DE235477C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 235477 KLASSE 42 c. GRUPPE

Künstlicher Horizont für Sextanten. Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. Oktober 1909 ab.

Für diese Anmeldung ist bei der Prüfung gemäß dem Unions vertrage vom

20. März 1883

14. Dezember 1900 auf Grund der Anmeldung in Frankreich vom 7. November 1908 anerkannt.

die Priorität

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, mittels deren an Bord von Schiffen mit Hilfe der Sextanten die Beobachtung eines künstlichen Horizontes zwecks Bestimmung der Höhenlage eines Sternes ermöglicht wird. Derartige Vorrichtungen gründen sich auf das von Fleuriais in das Gebiet der sphärischen Meßmethoden eingeführte Prinzip der Benutzung der Präzessionsbewegung eines Barogyroskops in der Weise, daß bei der' höchsten und tiefsten Stellung dieser Bewegung die Sextantenbeobachtung ausgeführt wird.

Die bisherigen diesbezüglichen Vorrichtungen

weisen mannigfache Übelstäride auf, die sämtlich dem Umstände entspringen, daß die zur Erzeugung des Beobachtungshintergrundes dienende, aus einer Linse nebst Netzglasscheibe bestehende Visiervorrichtung zusammen mit dem Gyroskop drehbar ist. Hieraus ergibt sich zunächst der Nachteil, daß das Netz nebst Linse nicht ständig in der Beobachtungsebene verbleibt, sondern nach Maßgabe der Drehgeschwindigkeit periodisch die Bewegungsebene passiert und so eine künstliche Kontinuität des Eindrucks hervorruft. Da das Beobachtungsfeld auf diese Weise nur einen Teil des Lichtes erhält, welches ihm bei ständigem Verbleiben in der Beobachtungsebene verliehen \verden könnte, so fällt der Hintergrund und vor allen

Dingen das Fadennetz verschwommen aus, dies um so mehr, als die Drehbewegung des Gyroskops nebst Visiervorrichtung keine rein kreisförmige, sondern eine schwankende ist, wodurch natürlich die Netzstriche im Beobachtungshintergrunde noch verschwommener erscheinen müssen.

Ein wesentliches Erfordernis der Erzielung eines guten Beobachtungshintergrundes ist eine möglichst große Feinheit und Scharfkantigkeit der Netzstriche. Diese wird aber bei der bisherigen Anordnung der Visiervorrichtung auf dem rotierenden Gyroskop dadurch unmöglich gemacht, daß die Entfernung der Linse von der Fadennetzglasscheibe, die auf die Feinheit der Netzlinien von bestimmendem Einfluß ist, nur eine geringe sein, und zwar praktisch nur bis 3 cm betragen kann. Auf diese Weise fallen die Netzstriche bei den bisherigen Einrichtungen sehr stärk aus und beeinträchtigen dadurch die Genauigkeit der Beobachtungen. Ein beträchtlicher Nachteil der bisherigen Gyroskope zur Erzeugung künstlicher Horizonte ist endlich auch darin zu erblicken,' daß die in ruhender Stellung parallel zueinander verbleibende Netzscheibe und Linse bei der großen Zentrifugalkraft, der sie bei der Drehung ausgesetzt werden, ihre Lage unweigerlich etwas ändern müssen, so daß hierdurch die Genauigkeit der Ablesung auf das

empfindlichste beeinträchtigt wird. Die bisherigen Beobachtungen und Erfahrungen haben das Bestehen obiger Übelstände unzweideutig offenbart. ' . .■··-.

Gemäß vorliegender Erfindung wird nun in allen vorstehend gekennzeichneten Richtungen Abhilfe geschaffen. Zu diesem Zwecke wird die Visiervorrichtung nicht mit dem Gyroskop" drehbar, sondern mit dem kardanmäßig gelagerten Rahmen des Gyroskops derart ver-' bunden, daß sie infolge der Präzessionsbewegung des Gyroskops in der senkrecht durch die Achse des auf dem Sextanten befindlichen Fernrohres verlaufenden Ebene Ausschläge ausführt. Man erkennt ohne weiteres, daß hier-. durch gegenüber der bisherigen Anordnung in jeglicher Hinsicht ein großer Vorteil erzielt wird. Die Ausschläge der Visiervorrichtung bzw. des Fadennetzes· verlaufen nur in der senkrechten Beobachtungsebene, irgendwelche Verschiebung der Linse zum Fadennetzglas ist nicht möglich und infolge der großen Entfernung der beiden Visierelemente, die in der Praxis 12 cm betragen kann, sind scharfe Netzlinien von großer Feinheit bedingt.

