an der Verbindungsstelle mit seinen Drehzapfen erhöht und liegt im Uebrigen tiefer wie die anderen Ringe, Hierdurch wird ermöglicht, daſs die an vier Stellen angeschraubten Gummistreifen l eine ziemliche Länge erreichen. Diese Gummistreifen werden mittels Messingplättchen und Schrauben an die Messingstücke G befestigt, welch letztere eine feste Verbindung mit dem Nachthause vermitteln. Da die Zapfen x und y nahe am oberen Rande des Kessels festgeschraubt sind, so kann die Rose möglichst hoch liegen. Centrisch im Kessel ist die Pinne a ähnlich wie im vorhergehenden Compaſs angebracht. Auf der Spitze g dreht sich das Hütchen h, auf welches die Rose und die Magnetnadel gesteckt und mittels einer Schraubenmutter befestigt sind. Statt der einfachen Nadel kann mit Vortheil ein System von 2 bis 4 Magnetnadeln verwendet werden; dieselben müssen alsdann in paralleler Lage, ungefähr 3cm von einander entfernt, mit ihren gleichnamigen Polen nach ein und derselben Richtung gekehrt, an der unteren Seite der Windrose so befestigt werden, daſs ihre Achsen mit der Nord-Südlinie derselben parallel laufen; die Nordpole der Nadeln müſsen neben dem Nordstrich der Windrose liegen und gleichen Abstand von diesem haben.

In der Schwingungsebene der Magnetnadel ist, wie oben bemerkt, der Eisen- oder Nickelring R befestigt, welcher auf seiner oberen Abschrägung den mit den Steuerstrichen versehenen Messingring trägt. Der Kessel ist mit einem Glasdeckel J verschlossen; letzterer ist in der Mitte durchbohrt und enthält den Messingstöpsel O (Fig. 8), welcher mit Gummi ausgefüttert und mittels Gummischeibchen und einer Mutter festgemacht ist. Diese einfache Vorrichtung paralysirt die schädlichen Stöſse des Schiffes auf die Nadel, indem letztere hierbei an der Gummiausfütterung einen elastischen Widerstand findet.

Die einzelnen Theile des Compasses werden folgendermaſsen adjustirt: Zuerst schraubt man mittels Holzschrauben die vier Messingstreifen G ia. dem Nachthause so fest, daſs die Ebene zweier diametraler Steuerstriche mit der durch die beiden Schifſssteven gehenden Ebene parallel ist, und setzt die Nadel mit der Rose auf die Stahlspitze g. Darauf stellt man durch die Schräubchen f die Pinne derart ein, daſs die auf der Nadel liegende Rose in jeder Stellung gleich weit von dem Eisenringe R entfernt ist, also vollkommen frei spielt und die Ablesungen auf der Windrose an den diametralen Steuerstrichen bei jedem Grad genau übereinstimmen. Endlich setzt man den Deckel J auf den oberen Theil des Kessels. Wird alsdann die Magnetnadel M durch irgend eine Ursache aus ihrer Ruhelage herausgebracht, so wird sie schon nach sehr wenigen Schwingungen zu derselben zurückkehren.

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