DE1068482B

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Publication number: DE1068482B
Application number: DENDAT1068482D
Authority: DE
Publication date: 1959-11-05

Description

Periskopische Anordnung Die Erfindung betrifft eine periskopische Anordnung, insbesondere für Unterseeboote.Periscopic arrangement The invention relates to a periscopic arrangement Arrangement, in particular for submarines.

Periskope bekannter Bauart bestehen aus Objektivteil, Sehrohr und Okularteil. Der Objektivteil enthält dabei ein 90°-Prisma sowie ein Eingangsobjektiv. Die vom Ziel kommenden Strahlen fallen durch eine Glaskalotte auf das 90°-Prisma und werden vom Objektiv in .die erste Bildebene abgebildet. An das Objektiv schließt sich ein mehrere Meter langes, schweres Sehrohr an, das in der Höhe verstellbar ausgebildet ist. Dieses Sehrohr enthält weitere optische Elemente, welche die vom Ziel kommenden Lichtstrahlen in die zweite, am unteren Ende des Sehrohres gelegene okulare Bildebene abbilden. Der Okularteil des Periskops ist im Beobachtungsraum angeordnet und wird bei den sogenannten Fahrstuhlsehrohren beim Ausfahren des Periskops mit verschoben.Periscopes of known design consist of a lens part, a periscope and Eyepiece part. The lens part contains a 90 ° prism and an input lens. The rays coming from the target fall through a glass dome onto the 90 ° prism and are imaged by the lens in the first image plane. Closes to the lens a several meters long, heavy periscope that is adjustable in height is trained. This periscope contains further optical elements, which the from Aim of incoming light rays in the second, located at the lower end of the periscope map ocular image plane. The eyepiece part of the periscope is in the observation area arranged and is used in the so-called elevator periscope when the periscope is extended with postponed.

Die bekannten, mit rein optischen Mitteln ausgestatteten Periskope besitzen verschiedene Nachteile. Der große Umfang und das damit verbundene große Gewicht der üblichen Sehrohre erfordert einen erheblichen Raumbedarf und zum Ein- und Ausfahren dienende Antriebsmittel mit erheblicher Leistung. Der hervorstechendste Nachteil der bekannten Periskope besteht aber darin, daß sie mit dem Beobachtungsort, beispielsweise einem Unterseeboot, fest verbunden sind, und, wenn sie von einem Gegner als Ziel ausgemacht werden, einen Angriff des Gegners auf den Beobachtungsort, also insbesondere das Unterseeboot, unmittelbar auf sich ziehen.The well-known periscopes equipped with purely optical means have several disadvantages. The great scope and the associated great The weight of the usual periscope requires a considerable amount of space and and extension serving drive means with considerable power. The most prominent The disadvantage of the known periscopes is that they are connected to the observation site, for example a submarine, are firmly connected, and if they are from a Opponents are identified as a target, an attack by the opponent on the observation site, especially the submarine.

Die genannten Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch behoben, daß mit dem Beobachtungsraum durch ein Kabel eine Schwimmboje verbunden ist, welche eine Fernsehkamera, die zur Bilderzeugung notwendigen optischen Elemente sowie zur Drehung und Schwenkung dieser Elemente dienende Hilfsmotoren enthält. Auf der Photokathode der Fernsehkamera wird mittels eines Objektivs und gegebenenfalls eines bei rein optischen Periskopen an sich gebräuchlichen Objektivprismas ein Bild des Zielortes entworfen. Dieses Bild wird über das Kabel auf den Bildschirm eines am Beobachtungsstand befindlichen Fernsehempfängers übertragen. Die Erfindung gestattet es also, die starre Verbindung des Beobachtungsortes, beispielsweise eines Unterseebootes, mit dem bildaufnehmenden Teil des Periskops aufzugeben und den aufzunehmenden Teil des Periskops so weit entfernt zu halten, daß ein darauf gerichteter Angriff den Beobachtungsort selbst nicht direkt gefährdet.The disadvantages mentioned are eliminated according to the invention in that a floating buoy is connected to the observation room by a cable, which a television camera, the optical elements necessary for image generation and for Rotation and pivoting of these elements serving auxiliary motors contains. On the photocathode the television camera is purely by means of a lens and possibly one at optical periscopes commonly used objective prism an image of the target location designed. This image is transmitted via the cable to the screen of one at the observation stand transmitted television receiver. The invention thus allows the rigid connection of the observation site, for example a submarine, with abandon the image-taking part of the periscope and the part of the To hold the periscope so far away that an attack aimed at the observation site itself not directly endangered.

