DE15529C - Schallgeschwindigkeitsmesser mit Regulirung nach verschiedenen Temperaturen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

- Λ2 15529 - i//i)//i.vr·

KLASSE 42: Instrumente. ^

Bekanntlich pflanzt sich die Lichtwelle im Lufträume mit der Geschwindigkeit von 300400 km fort, während die Schallwelle in derselben Zeit nur Y₃ km zurücklegt. Entspringen Licht und Schall derselben Ursache und besitzt man ein Instrument, welches die Zeitdauer zwischen der Licht- und Schallwahrnehmung bis auf möglichst kleine Zeittheilchen (im vorliegenden Falle auf Y₃₀O bis Y₃₆₀ Secunde genau) mifst, so hat man einen für militärische Zwecke vollkommen genügenden, auf dem Messen der Schallgeschwindigkeit beruhenden Apparat, welcher die Zeitdauer zwischen der Licht- und Schallerscheinung angiebt. Wird diese Zeitdauer vom Instrument selbst auf ein Längenmafs umgerechnet, im vorliegenden Falle auf Meter bis zur Einheit herab, so erhält man einen Distanzmesser, welcher die Entfernung des Beobachters von der Licht- und Schallquelle feststellt. Das vorliegende Instrument entspricht diesem Zwecke. Es ist ein Laufwerk, welches dergestalt angeordnet ist, dafs infolge der Auslösung bei Wahrnehmung der Lichterscheinung ein System von Zeigern auf Zifferblättern in Bewegung gesetzt wird, um bei der Hemmung des Werkes die von der Schallwelle durchlaufene Distanz anzuzeigen. Die Anordnung der Zifferblätter kann eine verschiedenartige sein, entweder zu Vieren, um Einheiten, Zehner, Hunderter und Tausender auszudrücken, oder nur in Zweien, um Einheiten und Zehner auf dem einen, Hunderter und Tausender auf dem anderen zu weisen etc. Die Bewegung des Instrumentes würde aber dem wirklichen Gange der Schallwelle in der Natur nicht entsprechen, wenn es nicht auch nach der Temperatur, welche bekanntlich die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Schalles sehr merklich beeinflufst, regulirt werden könnte. Und dieses von keinem der bisher bekannten ähnlichen Instrumente berücksichtigte Erfordernifs soll von dem vorliegenden Instrumente erreicht werden. Eine Scala, welche den Temperaturgraden von — 20 bis -+- 50⁰ C. entspricht, ist neben den Zifferblättern eingravirt und ein Zeiger A wird mittelst des Knopfes k_x behufs Reguiirung des Werkes derart eingestellt, dafs er auf diejenige Ziffer der Gradtheikmg zeigt, die der herrschenden Lufttemperatur entspricht.

Das Laufwerk wird durch eine Spiralfeder in Gang gesetzt, die im Federhaus f, Fig. 2 und 3, eingeschlossen ist. Die an letzterem befestigte Kette k windet sich beim Aufziehen des Werkes um die mit einem Sperrrade versehene Schnecke s, Fig. 2 und 3. Mit dieser sind auch zwei Zahnräder Z₁ und z₂ an der nämlichen Axe befestigt, ersteres mit 40, letzteres mit 80 Zähnen. Das Aufziehen erfolgt mittelst eines an der Schneckenaxe bei a, Fig. 2, unten angebrachten Schlüssels. In das Zahnrad Z₁ greift ein zweites bei der Axe «_x, Fig. 3, festsitzendes grofses Zahnrad Z₃ mit 150 Zähnen ein. An der nämlichen Axe (I₁ sitzt auch der eine Zeiger d_u Fig. 2 rechts oben, fest. Er bewegt sich bei je 100 m Distanz um einen Theil des Zifferblattes fort. Die Uebertragung der Rotation der Schnecke auf den unmittelbar die einzelnen Meter angebenden Zeiger d₂, Fig. 2, geschieht in folgender Weise:

Das Messingrad Z₂ greift, in einen stählernen Trieb ή, Fig. 3, mit 10 Zähnen ein, dessen eines Axenende m, Fig. 2, in der untersten Unr-

werksplatte J)₁ , Fig. 2, festsitzt, während das andere durch einen (in der Figur der Deutlichkeit halber nicht gezeichneten) Z - förmigen Messingbügel gehalten wird. An der Axe des Triebes U₁ sitzt ferner das Rädchen z_t, Fig. 3, mit 410 Zähnen, welches unmittelbar in den an der Axe des Zeigers d₂, Fig. 2, befindlichen zwölfzähnigen Trieb t._t eingreift und so den Zeiger d₂ in Bewegung setzt. Die Regulirung des Werkes geschieht auf folgende Art:

