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Auswertevorriehtung zum Ermitteln der waagrechten Entfernung, der Höhe und der Schrägen- fernung eines Gegenstandes, z. B. eines Flugzeuges.
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sieht desselben ; Fig. 13 zeigt einen Schnitt nach Linie XIII-XIII in Fig. 11 ; Fig. 14 zeigt eine Ansicht des Parallellineals, Fig. 15 eine Seitenansicht desselben mit senkrechtem Teilschnitt nach Linie XV-XV in Fig. 14 und Fig. 16 einen waagrechten Schnitt nach Linie XVI-XVI in Fig. 14 ; Fig. 17 zeigt eine Einzelheit in Ansicht ; Fig. 18 zeigt ein Mitnehmerstück in Ansicht, Fig. 19 einen Schnitt desselben nach Linie XIX-XlXin Fig. 18 und Fig. 20 eine Draufsicht desselben ; die Fig. 21,22 und 23 zeigen Diagramme der Wirkungsweise der Einrichtung.
Die Strichplatte eines Fernsehglases kann so gravier werden, dass ein Kreis, dessen Grösse mit 1 bezeichnet wird, einen Gegenstand, der in 1000 m Distanz aufgestellt ist und eine Höhe von 1 m besitzt, von diesem Kreis umschrieben wird. Der Tangens des Winkels, unter dem das Objekt gesehen wird, ist in diesem Falle Durch eine Ablesung an einem solchen Promillekreis erhält man also schon den Wert von typa, wie aus Fig. 21 hervorgeht.
Aus dieser Figur ergibt sich :
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Hierin ist
Eg die scheinbare Grösse, d. h. die Dimension, in welcher die Objektgrösse auf der Strichplatte erscheint ;
Og die wirkliche Grösse des Objekts, gemessen in der gleichen Einheit wie die Distanz D, also z. B. in Metern.
Diese angegebenen bekannten Grössen sind in Fig. 21 durch stärkere Linien hervorgehoben.
Um diese Errechnung der Distanz D zu erübrigen, wurde der Anmeldungsgegenstand konstruiert.
'Er gibt die vorbeschriebenen Verhältnisse des Vermessungsdreiecks wieder mit dem Unterschied, dass nicht für alle Seiten des Dreiecks der gleiche Massstab gewählt wird.
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halbkugeliger Mitnehmerbolzen 5 gelagert, welcher durch eine an der Schraube 7 abgestützte Feder 6 in eine entsprechende Vertiefung der Achse gedrückt wird. Sobald nun die Achse 3 überdreht wird, tritt der Bolzen 5 aus der Vertiefung heraus und der Stellknopf 4 rutscht auf der Achse. Ein Herunterstreifen desselben wird hiebei durch eine Schraube 8 verhindert, welche in eine Rille 3a der Achse 3 hineinragt.
Auf der Achse 3, welche im Gehäuseboden 1 gelagert ist, ist eine Skalenscheibe 9, eine Anschlagscheibe 10, welche mit einem Vorsprung 10a an einen Stift 12 anschlägt, und ein Zahnritzel 11 befestigt. Ein Stück der Skala der Skalenscheibe ist durch eine sektorförmige Öffnung 2 a (Fig. 7) des Deckels 2 hindurch sichtbar. Das Zahnritzel 11 greift in eine Zahnstange 13 ein, die an einem an der Gehäusewandung verschiebbar gelagerten Stab 14 befestigt ist, an dessen oberem Ende eine Gabel 15 sitzt, in welche das freie Ende eines Armes 16 eingreift, dessen anderes Ende am Gehäuseboden schwenkbar gelagert ist (Fig. 1 und 2).
Der Arm 16 ruht in einer Vertiefung la des Gehäusebodens, welche ihm genügend Bewegungsfreiheit für die Verschwenkung belässt. Auf dem Gehäuseboden ruht eine verschiebbare Platte 17, an welcher ein Mitnehmerstift 18 befestigt ist, der in einen Schlitz 19 des Armes 16 hineinragt. Die Platte 17 ist in seitlichen Längsnuten der Gehäusewandungen geführt und hat einen Querschlitz 17 a, in welchem das Gleitstück 44 verschiebbar ist. Ausserdem besitzt die Platte eine über die ganze Breite sich erstreckende rechteckige Öffnung 17b.
