DE265078C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 265078 KLASSE 42 c. GRUPPE

ARCHIBALD BARR und WILLIAM STROUD in GLASGOW.

Vorrichtung zur fortlaufenden Anzeige der Entfernung und Richtung eines beweglichen Zieles.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. Dezember 1910 ab.

Die Erfindung betrifft ein Instrument zur Hervorbringung fortlaufender Anzeigen über Schußweite und Richtung eines beweglichen Zieles auf einer Fläche, und zwar soll dieses Instrument nach der Richtung verbessert sein, daß es sich nicht nur zur Verwendung auf dem Lande, sondern insbesondere auch zur Verwendung auf Kriegsschiffen eignet. Hierzu wird eine leuchtende Anzeige auf die Fläche projiziert, und dieser wird, gemäß der Erfindung, eine Radialbewegung gegenüber einem auf der Fläche befindlichen gegebenen Punkt erteilt, die der Entfernungsänderung des Zieles proportional ist, zugleich mit einer Azimutalbewegung um den gegebenen Punkt entsprechend der Richtungsänderung. Dabei wird die Radialbewegung des Anzeigers durch einen schwingenden Reflektor und die Azimutalbewegung dadurch erzielt, daß man den schwingenden Reflektor und gewisse mit ihm verbundene Teile um eine Achse dreht, die durch den gegebenen Punkt geht. Dabei sollen die Teile leicht bewegt werden können.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.

Fig. ι und 2 zeigen zwei Ausführungsformen . des Instrumentes.

Fig. 4, 5 und 6 zeigen eine dritte Ausführungsform etwas ausführlicher.

Fig. 3, 7, 8 und 9 zeigen verschiedene Einzelheiten vergrößert.

In sämtlichen Figuren bedeutet I die Auftragfläche, A-A die Achse, deren Schnittstelle mit der Fläche den gegebenen Punkt und den Beobachtungsstand bezeichnet, R¹ einen Entfernungsempfänger, 2?² einen Richtungsempfänger, D eine Lampe und F biegsame Leitungsdrähte.

Die Empfänger können von beliebiger Bauart sein, sofern sie Bewegungen nach Maßgabe der ihnen von einer entfernten Stelle aus übermittelten Angaben hervorbringen. Sie können z. B. solche von der aus der britischen Patentschrift 4422 vom Jahre 1906 bekannt gewordenen Art sein. ■

Bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen ist der Richtungsempfänger R² so eingerichtet, daß er einen Flachspiegel K dreht, der nach Fig. 1 senkrecht und nach Fig. 2 im Winkel von 45 ° zur Senkrechten angeordnet ist.

In allen diesen Fällen ist das Gestell in Lagern oder an Drehzapfen T angeordnet und wird um die Achse A-A mittels eines Handgriffs L gedreht. Jedes Gestell ist mit einer Lampe D ausgestattet, von der ein Bild auf den Tisch I projiziert werden kann, wie weiter unten erläutert werden soll, ebenso mit einem Spiegel K¹, der bei der Drehbewegung des Gestells parallel dem Spiegel K des Richtungsempfängers i?² gebracht werden kann. Dies läßt sich leicht bewerkstelligen, indem man das Bild (oder die Bilder) von D auf den Tisch beobachtet. Wenn K und K¹ einander parallel sind, zeigt sich nur ein einziges Bild, wenn jedoch zwei Bilder sichtbar werden, muß der

Handgriff L so lange bewegt werden, bis diese ' beiden Bilder zusammenfallen.

