DE272944C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet eine Vorrichtung zur Bestimmung und - Aufzeichnung der Entfernungen und der Azimutalwinkel von in Bewegung befindlichen Gegenständen.

Hierbei soll das Neue in der.Verbindung der in an sich bekannter Weise vermittels eines Friktionsgetriebes mit einer gewissen Winkelgeschwindigkeit angetriebenen Visiervorrichtung mit den durch die an sich bekannten Synchronmotoren angetriebenen Lichtreflektoren auf der Fernmeßstation gesehen werden. Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine zur Ausführung des Verfahrens dienende Einrichtung in beispie-lsweiser Ausführungsform dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. ι die Anordnung der entsprechenden Apparate auf den Visierposten,

Fig. 2 die Anordnung der Apparate auf der Fernmeßstation,

Fig. 3 schematisch den Telemotor, '
Fig. 4 die Lage der Lichtstrahlen am Schirm, Fig. 5 den Grundriß der Anlage.
Die Beobachter auf den Posten I und II (Fig. 1) — welche die Basis für den Entfernungsmesser bilden — zielen mit ihren optischen Instrumenten fortwährend das sich bewegende Objekt an.

Wären sie genötigt, mittels irgendeiner Kurbel die Mechanismen der Rohre selbst zu drehen und das Objekt mit dem Vertikalfaden des Rohres anzuzielen, so würde dies die Beobachter sehr stark ermüden und zu ungleichzeitigen Beobachtungsoperationen führen; dadurch würden unvermeidliche Fehler entstehen, und von einem fortwährenden Anzielen des Objektes mit dem Rohrfaden könnte gar nicht die Rede sein, so daß auch eine allmähliche kontinuierliche Änderung der Distanzen und der Azimutalwinkel nicht erzielbar sein würde.

Im vorliegenden Falle verfügt der Beobachter über zwei Handräder 22, 23, mit Hilfe welcher er sein Rohr in gewünschter Richtung und mit gewünschter Winkelgeschwindigkeit drehen kann. Das Drehen selbst erfolgt in an sich bekannter Weise mechanisch.

Somit muß der Beobachter das Objekt stets mit dem Vertikalfaden des Rohres anzielen und die Winkelgeschwindigkeit des letzteren derart regeln, daß sie der Winkelgeschwindigkeit des Objektes gleich wird, d. h. der Beobachter hat nicht die Bewegung des Objektes, sondern nur die Änderung seiner Winkelgeschwindigkeit zu verfolgen; er hat sozusagen bloß die zweiten Differenzen wahrzunehmen.

Auf den Visierposten sind auf Säulen drehbare Scheiben 3 und 4 aufgestellt, die vermittels von Schnecken.5 und 6 und Motoren 7 bis 8 und 9 bis 10 gedreht werden.

Auf der Fernmeßstation (Fig. 2) haben die entsprechenden Scheiben 3' und 4' ganz dieselbe Einrichtung und werden von Motoren y',

8' und 9', ίο' angetrieben. Eine derartige Einrichtung ist von der Erfinderin der Kürze wegen Telemotor benannt; ihre Wirkungsweise ist ihrem Wesen nach wie folgt (vgl. das Schema in Fig. 3).

Auf dem Steuerungsposten ist ein Kommutator 73 aufgestellt, der durch drei Leitungen mit einem elektromagnetischen Motor 64 ver-, bunden ist. Der vom Motor angetriebene Zeiger 63 läuft ganz synchron mit dem Zeiger oder Zähler auf dem Empfangsposten, so daß, wenn man z. B. durch Drehung des Kommutators 73 den Zeiger auf X stellt, auch auf dem Zifferblatt 60 der Zeiger 63 des Empfangsapparates gleichfalls X anzeigen wird.

Der Zeiger 63 auf der Achse 66 hat einen Hebel 65, der mittels einer Feder 74 in seiner Mittellage erhalten wird.

Das Zifferblatt 60 stellt eine drehbare Scheibe dar, an deren Umfang 61 an einer Stelle ein Ausschnitt 62 vorgesehen ist. Befindet sich das Ende des Hebels 65 im Ausschnitt 62, so nimmt letzterer eine gerade Lage ein, wobei die an ihm befestigten Kontakte 67 und 68 mit den entsprechenden Kontakten 69 und 70 auf dem Zeiger 63 nicht in Berührung sind. Die Kontakte 69 und 70 dienen zum Steuern des Motors 72, der denjenigen Mechanismus antreibt, mittels welchem man vom Posten aus den Kommutator 73 steuern will.