Auf gleiche Weise wie der Stellknopf 4 auf seiner Achse ist auf der Achse 20 ein Stellknopf 21 befestigt (Fig. 3 und 4). Die Achse ist im Gehäuseboden wie die Achse 3 gelagert und besitzt eine auf der Achse 20 aufgekeilte Schnurscheibe 22. Die Schnurscheibe hat eine konzentrische Anschlagsrille 22 a, in welche ein am Gehäuseboden fester Anschlagstift 23 hineinragt, um ein Überdrehen der Scheibe 22 zu verhindern. Auf der Achse 20 ist eine mit einem Zahnritzel 39 fest verbundene Skalenscheibe 24 frei drehbar, von welcher ein Stück durch die sektorförmige Öffnung 2b (Fig. 7) des Deckels 2 hindurch sichtbar ist. Um die Schnurscheibe 22 ist eine Schnur oder eine Drahtkordel 25 geschlungen, welche an einer Stelle der Schnurscheibe 22 befestigt ist und in Kanälen des Gehäusebodens läuft.
Diese Schnur ist über Leitrollen 26 geleitet, welche mittels Schrauben 27 am Gehäuseboden befestigt sind. Die beiden Enden der Schnur 25 sind an einem Mitnehmerstück 28 vereinigt, das in einer Quernut 29 des Gehäusebodens geführt ist. Dieses Mitnehmerstück 28 (Fig. 18-20) ist ein in die Nut eingepasster länglicher Körper, der in der Mitte eine Aussparung 28 a hat. In einer Quernut 33 des Gehäusebodens ist ein Gleitstück 30 und in einer Quernut 31 das Gleitstück 32 geführt.
An den beiden Gleitstücken ist das sogenannte
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welches, wie nachstehend beschrieben, mit einem Einklinkhebel 36 (Fig. 13) versehen ist, der mit seiner Nase 36a in die Aussparung 28 des Mitnehmerstückes 28 eingreift, wodurch das Parallellineal 34 die Bewegung des letzteren mitmacht.
Am Gehäuseboden (Fig. 3) ist eine Achse 37 befestigt und in der Platte 17 ist ein senkrechter
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beeinträchtigen. Auf der Achse 37 ist ein Zahnsektor 38 verschwenkbar gelagert, welcher mit einem
Zahnritzel 39 kämmt, das mit der Skalenscheibe 24 versehen auf einer frei auf der Achse 20 sich drehenden
Büchse 41 befestigt ist, wobei der Zahnkranz des Sektors 38 zwischen zwei Scheiben 42 geführt ist. Der Zahnsektor hat einen Arm 38 a mit einem Längsschlitz 38b, welcher sich bis zur Drehachse 37 hin erstreckt.
In diesem Längsschlitz ist ein Gleitstück 43 geführt, ein weiteres Gleitstück 44 (Fig. 1 und 14) ruht in dem Querschlitz 17 a der Platte 17 und ein drittes Gleitstück 46 ist in einem Längsschlitz 34a des Parallellineals 34 geführt.
Diese drei Gleitstücke sind durch einen Bolzen 47 miteinander verbunden (Fig. 14), wodurch das Parallellineal 34, der Zahnsektor 38 und die Platte 17 miteinander in Bewegungsverbindung gebracht sind. Die Gleitstücke 44 und 46 sind auf dem Bolzen 47 fest und stehen rechtwinkelig zueinander, während das Gleitstück 43 zwischen Gleitstück 44 und 46 auf dem Bolzen 47 sich drehen kann.
Im Gehäuseboden ist eine dritte Achse 48 (Fig. 5 und 6) gleagert und auf dieser ist ein Stellknopf 49 in gleicher Weise befestigt wie die Knöpfe auf den beiden andern Achsen. Auf der Achse 48 ist eine Skalenscheibe 50, ein Zahnritzel 51 und eine Anschlagscheibe 52 befestigt. Diese hat einen Vorsprung 52a, welcher am Ende der Drehung gegen einen Anschlagstift 53 anstösst. An einer am Gehäusedeckel befestigten Achse 54 ist ein Zahnsektor 55 verschwenkbar gelagert, dessen Zahnbogen mit dem Ritzel 51 kämmt und der sich-in einen Parallelogrammarm 56 fortsetzt, welcher sich über die ganze Breite des Gehäuses erstreckt und eine Längsrinne 56a aufweist, die kreisabschnittförmigen Querschnitt hat.