Nach Fig. ι wird das von D kommende Licht, nachdem es durch die Linse M, etwa in Gestalt eines parallelen Bündels, gelangt ist, zum Teil von K und zum Teil von K¹ zurückgeworfen, geht durch die Linse M¹, worauf es von dem schwingbaren Spiegel N nach unten auf den Tisch geworfen wird. Bei der Anordnung nach

ίο Fig. ι ist der Entfernungsempfänger R¹ an dem Gestell angebracht und dreht eine Schraube /, die ihrerseits eine Mutter O bewegt. Mit einem Stift dieser Mutter befindet sich die Gabelung eines bei Q gelagerten Armes P in Eingriff. Über ein an diesem Arm angebrachtes Rad R und über eine den schwingbaren Spiegel N tragende, als Teil eines Rades ausgestattete Scheibe 5 laufen Schnüre. Der Radius der Scheibe 5. ist doppelt so groß wie der des Rades R, so daß ein einheitlicher Maßstab auf dem Tische ermöglicht wird. Die Anordnung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß erstens die Spiegel K, K¹ um 45⁰ zur Senkrechten geneigt sind, zweitens, daß die Lampe D und die Linse H in einem mittleren Rohr untergebracht sind, und drittens, daß der Entfernungsempfänger R¹ an dem Tisch fest ist, wobei die Bewegung seiner Welle durch eine biegsame Kupplung auf das Zahnrad U übertragen wird, das in ein zweites Zahnrad zum Bewegen der Mutter O mittels der Schraube / eingreift. Rad R und Scheibe 5 werden in der bei Fig. 1 beschriebenen und dort veranschaulichten Weise in Tätigkeit gesetzt.

Fig. 3 veranschaulicht ein mechanisches Verfahren, das (statt des optischen Verfahrens mit den zwei· Spiegeln, Fig. 1 und 2) dazu dient, um das Gestell mit der Richtungsanzeige

in Übereinstimmung zu bringen. Hier wirkt der. Richtungsempfänger R² vermittels einer Schnecke E und eines Schneckenrades E^s auf das eine Glied 1 eines Differentialgetriebes, dessen anderes Glied 3 mittels des Handgriffs L und der Zahnräder W¹ und W² in Tätigkeit gesetzt wird. Das Zwischenglied 2 des Differentialgetriebes ist an der Trommel X befestigt, an der sich eine Marke Y befindet. Versetzt nun der Richtungsempfänger R² das Glied 1 in Drehung, so dreht sich die Trommel X um den halben Winkel; aber durch Drehen des Handgriffs L kann man die Trommel in ihre ursprüngliche Stellung zurückbringen, bei der sich die Marke Y dem unbeweglichen Zeiger Z gegenüber befindet. Man kann also durch Drehen des Handgriffs L die durch Bewegen des Richtungsempfängers erzielte Wirkung aufheben, und es dient demnach diese Drehung als Maß für die von dem Richtungsempfänger

gemachte Anzeige. Die Übertragung ist so eingerichtet, daß eine Drehbewegung von L um A im Betrage von i° einer Änderung der Richtung um i° entspricht.

Fig. 4, 5 und 6 zeigen (etwas ausführlicher) in Seitenansicht, Vorderansicht und Oberansieht eine Ausführungsform des Auftragetisches mit selbsttätiger Wirkungsweise, wobei die Trägheit der um die Achse A-A drehbaren Teile wesentlich verringert ist. Sämtliche Teile befinden sich dicht an der Achse A-A, mit einziger Ausnahme des Spiegels G, der, abgesehen von seiner Azimutalbewegung, feststehend angeordnet ist. Die auf beliebige Weise ermittelte Entfernung wird auf elektrischem Wege dem Empfänger R¹ mitgeteilt, dessen Welle für je 100 m Entfernungsänderung um einen bestimmten Winkel gedreht wird. Die Drehbewegungen dieser Welle werden durch eine biegsame Welle auf das Zahnrad U (Fig. 4 und 5) übertragen und von dort durch das Zahnrad U¹ auf die Schraube /, deren Mutter O den (bei Q in Fig. 5, 6 und 7 gelagerten) Arm P bewegt. Fig. 7 zeigt im einzelnen die Mittel, wodurch die Drehbewegung des Spiegels N bei der Entfernungsänderung bewirkt wird. Die Drehbewegung des Armes P um Q veranlaßt eine Drehbewegung von P³ um Q mittels des Zahntriebes P¹ und P², wobei P¹ an P und P² an P³ fest ist. Da Q in der Mitte zwischen (J¹ und den bogenförmigen Zahnstangen P⁴ liegt, so dreht sich P³, wenn der Arm P sich um einen gegebenen Winkel bewegt, um die Hälfte des Winkels, und somit dreht sich das reflektierte Lichtbündel um das Doppelte dieses halben Winkels, d. h. um den gleichen Winkel, um den sich P dreht. Auf diese Weise wird das Bild des reflektierten Lichtbündels bei einer Entfernungsänderung von 100 m radial um einen konstanten Wert ein- und auswärts bewegt. Zweck und Wirkungsweise dieser 10.0 Anordnung sollen unten noch näher erläutert werden.