Die Scheibe 60 ist vermittels des Vorgeleges 71 und der Achse 77 mit dem Mechanismus verbunden (die Verbindung kann auch durch die Achse des Motors 75 erfolgen).

Der Telemotor wirkt wie folgt: Nehmen wir an, daß auf das Zifferblatt am Kommutator 73 und an der Scheibe 60 bis 120 Teilungen aufgetragen sind. Bei jedem Schließen des Kommutators 73 verschiebt sich der Zeiger 63 um eine Teilung. Es soll ein vorhandener Mechanismus mit einer Genauigkeit von 0,5 Minuten gesteuert werden; es sei dies z. B. die Scheibe 3 in Fig. i. Hat die Scheibe 360 Schraubenzähne, so wird sie bei einer Umdrehung der Schnecke 5 um einen Grad gedreht; V₁₂₀ Umdrehung der Schnecke entspricht einer Umdrehung der Scheibe 3 um 0,5 Minuten, d. h. einer Teilung des Scheibenzifferblattes, wobei die Scheibe durch eine solche Übertragung mit der Schneckenachse zu verbinden ist, daß bei einer vollen Umdrehung der letzteren. auch die Scheibe eine volle Umdrehung ausführt.

Aus dem Gesagten folgt, daß, wenn man den Kommutator 73 z. B. 20 mal umdreht, der Zahler desselben die Verschiebung des Zeigers um 20 Teilungen hervorrufen wird; der Elektromotor 64 wird den Zeiger 63 gleichfalls um 20 Teilungen, z. B. nach rechts, verschieben, der Hebel 65 wird aus dem Ausschnitt 62 heraustreten und nach links gedreht; die Kontakte 69 und 67 kommen in Berührung und der Motor 72 (oder 8 nach dem Schema in Fig. 1) wird die Achse der Schnecke 5 antreiben. Gleichzeitig wird sich auch die Scheibe 60 drehen, bis der Ausschnitt 62 derselben den Zeiger 63 erreicht und den Stromkreis des Motors öffnet. Die Achse der Schnecke 5 wird offenbar während dieser Zeit ²V₁₂₀ einer Umdrehung ausführen, während die Scheibe 3 sich um V₆ eines Zahnes, d. h. um 10 Minuten, umdreht.

Nehmen wir an, es sei in einem anderen Falle erforderlich, sehr kleine Winkeldrehungen auf Entfernungen zu übertragen. Man müßte indiesem Falle eine ungeheure mechanische Übertragung zwischen der Rotationsachse und dem Kommutator vorsehen, denn letzterer arbeitet ganz zuverlässig und sicher, wenn das Schließen des Stromkreises während einer ganzen und nicht weniger als während einer halben Umdrehung erfolgt.

Es sei z. B. erforderlich, die Umdrehungen einer gewissen Achse mit einer Genauigkeit bis zu drei Minuten auf Entfernung zu übertragen. Diese Achse wird alsdann mittels eines Zahnradvorgeleges V

e^mer anderen

g 0

Achse gekuppelt, auf welcher ein Zeiger 63 befestigt wird. Die Scheibe 60 hat eine Übertragung zum Motor 72, die so. berechnet ist, das die Achse des letzteren eine Umdrehung bei einer Drehung der Scheibe 60 um i° ausführt. Auf der Achse des Motors ist der Kommutator 76 drehbar, der den Strom den elektromagnetischen Motoren des Empfangsapparates zuführt. Bei jeder Verschiebung des Zeigers 62 um i°, was der Umdrehung der Zeiger achse um drei Minuten entspricht, wird der Kommu_: tator 76 eine Umdrehung ausführen und der Zähler des Empfangsapparates sich um eine Teilung verschieben.

Das Messen der Entfernungen (Distanzen) und der Azimutalwinkel gemäß vorliegender Erfindung wird in folgender Weise ausgeführt.

