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Einrichtung an Beobachtungsvorrichtungen.
Die Erfindung bezieht sich in erster Linie auf eine, auf einem Kriegsschiff (später als eigenes Schiff bezeichnet) befindliche Vorrichtung, um ein Fernrohr, einen Distanzmesser oder eine andere Beobachtungs-oder Visiervorrichtung (später mit Beobachtungsvorrichtung bezeichnet) azimutal auf ein anderes Schiff (Ziel benannt) gerichtet zu erhalten, trotz der Bewegungen des eigenen Schiffes oder des Zieles oder beider. In dem Masse als die Richtungen und die Geschwindigkeiten des eigenen Schiffes und des Zieles sich von Zeit zu Zeit ändern, muss auch die der Beobachtungvorrichtung zu gebende Winkelgeschwindigkeit. von Zeit zu Zeit geändert werden und hierfür sind Einrichtungen getroffen.
Die Vorrichtung kann auch für andere, ähnliche Zwecke benutzt werden, z. B. um eine an Bord des eigenen Schiffes befindliche Beobachtungsvorrichtung azimutal auf ein an Ort und Stelle verbleibendes Ziel-beispielsweise eine Landfestung-gerichtet zu erhalten oder auch, um eine Beobachtungsvorrichtung einer unbeweglichen Stelle-beispielsweise einer Küstenfestung-auf ein bewegliches Ziel, ein feindliches Schiff eingestellt zu erhalten.
Die Vorrichtung besteht aus einem Gyroskop, dessen Geschwindigkeit, etwa durch einen Zentrifugal-oder anderen Regler konstant erhalten wird und aus Einrichtungen, um Kräfte oder Drehpaare zur Einwirkung auf das Gyroskop zu bringen, damit letzteres an einer präzesionalen Rotation um eine vertikale Achse in dem Masse teilnimmt, als notwendig ist, um den Winkel zwischen der Ziellinie und der Gyroskopachse (oder besser deren horizontalen Projektion) konstant
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erhalten werden soll, obgleich irgendein anderer konstanter Winkel ebenfalls zweckdienlich wäre.
Die Erfindung bezieht sich auch auf Einrichtungen an dieser neuen Vorrichtung, um die Grösse der auf das Gyroskop zur Einwirkung gebrachten Kräfte oder Drehpaare und damit die Winkelgeschwindigkeit des Zieles in bezug auf das eigene Schiff anzuzeigen.
Da die beim Richten eines Geschützes auf ein Ziel zu gebende Abweichung (.. Verhalten'') von der Winkelgeschwindigkeit des Zieles, von der Entfernung desselben und von der Geschwindig- keit des Geschosses abhängt, werden die nachfolgend beschriebenen Einrichtungen vorgesehen. um die erforderliche Abweichung zu bestimmen und anzuzeigen.
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lich, wenn das Schiffsdeck eben ist, möge A die nahezu horizontale Rotationsachse des Gyroskops, B eine horizontale Achse senkrecht zu A und C eine vertikale Achse sein, welche drei aufeinander senkrechten Achsen durch einen und denselben Punkt hindurchgehen, der mit dem Schwerpunkt des Gyroskops zusammenfällt oder etwas oberhalb desselben ist.
Nun wird eine Einrichtung getroffen, um ein Drehpaar um die Achse B hervorzurufen, deren Einwirkung auf das Gyroskop in der Erzeugung einer präzessionalen Rotation um die vertikale Achse C besteht Dieses Drehpaar wird in seiner Grösse derart eingestellt, bis die präzessionale Bewegung gleich ist dem Masse der Lagenänderung des Zieles.
In der nachfolgenden Beschreibung werden einige Beispiele des Baues der Vorrichtungen nach der Erfindung ; unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen die Flg. 1 und 2 schematische Ansichten von Einrichtungen darstellen, mit welcher eine Kraft auf das
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zur Veränderung ihrer Grössen durch mechanische Mittel. Die Fig. 4 und ; ; sind vertikale Schnitte nach den Linien D-D'bzw. E-E in Fig. 3. Fig. 6 ist ein axialer, vertikaler Schnitt durch die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung und Fig. 7 ist ein horizontaler Schnitt nach der Linie F-F.
Die Fig. 8 bis 14 zeigen verschiedene Arten von Einrichtungen, um mechanische Krätte auf das Gyroskop zur Wirkung zu bringen und ihre Grösse für ein und dieselbe Stellung eines Betätigungknopfes zu ändern. Fig. 8 zeigt einen vertikalen Schnitt senkrecht zur Rotationsachse des Gyroskops und Fig. 9 einen vertikalen Schnitt nach der Linie G-G, Fig. 10 zeigt einen Schnitt ähnlich dem der Fig. 8, jedoch mit gewissen Abänderungen, um eine Korrektion für die zu bestimmende Ablenkung vornehmen zu können und Fig. 11 ist ein vertikaler Schnitt durch die Linie H-H ; Fig. Í2 stellt einen Aufriss eines Teiles des Instrumentes dar. Die Fig. 13 und 14 zeigen in Ansicht eine weitere Ausführungsform von Einrichtungen, um auf das Gyroskop Kräfte zur Einwirkung, zu bringen.