Ein an der Axe des Triebes t₃ (und Zeigers d₂) festsitzendes Kronrad / mit 70 Zähnen greift in einen siebenzähnigen Trieb t₃, Fig. 2, ein. Die Axe dieses Triebes 11 n, Fig. 1, steht senkrecht auf der Axe des Zeigers d₂ und es ist an ihr noch das sägeartig gezähnte Stahlrädchen Z₅, Fig. ι und 2, befestigt. Die Function dieses Rädchens ist der eines Steigrades an einer Pendeluhr sehr ähnlich, es wird in gleichen Zeitintervallen gehemmt. Während aber diese Zeitintervalle bei Pendeluhren meist eine oder einen nicht zu kleinen Bruchtheil einer Secunde betragen, erfolgt die Hemmung dieses Rädchens tausend mal in der Secunde, und zwar durch die schwingende Stahlfeder F₁ Fig. 1 und 2. Dieselbe bewegt sich alternirend in der Richtung der Pfeile I und II, Fig. 2. Sie schlägt dabei entweder hemmend an die Zähne des Rädchens Z₅, durch welche sie in Vibration versetzt wird, oder an die ihre Amplitude begrenzende Regulirungsschraube M. Ein Verdrehen dieser Schraube bewirkt eine Veränderung der Schwingungsdauer der Feder F und ermöglicht somit, den Gang des Werkes nach Belieben zu regeln. Speciell im vorliegenden Falle wird durch diese Regulirung der Gang des Werkes demjenigen der Schallwelle in der Luft vollkommen gleich gemacht. Zu diesem Zwecke ist an der Schraube M ein Zeiger A, Fig. 2 und 4, aufgesteckt, der auf einer empirisch gefundenen Temperaturscala B, Fig. 4, eingestellt wird.

Die willkürliche Regulirung vermittelst des auf der empirisch gefundenen Temperaturscala laufenden Zeigers in diesem Instrumente kann aufserdem durch folgende Vorrichtungen ersetzt werden:

ι. Die schwingende Feder F wird durch eine aus mehreren Metallstreifen combinirte ersetzt, wodurch sie die Eigenschaft erhält, bei Temperaturvariationen ihre Gestalt zu ändern und hiermit selbstthätig den Gang des Werkes zu reguliren.

2. Es wird die Bewegung eines im Instrumente angebrachten Metallthermometers, einer Quecksilber- oder anderen Flüssigkeitssäule, entweder direct auf die Schraube M übertragen, oder auf einen ihre Stelle vertretenden, verschiebbaren Piston oder Hebel.

In demselben Moment, in welchem man die Lichtwelle wahrnimmt, wird das Instrument durch einen leisen Druck des Fingers auf den Handgriff H, Fig. 1, in Gang gebracht, dabei gleitet das Ende c des um das Pivot d drehbaren Hebels cdH unter dem am Zahnrädchen Z₅ angebrachten Stifte i hinweg, das Rädchen ist frei und das Spiel beginnt. Entfernt man dann, nachdem man die Schallwelle wahrgenommen hat, rasch den drückenden Finger, so springt der Hebel Hc durch den Druck der Feder e, Fig. 1, wieder zurück und hemmt die Bewegung. Um das Einstellen der das von der Schallwelle durchlaufene Längenmafs angebenden Zeiger auf ο zu bewerkstelligen, ist folgende Einrichtung getroffen:

Ein Druck auf den Knopf c bewegt den zweiarmigen drehbaren Hebel D, der dann mit seinen Spitzen ^₁ und g₂ so lange auf den herzförmigen, drehbaren Messingstücken ^₁ und q^ schleift, bis er in die Vertiefungen Ji_x und Zi₂ kommt und sie in dieser Lage festhält. Diese Herzstücke sind mit kleinen Röhren verbunden, welche die Zeiger d\ und d^ tragen und auf den entsprechenden Axen mit sanfter Reibung festsitzen. Nach geschehener Einstellung schiebt die Feder χ den Hebel D wieder in seine frühere Lage zurück.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Auf eine von der Natur indirect beeinflufste Hemmung für Uhrwerke, welche zum Messen sehr kleiner Zeittheilchen dienen, bestehend aus einem Steigrad z₅, Fig. 1 und 2, auf dessen Peripherie mit dem freien Ende eine flache Stahlfeder F ruht, auf welche eine Schraube M wirkt, die fest verbunden ist mit dem Temperaturzeiger A, welcher, von der Hand stellbar, über eine empirisch festgestellte Temperaturscala gleitet, wobei die Wirkung der Schraube M derart ist, dafs durch Drehen des Zeigers die Schwingungsdauer der Feder bezw. die Geschwindigkeit des Steigrades ζ₅, also auch die Geschwindigkeit der Zeiger d_x und d$ verändert wird, welche die in Längen umgerechnete Zeitdauer anzeigen.

2. Auf eine direct von der Temperatur beeinflufste Hemmung für Uhrwerke, die zum Messen sehr kleiner Zeittheilchen dienen, bestehend aus einer von Metallstreifen mit verschiedenen Ausdehnungscoefficienten zusammengesetzten Feder F, deren freies Ende auf ein Steigrad Z₅ derart einwirkt, dafs dieselbe, weil sie bei verschiedenen Temperaturen verschieden gekrümmt ist, einen verschiedenen Druck auf das Steigrad Z₅ ausübt.

An Uhrwerken aller Art die Anordnung, um die Anfangsstellung der Zeiger herbeizuführen , bestehend aus dem einfachen oder mehrfachen Hebel D, Fig ι, mit Nasen g₁ g₂ etc., in Combination mit der Feder x, den an den Verlängerungen der Zeigerwellen Zi₁ Zt₂ etc. festsitzenden unrunden Scheiben ς₂ und ^₁ und dem Druckstift c zur Bewegung des Hebels D aus seiner Ruhelage.

Auf einen Entfernungsmesser, bei welchem die Zeitdifferenz zwischen dem Wahrnehmen der Lichtwelle und der Schallwelle gemessen wird, bestehend aus der Combination eines Uhrwerkes mit Zeigern J₁ d₂, Fig. ι bis 4, der in Patent-Anspruch 1. bezw. 2. genannten Regulirung nach der Temperatur, ferner der im Patent-Anspruch 3. genannten Einrichtung zur Normalstellung der Zeiger.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.