Bei einer derartigen Anordnung besteht die Möglichkeit, mittels einer an sich bekannten Ringbildlinse zusätzlich auf dem Bildschirm des Empfängers ein Ringbild des gesamten Horizontes zu erzeugen.With such an arrangement there is the possibility of using a a known ring image lens in addition on the screen of the receiver To create a ring image of the entire horizon.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist innerhalb der Schwimmboje vorzugsweise ein Kompaß angeordnet, dessen Rose .durch eine optische Hilfsvorrichtung ebenfalls auf der Photokathode der Fernsehkamera abgebildet wird. Infolgedessen wird der Beobachter am Bildschirm in die Lage versetzt, trotz der losen Verbindung zwischen Fernsehkamera und Fernsehempfänger dem beobachteten Bildteil stets die richtige Himmelsrichtung zuzuordnen.According to a further feature of the invention is within the floating buoy preferably a compass arranged, the rose .by an optical auxiliary device is also imaged on the photocathode of the television camera. Consequently the observer on the screen is enabled, despite the loose connection between the television camera and television receiver, the observed part of the image is always the assign the correct direction.

In der Schwimmboje sind vorteilhaft zwei Servomotore angeordnet, die vom Beobachtungsraum aus gesteuert werden können. Mittels dieser Motore kann das Objektivprisma um zwei zueinander senkrechte Achsen gedreht werden, so daß jeder gewünschte Bereich des Horizontes ausgewählt werden kann.In the floating buoy, two servomotors are advantageously arranged can be controlled from the observation room. This can be done by means of these motors Objective prism can be rotated about two mutually perpendicular axes so that each desired area of the horizon can be selected.

DieSchwimmboje enthält vorzugsweise ferner einen Kreisel zu ihrer Stabilisierung. Dieser Kreisel wird durch einen Elektromotor angetrieben, dessen Stromversorgung ebenfalls über das Kabel erfolgt. Der Kreisel hält die Boje stets in aufrechter Lage und sorgt dafür, daß das auf dem Bildschirm erscheinende Bild nicht zu unruhig wird.The buoy also preferably includes a gyro on it Stabilization. This gyro is driven by an electric motor whose Power is also supplied via the cable. The top always holds the buoy in an upright position and ensures that the image appears on the screen don't get too restless.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Boje mit wahlweise flutbaren Hohlkörpern zur Regelung ihres Auftriebes versehen. Um die Flutung dieser Hohlkörper durch Fernbedienung vom Beobachtungsstand aus vornehmen zu können, sind in der Schwimmboje weitere Servomotore angeordnet, welche den Flutmechanismus in Tätigkeit setzen.According to a further feature of the invention, the buoy is optional floodable hollow bodies provided to regulate their buoyancy. To the flooding of this Hollow bodies can be made by remote control from the observation stand, are In the buoy further servomotors are arranged, which the flood mechanism in Set activity.

Die Schwimmboje kann bei Gefahr eines Angriffes eingezogen oder bei höchster Gefahr durch Lösen des Kabels vom Boot getrennt werden. Bei Verlust einer Boje kann diese durch eine mitgeführte Rerserveboje ohne weiteres ersetzt werden.The floating buoy can be retracted or at risk of attack be disconnected from the boat by loosening the cable. If you lose one Buoy this can easily be replaced by an accompanying reserve buoy.

Der Erfindungsgegenstand wird an Hand der Ausführungsbeispiele darstellenden Fig. 1 bis 3 näher erläutert.. Dabei zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch den oberen Teil eines Bojen-Periskops, Fig. 2 ein vom Bojen-Periskop geliefertes und auf dem Bildschirm des Bildempfangsgerätes aufgezeichnetes Bild, Fig. 3 einen Ausschnitt des Bildes nach Fig. 2, Fig.4 ein Bojen-Periskop nach der Erfindung im Teilschnitt.The subject matter of the invention is illustrated by means of the exemplary embodiments Fig. 1 to 3 explained in more detail .. Fig. 1 shows a section through the upper Part of a buoy periscope, Fig. 2 a delivered by the buoy periscope and on the Image recorded on the screen of the image receiving device, Fig. 3 a detail of the image according to FIG. 2, FIG. 4 a buoy periscope according to the invention in partial section.