Fig. 13 ist eine Ansicht senkrecht zur Achse B und Fig. 14 eine Ansicht senkrecht zur Achse A.
In allen Figuren stellt A-A die Drehachse des Gyroskops, B-B die Achse des zur Einwirkung gebrachten Drehpaares und C-C eine vertikale Achse dar.
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dargestellt) getragen, das azimutal durch den Beobachter gedreht werden kann. Am Rahmen des Gyroskops sind zwei nahezu gleiche, vertikale Magnete 10. 10. befestigt, von welchen der eine seinen Nordpol, der andere seinen Südpol oben besitzt, so dass dieses Paar. in bezug auf den Erdmagnetismus statisch ist. Die Stromrichtung in den vier Spulen 7 ist derart, dass die elektromagnetischen Kräfte zusammenwirken, um ein Drehpaar um die Achse B hervorzurufen, d. lt. der eine Magnet wird nach abwärts gezogen und der andere nach aufwärts gestossen.
Diese Kräfte werden demzufolge eine Präzession des ganzen Gyroskops um die Achse C-C hervorrufen. Wenn daher das Gyroskop genau ausbalanciert ist, wenn kein Strom in den Spulen 7 fliesst. wird das Mass der Präzession proportional der Stromstärke sein und kann reversiert werden durch Umkehrung des Stromes. Auf diese Weise ist das Mass der Präzession durch die Stellung des Armes 3 bestimmt und kann (wenn notwendig auch in einer Entfernung) durch das Galvanometer 8 abgelesen werden. Die Lichtweite der Spulen 7 ist bedeutend grösser, als die Durchmesser der Magnete, so dass das die Magnete tragende Gyroskop ungehindert ist, eine Präzessionsbewegung bis zu einem gewissen Grad in hezug auf die Spulen durchzuführen, ohne mit diesen in Berührung zu kommen.
Wenn jedoch das Gyroskop eine grössere Präzessionsbewegung vollführt, so wird
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erhalten wird. Diese optische Einrichtung kann. wenn gewünscht. an dem Rahmen R (Fig. 3) statt auf dem Gyroskoprahmen befestigt werden.
Da das Gyroskop eine Präzessionsbewegung macht, wird es von Zeit zu Zeit notwendig sein. das Gehäuse 31 azimutal zu verschieben und um eine einfache Vorrichtung vorzusehen, welche dem Auge des Beobachters angibt, wenn ein derartiges Verschieben wünschenswert erscheint, kann am Aussengehäuse 31 ein Rahmen 32
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Gyroskop seine in bezug auf das Gehäuse symmetrische Lage einnimmt, wird das die Marke oder den Schlitz 26 beleuchtende Licht weiss sein, wenn jedoch das Gyroskop nach der einen oder anderen Seite eine Präzessionsbewegung vollführt, wird die Farbe sich in rot oder grün ändern und so dem Beobachter anzeigen, dass das Gehäuse nach rechts oder links, je nach der Natur der Farbe, verschoben werden soll.
Nach der Einrichtung der Fig. 8 und 9 wird auf das Gyroskop durch Torsion eines Drahtes 33 eine Kraft zur Einwirkung gebracht, welcher Draht am unteren Teil-M des Gyroskoprahmens befestigt ist. Der Betätigungsknopf 12 mit der Skala oder fixem Index verdreht ein Zahnrad 35,
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Lenkers 40 und Hebels 41 mitgeteilt. Auf diese Weise wird eine Drehung des Zahnrädchens 35 auf die Bewegung des Zahnrädchens 37 zwei-oder dreifach übersetzt und ferner kann für ein und dieselbe Stellung von 3J die Bewegung des Zahnrädchens 37 vergrössert oder verkleinert werden, indem man die Lage entweder des einen oder auch beider Enden des Lenkers 40 durch
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zeit des Geschosses (oder die Entfernung des Zieles) bekannt ist.
Wo angängig, sind in diesen Figuren jene Teile, welche dieselbe Wirkung haben, wie die in Fig. 8 und 9 dargestellten, durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Das Hauptunterscheidungsmerkmal zwischen den Vorrichtungen der Fig. 10 und 11 und der Fig. 8 und 9 besteht in der Anordnung eines Rahmens 44, der um eine vertikale Achse 45 schwingbar ist und dessen vom Drehpunkt weiter entfernter Teil 46 mit einer gleichartigen Skala versehen ist ; diese Skala stellt die Flugzeit des Geschosses dar und ihr Nullpunkt würde in derselben Horizontalebene liegen, wie die Achse 47 des Hebels 48. Die vertikale Einstellung des verschiebbaren Lenkers 49, welcher die Teile 44 und 48 verbindet, erfolgt durch die Schraube 50, welche die den Lenker 49 tragende Mutter 51 heben oder senken
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entsprechend kann der Knopf 12 gradiert werden.
