DE23579C - Neuerungen am künstlichen Horizont von Quadranten, Sextanten, Octanten und anderen nautischen resp. Feldmefs-Instrumenten - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 42: Instrumente.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mittel zur Bestimmung des wahren Horizontes, wenn Sextanten, Octanten oder ähnliche Instrumente unter Verhältnissen zur Anwendung kommen, die den natürlichen Horizont oder ein sonstiges festes Distanzobject nicht zu sehen gestatten.

Die Erfindung besteht in der Aufhängung eines Pendels innerhalb einer geschlossenen Hülse, zum Zweck, dieses vor äufseren störenden Einwirkungen zu bewahren, und in der Anordnung dieser Hülse am Stativ des Instruments rechtwinklig zu einer Teleskop- oder Diopter-Längsachse in solcher Stellung zu einem Reflector, dafs die richtige verticale Stellung des Pendels und die daher gleichfalls verticale Stellung des Stativs dem Operirenden im Teleskop durch ein Spiegelbild des Pendel-Endes im Reflector sichtbar wird.

Die Adjustirung dieses Reflectors in Bezug auf die durch das Teleskop gelegte Visirlinie ist solche, dafs, sobald das Instrument sich in verticaler Stellung befindet, das Spiegelbild des Pendel-Endes mit der Visirlinie zusammenfällt und somit dem Operirenden sichtbar wird.

Ferner besteht die Erfindung in der Aufhängung des Pendels innerhalb einer geschlossenen, mit einer Flüssigkeit von niederem Gefrierpunkt gefüllten Hülse. Die natürlichen Schwingungen des Pendels, wenn das Instrument am Bord eines Schiffes zur Anwendung kommt, werden durch die Flüssigkeit abgeschwächt bezw. gänzlich gebrochen, so dafs das Spiegelbild des Pendels ein sicheres, ruhiges wird.

Die nachfolgende Beschreibung erklärt die Natur der Erfindung, sowie die Art der Anordnung, der Construction und der Anwendung.

In der beiliegenden Zeichnung zeigt Fig. 1 die Erfindung an einem Sextanten angeordnet, und Fig. 2 die separate Ansicht einer solchen Vorrichtung.

Die Fig. 3, 4, 5, 5 a, 6 und 7 sind Detailansichten der Vorrichtung, und zwar ist Fig. 3 die Pendelröhre mit ihren Theilen, Fig. 4 ein Verticalschnitt durch die ganze Anordnung; Fig. s, 5 a und 6 zeigen die das Pendel umschliefsende Hülse im Detail; Fig. 7 ist der schräg gestellte Reflector; Fig. 8 zeigt Detailtheile der Visirvorrichtung, und Fig. 9, 10 und 11 endlich stellen die Detailansicht einer Markirvorrichtung, welche an der Einfassung des Horizontspiegels X angebracht ist, dar.

Das cylinderförmige Pendel A ist innerhalb einer Hülse B zwischen den Körnerspitzen zweier Schrauben dd aufgehängt, die ihrerseits durch das obere Ende der Hülse B hindurchgeschraubt sind und, in zwei Bohrungen des Pendels eingreifend, dessen Schwingungsachse bilden.

Der Erfinder stellt diese Hülse mit Vortheil aus einem kurzen Stück Metallrohr her, dessen beide Enden durch aufzuschraubende Deckelstücke geschlossen werden, so dafs nun das Pendel gegen äufsere Einwirkungen absolut abgeschlossen ist. Der obere Deckel E ist mit einer centralen Oeffhung versehen, welche durch eine Glasplatte wasserdicht abgeschlossen ist,

während die Oeffnung des unteren Deckels F eine planconvexe Linse f trägt.

Um den an der Oberseite des Pendels auffallenden Lichtstrahlen den Durchtritt zu gestatten, ist dasselbe hohl, so dafs diese durch die an dem Bodenverschlufs des Pendels angebrachte Linse hindurchtreten können.

Zur Bestimmung des Mittelpunktes der Oeffnung ist ein Diaphragma C, Fig. 3 und 4, welches aus einem mit halbmondförmiger Oeffnung versehenen Deckel besteht, am Ende des Pendels angebracht, so dafs eine Hälfte der Oeffnung geschlossen und eine durch den Mittelpunkt gehende scharfe Kante markirt ist.

Ist das Pendel entsprechend adjustirt eingehängt, so fällt seine Achse, bei Einnehmen einer absolut verticalen Stellung, mit der der Hülse zusammen.

Zum Zweck der Anbringung der Hülse B an einem Instrument ist ein Arm g vorhanden, dessen eines Ende an der Hülse befestigt, dessen anderes Ende dagegen mit einem Schlitz h versehen ist, um es mittelst einer Rändelschraube J an der Einfassung des Horizontspiegels X befestigen zu können.