Der Richtungsempfänger i?² dreht mittels einer Schnecke E und eines Schneckenrades E^s das Gestell (samt den Teilen G, N, D, U, U¹, /, P, P¹, P², P³, P⁴) um die Achse A-A. Mit Rücksicht hierauf muß der unbewegliche Entfernungsempfänger R¹ mit U durch eine biegsame Welle verbunden sein.

Es soll nun ein Lichtpunkt von einem festen no Punkte C¹ aus um einen bestimmten Wert, z. B. um 50 mm für je 1000 m Entfernungsänderung, hin und her bewegt werden, so daß der Abstand des Lichtpunkts von C¹ die wirkliche Entfernung darstellt. Die wirkliche Entfernung wird dem Empfänger R¹ mitgeteilt. Diesen Empfänger hätte man nun so anordnen können, daß er sich zusammen mit den übrigen Teilen um die Achse A-A dreht; da er aber ziemlich schwer sein muß und es andererseits wünschenswert ist, dem um die Achse A-A herum zu bewegenden System möglichst wenig Trag-

heitsmoment zu geben, ist der Empfänger R¹ als feststehend dargestellt worden. Er hat eine Welle, die sich bei Entfernungsänderung dreht, und diese Drehbewegungen müssen dem Spiegel N so mitgeteilt werden, daß sich der Lichtpunkt bei jeder Umdrehung der Welle um einen konstanten Wert bewegt. Bestände nun zwischen Spiegel N und der Welle vom Empfänger R¹ ein unmittelbarer Eingriff, so

