DE124577C

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Publication number: DE124577C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet ein Instrument zur Berechnung trigonometrischer Gröfsen ohne Hülfe von Tabellen oder Ziffernrechnung, und zwar gehört es zu denjenigen dieser Instrumente, bei denen zwei mit Lä'ngeneintheilung versehene Radialschienen um die Mitte eines Gradbogens drehbar angeordnet sind.The subject of the present invention is an instrument for calculating trigonometric Gröfsen without the aid of tables or numerical calculations, and indeed it belongs to those of these instruments, in which two radial rails provided with longitudinal division around the Are arranged rotatably in the middle of a degree arc.

Bei den bisher bekannten derartigen Instrumenten , wie sie beispielsweise durch die Patentschrift 55661 bekannt geworden sind, sind, wenn sie überhaupt für die Berechnung schwierigerer Aufgaben eingerichtet sind, aufser diesen Radialschienen noch mehrere Scalenschienen vorhanden, welche zu ersteren senkrecht stehen und längs derselben verschiebbar angebracht sind. Bei diesen' Instrumenten bilden der Natur der Sache nach gewöhnlich rechtwinklige Dreiecke die Grundlage der Rechnung, und nur in dem Falle, in welchem eine der Basis des Gradbogens parallel geführte Scalenschiene vorhanden ist, können auch schiefwinklige Dreiecke unmittelbar eingestellt werden.In the previously known instruments of this type, for example by the Patent 55661 have become known, are, if they are set up for the calculation of more difficult tasks at all, except These radial rails have several scale rails, which are perpendicular to the former stand and are attached along the same displaceable. With these 'instruments in the nature of things usually right triangles form the basis of the Calculation, and only in the case in which one of them ran parallel to the base of the degree arc If a scale rail is available, oblique triangles can also be set directly will.

Die Handhabung eines derartigen verwickelten Instrumentes bietet grofse Schwierigkeiten, und obwohl dasselbe für gewisse Zwecke, z. B. auf dem festen Lande, brauchbar sein mag, so ist es doch für die Zwecke des Seefahrers, für welche das vorliegende Instrument in erster Linie bestimmt ist, nicht besonders geeignet.The handling of such an intricate instrument presents great difficulties, and although the same for certain purposes, e.g. B. on land, may be useful, so is it was for the purposes of the navigator, for which the present instrument was in the first place Line is intended, not particularly suitable.

Bei dem vorliegenden Instrument wird eine grofse Einfachheit der Einrichtung und Handhabung , sowie eine aufserordentlich grofse Vielseitigkeit der Benutzung dadurch erreicht, dafs aufser dem genannten Gradbogen noch ein zweiter vorhanden ist, der von einer der Basis des ersten Gradbogens parallel geführten Schiene getragen wird und zur Einstellung eines um die Mitte dieses zweiten Gradbogens drehbaren Mafsstabes dient.The present instrument is extremely easy to set up and use , and an extraordinarily great versatility of use is achieved by that, in addition to the arc of degree mentioned, there is a second one, that of one of the Base of the first straight line is carried parallel rail and for adjustment a ruler that can be rotated around the middle of this second degree arc is used.

Dieser zweite bewegliche Gradbogen ermöglicht es, zusammen mit den Radienschienen des festen Gradbogens unmittelbar schiefwinklige Dreiecke jeder Art einzustellen und die unbekannten Winkel und Seiten derselben zu bestimmen.This second movable degree arch enables it, together with the radius rails of the fixed degree arc to immediately set oblique triangles of any kind and determine the unknown angles and sides thereof.

Diese Einrichtung macht das Instrument so einfach und handlich, dafs es auch bei dem schlechtesten Wetter auf See auf dem Deck des Schiffes zu allen für die Schifffahrt erforderlichen Berechnungen brauchbar ist, während zur Bestimmung der betreffenden Werthe aufser diesem Instrument nur noch ein Kompafs und ein Patentlog bezw. auch nur eine Taschenuhr erforderlich, Bücher, Karten, Bleistifte und Papier dagegen entbehrlich sind, was bei keinem der bisher bekannten derartigen Instrumente der Fall ist.This arrangement makes the instrument so simple and handy that it does so with the worst weather at sea on the deck of the ship to all necessary for shipping Calculations is useful, while for determining the values in question besides this instrument only a compaf and a patent log resp. also just one Pocket watch required, books, cards, pencils and paper are dispensable, which is not the case with any of the previously known such instruments.