. Zum Antrieb des Gyroskops findet, in bekannter Weise Dreiphasenstrom Benutzung, welcher zudem mit hoher Periodenzahl arbeitet und daher sehr große Umdrehungsgeschwindigkeiten erzielen läßt. Dies ist zwar mit Rücksicht auf die absolute Gleichmäßigkeit der Ausschläge der Visiervorrichtung von großem Wert, kann sich aber auch dadurch unangenehm bemerkbar machen, daß die Präzessionsbewegung äußerst langsam wird, wodurch die Beobachtungsdauer gesteigert wird. Um nun die Präzessionsdauer und auch die Ausschlaggröße in den Grenzen praktischer Bequemlichkeit zu halten, wird der Schwerpunkt der Gyroskopeinrichtung gegenüber der Aufhängeachse des kardanmäßig gelagerten Rahmens künstlich verschoben. Die Achschen Gyroskopsextanten kennzeichnen sich gegenüber der neuen Einrichtung dadurch, daß bei ihnen das.Gyroskop zentriert wird, also in der zur Beobachtung notwendigen Zeit keine Präzessionsbewegung ausführt. Auf diese Weise wird eine in wagerechter Lage verbleibende, ruhende Fläche geschaffen. Eine derartige Fläche kann jedoch nicht als künstlicher Horizont benutzt werden, da der Winkel, den das Gyroskop bzw. die Fläche zur Horizontalen bildet, nicht bekannt ist. Außerdem ist eine dauernde horizontale . Einstellung einer solchen Fläche praktisch überhaupt nicht denkbar, so daß schon aus diesem Grunde die Einrichtung für die Zwecke des Erfindungsgegenstandes ungeeignet ist.

Das Wesen der Erfindung beruht vorliegenden-

falls gerade darin, daß Ausschläge in absoluter Gleichmäßigkeit gegenüber der horizontalen Ebene in dem Visierfelde geschaffen werden, so daß bei der absoluten Feinheit und Schärfe der Netzlinie die Beobachtung des Sternes äußerst genau gestaltet wird.

Es ist für das Wesen der Erfindung belanglos, an welchem Punkte des Kardangehäuses die Visiervorrichtung angeordnet wird. Zweckmäßig jedoch findet eine seitliche Anbringung des Visierrohres an dem Rahmen statt.

Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung zur Darstellung gebracht worden, und zwar bedeutet:

Fig. ι eine Gesamtansicht des mit einem elektrischen Gyroskop ausgerüsteten Sextanten,

Fig. 2 ein Detail des Gyroskopmotors in größerem Maßstabe,

Fig. 3 die Aufhängung des Gyroskopmotors, Fig. 4 eine Lagerung der Gyroskopwelle,

Fig. 5 den Grundriß einer abgeänderten Ausführungsform des Gyroskops mit seitlicher Anbringung des Visierrohres, während endlich

Fig. 6 einen senkrechten Schnitt durch die Einrichtung gemäß Fig. 5 darstellt.

In den Fig. 1 bis 4 bedeutet A den beweglichen Induktionskörper, welcher sich gegenüber den mit Anschlüssen versehenen Induktoren B,B frei, d. h. ohne Bürsten o. dgl., dreht. Der Rotationskörper A ist mittels der Achse 2 in dem kugelförmigen Gehäuse 1 gelagert, wobei zwecks Erleichterung der Drehbewegung die Kugellagerung gemäß Fig. 4 Anwendung finden kann. Das Kugelgehäuse ist mittels der Schneiden D auf dem Ring E gelagert, welcher zweckmäßig aus Aluminium hergestellt ist und Stahlpfannen zur Aufnahme der Schneiden D besitzt. Die durch die Sehneiden gezeichnete gerade Linie bildet dann eine Drehachse, die genau durch den Schwerpunkt des Kugelgehäuses nebst Motor'hindurchgeht. Auch der Ring E ist seinerseits mittels der Schneiden F, F, deren Verbindungslinien genau, senkrecht zu der Achse D, D liegen und gleichfalls durch den Schwerpunkt des Systems hindurchgehen, auf dem Unterstützungsrahmen H drehbar gelagert, so daß eine kardanische Unterstützung des Gyroskops erzielt wird.

