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Die vorliegende Erfindung hat eine Vorrichtung zum Gegenstande, die das Visieren auf Schiffen und damit insbesondere das Richten und Abfeuern von Schiffsgeschützen mit grosser Genauigkeit ermöglicht, indem optische Bcobachtungsinstrumente, wie Entfernungsmesser, Winkelmessvorrichtungen, Zielfernrohre der Geschütze und dgl. in ihrer Visur auf das zu beobachtende, ausserhalb des Schiffes liegende Ziel genauestens eingestellt und unbeschadet auftretender Schiffsschwankungen in der eingestellten Lage auf eine für den jeweiligen Zweck
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Dies wird dadurch erreicht, dass das betreffende Beobachtungsinstrument mit einem der Cardanringe eines stabil aufgehängten Gyroscops zwangläufig und derart verbunden wird, daH der resultierende Schwerpunkt von Instrument und Gyroscop genau in den Schnittpunkt der Cardanachsen des gyroscopes verlegt und letzteres dadurch zu einem vollkommen indifferent
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stets beibehält, solange nicht irgend eine ausserhalb des Gyroscopschwerpunkte wirkende Kraft zur Wirkung kommt. In letzterem Falle tritt aber die bekannte Erscheinung zu Tage, dass die
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dass die Hand senkrecht auf jene Richtung, in der die Achse eine Lagenänderung erhalten soll, auf diese eine entsprechende Kraft ausübt.
Ist auf diesem Wege dann die beabsichtigte Ein- st eHung der Gyroscopachse bezw. des Instrumentes erfolgt, so wird, da die SchiSsbewegungen
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Diese Visier-und Zielvorrichtung erhält eine solche Einrichtung, dass der Indifferentisnllls desGyroscopsbeidessenVerbindungmitirgendeinemBehobachtungsinstrumentleichtherbeigeführt werden kann und auch Ungenauigkeiten der Schwerpunktslage jederzeit beseitigt werden können. um den Schwerpunkt des ganzen Systems in den Schnittpunkt der Cardanachsen zu bringen.
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Wenn diese Visier-und Zielvorrichtung zum Richten und Abfeuern von Schiffsgeschützen benützt werden soll, so wird mit dem stabil aufgehängten Gyroscop ein mit Höhen und Seiteneinstellvorrichtung versehenes Zielfernrohr in der Weise in Verbindung gebracht, dass dadurch der Gesamt-Schwerpunkt in den Schnittpunkt der Cardanachse fällt und damit das Gyroseop zu einem indifferenten gemacht wird. Hiebei wird die Einstellung des Fernrohres auf das Ziel auf eine Verlängerung der auf der Visierebene senkrecht stehenden Cardanachse desGyroscops übertragen und mit Hilfe eines daran befestigten Zeigers abgelesen.
Wird nun zu diesem Zeiger zentrisch eine Gegenmarke so bewegt, dass diese die gleiche Winkelbewegung wie das Geschützrohr in seiner Elevationsbewegung vornimmt, und ist das Ganze derart angebracht, dass, wenn die Achsen des Geschützes und des Fernrohres mit 00 Einstellung zu einander parallel stehen, dann auch Zeiger und Gegenmarken übereinstimmen, so wird naturgemäss, sobald mit dem Fernrohre unter einem bestimmt eingestellten Winkel das Ziel anvisiert und hiernach wieder die Gegenmarke mit dem Zeiger in Übereinstimmung gebracht wird, dann auch das Geschützrohr den genau gleichen, am Fernrohr eingestellten Elevationswinkel haben und kann dann die zielrichtige Abfeuerung des Geschützes vorgenommen werden, was entweder von Hand des Beobachtenden, oder auch selbsttätig auf elektrischem oder mechanischem Wege geschehen kann.
Die Zeichnungen stellen in Fig. 1 im Querschnitt und in Fig. 2 in Seitenansicht eine solche Visier- und Zielvorrichtung in einer beispielsweisen Ausführungsform dar. Fig. 3 ist eine Drauf- sicht auf den Trägerarm des Beobachtungsinstrumentes. Die Fig. 4 und 5 zeigen Einzelteile.
Die Fig. 6 und 7 zeigen in Seitenansicht und Draufsicht eine Ausführung einer derartigen Visier- und Zielvorrichtung beispielsweise zum Richten und Abfeuern zweier Turmgeschütze. Fig. 8 zeigt in grösserem Massstabe die Vorrichtung für sich und Fig. 9 einen Schnitt durch einen Teil der Fig. 8.