Fig. ι stellt das Instrument in Oberansicht, Fig. 2 in Endansicht von seiner Unterkante dar. Fig. 3, 4 und 5 stellen schematisch dieFig. Ι shows the instrument in a top view, Fig. 2 in an end view of its lower edge Fig. 3, 4 and 5 show schematically the

Haupttheile des Instrumentes in verschiedenen Stellungen dar, um den Gebrauch desselben zu erläutern.Main parts of the instrument in different positions for the use of the same to explain.

Der feste Gradbogen des Instrumentes ist auf einer Grundplatte X eingravirt, und zwar in Form eines Halbkreises A, welcher sich über einer mit Längeneintheilung versehenen Grundlinie oder Basis B erhebt. In dem Mittelpunkt des Gradbogens ist eine Senkrechte C auf dieser Basis errichtet, welche ebenfalls mit Maafseintheilung versehen ist. In der Mitte dieses Gradbogens befindet sich ein Zapfen A¹, um welchen zwei Schienen D¹D'² drehbar sind, deren ebenfalls mit Maafseintheilung versehene Kante genau radial zum Kreisbogen verläuft. Diese beiden Radienschienen können mittelst einer auf dem Zapfen A¹ vorgesehenen Flügelmutter in jeder beliebigen Stellung festgezogen werden.The fixed degree arc of the instrument is engraved on a base plate X , in the form of a semicircle A, which rises above a base line or base B provided with longitudinal graduation. In the center of the degree arc, a vertical C is erected on this base, which is also provided with a Maafseinividung. In the middle of this straight line there is a pin A ¹ , about which two rails D ¹ D ' ^{2 can be} rotated, the edge of which, likewise provided with a dimensional division, runs exactly radially to the arc of the circle. These two radius rails can be tightened in any position by means of a wing nut provided on pin A ^1.

Ueber diesem Gradbogen und den Radienschienen ist eine zweckmäfsig ebenfalls mit Maafseintheilung versehene Schiene E angeordnet, welche durch schwalbenschwanzförmige Gleitklötze E¹ in Nuthen Α^Ά, die in der Grundplatte H vorgesehen sind, sich selbst und der Basis des festen Gradbogens parallel verschiebbar getragen sind, und die mittelst Flügelmuttern JE"² in jeder Stellung über diesem Gradbogen bezw. den Radienschienen festgestellt werden kann.Above this degree arc and the radius tracks is arranged a zweckmäfsig also provided with Maafseintheilung rail E, which, itself, and the base of the fixed degree arc are supported in parallel displaceable by dovetailed slide blocks E ¹ in Nuthen ^Α Ά which are provided in the base plate H, and which by means of wing nuts JE " ^{2 can be determined} in any position above this degree arc or the radius rails.

Die Stellschiene E trägt einen zweiten, mit Kreiseintheilung versehenen Gradbogen F, in dessen Mittelpunkt um einen Zapfen F- ein doppelseitiger Zeiger G drehbar ist, welcher mittelst zweier gleich langer Lenker H^l eine mit Längeneintheilung versehene weitere Schiene H trägt, die als Fahrschiene bezeichnet werden mag und durch diese Lenker H¹ sich selbst und dem Fahrzeiger G parallel geführt ist. Mittelst zweier Flügelmuttern H'² können die Lenker Ή¹, welche für gewöhnlich eine freie. Bewegung der Fahrschiene H zulassen, in beliebiger Stellung festgezogen werden, derart, dafs, wenn auch der Fahrzeiger G mittelst einer auf seinem Zapfen vorgesehenen Flügelmutter festgespannt ist,. auch die Stellung der Fahrschiene H unveränderlich festgehalten wird.The adjusting rail E carries a second, circular arc F, in the center of which a double-sided pointer G can be rotated around a pin F , which by means of two equally long links H ^l carries a further rail H provided with length divisions, which are referred to as the running rail likes and through this handlebar H ¹ itself and the vehicle pointer G is guided in parallel. By means of two wing nuts H ^'2, the handlebar Ή ^1, which ^is usually a free. Allow movement of the running rail H , can be tightened in any position, in such a way that, even if the vehicle pointer G is tightened by means of a wing nut provided on its pin. also the position of the running rail H is fixed unchangeably.