Auf einem mit dem Ring E verbundenen Rahmen ist ein Visierfernrohr G angeordnet, welches in bekannter Weise an dem einen Ende eine Linse und am anderen Ende ein auf Glas eingraviertes Fadennetz enthält, wobei die Fadennetzglasplatte genau im Brennpunkt der Linse liegt. Das Bild dieses Fadennetzes wird auf diese Weise im Unendlichen erzeugt, jedoch werden die parallelen Strahlen, welche von jedem Punkt ausgehen, durch das Objektiv des auf dem Sextanten S in bekannter Weise angeordneten Fernrohres K aufgenommen. Das Objektiv bringt sie von neuem in der Fokalebene zusammen, so daß das Fadennetz ver- größert im Okular sichtbar wird und einen geeigneten Hintergrund für das Sternbild er-

Claims (1)

1. gibt, welches durch die Spiegelanordnung P, Q in das Fernrohr geworfen wird.

   Die Visiereinrichtung G führt demnach bei eintretender Rotationsbewegung des Gyroskopkörpers lediglich eine Schwingbewegung in Richtung des Fernrohres K aus, wobei sich die Aasschläge auf das Fadennetz übertragen und so im Beobachtungshintergrunde die Möglichkeit der Ablesung des Maximums und des Mini- mums geschaffen wird.

   Da durch die hohe Umdrehungsgeschwindigkeit des Gyroskops, welche im Interesse der Gleichmäßigkeit der Ausschläge und daher auch der Genauigkeit der Meßergebnisse liegt, die Präzessionsdauer proportional gesteigert wird, was wegen des großen Zeitabstandes zwischen den aufeinander folgenden Beobachtungen als Übelstand anzusehen ist, so wird dieser durch Tiefersenken des Schwerpunktes des ganzen Systems gegenüber der Aufhängeachse des kardanmäßig gelagerten Rahmens behoben. Dadurch erhöht sich die Stabilität der Einrichtung auf den Messerschneiden und demzufolge wird auch die Präzessionsdauer geringer. In der Fig. 1 ist diese Verstellung des Schwerpunktes durch die Gewichte T, T¹ ermöglicht.

   In den Fig. 5 und 6 ist eine abgeänderte Ausführungsform der neuen Vorrichtung gezeichnet, wobei die Visiervorrichtung seitlich zum Gyroskop angeordnet ist. Der den Gyroskopmotor tragende äußere Ring E ist bei F an den Tragsäulen H drehbar gelagert und trägt seinerseits an den Lagerstellen D den Rahmen 1 des Gyroskops, wobei der Rahmen dem kugelförmigen Gehäuse gemäß den Fig. 1 bis 4 entspricht. Der bewegliche Induktionskörper A ist mittels der Welle 2 im Rahmen 1 drehbar gelagert, während die festen Induktorwicklungen B zwischen der Armatur des bewegliehen Teiles A und der Welle 2 gelagert sind und mittels der Drähte 3 mit der Stromleitung verbunden sind. Die Gewichte T sind hier in etwas abweichender Weise angebracht. / ist der Tragarm, mittels dessen die Gyroskopvorrichtung am Sextanten befestigt wird.

   Auch bei dieser Ausführungsform wird das Visierrohr G trotzdem in senkrechter Ebene Ausschläge ausführen, und zwar nach Maßgabe der Oscillationsbewegung des Rahmenteiles E, welche durch die Gewichte D geregelt werden kann.

   Pa TE ν τ-An s PEU c H:

   Künstlicher Horizont für Sextanten, dadurch gekennzeichnet, daß die Visiervorrichtung mit dem kardanmäßig gelagerten Rahmen eines Gyroskops derart verbunden ist, daß sie infolge der Präzessionsbewegung des Gyroskops in der senkrecht durch die Achse des auf dem Sextanten befindlichen Fernrohres verlaufenden Ebene Ausschläge ausführt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.