Unterhalb der Hülse B ist eine spiegelnde Fläche L, entweder aus schwarzem oder gefärbtem Glas (bezw. einem Prisma bestehend), in den Halter Z¹ eingesetzt, der seinerseits wiederum durch ein Scharniergelenk m am Arm N angebracht ist. Dieser Arm ist mit dem unteren Theil der Pendelhülse verbunden, an welchem Punkt gleichfalls ein gekrümmter Arm P vorgesehen ist, der die Spiegelfläche L an ihrem unteren Ende unterstützt.

Das mit Schraubengewinde versehene Ende dieses letzten Armes geht durch ein Auge >S des Spiegelhalters, und ist man nun im Stande, mittelst zweier Stellschrauben T T dem Spiegel eine Stellung von genau 45 ° zum Boden der Pendelhülse zu geben.

Ein zweiter Reflector W, Fig. 1, 2, 4 und 5, ist oberhalb der Pendelhülse angebracht, um bei Beobachtungen während der Nacht etc. eventuell künstliches Licht, z. B. das einer Lampe, in dieselbe zu werfen. Eine genaue Einstellung dieses Reflectors über der Mittelachse der Pendelhülse wird durch eine Schraubenvorrichtung W^ ermöglicht. Der Reflector selbst ist an Drehstiften innerhalb eines Ringes aufgehängt und kann somit volle Umdrehungen machen.

Um den »künstlichen Horizont« anbringen, einstellen und die Sonnenhöhe bestimmen zu können, ist derselbe mit einer Klammer h versehen, um ihn mittelst der Schraube J am Horizontspiegel X befestigen zu können, während der Spiegel L durch Schrauben T T in seiner einem Winkel von 45⁰ entsprechenden Stellung fixirt werden kann, so dafs die einfallenden Lichtstrahlen dem Operirenden ein Spiegelbild des Pendel-Endes geben.

Die durch das Pendel fallenden Lichtstrahlen geben alsdann ein Reflexbild desselben, welches dem Operirenden im Teleskop sichtbar ist, und wird, wenn das Instrument die richtige verticale Stellung hat, die reflectirte Kante des Diaphragmas C mit einer Linie zusammenfallen, welche quer durch die Vorderseite des Reflectors L gezogen worden oder sich mit einer horizontalen Linie auf dem nicht versilberten Theil des Horizontspiegels decken.

Das Sonnen- und Sternbild wird alsdann aul die gewöhnliche Weise durch das Instrument eingestellt, bis dafs es die Horizontallinie auf dem reflectirenden Theil des Horizontspiegels schneidet.

Um Nachts die Höhe eines Sternes bestimmen zu können, wird ein künstliches Licht, z. B. das einer Lampe, angewendet, welche ihre Strahlen mittelst des oberen Reflectors in die Pendelhülse wirft.

Das Teleskop Y ist von der bei Sextanten bezw. Octanten zur Erzielung eines bestimmteren Sonnen- oder Sternenbildes gewöhnlich zur Anwendung kommenden Art, doch ist an seinem vorderen Ende ein Ring y¹ angebracht, welcher die Hälfte einer Linse jy² trägt, deren Brennpunkt der Entfernung zwischen dem Auge des Beobachters und dem Mittelpunkt des unteren Reflectors conform ist.

Die halbe Linse ist dem unversilberten Theil des Horizontspiegels entgegengesetzt angebracht, während das reflectirte Bild in dem versilberten Theil des Horizontspiegels X dem Beobachter durch die restirende Oeffnung neben der halben Linse sichtbar ist. Es werden somit sowohl das Bild des unteren Pendel-Endes, als auch das der Sonne zu gleicher Zeit gesehen werden können.

Um eine genaue Adjustirung des Instruments zu ermöglichen, versieht der Erfinder den Horizontspiegel mit einem verschiebbaren Indicator, dessen eine Kante die sonst stabile Horizontallinie auf dem spiegelnden Theil des Glases ersetzt.

Diese Vorrichtung ist in den Fig. 9, 10 und 11 dargestellt und zeigt X den Horizontspiegel, X¹ den Stift, mit welchem derselbe am Instrument befestigt ist; R ist der freie, R¹ die versilberte Fläche, S eine schmale Zwinge mit Schlitz S¹ zum Führen des Gleitstückes S³, an dem der Indicator S² befestigt ist. Die Kante des Indicators reicht über die Fläche von R¹ und kann im Schlitz ,S¹ auf- und abbewegt und in seiner Endstellung durch Schraube t¹ fixirt werden. Eine Feder if², Fig. 10, stellt zwischen den einzelnen Theilen, speciell zwischen Zeiger und Spiegelfläche, dichten Schlufs her.