Als zweckmäfsige Hülfsmittel zum Festhalten von Zeit und Zahlennotizen sind auf der Grundplatte noch zwei Stunden-Kreistheilungen / bezw. J nebst den zugehörigen drehbaren Zeigern sowie eine gerade Scala K nebst zwei längs derselben verstellbaren Zeigern Jv¹ vorgesehen.As a useful aid for recording time and number notes, two hour circle divisions / resp. J together with the associated rotatable pointers and a straight scale K ^{together with two pointers Jv 1} that can be adjusted along the same are provided.

Die Kreistheilung A dient dazu, beliebige Winkel einzustellen, welche durch die Radienschienen D¹ und Z)² angezeigt werden, deren radiale Kanten die eine oder auch beide Seiten des zu .berechnenden Dreiecks darstellen und auch die Länge dieser Seiten in entsprechendem Maafsstabe angeben. Die Stellschiene E dient nebst ihren Zubehörtheilen dazu, entweder die dritte Seite oder eine oder zwei andere Winkel (bezw. deren Sinus und Cosinus) festzustellen, dadurch, dafs diese Stellschienen über der verticalen und einer oder beiden Radienschienen eingestellt wird. Die obere Kreistheilung, welche von dieser Stellschiene getragen wird, ermöglicht dabei, die Fahrschiene H quer über den Radienschienen und der senkrechten Schiene C einzustellen, welche durch den doppelseitigen Zeiger G angegeben werden. Die Beweglichkeit dieser Fahrschiene ermöglicht es, an der unteren Kreistheilung A und den übrigen Scalen Ablesungen vorzunehmen, welche sonst durch die Stellschiene D unmöglich gemacht würden, da diese die unteren Scalen verdecken würde.The circle division A is used to set any angle, which is indicated by the radius rails D ¹ and Z) ² , the radial edges of which represent one or both sides of the triangle to be calculated and also indicate the length of these sides in a corresponding scale. The adjusting rail E , together with its accessories, serves to determine either the third side or one or two other angles (or their sine and cosine) by setting this adjusting rail over the vertical and one or both radius rails. The upper circle division, which is carried by this adjusting rail, enables the running rail H to be adjusted across the radius rails and the vertical rail C , which are indicated by the double-sided pointer G. The mobility of this running rail makes it possible to take readings on the lower circle division A and the other scales, which would otherwise be made impossible by the adjusting rail D , since it would cover the lower scales.

Durch verschiedene Einstellung der beweglichen Theile gegenüber den festen Scalen werden die Längen der Seiten der zur Berechnung dienenden Dreiecke und deren Winkelgröfsen eingestellt und die unbekannten von diesen Werthen aus den bekannten berechnet. Die auf der Zeichnung dargestellten Scalen sind in 5, 10 und 50 Einheiten, beispielsweise Meilen, eingetheilt. W^Tenn indessen die Entfernung gering ist, so kann man auch jede kleinste Einheit, z. B. Y₄ oder ¹Z₀ Meile bezw. Y₅, Y₁₀ oder Y₂₀ Meile u. s. w., gelten lassen.By setting the movable parts differently in relation to the fixed scales, the lengths of the sides of the triangles used for the calculation and their angular sizes are set, and the unknown of these values are calculated from the known ones. The scales shown in the drawing are divided into 5, 10 and 50 units, for example miles. W ^T hen, however, the distance is small, so you can also every smallest unit z. B. Y ₄ or ¹ Z ₀ mile respectively. Accept Y ₅ , Y ₁₀ or Y ₂₀ mile, and so on.

Der Gebrauch des Instrumentes soll nunmehr an zwei Beispielen erläutert werden.The use of the instrument will now be explained using two examples.