Ein zweiter Parallelogrammarm 57 mit einer gleichen Längsrinne 57 a ist um den Zapfen 58 drehbar am Deckel 2 gelagert, und beide Arme sind am freien Ende durch eine Stange 59 gelenkig miteinander verbunden.
Am Kathetenlineal 35 sind mittels zweier Nieten 60 zwei Schieber 61 befestigt (Fig. 9 und 10), welche die beiden Parallelogrammarme 56 und 57 umfassen und mit ovalen Köpfen in deren Längsrinnen gleiten, wobei die Nietköpfe so angeordnet sind, dass die kleinere Achse des Ovals parallel zur Längsachse des Kathetenlineals liegt.
Sobald nun die beiden Parallelogrammarme 56 und 57 durch Drehung des Zahnsektors 55 verschwenkt werden, klemmen sich die ovalen Nietköpfe in den Längsrinnen 56 a und 57 a dieser Parallelogrammarme und hiedurch werden die Schieber 61 auf den Parallelogrammarmen festgeklemmt.
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Öffnung ist eine Teilung 68 von 1 bis 50 vorgesehen und in der Mitte der Öffnung ist über die ganze Länge eine Markierungslinie 2e angebracht, an welcher die Teilung des Höhenlineals 62 abgelesen wird. Die Skala des Höhenlineals 62 hat in der Mitte eine Markierungslinie 62 a, mittels welcher die Skala 68 abgelesen wird.
Zur Erklärung der Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung mögen die folgendenErläuterungen dienen :
Durch Drehen des Knopfes 4 und somit der mit diesem Knopf 4 festen Skalenscheibe 9, welche auf eine Masseinheit, z. B. Meter, oder auf bestimmte bekannte Objektgrössen, z. B. Flugzeuge, geeicht ist, wird diese Bewegung über die Bestandteile (Fig. 1) 3, 11, 13, 15, 16, 18, 19 auf die Platte 17 und somit den Querschlitz 17 a und das Gleitstück 44 und dessen Mitnehmerachse 47 übertragen. Diese Bewegung der Platte 17 erfolgt senkrecht zum Schlitz 17a.
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standes mit einer Optik, z. B. einem Theodolit.
Beim Drehen des Knopfes 21 (Fig¯3) wird dessen Bewegung über die Teile 20, 22 und den Seilzug 25 auf den Mitnehmer 28 und das Lineal 34 (Bewegung senkrecht zur Bewegung des Schlitzes 1"1 a, d. h. in der Längsrichtung des Schlitzes 17a) und somit auf das Gleitstück 46 (Fig. 14) und die Mitnehmerachse 47 und das Gleitstück 44 und den Nutenarm 38 a (Fig. 3) übertragen.
Denkt man sich nun eine Gerade durch den Mittelpunkt der Mitnehmerachse 47 parallel zum Schlitz 17a und eine Parallele zu dieser Geraden durch den Mittelpunkt der Achse 37, so ist der senkrechte Abstand dieser Parallelen durch Drehen des Knopfes 4 veränderlich. Der senkrechte Abstand dieser beiden Parallelen entspricht im Vermessungsdreieck der Objektgrösse gag, welche als bekannt vorausgesetzt ist und als erste Bewegung eingestellt wird.
Im Diagramm Fig. 22 sind die Punkte, die den Bestandteilen des Erfindungsgegenstandes ent-
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gestellt werden kann, so ist leicht ersichtlich, dass D auf der Teilung 68 abgelesen werden kann.
Beim Erfindungsgegenstand ist nun an Stelle der Tangensteilung bei S eine solche auf der Teilscheibe 24 angebracht, welche Teilscheibe 24 lose auf der Achse 20 drehbar sitzt und durch ein mit ihr fest verbundenes Ritzel 39 und den gezahnten Sektorarm 3$ mit dem Arm 38 a verbunden ist.