In den Fig. 10 und 12 ist eine Ausführungsform einer Einrichtung dargestellt. um auf das Gyroskop ein Drehpaar zur Wirkung zu bringen, welches die Präzession hervorruft. Das Zahnrädchen 37 ist mit einem Ende eines Drahtes oder einer Feder 33 verbunden. deren anderes Ende an einem Arm-M befestigt ist, der mit dem am Gyroskoprahmen befestigten Arm M durch zwei parallele Lenker 55 verbunden ist.
In den Fig. 13 und 14 ist ein weiterer Weg dargestellt, um auf das Gyroskop ein mechanisches
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an diesem sitzt eine Spiralfeder 56, deren freies Ende an einem aus dem Arm-M vorspringenden Stift 57 befestigt ist. Der Arm 58 ist um seinen Mittelpunkt drehbar und in seine zwei Schlitze greifen Stifte 59 und 60 eines leichten Rahmens 61 ein, der am Gyroskoprahmen 62 und 63 drehbar gelagert und durch Gegengewichte bei 64 und 65 ausbalanciert ist. Wird das Zahnrädchen 37 gedreht, so wird beispielsweise die Feder 56 aufgewickelt, der Arm : ; 8 trachtet sich zu drehen J9 wird nach links und 60 nach rechts (Fig. 12) getrieben und das hierbei entstehende Drehpaar wird dadurch auf dem Gyröskoprahmen übertragen.
Um die Verwendung der Vorrichtung nach der Erfindung zu erläutern, möge angenommen werden, dass dieselbe sich auf einem Kriegsschiff befinde und dass Beobachtungen auf ein anderes Schiff-auf das Ziel-zu machen sind.
Wird nur gefordert. dass die Beobachtungsvorrichtung stets auf das Ziel gerichtet sei, könnten die Knöpfe 20 und 24 und die damit verbundenen Mechanismen weggelassen werden
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dem Ziele folgt und ihn von Zeit zu Zeit wieder einzustellen. um die Präzessionsgeschwindigkeit zu beschleunigen oder zu verzögern.
Wenn die Vorrichtung auch dazu dienen soll, die Winkelgeschwindigkeit des Zieles dem Ort gegenüber anzuzeigen, an welchem sich das Instrument befindet, so soll der Knopf 12 eine Skala besitzen, die in bezug auf die Federn und deren Verbindungen mit dem Gyroskop entsprechend eingeteilt ist, so dass die Ablesung der Skala, wenn die Beobachtungsvorrichtung dem Ziele folgt, das Mass der Winkelbewegung des Zieles angibt.
Wird ferner gewünscht, nicht die Winkelbewegung des Zieles, sondern das Produkt aus diesem Wert und der Entfernung anzuzeigen (welches Produkt ein Mass für die dem Geschütz zu gebende Abweichung ist, welches auf das Ziel zu richten ist), so kann die beschriebene Einrichtung verwendet werden, die vom Knopf 20 betätigt wird und in diesem Falle wird der Knopf 12 derart eingeteilt, dass er Abweichungen anzeigt und der Knopf 20 mit einer Entfernungsskala versehen und all dies, wie vorhin beschrieben, derart angeordnet, dass, wenn die Entfernung des Zieles auf dieser Skala eingestellt ist, sich der Mechanismus so einstellt, dass das Mass der Vergrösserung oder der Verkleinerung der auf das Gyroskop zur Einwirkung gebrachten Kraft ein solches wird,
dass die Angabe auf der mit dem Knopf 12 verbundenen Skala die erforderliche Abweichung ist, wenn die Beohachtungsvorrichtung genau dem Ziele folgt.
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von der Dichte der Luft und von anderen Variablen, können die Wirkungen der Bewegung der Knöpfe 12 und. 20 durch die Betätigung des vom Knopfe 24 beeinflussten Mechanismus derart geändert werden, dass diesen Einflüssen entsprechend Rechnung getragen wird ; die Skala des Knopfes 24 wird dann so eingestellt sein, dass, wenn der schätzungsweise Wert der infolge dieser Einflüsse zu machenden Korrektion auf dieser Skala eingestellt wird, die erforderliche Änderung in der durch Betätigung des mit dem Knopf 12 verbundenen Mechanismus hervorgerufenen Wirkung durchgeführt wird.
PATENT-ANSPRÜCHH : I. Beobachtungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie azimutal durch ein um eine horizontale oder nahezu horizontale Achse rotierendes Gyroskop geregelt ist, auf welches eine Kraft oder ein Drehpaar zur Einwirkung gebracht wird, die bzw. das in der Grösse derart einstellbar ist. dass eine solche Präzession des Gyroskops um eine vertikale Achse hervorgerufen wird, die erforderlich ist, um die Beobachtungsvorrichtung azimutal auf ein bewegtes Ziel gerichtet zu erhalten, wobei auch Einrichtungen zum Anzeigen der Grösse der auf das Gyroskop einwirkenden Kraft oder des Drehpaares und damit auch der Winkelgeschwindigkeit des Zieles vorgesehen sein können.