Dem Schiffsoffizier liegt z. B. häufig die Aufgabe vor, die Entfernung eines Schiffes von einem bestimmten Punkt am Lande, sowie die Strecke zu bestimmen, welche das Schiff noch zurücklegen mufs, um diesen Punkt in seine Querlinie zu bringen; ferner die Entfernung, in welcher das Schiff diesen Punkt passirt, oder wie weit das Schiff sich vorwärts bewegt hat, seit dieser Punkt sich in der Querschiffslinie befand, und in welcher Entfernung das Schiff diesen Punkt passirt hat, sowie auch ob das Schiff seinen Kurs einhält.The ship's officer is z. B. often the task of removing a ship from a certain point on land, as well as determining the distance that the ship must still travel to this point to bring into its transverse line; also the distance at which the ship is to this point passed, or how far the ship has moved since that point was in the Was the transept line, and at what distance the ship passed this point, as well as whether the ship is keeping its course.

Will man diese Aufgaben mittels des beschriebenen Instrumentes lösen, so peilt man den betreffenden Punkt vom Schiff aus beispielsweise mittelst eines Kompasses an und stellt den Winkel, welchen diese Peilung mit dem Schiffskurs einschliefst, mittelst einer der Radienschienen, beispielsweise Z)¹, auf der Kreistheilung A ein, wie in der schematischen Fig. 5 angedeutet. Zugleich wird der Zeitpunkt dieser Peilung angemerkt, beispielsweise durch Einstellung der Zeiger eines der Zifferblätter 7 und J. Nachdem sich die Lage des Schiffes hinreichend geändert hat, wird eine zweite Peilung vorgenommen, die in derselben Weise wie vorher mittelst der zweiten Radienschiene D'² eingestellt wird, während zugleich der Zeitpunkt dieser Peilung ebenfalls ange-If you want to solve these tasks using the instrument described, you aim at the point in question from the ship, for example by means of a compass, and set the angle that this bearing includes with the ship's course by means of one of the radius rails, e.g. Z) ¹ , on the circle graduation A , as indicated in the schematic FIG. At the same time, the time of this bearing is noted, for example by setting the pointers on one of the dials 7 and J. After the position of the ship has changed sufficiently, a second bearing is taken, which is set in the same way as before by means of the second radius rail D' ² while at the same time the time of this bearing is also indicated.

merkt wird. Nach der Differenz der beiden Zeitnotirungen wird dann die Strecke, welche das Schiff seit der ersten Peilung zurückgelegt hat, geschätzt. Nun wird die S.tellschiene E so lange wagerecht verschoben, bis die zurückgelegte Entfernung zwischen den beiden Radienschienen D¹ und Z)² genau eingestellt ist.is noticed. After the difference between the two time notifications, the distance which the ship has covered since the first bearing is estimated. Now the S.tellschiene E is shifted horizontally until the distance covered between the two radius rails D ¹ and Z) ^{2 is} exactly set.