Durch Drehen des Knopfes 4 wird die Achse 47 so bewegt, dass sich der Abstand der Parallelen auf Oy einstellt. Verschiebt man nun bei gleichbleibendem Gg durch Drehen des Knopfes 21 die Achse 47 so lange in dem zur Parallelen durch 47 parallelen Schlitz 17 a, bis die Teilscheibe 24 die auf der Strichplatte abgelesene scheinbare Grösse Eg erreicht, so ist das Verhältnis
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hergestellt und kann auf der Teilung 68 in der zu dem Schlitze asenkrecht stehenden Verlängerung 62a der Achse 47 abgelesen werden.
Da nun der Winkel a meist sehr klein ist und der Mechanismus bei grösster Präzision trotzdem unvermeidlich Fehler ergeben könnte, wurden die Verhältnisse im Apparat so gewählt, dass der Winkel < x ein genaues Vielfaches vom gemessenen Winkel Cl. im Vermessungsdreieck beträgt, was in folgendem Beispiel auch bei Og berücksichtigt ist. Es seien im Vermessungsdreieck die Verhältnisse z. B. Og = 4 m ;
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Es kann also in diesem Apparat das Verhältnis der Masseinheiten von Og zu D beliebig gewählt werden, wenn durch tg a diese Änderung des Verhältnisses wieder korrigiert wird. Die Abweichung der
Massstäbe kann aber auch durch die Eichung der Distanzteilung und der Objektgrössenteilung bereits korrigiert werden. Dadurch ist es möglich, den Apparat beliebig den Verhältnissen der Vermessungen, welche damit durchgeführt werden sollen, konstruktiv anzupassen.
Die dritte Bewegung, welche im Apparat ausgeführt wird, entspricht einem Reduktionsmeehanis- mus. Sie dient zur Ermittlung der Horizontaldistanz Dit und der Höhe H, wenn die Distanz D, wie oben errechnet, die Hypotenuse eines rechtwinkeligen Dreiecks ist, was eintrifft, wenn das Objekt höher oder tiefer liegt als die Horizontalebene des zur Vermessung dienenden Theodoliten. Dies ist z. B. der Fall, wenn das Objekt sich in der Luft befindet.
Die Bewegungsfolge dieser Vorrichtung ist kurz folgende :
Auf der Teilscheibe 50 (Fig. 5 und 6) wird durch Drehen des mit ihr fest verbundenen Knopfes 49 der am Theodolit abgelesene Winkel (eingestellt. Dadurch werden über das Ritzel 51 und den Zahn- sektor 55 die Parallelarme 56 und 57 in gleichem Masse verschwenkt, so dass der Winkel auf diese übertragen ist. Die Verschwenkung dieser Arme 56 und 57 bewirkt aber auch durch die beschriebene Vor- richtung 60, 61, 56a und 57 a das Verschieben des Lineals 35, u. zw. parallel zu sich selbst. Es entsteht nun folgende Reduktion (Fig. 23) :
Die Distanzen D und Dh werden auf der gleichen Distanzteilung 68 abgelesen. Die Höhenteilung ist in demselben Massstab wie die Teilung 68 gehalten. Es ist dann : H = D. sin' (
Dh = D. cos y.
D und Winkel y wurden nach vorangehendem eingestellt, also ist D ;, und H ablesbar.
Zur näheren Erläuterung des Vorganges beim Gebrauch des Gerätes sei folgendes Beispiel angegeben :
Es soll der Standort eines gesichteten Flugzeuges bestimmt werden. An der jedem Flugzeug eigenen Form erkennt man sofort, um welchen Flugzeugtyp es sich handelt. Angenommen, es sei eine Fokkermaschine FVII 3 M gesichtet worden. Die Bedienung stellt nun den Knopf 4 auf das am Fenster 2 a auf der Teilung 9 vorgesehene Kennzeichen an der Ablesmarke ein.
Das kann sehr schnell erfolgen, denn die verschiedenen Flugzeugarten, die für die Beobachtung in Betracht kommen, sind auf der in die Ausdrehung der Teilscheibe 9 auswechselbar eingelegten Benennungsscheibe an ihren der Grösse entsprechenden Stellungen in Vorder-und Seitenansichtsgrosse, gegebenenfalls auch Grösse der Schrägansicht eingetragen, abgesehen davon, dass sowieso noch eine neutrale Teilung vorgesehen sein kann. Es erfolgt somit die Einstellung ohne Rücksicht auf Masse gleich auf den Gegenstand hinsichtlich seiner Benennung selbst.