ίο daß bei jeder Umdrehung dieser Welle jedesmal Spiegel N um denselben Winkel gedreht werden würde, dann würde sich der Lichtpunkt nur in der Nähe von C¹ um den richtigen Wert bewegen. Bei größeren Abständen von C¹ würde der Fehler ziemlich groß werden. Mit Rücksicht hierauf sind die erwähnten, in Fig. 5 und (vergrößert) in Fig. 7 dargestellten Hebelanordnungen getroffen worden.
Nach Fig. 5 sind zwei Richtungsempfänger R² verwendet, um dadurch die zur Hervorbringung der Drehbewegung um die. Achse A-A. verfügbare Kraft zu verdoppeln. Der Entfernungsempfänger R¹ ist feststehend angeordnet, und die Bewegung seiner Welle wird durch eine biegsame Kupplung auf das Zahnrad U übertragen, das mit dem auf die Mutter O wirkenden Zahnrad U¹ in Eingriff steht. Fig. 7 zeigt etwas vergrößert die Einrichtung, durch die erzielt wird, daß die Mutter O den Spiegel N so schwingt, daß die Anzeige auf dem Tische in _/ richtigem Maßstabe erfolgt. Ein Stift a an der Mutter O tritt durch einen kurzen Schlitz b des bei Q gelagerten Armes P. An dem Arm P befindet sich ein mit innerer Zahnung versehenes Segment P¹, das mit einem ähnlichen Segment P² in Eingriff tritt. Dieses sitzt fest an dem Arm P³, dessen Drehpunkt sich bei Q¹ befindet. Der Drehpunkt Q befindet sich in der Mitte zwischen Q¹ und P⁴, wobei der Radius des Zahntriebes von P¹ und P² so eingerichtet ist, daß bei Drehung des Armes P um einen bestimmten Winkel der Arm P³ eine Drehung um die Hälfte dieses Winkels vollführt. Der schwingbare Spiegel N (Fig. 4) ist an P³ befestigt. Der Spiegel G sitzt an dem Teil fest, der sich um die Achse A-A dreht. An dem Arm, der den Spiegel G trägt, befindet sich eine Schraube A¹, die auf einen an dem Spiegel G angebrachten Arm B¹ wirkt. Diese Schraube A ^x bezweckt eine erste Einstellung des Lichtpunktes. Ist die Entfernung z. B.. 5000 m, so muß der Lichtpunkt einen Abstand von 25 cm von C¹ haben. Ist letzteres nicht der Fall, dann stellt man mittels der Schraube A¹ auf diese 25 cm ein.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen können die einzelnen Richtungsempfänger R² durch eine elektrische Verbindung mit einem entfernten Richtungssender in Tätigkeit gesetzt werden, und jeder Entfernungsempfänger R¹ läßt sich durch eine elektrische Verbindung von einem entfernten Entfernungssender aus in Tätigkeit setzen.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform der Skala zum Ablesen der vorausbestimmten Entfernung und des Betrages der in Betracht zu ziehenden Ablenkung. Die aus Zelluloid oder anderem durchsichtigen Material bestehende Skalenplatte hat zwei radiale Entfernungsskalen, die von dem Punkte C² aus auseinandergehen. Dieser Punkt entspricht dem Nullpunkt der Entfernung. Konzentrisch zu C² ist ein Metallring und am anderen Ende der Skala ein Griffknopf C³ angebracht. An dem Tisch I (Fig. 4) befindet sich konzentrisch zur Achse A ein Zapfen. C¹, der in die in C² (Fig. 8) vorgesehene öffnung paßt.

Bei Verwendung dieser Skala bringt man sie an dem Tisch so an, daß sie um den gegebenen Punkt C¹ als Mittelpunkt herumgeschwungen werden kann, und trägt nun auf dem Tisch die Lage des Zieles in gleichen Zeitzwischenräumen auf, wie sie durch die Stellung des leuchtenden Bildes angedeutet wird. Angenommen, p¹ (Fig. 9) bezeichnet eine von diesen Lagen, />² eine um etwa eine Viertelminute spätere Lage; man nimmt dann an, daß das Ziel nach Verlauf einer weiteren Viertelminute sich bei ft^z befinden wird. Um nun die Entfernung von p³ abzulesen, dreht man die in Fig. 8 gezeigte Skala so weit herum, bis j>^s unter eine von den beiden radialen Linien zu liegen kommt, die die Entfernung angeben, und von dieser Lage auf der Skala läßt sich nunmehr die Entfernung ablesen.

In Fig. 8 sieht man rechts von der rechtsseitigen radialen Linie sechs fast gerade und annähernd der radialen Linie parallele Linien, die nur wenig divergieren, wie gezeichnet. Diese Linien würden der radialen Linie genau parallel sein, wenn die Flugzeit des Geschosses der Entfernung genau proportional wäre; da. aber die Flugzeit sich rascher vergrößert als die Entfernung, so muß man die Linien in entsprechendem Maße mit der zunehmenden Entfernung konvergieren lassen. . Die erste von diesen Linien kann man als die Zehnknotenlinie, die zweite als die Zwanzigknotenlinie Usw. ansehen.