Die hierdurch auf der Radienschiene Z)¹ von der Stellschiene E oder, wie es auch in diesem Falle geschehen kann, von der Fahrschiene H abgeschnittene Strecke entspricht der Entfernung des Schiffes von dem Gegenstande in dem Augenblicke der ersten Peilung, und die entsprechende Strecke auf der zweiten Radienschiene Z)² entspricht der Entfernung von diesem Punkt am Lande in dem Augenblicke der zweiten Peilung. Die Strecke auf der Schiene E von der Verticalen C bis zur zweiten Radienschiene Z)² entspricht der Entfernung, welche zurückzulegen ist, um den betreffenden Punkt in die Querlinie des Schifies zu bringen, und die Zeit, in welcher das Schiff an dem Punkt vorüberfahren wird, kann daher geschätzt werden, und endlich stellt die Strecke" der Verticalen C bis zur Stellschiene E den Abstand, in welchem das Schiff vorüberfahren wird, dar. Läfst man nun die Einstellung des Instrumentes unverändert und nimmt, nachdem die Lage des Schiffes sich wieder geändert hat, eine dritte Peilung vor, bestimmt die Entfernung durch das Log und stellt nun die zweite Radienschiene Z)² dieser Peilung entsprechend ein, beispielsweise auf Z)³, so wird, wenn das Schiff seinen Kurs genau einhält, dieser Radius Z)³ die Stellschiene E in einem Punkte schneiden, welche von dem vorhergehenden Schnittpunkt der Radienschiene Z)² mit dieser Stellschiene um dieselbe Strecke entfernt liegt, als das Schiff inzwischen zurückgelegt hat, so dafs die Stellung dieser Schiene unverändert bleiben kann, und denselben Abstand für das Vorüberfahren ergiebt, wie vorher, während die Ablesung auf der jetzt als Z)³ bezeichneten Radienschiene dem Abstand des Schiffes zur Zeit der dritten Peilung entspricht. Einen etwa vorher vorgekommenen Fehler kann man hierbei verbessern. Man kann dann noch eine vierte Peilung vornehmen und dabei feststellen, ob das Schiff seinen Kurs einhält. Diese späteren Einstellungen nach der Einstellung der zweiten Radienschiene bestehen also nur in einer weiteren Verstellung dieser Schiene, entsprechend der jedesmaligen Peilung, und hierdurch können die erwähnten Einzelheiten bestimmt werden.The distance cut off on the radius rail Z) ¹ from the adjusting rail E or, as can also be done in this case, from the running rail H corresponds to the distance of the ship from the object at the moment of the first bearing, and the corresponding distance on the second radius rail Z) ² corresponds to the distance from this point on land at the moment of the second bearing. The distance on the rail E from the vertical C to the second radial ^{rail Z) 2} corresponds to the distance that has to be covered in order to bring the point in question into the transverse line of the Schifies, and the time in which the ship will pass the point , can therefore be estimated, and finally the distance "from the vertical C to the adjusting rail E represents the distance at which the ship is passed. If one leaves the setting of the instrument unchanged and takes it after the position of the ship has changed again has a third bearing before, determines the distance through the log and now sets the second radius rail Z) ² according to this bearing, for example to Z) ³ , then, if the ship is precisely on its course, this radius Z) ^{3 will be} the Adjusting rail E cut at a point which is removed from the previous intersection of the radius rail Z) ² with this adjusting rail by the same distance as the ship meanwhile z so that the position of this rail can remain unchanged, and gives the same distance for passing as before, while the reading on the radius rail now designated as Z) ³ corresponds to the distance of the ship at the time of the third bearing. A mistake that may have occurred before can be corrected here. You can then take a fourth bearing and determine whether the ship is on its course. These later adjustments after the adjustment of the second radius rail therefore only consist in a further adjustment of this rail, according to the each time bearing, and this allows the details mentioned to be determined.

Wenn der Punkt auf dem Lande sich hinter der Querlinie des Schiffes befindet, stellt man die Radienschienen entsprechend den Peilungen so ein, dafs sie sich um ebenso viele Grade hinter der Verticalen C befinden, als bei der Peilung abgelesen ist, wie durch den Radius Z)⁴ angedeutet ist. Der Abstand des betreffenden Objectes wird dann durch Messung auf diesem Radius Dⁱ bestimmt und die Fahrt, welche das Schiff zurückgelegt hat, seit das Object sich in Querlinie befand, kann auf der SchieneZ? abgelesen werden, während die Entfernung von dem Object, als dasselbe sich in der Querlinie befand, auf der Verticalen ablesbar ist.If the point on land is behind the transverse line of the ship, adjust the radius rails according to the bearings so that they are as many degrees behind the vertical C as is read from the bearing as the radius Z) ^{4 is} indicated. The distance of the object in question is then determined by measuring on this radius D ⁱ and the voyage which the ship has made since the object was in a transverse line can be measured on the rail Z? can be read, while the distance from the object when it was in the transverse line can be read on the vertical.

Eine andere besonders vorteilhafte Anwendung der Einrichtung ist folgende:Another particularly advantageous application of the device is as follows:

Der Abstand zweier zugleich sichtbarer Punkte am Land, sowie der Winkel, welchen ihre Verbindungslinie mit dem Meridian einschliefst, werden der Karte entnommen und jeder der beiden Punkte angepeilt. Die augenblickliche Entfernung des Schiffes von diesen Punkten und die Abstände, in welchen das Schiff diese Punkte passiren wird, können dann in folge'nder Weise ermittelt werden.The distance between two simultaneously visible points on the land, as well as the angle, which their line of connection with the meridian are taken from the map and each of the two points targeted. The instantaneous distance of the ship from these Points and the distances at which the ship will pass these points then be determined in the following way.