Obgleich für das praktische Arbeiten von weniger grofsem Nutzen, dient dieser bewegliche Indicator hauptsächlich zum Adjustiren des »künstlichen Horizonts« eines Instruments. Dieses Adjustiren wird in folgender Weise bewirkt: Nachdem die Pendelhülse am Horizontspiegel X befestigt worden, wird das Bild des Pendels, welches man in dem unteren Reflector sieht, dadurch mit dem wahren Horizont in Uebereinstimmung gebracht, dafs man die Stellung dieses Reflectors so lange verändert, bis beim Schauen durch das Teleskop dieser Horizont und die Linie auf dem Reflector zusammenfallen.

Diese so gewonnene Reflectorstellung wird alsdann durch die Schrauben T T fixirt und zu gleicher Zeit, wenn nöthig, die Markirlinie auf der Fläche R¹ mit der Linie auf dem Reflector L in Uebereinstimmung gebracht, während das Instrument dieselbe Stellung hat, und ist dasselbe nun für den Gebrauch bei nebligem Wetter, bei Nacht etc. fertig.

Der Reflector L wird etwas schmäler als der freie Theil des Glases R hergestellt, um so zu gestatten, dafs man bei der Adjustirung den wahren Horizont und das Spiegelbild des Pendels neben einander sehen kann.

Einen integrirenden Theil der Erfindung bildet die Methode, das durch eine unruhige Hand bezw. durch Schwanken des Schiffes bedingte Vibriren des Pendels dadurch zu umgehen, dafs man die das Pendel enthaltende Hülse mit einer entsprechend durchsichtigen Flüssigkeit füllt. Als Flüssigkeit, welche wohl dem Pendel seine verticale Stellung einzunehmen gestattet, die Uebertragung kurzer Stöfse und Schwankungen auf dasselbe aber verhütet, eignen sich am vortheilhaftesten: Alkohol, Glycerin oder andere entsprechend transparente Flüssigkeiten von niederem Gefrierpunkt.

Diese Wirkung der Flüssigkeit kann dadurch noch wesentlich erhöht werden, dafs man am unteren Ende des Pendels zwei dünne Metallläppchen oder von einem Ende zum anderen Ringe aufschiebt, welche mit den Aufhängungsstiften in parallelen Ebenen liegen, die Seitenwände der Hülse jedoch nicht berühren. Ein anderes Mittel, die Wirkung der Flüssigkeit zu erhöhen, besteht darin, dafs die Hülse am unteren Ende einen elliptischen Querschnitt erhält, um so dem Pendel-Ende bei seinen Vorwärts- und Rückwärtsschwingungen einen gröfseren Flüssigkeitskörper entgegenzustellen.

Diese verbesserte Vorrichtung ist auch bei Gebrauch auf dem festen Lande in allen den Fällen von Werth, in denen es auf die Bestimmung des wahren Horizonts ankommt.

Claims (3)

Patent-Ansprüche: ' ■. Bei Apparaten zur Bestimmung von Sonnenbezw. Sternhöhen, als Sextanten, Octanten, zum Zweck der Herstellung eines künstlichen Horizonts :

1. Die Anordnung eines Pendelrohres, bestehend aus einer dicht verschlossenen Hülse B mit einer im oberen Deckel durch eine Glasplatte abgeschlossenen centralen Oeffnung und im unteren Deckel mit einer planconvexen Linse, in welcher Hülse ein hohles Pendel A mit unten halbmondförmiger Oeffnung zwischen zwei Körnerspitzen aufgehängt ist, und die Verbindung dieses Pendelrohres mit einem verstellbaren Reflector W und einem ebenfalls verstellbaren, unter 45° zum Boden der Pendelhülse geneigten Spiegel L.

2. Die Füllung dieses Pendelrohres mit einer einen niedrigen Gefrierpunkt besitzenden Flüssigkeit, in welcher das Pendel schwingt, um es vor äufseren störenden Einwirkungen zu bewahren und die natürlichen Schwingungen, welche es bei Anwendung des Instruments an Bord eines Schiffes erleiden würde, abzuschwächen und so ein sicheres und ruhiges Spiegelbild des Pendels zu erhalten.

3. Die Verbindung dieses Pendelrohres am Stativ des Instruments mit dem Horizontspiegel, rechtwinklig zu einer Teleskop- oder Diopterachse, in solcher Stellung zu einem Reflector, dafs die richtige verticale Stellung des Pendels und die daher gleichfalls verticale Stellung des Stativs dem Operirenden im Teleskop durch ein Spiegelbild des Pendel-Endes im Reflector sichtbar wird.

Hierzu I Blatt Zeichnungen.