In Fig.1 ist mit 1 eine Glaskalotte bezeichnet, an die sich der Hals 2 und der eigentliche Bojenkörper 3 anschließen. Die vom Ziel kommenden Lichtstrahlen werden mittels eines Objektivprismas 4 um 90° abgelenkt und durch ein Objektiv 5 auf die Photokathode einer Fernsehkamera 6 abgebildet. Unterhalb des Objektivprismas ist eine Rhigbildlinse 7 angeordnet, welche zusätzlich ein Übersichtsbild des gesamten Horizontes auf der Photokathode der Fernsehkamera 6 entwirft. Damit der obere Teil des entstehenden Ringbildes aufrecht erscheint, wird das über das Prisma 4 entworfene Mittelbild gegenüber dem Bild eines normalen Periskops umgekehrt abgebildet. Zu diesem Zweck ist vor dem Prisma 4 eine Zerstreuungslinse 8 angeordnet.In Figure 1, 1 denotes a glass dome to which the neck 2 and the actual buoy body 3 connect. The rays of light coming from the target are deflected by 90 ° by means of an objective prism 4 and by an objective 5 mapped onto the photocathode of a television camera 6. Below the objective prism a Rhigbildlens 7 is arranged, which additionally an overview image of the entire Horizontes on the photocathode of the television camera 6 designs. So that the upper part of the resulting ring image appears upright, the one drawn over the prism 4 becomes Middle image shown reversed compared to the image of a normal periscope. to For this purpose, a diverging lens 8 is arranged in front of the prism 4.

Zur Verschwenkung des Prismas 4 ist ein Servomotor 10 vorgesehen, der über ein Getriebe 11 das Prisma 4 um die Achse 12 dreht. Zur Verdrehung des Objektivprismas nach der Seite ist ferner ein Servomotor 15 vorgesehen. Beide Motoren können vom Beobachtungsstand aus über das Kabel 32 mit Spannung versorgt werden. Der Motor 15 dreht über ein Getriebe 16 eine Welle 17, auf welcher ein Zahnrad 18 angeordnet ist. Dieses Zahnrad 18 steht mit einem weiteren Zahnrad 19 im Eingriff, auf welchem das Prisma 4 sowie die zu seiner Verschwenkung dienenden Elemente 10, 11 und 12 gelagert sind. Das Zahnrad 19 ist seinerseits in einer Platte 20 drehbar gelagert. Die Welle 17 ist zweckmäßig als Hohlwelle ausgebildet, durch welche die zur Spannungsversorgung des Motors 10 dienenden Leitungen hirndurchgeführt werden. Dem Motor 10 wird dabei die elektrische Spannung über Schleifringe 50 zugeführt.A servomotor 10 is provided for pivoting the prism 4, which rotates the prism 4 about the axis 12 via a gear 11. To twist the A servomotor 15 is also provided on the side of the objective prism. Both engines can be supplied with voltage via the cable 32 from the observation stand. The motor 15 rotates via a gear 16 a shaft 17 on which a gear 18 is arranged. This gear 18 is in engagement with another gear 19, on which the prism 4 and the elements 10 used to pivot it, 11 and 12 are stored. The gear 19 is in turn rotatable in a plate 20 stored. The shaft 17 is expediently designed as a hollow shaft through which the for the voltage supply of the motor 10 serving lines are passed through. The electrical voltage is fed to the motor 10 via slip rings 50.

Zur Festlegung der Beobachtungsrichtung ist es erwünscht, daß ein Merkmal, aus dem auf diese Richtung geschlossen werden kann, in den Beobachtungsraum mit übertragen wird. Auch zu diesem Zweck wird vorteilhaft die Fernsehkamera 6 verwendet. Im Bojenkörper ist eine kreisförmige, aus durchsichtigem Material gebildete Scheibe 21 angeordnet, welche beispielsweise eine Magnetnadel trägt und demzufolge unabhängig von Drehungen der Schwimmboje stets in Nordrichtung zeigt. Der Rand dieser Scheibe 21 ist mit einer Gradeinteilung versehen. Unterhalb der Scheibe 21 ist eine weitere Scheibe 22 angeordnet, welche ebenfalls aus durchsichtigem Material gebildet ist und auf ihrem Umfang eine Gradeinteilung trägt. Die Gradeinteilung dieser Scheibe 22 ist gegenläufig zur Gradeinteilung der Scheibe 21. Die Scheibe 22 trägt ferner einen Zahnkranz 23, in welchen ein Zahnrad 24 eingreift, das mit der Welle 17 verbunden ist. Das Getriebe 23, 24 hat dasselbe Übersetzungsverhältnis wie das Getriebe 18, 19. Dadurch ist gewährleistet, daß die Scheibe 22 immer um denselben Winkelbetrag verdreht wird wie das Objektivprisma 4. Die Justierung erfolgt in der Art, daß die durch die Stellung des Prismas 4 gegebene Beobachtungsrichtung dem Teilstrich 0 der Scheibe 22 entspricht. Die Gradeinteilungen der Scheiben 21 und 22 werden durch eine feststehende Beleuchtungseinrichtung 25 beleuchtet und über eine Linse 26 und ein auf die Ringbildlinse 7 aufgekittetes Prisma 27 auf die Photokathode der Fernsehkamera 6 abgebildet.To determine the direction of observation, it is desirable that a Feature, from which conclusions can be drawn about this direction, in the observation area is transmitted with. The television camera 6 is also advantageously used for this purpose. In the buoy body is a circular disc made of transparent material 21 arranged, which carries, for example, a magnetic needle and therefore independent of rotations of the buoy always points in a north direction. The edge of this disc 21 is graded. Below the disk 21 is another one Disc 22 arranged, which is also formed from transparent material and has a graduation on its circumference. The graduation of this disc 22 is opposite to the graduation of the disk 21. The disk 22 also carries a ring gear 23 in which a gear 24 engages, which is connected to the shaft 17 is. The gear 23, 24 has the same gear ratio as the gear 18, 19. This ensures that the disc 22 always rotates through the same angular amount is rotated like the objective prism 4. The adjustment is carried out in such a way that the The direction of observation given by the position of the prism 4 is the graduation 0 the disk 22 corresponds. The graduations of the disks 21 and 22 are through a fixed lighting device 25 and illuminated via a lens 26 and a prism 27 cemented onto the ring image lens 7 onto the photocathode of the television camera 6 pictured.