Man verwandelt den der Karte entnommenen Meridianwinkel der Verbindungslinie der beiden betreffenden Punkte durch Hinzufügen der Variation und Deviation in einen Compafswinkel, welcher denjenigen Winkel darstellt, den die Verbindungslinie der beiden Punkte mit dem Schiffskurs bildet, stellt den Zeiger G und mit diesem die Fahrschiene H mittelst der oberen Kreistheilung F so ein, dafs sie diesen Compafswinkel mit der senkrechten Schiene C einschliefst (Fig. 3), und spannt den Zeiger G in dieser Winkelstellung fest. Die senkrechte Schiene C stellt nun den Kurs des Schiffes dar. Die Radienschienen Z)¹ und Z)² werden auf dem Gradbogen A auf die beiden Peilungen, welche von den beiden. Punkten genommen sind, eingestellt. Nun werden die Stellschiene E und die Fahrschiene H parallel zu sich selbst so verschoben, dafs die bekannte Entfernung der beiden Punkte von einander, in einem der Eintheilung dieser Fahrschiene H entsprechenden Mafsstabe gerechnet, genau zwischen den beiden Radienschienen Z)¹ und D'² eingeschlossen ist. Die Schnittpunkte der Fahrschiene mit den beiden Radienschienen Z)¹ und Z)² geben dann die Entfernung des betreffenden Landpunktes auf der zugehörigen Peilung an.The meridian angle of the connecting line of the two points in question is converted from the map by adding the variation and deviation into a compass angle, which represents the angle that the connecting line of the two points forms with the ship's course, the pointer G and with this the rail H is averaged of the upper circle pitch F in such a way that it encloses this compass angle with the vertical rail C (Fig. 3), and clamps the pointer G in this angular position. The vertical rail C now represents the course of the ship. The radius rails Z) ¹ and Z) ² are on the arc A on the two bearings, which of the two. Points are taken. Now the adjusting rail E and the running rail H are shifted parallel to themselves in such a way that the known distance of the two points from one another, calculated in a scale corresponding to the division of this running rail H , is included exactly between the two radial ^{rails Z) 1} and D ' ² is. The points of intersection of the running rail with the two radius rails Z) ¹ and Z) ² then indicate the distance of the relevant land point on the associated bearing.

Wenn man hiernach. die Fahrschiene H waagerecht einstellt und sie so verschiebt, wie in Fig. 4 angegeben, bis sie zuerst den einen und dann den anderen der beiden Radien in deni der Entfernung entsprechenden Abstande schneidet, so ergiebt sich der Abstand, in welchem das Schiff an jedem der beiden angepeilten Objecte vorüberfahren wird, als der Abstand zwischen der Verticalen C und dem betreffenden Punkte des Radius auf der Fahrschiene H. If you look after. adjusts the running rail H horizontally and shifts it as indicated in FIG both targeted objects is passed, as the distance between the vertical C and the relevant point of the radius on the rail H.

Aufser zur Lösung der angegebenen Aufgaben ist das Instrument noch für viele andere Zwecke sehr gut brauchbar. In allen diesenIn addition to solving the specified tasks, the instrument is also used for many others Purposes very useful. In all of these

Fällen kann man trigonometrische Berechnungen vornehmen, ohne Zahlenrechnungen ausführen zu müssenIn some cases, trigonometric calculations can be made without performing numerical calculations to have to

ausgenommen einfache Additionen.except for simple additions.

Claims

Patent claim:

Instrument for calculating trigonometric quantities or the like with fixed circular graduation and associated radial rails as well as a graduated adjusting rail which can be moved parallel to itself, characterized in that a circular graduation (F) is firmly attached to this adjusting rail (E) around its center point double-armed pointer (G) with a rail (H) attached to it by means of a handlebar ff / ¹ ,) that supports a division, the latter can be rotated at any angle over the radius rails (D ¹ D ' ² ) and the fixed circular division ( A) and thereby also being able to easily calculate the unknowns of oblique triangles directly.

For this purpose ι sheet of drawings.