Der zur Lagerung der Cardanaufhängung dienende Ständer 1 (Fig. 1 und 2) ist an einer geeigneten Unterlage entweder federnd z. B. durch Vermittlung der Puffer 2 angebracht oder auch starr mit dieser Unterlage, die gegebenenfalls in wagrechtem Sinne drehbar sein kann, verbunden. In dem Ständer ist der horizontale Cardanring 4 mittels seiner Zapfen 3 in Kugellagern gelagert, so dass der Reibungswiderstand möglichst vermindert, ist.
Der vertikale Cardanring ist vorteilhaft zu einem Gehäuse 6 ausgebildet. das mittels Zapfen 5
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gelagert. Der Kreiselkörper nimmt den Rotor 9 eines zum Antrieb dienenden Elektromotors auf, dessen Stator 10 aus zwei Feldmagneten besteht, die auf einer den Boden des Gehäuses 6 bildenden Platte 11 befestigt sind. Die Wicklungsenden des Rotors sind an den Kollektor 12 an-
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kann, wofür überdies im Kreise] no h entsprechende Justierschrauben vorgesehen sind.
Auf den oberen Zapfen : des Gehäuses 6'ist das jeweils zur Verwendung gelangende Beobachtungsinstrument aufsteckbar, das, wenn es angebracht wird, die Verlegung des Schwerpunktes des ganzen, kardanisch aufgehängten Systems in den Schnittpunkt der Cardanachaen
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einen entsprechenden Druck in dem einen oder anderen Sinne so lange auszuüben, bis die be- a absichtigte Einstellung erfolgt ist.
Ergibt sich nach dieser ersten Einstellung, dass wohl der Schnitt- punkt des Fadenkreuzes, d. i. die optische Achse des Fernrohres den anvisierten Punkt trifft, das
Fadenkreuz selbst aber nicht seine aufrechte Lage einnimmt, dann zeigt dies an, dass die Gyroscop-
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gebracht werden, wenn ein auf den ursprünglich ausgeübten Impuls senkrecht gerichteter Impuls, also gleichgerichtet mit der Beobachtungaebene, solange ausgeübt \\ird, bis sich das Fadenkreuz vollkommen aufgerichtet hat. Dies lässt sich z. B. bei Anvisieren der Meereskimmung daraus er- kennen, dass sich diese letztere in vollkommener Deckung mit dem Horizontalfaden des Fadenkreuzes befindet.
Praktisch genommen wird sich demnach diese Einstellung bei einiger Übung genau so vornehmen lassen, wie wenn das Fernrohr in freier Hand auf den anzuvisierenden Punkt gerichtet würde, nur mit dem Unterschiede, dass bei jeder beabsichtigten Änderung der Lage des Fernrohres ein, eine Drehung bewirkender Impuls senkrecht darauf ausgeübt werden muss. Diese Ver-
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vorgenommen werden, da die Kreiselachse in der ihr gegebenen Lage längere Zeit, je nach der
Grösse der ihr erteilten Umdrehungsgeschwindigkeit zu verbleiben sucht. Hiebei eintretende ganz geringe Abweichungen lassen sich durch entsprechende kleine Impulse leicht berichtigen.
Selbst bei stärkstbewegtem Schiffe kann erreicht werden, dass die vorgenommene Einstellung mindestens 10 bis 20 Sekunden hindurch mit grosser Genauigkeit erhalten bleibt, was für die be- absichtigtenZweckevollständigausreicht.
Es sei noch erwähnt, dass die anscheinende Schwierigkeit der Beobachtung durch das
Fernrohr, hervorgerufen dadurch, dass das Fernrohr in seiner Lage im Räume festgestellt wird, demnach zum bewegten Schiffe sowie auch mit Bezug auf das Auge des Beobachters relative
Bewegungen (Schwingungen) vornimmt, so dass das Auge am Okular nicht anliegen darf, in Wirklichkeit nicht besteht. Nachdem nämlich im Fernrohr das Fadenkreuz in der Bildebene liegt, können geringe Verschiebungen des Auges aus der optischen Achse bei der Beobachtung auf deren Genauigkeit keinen Einfluss ausüben ; auch erfolgen die relativen Verschiebungen Jes
Okulars zum Auge verhältnismässig so langsam, dass ihnen das Auge leicht folgen kann.