Wie aus Fig..2 hervorgeht, erscheint in dem Ringbild 14 des vom Bildempfänger erzeugten Bildes ein kleines Feld 28. In diesem Feld 28 sind zwei Gradeinteilungen sichtbar. Wie aus der vergrößerten Darstellung des Feldes 28 in Fig. 3 hervorgeht, kommt beispielsweise der Teilstrich 180 der Gradeinteilung der Scheibe 21 und der Teilstrich 90 der Gradeinteilung der Scheibe 22 mit dem Bild 29 einer Einstellmarke zur Deckung. Diese Einstellmarke ist zweckmäßig mit der Linse26 verbunden. Die Beobachtungsrichtung errechnet sich durch Addition der unter der Einstellmarke 29 erscheinenden Teilstriche. In dem hier dargestellten Fall ergibt sich die Beobachtungsrichtung aus 180-I--90,=270°, was bei einer 360°-Einteilung der Westrichtung entspricht.As can be seen from Fig..2, appears in the ring image 14 of the image receiver generated image a small field 28. In this field 28 are two graduations visible. As can be seen from the enlarged illustration of field 28 in FIG. 3, comes, for example, the graduation 180 of the graduation of the disc 21 and the Graduation 90 of the graduation of the disc 22 with the image 29 of a setting mark for cover. This setting mark is expediently connected to the lens26. The direction of observation is calculated by adding the graduation marks appearing under the setting mark 29. In the case shown here, the direction of observation results from 180-I - 90, = 270 °, which corresponds to the west direction with a 360 ° division.

Wie aus Fig.4 hervorgeht, enthält der Bojenkörper 3 ferner einen Kreisel 30, welcher zur Stabilisierung der Schwimmlage der Boje dient. Das Kabel 32, welches die Schwimmboje mit dem Beobachtungsraum verbindet, ist vorteilhaft als Schwimmkabel ausgebildet. Zu diesem Zweck ist es beispielsweise mit einer Korkschicht 33 umgeben.As can be seen from Figure 4, the buoy body 3 also contains a top 30, which is used to stabilize the floating position of the buoy. The cable 32, which connecting the floating buoy to the observation room is advantageous as a floating cable educated. For this purpose it is surrounded by a layer of cork 33, for example.

Zur Steuerung der Höhe des aus dem Wasser herausragenden Teiles des Bojen-Periskops ist die Boje zweckmäßig mit Hohlkörpern versehen, welche wahlweise und steuerbar geflutet werden können. In dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel enthält die Boje vier symmetrisch angeordnete Rohre, welche einseitig offen sind und durch Verschieben eines Zylinders geflutet werden höhnen. In dem Schnitt der Fig.4 sind zwei solche Rohre 34 und 35 im Schnitt sichtbar, während ein weiteres Rohr 36 an der Hinterwand der Boje sichtbar ist. Jedes der Rohre enthält eine vordere Öffnung 38 und einen Zylinder 37, welcher mittels einer Feder 39 nach vorn gepreßt wird.To control the height of the protruding part of the water Buoy periscope, the buoy is expediently provided with hollow bodies, which are optional and controllably flooded. In the embodiment shown in FIG The buoy contains four symmetrically arranged tubes, which are open on one side and being flooded by moving a cylinder sneer. In the cut of the 4 two such tubes 34 and 35 are visible in section, while another Tube 36 is visible on the rear wall of the buoy. Each of the tubes contains a front one Opening 38 and a cylinder 37 which is pressed forwards by means of a spring 39 will.