Die Bewegung des Knopfes 4bzw. der Teilscheibe 9 wird durch die Teile 3, 11, 13, 14, 15, 16, 18, 19 auf 11, 11 a und somit auf das Gleitstück 44 und die Achse 47 übertragen. Bei dieser Bewegung ändert sich dementsprechend der senkrechte Abstand der Achse 47 zum Drehpunkt 37 des gezahnten Sektorarmes 38, wie das aus Fig. 1-7 ersichtlich ist.
Hat man nun auf der in der Optik eines Fernmessgerätes befindlichen Teilung das Flugzeug in einer Grösse von 2 Promille erscheinen sehen, so dreht man weiter den Knopf 21. Dadurch wird die Teilscheibe 24 mittelbar auf diese Grösse eingestellt. Diese Einstellbewegung wird durch die Teile 20,22, 25, 28, 28 a, 36,35 und deren Nasen 35 a auf 34 und somit auf die Achse 47 und die Gleitstücke 46,43 und 44 übertragen. Die Bewegung ändert den seitlichen Abstand der Achse 47 des Gleitstückes 43 zum Drehpunkt 37 des gezahnten Sektorarmes 38. Das hat eine Schwingung dieses Armes um seinen Drehpunkt 37 zur Folge. Diese Schwingung überträgt sich durch die Zahnung des Armes auf das Ritzel 39, das durch die Buchse 41 mit der Teilscheibe 24fest verbunden ist.
Diese beiden eben erwähnten Bewegungen ergeben mechanisch die Hypotenuse des Dreiecks und somit die Schrägentfernung"Auge-Gegenstand", die sonst nur durch Berechnung oder Tabellen oder besondere optische Instrumente ermittelt werden konnte.
Hat man nun weiter mit Hilfe des Beobachtungsgerätes das Flugzeug unter einem Winkel von beispielsweise 220 zur Waagrechten gesehen, so stellt man den Knopf 49 mit der Teilscheibe 50 auf 22 ein. Diese Bewegung wird durch die Teile 48, 51 und 55 auf die Parallelogrammarme 56 und 57 übertragen, die um die Drehpunkte 54 und 58 schwingen. Das durch die Einstellung des Knopfes 21 in Stellung gebrachte Kathetenlineal 35, das gleichzeitig eine Querseite des Parallelogramms bildet, verschiebt sich dementsprechend nach oben und nach rechts. Auf dem Kathetenlineal 35 befindet sich das Teilungslineal 62 mit der Ableselinie 62afür die schräge und waagrechte Entfernung. Am Ablesefenster 2d, das mit einer Teilung und einer Ableselinie 2e (vgl.
Fig. 7) versehen ist, erscheint auf dem Teilungslineal 62, u. zw. über dieser Ableselinie 2e, die Masszahl der Höhe und in dem Schnittpunkt der Ableselinie 62a mit der Teilung 68 (vgl. Fig. 5 und 7) die Masszahl der waagrechten Entfernung, so dass alle wichtigen Daten ohne weiteres zur Verfügung stehen.
Die Flughöhe eines Flugzeuges über Meer wird bestimmt, indem man die Teilung 62 durch die Einstellorgane 62b, 64,65 und 66 auf die Ordinate des Beobachtungsstandes über Meer einstellt. Es
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entfällt dann auch in dem Falle jede zeitraubende und mit der Gefahr des Einflusses von Fehlern verbundene Rechnung.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Auswertevorrichtung zum Ermitteln -der waagrechten Entfernung, der Höhe und der Schräg- entfernung eines Gegenstandes, z. B. eines Flugzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein Getriebe,
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bekannte Grösse des Gegenstandes und auf dem andern (21) seine scheinbare Grösse, ausgedrückt durch den Tangens des Winkels, unter dem der Gegenstand gesehen wird, eingestellt wird, wobei zum Ermitteln der scheinbaren Grösse zweckmässig ein Fernrohr mit einer Strichplatte benutzt wird, und dass durch den dritten Stellknopf (49), mit dem der Vertikalwinkel des Gegenstandes eingestellt wird, aus der vorher ermittelten Entfernung die Höhe und die Horizontalentfernung mechanisch berechnet wird.