Bisher sind Gyroscope mit Einrichtungen zum Zwecke des richtens und Abfeuerns von Sr-hinsgeschützen in der Weise verwendet worden, dass das Gyroscop als stabiles Gyroscop eine gewisse Einstellung unabhängig von den Schiffsschwankungen selbsttätig vornehmen und dauernd erhalten sollte. Eine solche selbsttätige Einstellung der Gyroscopachse im vertikalen Sinne kann aber nur dann erfolgen, wenn der Gesamtschwerpunkt unter den Schnittpunkt derCardanachsen verlegt, somit das Gyroscop ein stabiles ist. Die vertikale Einstellung wird dabei umso genauer
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schwerpunkt liegt.
Daraus ergibt sich aber, dass jede Änderung des Beharrungszustandes des Gyroscops, demnach auch jede Änderung in dem Beharrungszustande des Schiffes selbst (durch Seegang, durch Änderung der Fahrgeschwindigkeit, durch Abweichungen in der Kursriditung, durch Wenden des Schiffes) eine störende Wirkung auf den Schwerpunkt des Gyroscops und somit auf dessen vertikale Einstellung hervorrufen muss. Es ist daher die Annahme, dass ein stabil aufgehängtes Gyroscop auf einem chisse, elches den oben erwähnten Zustandsänderungen stets unterworfen sein wird, sifh selbsttätig genau vertikal einstellen kann und in dieser Lage zu verharren vermag, eine unrichtige.
Die Entfernung des Schwerpunktes vom Cardanachsen-Schnittpunkt bei einem stabilen Gyroscop kann aber nicht beliebig verkleinert werden, denn je geringer diese Entfernung ist, desto grössere Zeit ist für die vertikale Einstellung des Gvroscops erforderlich, wenn auch keine störenden Einflüsse hiebei auftreten. Unter ein gewisses Mass dieser Entfernung kann daher nicht gegangen werden und dieses Muss muss praktisch mindestens noch so gross sein, dass die infolge der störenden Einwirkungen auftretenden Abweichungen bezw. Schwankungen der Gvroskop- achsen bis zu 11 und häufig darüber hinaus betragen.
Infolgedessen ist ein stabiles Gvroscop auf Schiffen für Zwecke, wie sie die vorliegende Erfindung anstrebt und bei denen ein genauigkeit- grad von mindestens 1 bis 2 Bogenminuten Erfordernis ist, von keinem praktiodifu Werte.
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'Vorteile : ]. Die genaue Einstellung des Gvroscops kann auch bei stärkst bewegtem Schiffe sehr rasch vorgenommen, stets kontrolliert und berichtigt werden ; die Vorrichtung kann innerhalb nur weniger Minuten in Gebrauch genommen werden.
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2. Änderungen im Beharrungsz1liitande können keinerlei störenden Einfluss ausüben ; 3. Soweit es sich um die Verwendung der Vorrichtung zum Richten und Abfeuern von Schiffsgeschützen handelt, ergibt sich der Vorteil, dass durch Anvisieren des Zielpunktes gleich-
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entsprechend berichtigt werden.
Wird die Vorrichtung als Ziel-und Abfeuerungsvorrichtung benützt, so erhält sie vorteilhaft eine Anordnung, die aus den Fig. 6-9 hervorgeht.
Das am Gyroscop angebrachte Beobachtungsfernrohr 22 wird mit Einrichtungen 23 und 24 zum Einstellen der Höhen- und Seitenrichtung versehen. Das Gyroscop selbst wird in der Mitte des Turmes (Fig. 6 und 7) auf entsprechendem Fundamente federnd aufgestellt. Die Cardanzapfen 3 sind durch elastische Kupplungen 25 (Fig. 1, 4 und 9) und Zwischenwellen 26 (Fig. 1 und 7) mit je einen Zeiger 27 tragenden Wellenstücken 28 verbunden, so dass jede Verdrehung der Cardanzapfen 3, demnach jede Verdrehung des Fernrohres in der vertikalen Beobachtungsebene genauestens auf diese Zeiger übertragen wird.
Die Wellenstücke sind mittels Kugellagern möglichst reibungslos in der Nabe der Hebel 29 zentrisch gelagert, welch letztere in den Augenlagern der Ständer 30 ruhen. An den Stirnflächen der Schildzapfen der beiden Geschütze sind die Hebel 31 befestigt ; die Hebel 29 und 31 haben gleiche Länge und stehen senkrecht zur Verbindungslinie des Schildzapfemmittels und der Augenlagermitte des Ständers 30.
Jede Verdrehung des Geschützrohres wird vom Hebel 31 durch die Verbindungsstange 32 mit genau gleichem Winkel auf den Hebel 29 übertragen. Jeder der Hebel 29 ist als Winkelhebel ausgestattet und trägt an seinem freien Arm ein Gewicht 33, das den Hebel 29, der ebenso wie der Hebel 31 an den AnlenkungsHtel1en der Verbindungsstange 32 einen, wenn auch sehr geringen Spielraum in den Lageraugen dieser Stange haben wird, beständig gegen die Stange 32 und diese gegen den Hebel 31 drückt und daher schädliche Einflüsse beseitigt, die eintreten könnten, wenn diese Spielräume zur Geltung kommen würden.