Jeder Zylinder ist mit einer Stange 40 verbunden, an welcher beispielsweise ein Draht oder eine Kette 42 angreift. Die Ketten 42 sind über Umlenkräder 41. mit einer Welle 43 verbunden. Diese Welle 43 kann mittels eines Servomotors 44 in Drehung versetzt werden. Dabei wird der Servomotor 44 selbst vom Beobachtungsstand aus über das Kabel 32 gesteuert.Each cylinder is connected to a rod 40 on which, for example a wire or chain 42 engages. The chains 42 are connected via deflecting wheels 41 a shaft 43 connected. This shaft 43 can rotate by means of a servomotor 44 be moved. The servomotor 44 itself is controlled from the observation stand the cable 32 is controlled.

Soll nun die Peris'kopboje beispielsweise unter die Wasseroberfläche -gezogen werden, so wird der Servomotor 44 angeschaltet. Er dreht die Welle 43 entgegen dem Uhrzeigersinn. Dadurch werden die Zylinder aller vier Rohre zugleich nach innen bewegt, so daß also Wasser in diese Rohre eindringen kann. Dadurch wird der Auftrieb der Boje so vermindert, daß sie unter die Wasseroberfläche sinkt. Der umgekehrte Vorgang, d. h. also das Auftauchen der Boje, wird dadurch bewerkstelligt, daß der Servomotor 44 so gesteuert wird, daß er sich in Uhrzeigerrichtung dreht.Should the periscope buoy, for example, now be under the surface of the water - are pulled, the servomotor 44 is switched on. He rotates the shaft 43 in the opposite direction clockwise. This causes the cylinders of all four tubes to move inwards at the same time moves so that water can penetrate these pipes. This creates the buoyancy the buoy so diminished that it sinks below the surface of the water. The reverse Process, d. H. so the appearance of the buoy is brought about by the fact that the Servomotor 44 is controlled to rotate clockwise.

Um das Periskop gemäß der Erfindung vor einem Anpeilen durch Radar zu schützen, ist es zweckmäßig, das Periskop mit einer dielektrischen Schicht zu umgeben, in welche kleine Dipole eingelassen sind.To the periscope according to the invention before a sighting by radar To protect, it is advisable to cover the periscope with a dielectric layer surrounded, in which small dipoles are embedded.

Eine Periskopboje, wie sie -in Fig. 1 und 4 dargestellt ist, hat den Vorteil, daß z. B. ein U-Boot in bezug auf Platzbedarf und Gewicht weitgehend entlastet wird. Darüber hinaus kann das U-Boot auch größere Tauchtiefen aufsuchen und trotzdem durch einfaches Abspulen des Kabels die Schwimmboje an die Oberfläche steigen lassen und damit den gesamten Horizont beobachten.A periscope buoy, as shown in Fig. 1 and 4, has the Advantage that z. B. a submarine is largely relieved in terms of space and weight will. In addition, the submarine can also go to greater depths and still by simply unwinding the cable, raise the floating buoy to the surface and thus observe the entire horizon.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Periscopic arrangement, especially for submarines, characterized by a floating buoy connected to the observation room by a cable, which is a television camera (6), the optical elements necessary for image generation (4, 5, 7, 8) as well as for rotation and swiveling serving these elements Contains auxiliary motors (10, 15).

2. Periscopic arrangement according to claim 1, characterized characterized in that additional devices (21, 22, 25, 26, 27) to generate a feature that defines the direction of observation the photocathode of the television camera (6) and a gyro (30) for stabilization the buoy are arranged.

3. Periscopic arrangement according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the floating buoy with optionally floodable hollow bodies for regulation their buoyancy is provided and that within the floating buoy one to operate the flooding mechanism serving, via the cable powered motor is provided.

4th Periscopic arrangement according to Claims 1 to 3, characterized in that the for Cables leading to the floating buoy by means of a coupling that can be released from the observation room is connected to this.

5. Periscopic arrangement according to claim 1, 2, 3 or 4,. Characterized in that the connecting cable is designed as a floating cable is.

6. Periscopic arrangement according to claim 1 to 5, characterized in that the floating buoy with a dielectric protective layer and electric dipoles is covered.