Auch links von der Radiallinie befinden sich sechs Linien, die das genaue Gegenstück der vorerwähnten Linien bilden. Diese Ablenkungslinien sind auf der durchsichtigen Zelluloidplatte eingeritzt, so daß man, nachdem man die Punkte g¹, g² auf dem Tisch aufgetragen und g³ schätzungsweise angenommen hat, die ganze in Fig. 8 gezeigte Skala um C¹ (Fig. 4) oder um C² (Fig. 8) als Achse herum in die gezeigte Stellung schwingen kann, wo man die vorausgesagte Entfernung, z. B. 7500 m, und die Ablenkung, 30 Knoten, ablesen kann. In diesem Falle bewegt sich das Bild des Zieles

auf dem Papier nach links. Würde sich das Bild nach rechts bewegen, so hätte man die linksseitigen Abweichungslinien in gleicher Weise benutzen müssen. Diese Abweichungslinien sind für die Verwendung bei einem bestimmten Satz von Entfernungstabellen entsprechend einem besonderen Geschütz in folgender Weise eingerichtet. Angenommen, der Schuß bedürfe einer Zeit von io Sekunden, um 7000 m zurückzulegen; es würde dann bei der relativen Geschwindigkeit von 10 Knoten oder 5,1 m in der Sekunde rechtwinklig zur Visierlinie der Schuß um 51m unrichtig im azimutalen Sinne auftreffen, wenn nicht für eine Ablenkungsberichtigung gesorgt worden wäre. Angenommen nun, der Maßstab des Auftragetisches sei 50 mm zu 1000 m, dann würden 51 m auf dem Auftragetisch 2,55 m entsprechen, und bei der 7000-m-Marke auf der Skala würde die 10 Knoten entsprechende Ablenkungslinie 2,55 mm von der radialen Linie entfernt sein. Die Zwanzigknotenlinie würde 5,1 mm entfernt sein usw. In gleicher Weise lassen sich die Abstände für andere Entfernungen berechnen.

Wie hieraus ersichtlich, ist eine Gruppe von Abweichungslinien nur für eine bestimmte Art von Geschützen geeignet. Für eine andere Geschützart wird eine andere Skala erforderhch sein, oder man könnte auch nur eine Skala verwenden und die Teilung der Abweichungsskala für die verschiedenen Geschützarten so ändern, daß sie für die Skala des Auftragetisches paßt. Bei Verwendung des Apparates auf Schlachtschiffen wird die relative Fortbewegungsgeschwindigkeit des Schiffes und des Zieles von den zu gleichen Zeitzwischenräumen bewirkten Auftragungen der Lage des Zieles auf der Karte entnommen.

Die Erfindung ist sowohl dann verwendbar, wenn der Apparat für elektrische als auch für mechanische Übertragung und Aufnahme der Änderungen in Entfernung und Richtung eingerichtet ist. Der Apparat kann auch so eingerichtet sein, daß man den Anzeiger von Hand nach Maßgabe der ermittelten Entfernung und Richtung einstellen kann, die dem Beobachter durch sichtbare oder hörbare Zeichen mitgeteilt worden sind.

Claims (4)

Patent- Ansprüche :

1. Vorrichtung zur fortlaufenden Anzeige der Entfernung und Richtung eines beweglichen Zieles mit Bezug auf einen gegebenen Punkt auf einer Tischfläche mittels eines leuchtenden Anzeigers, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeiger seine Radialbewegung durch einen schwingenden Reflektor erhält, während die Azimutalbewegung durch Drehen des schwingenden Reflektors und der Zubehörteile um eine durch den gegebenen Punkt gehende Achse (A-A) erzielt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Entfernungsempfänger, der selbsttätig die Radialbewegung, und einen Richtungsempfänger, der selbsttätig die Azimutalbewegung des Anzeigers bewirkt, welche beiden Empfänger selbsttätig von entfernten Sendern oder von Hand eingestellt werden können.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Spiegel (K), der der Richtungsänderung entsprechend geschwenkt wird, noch ein zweiter Spiegel (K¹) angeordnet ist, der dem erstgenannten Spiegel (K) von Hand parallel gestellt werden kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Gestell, das sich um die durch den gegebenen Punkt führende Achse A-A drehen läßt, in einiger Entfernung von diesem Punkt eine Lichtquelle (D) in Verbindung mit Mitteln (M) zum Projizieren eines Bildes derselben auf die Spiegel (K, K¹) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.