Wenn das Fernrohr mit der Einstellung auf 00 Elevation in seiner optischen Achse genau horizontal gerichtet ist und in gleicher Weise auch das Geschützrohr, so stimmt der Zeiger 27 mit einer Marke 34 am Hebel 29 genau überein.
Unter dieser Voraussetzung wird beim Gebrauch der Vorrichtung das Beobachtungsfernrohr zunächst in beschriebener Weise auf die Meereskimmung eingestellt und das Fadenkreuz horizontal gestellt. Alsdann befindet sich die Gyroscopachse in der vertikalen Beobachtungsebene, zu der die Geschützachsen parallel sind.
Die Einstellung der Geschütze in horizontaler Richtung erfolgt durch Drehen des Turmes mit Hilfe gebräuchlicher Vorrichtungen, um die Geschütze in zur vertikalen Zielebene parallele Lage zu bringen, bezw. he ! vorheriger Einstellung der erforderlichen Seiten-Korrektur am Fern- rohre durch die Einrichtung 24 mit der hieraus sich ergebenden Seitenverschiebung. Bereits bei
Erteilung dieser Seiten richtung wird die den Erfindungsgegenstand bildende Vorrichtung von
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besitzen müssen und daher nur one geringe Vergrösserung haben können.
Wird nun mit dem Fernrohr bei vorheriger Einstellung der Vorrichtung 23 auf den den @ Geschützen zu gebenden Elevationswinkel x das Ziel anvisiert und hiernach die Geschütze mit ihrer Richtmaschine so lange eieviert, bis die Marke 34 mit dem Zeiger 27 genau übereinstimmt. so müssen die geschützte in dieser Stellung ebenfalls die am Fernrohre eingestellte Elevation x im Räume einnehmen. Es ist hiebei leicht einzusehen, dass, wenn entsprechende grosse Schiffs- schwankungen bestehen, in deren Verlauf die Geschütze von selbst die Elevation T erreichen @ bezw.
Passieren, ind diesem Augenlbicke gleichfalls die Marke 34 mit dem Zeiger 27 übereinstimmen
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(lebraufh genommen werden, sondern nach Einstellung des Fernrohres auf das Ziel nur abge- wartet werden, bis im Laufe der Schiffschwankung Zeiger 27 mit Marke 34 übereinstimmen, um dann die Abfeuerung vorzunehmen. Hieraus geht aber weiters auch hervor, dass, nachdem I die Schiffssrhwankung und die Bewegung durch die Richtmaschine das Gleiche hervorzubringen vermögen, diese auch gleichzeitig zur Wirkung kommen können.
Nachdem nun die Spitzen der Zeiger 27 gleichsam den von den Schiffsschwankungen voll- kommen unbeeinflussten Zielpunkt darstellten, auf welchen die Geschütze einzustellen sind, so wird die Treffwahrscheinli (I1keit, soweit es sich hiebei um die richtige Höheneinstellung der @ Geschütze handelt, bei dieser Einrichtung eine weit grössere sein, namentlich auf stärker
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Visier-und Zielvorrichtung zur Verwendung auf Schi : ffen, bezw. an Sehiffsgesehützen, bei der ein optisches Beobachtungsinstrument während des Gebrauches stabil gemacht wird, so dass es während einer dem Zwecke entsprechenden Zeitdauer in der auf einen Punkt ausserhalb des Schiffes eingestellten Visur verharrt und von den Schi :
ffsschwankungen unbeeinflusst bleibt, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Cardanringe eines als Träger für das Beobachtungs- instrument dienenden stabilen Gyroseops mit diesem Instrument zwangläufig und derart ver- bunden wird, dass hiedurch der Gesamtschwerpunkt genau in den Schnittpunkt der Cardan- achsen des Gyroscops verlegt und letzteres dadurch zu einem vollkommen indifferenten Gyroscop wird, wodurch dessen Achse, wenn sie von der Hand des Beobachtenden mit Hilfe des Be- obachtungsinstrumentes durch Erteilung entsprechender Impulse in beliebige Stellung gebracht wird, diese unbes hadet jeder Bewegung des S (hiffes dauernd einzuhalten vermag und so auch im gleichen Sinne die Visur des Instrumentes unverändert erhalten bleibt.