Die Visierrohre 1 und 2 werden die ganze Zeit auf das Objekt gerichtet gehalten. Auf der Fernmeßstation sind maßstäblich die Punkte Γ und II' aufgetragen. Die Scheiben 3 und 3' und 4 und 4' rotieren ganz synchron mit dem angegebenen Genauigkeitsgrade. Die Drehung erfolgt mittels der Handräder 22 und 23. Auf den Scheiben 3 und 4, sind die Visierrohre 1 und 2 befestigt und auf den Scheiben 3' und 4' die Lichtreflektoren 30 und 42. Die Achsen der Reflektoren drehen sich parallel den Achsen der Rohre 1 und 2.

Im Vorderteil des Reflektors kann sich mittels einer Schraube 50 ein Rohr 49 verschieben, in welches eine bikonvexe Linse 47. eingesetzt ist. Im hinteren Teil des Reflektors ist eine Metallplatte 51 mit einem Ausschnitt 54 montiert. Die Breite des Ausschnittes wird mittels zweier Platten 52 und 53 mit abge-

schrägten inneren Enden reguliert; diese Platten werden am Ausschnitt mittels Schrauben 56 befestigt. Man erhält somit einen engen Ausschnitt 55 mit parallelen Kanten von gewünschter Breite. Hinter der Platte 51 ist die Lichtquelle 48 aufgestellt, von der. dank der Einrichtung der Reflektor einen schmalen Strahlbündel von Y₄ bis imm Breite je nach der Regulierung der Platten 52 und 53 auf den

ίο Schirm 45 zurückwirft. Die Schärfe des Strahlbündels wird durch Verschiebung der Linse 47 reguliert. Die Lichtstrahlen 32 und 33 laufen ; somit die ganze Zeit den Achsen der optischen Rohre 1 und 2 parallel.

An der Stelle, wo die Strahlen am Schirm 45 zusammenfallen, erhält man im Maßstabe der Fernmeßstation die Lage, die das Beobachtungsobjekt im betreffenden Augenblick einnimmt.

An der Scheibe 4' ist eine Stange 43 befestigt, längs welcher der Schirm 45 mittels der Schraube 44 und der Kurbel 46 verschoben werden kann. Zum Beobachten des Zusammenfallens der Strahlen ist oberhalb des Reflektors 42 ein Fernrohr 41 angebracht.

Der Beobachter wird durch dieses Rohr am Schirm in einem gewissen Augenblick ' Lichtstreifen 81 und 80 (Fig. 4) erblicken und wird den Schirm in die Lage 82 verschieben müssen,

.30 damit die hellen Streifen 81 und 80 in der Richtung der Linie 78 zusammenfallen; das Zentrum des Schirmes wird alsdann die Lage des Objektes ergeben.

Wie bereits erwähnt, zielen die Beobachter aus den Visierposten das Objekt mit den Vertikalfäden ihrer Rohre an, welche sie mit Hilfe der aus den Kasten des Regulators P heraustretenden Handräder 22 und 23 in Drehung versetzen.

Der Regulator besteht aus zwei Scheiben 24 und 25, die fortwährend von einem gewöhnlichen Elektromotor gedreht werden, bei dem die Gleichmäßigkeit der Drehung keine Rolle spielt.

Mit diesen Friktionsscheiben sind Rollen 26 bzw. 27 verbunden, die längs ihrer Achsen 28 und 29 verschiebbar sind, von denen jede ihren Kommutator 20 und 21 antreibt.

Mit Hilfe des Handrades 22 kann der Beobachter die Rolle 26 und mittels des Handrades 23 die Rolle 27 nach beliebiger Richtung verschieben. Entsprechend der Lage dieser Rollen werden sich auch die· Kommutatoren 20 und 21 umdrehen.

■ 55 Der Kommutator 21 betätigt die Elektromotore 13 und 13' auf den Visierposten und auf der Fernmeßstation. Vermittels der TeIemotore 14-16-8-18 und i4'-i6'-8'-i8' rotieren die Achsen der Schnecken 5 und 5' mit einer Genauigkeit bis zu 0,5 Minuten. Mit einer ebensolchen Genauigkeit und mit einer Winkelgeschwindigkeit bis 5 Minuten pro Sekunde werden die Scheiben 3 und 3' rotieren.

Zur Erhöhung der Drehungsgeschwindigkeit dient das Handrad 23, welches den Kommutator 20 umdreht, der den Motor 12 auf dem Visierposten und 12' auf der Fernmeßstation betätigt. Vermittels der Telemotoren 15-17-7 und ΐζ'-ij'-y' und der Differentialvorgelege 19 und 19' kann die Winkelgeschwindigkeit der Scheiben 3 und 3' bis auf 15 Minuten pro Sekunde gebracht werden.

Ganz dasselbe gilt auch bezüglich der zweiten Scheiben 4 und 4'.

Auf der Fernmeßstation sind Punkte aufgetragen, die den Punkten a, β, γ, 6, ι am Orte geometrisch ähnlich sind (Fig. 5). In Fig. 2 ist, um die Zeichnung nicht zu komplizieren, nur ein einziger solcher Punkt 36 dargestellt; sämtliche Punkte sind ganz identisch eingerichtet.

Am Posten 36 ist auf einer Achse eine Muffe bzw. eine Schelle 35 montiert. Auf die Achse 31 des Schirmes 45 ist eine Stange 34 aufgesetzt, welche durch die Muffe 35 hindurchgeht; die Stange ist mit einer Zahnstange 57 versehen, die in ein Zahnrad 37 eingreift, deren Achse den Zeiger des Telemotors (Fig. 3) trägt, der den Kommutator 38 umdreht.

Bei der Änderung der Lage des Zentrums des Schirmes 45 verändert sich die maßstäbliche Lage des Beobachtungsobjektes bzw. die Entfernung 31. bis 36; die Stange 34 bewegt sich nach der Schelle 35 hin, und dementsprechend dreht sich auch der Kommutator 38 um, der auf den Zifferblättern der Empfangsapparate die Entfernung des Beobachtungsgegenstandes von dem Punkte, dem der Posten 36 entspricht, anzeigt.

In gleicher Weise ändert sich bei Bewegungen des Punktes 31 die Größe des Azimutalwinkels iV-36^31. Die Schelle 35 rotiert um ihre Achse; die Drehung wird auf das Zahnrad 39 mit einer Übersetzung von ι :2ο übertragen, dessen Achse mit dem Zeiger des Telemotors verbunden ist, und wird der Kommutator 40 an den Zifferblättern der Empfangsapparate die betreffenden Azimutalwinkel zwischen dem Beobachtungsgegenstand und dem dem Posten 36 entsprechenden Punkte anzeigen.

An der Achse des Schirmes 31 ist von unten ein federnder Bleistift befestigt. Befestigt man am Tisch, über welchem die Stange 43 sich verschiebt, einen Papierstreifen, so wird der Punkt 31 auf demselben die Bewegungsbahn des Beobachtungsobjektes im Maßstabe der Fernmeßstation aufzeichnen.

Ordnet man neben dem Bleistift auch eine Vorrichtung zur Zeitangabe an, so erhält man zugleich auf der Bahnkurve auch die Zeitaugenblicke registriert.

Wünscht man z. B. an irgendeiner Stelle

eine automatische Aufzeichnung der Bahn des Beobachtungsobjektes in (Polar) Koordinaten in bezug auf den dem Posten 36 der Fernmeßstation entsprechenden Punkte zu erhalten, so werden die Zeiger der Empfangsapparate an der betreffenden Stelle zum Telemotorsteuern eingerichtet. Der eine der Telemotore wird eine gewisse Stange gemäß der Azimutalwinkel in Drehung versetzen, während der andere längs dieser Stange eine Schelle mit Bleistift verschieben wird, der in Polarkoordinaten in bezug auf den Punkt 36 die Bahnkurve des Beobachtungsobjektes aufzuzeichnen hat. Der Maßstab und die Genauigkeit der Kurve werden von den gewählten Übersetzungen beim Telemotor abhängen. Der elektrische Zeitregistrator wird an der Kurve die Zeitaugenblicke anzeigen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Vorrichtung zur Bestimmung und Aufzeichnung" der Entfernungen und der Azimutalwinkel von in Bewegung befindlichen Gegenständen, gekennzeichnet durch die Verbindung von in an sich bekannter Weise mittels eines Friktionsgetriebes mit einer einstellbaren Winkelgeschwindigkeit angetriebenen Visiervorrichtungen mit durch ■ die an sich bekannten Synchronmotoren angetriebenen Lichtreflektoren auf der Fernmeßstation.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.