DE2807496C3 - Vorrichtung zur konstanthaltung des Elevationswinkels des Beobachtungsstrahls eines von einem Fahrzeug getragenen Periskopsystems - Google Patents

Description

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Drehteils Ober das Verbindungsteil eine Kreisbewegung des Stellorgans entlang des Kugellagerringes bewirkt, und daß entweder eine Getriebeverbindung oder eine Motorsteuerung vom Drehteil zum Umlenkspiegel derart ausgelegt ist, daß seine Drehbewegung bzw. Kippbewegung um einen Winkel <x auf den Umlenkspiegel in einem Verhältnis von 2 :1 untersetzt übertragen wird.

Mit einer derartigen Vorrichtung erhält man eine hinsichtlich des Elevationswinkels des Beobachtungsstrahles konstante Beobachtungs- bzw. Blickrichtung, da dann, wenn sich die Stellung der optischen Achse des Visierrohres um einen Winkel α verändert, daraus eine Winkelverlagerung des Umlenkspiegels um einen Wert a/2 resultiert, durch die die Lageveränderung der optischen Achse des Visierrohres genau kompensiert wird. Die zum Erreichen des Ziels notwendigen Mittel sind außerordentlich einfach und wenig störanfällig, da die Konstruktionselemente, die dazu benötigt werden, eine bestimmte Einrichtung in eine Horizor'alebene zu halten, einfach sind und wenig Gewicht haben. Das Visierrohr selbst ist fest an dem Fahrzeug befestigt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht eines Periskopsystems, das mit einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Konstanthaltung des Elevationswinkels des Beobachtungsstrahles ausgerüstet ist;

Fig.2 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Visierrohres mit der zugeordneten erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung teilweise im Schnitt eine Seitenansicht eines Details der erfindungsgemäßen und in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung, und

Fig.4 in schematischer Darstellung eine Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt einen Teil eines Fahrzeugchassis 1, an dem ein Gehäuse 2 befestigt ist. In diesem Gehäuse ist mittels eines Kugellagers drehbar das Visierrohr 3 eines Periskopsystems gelagert. Das Visierrohr 3 kann über einen Zahnriemen 5 und Zahnräder 6, 7 oder andere geeignete Kupplungselemente von einem an dem Gehäuse 2 befestigten Motor 4 um seine optische Achse b, ti in Rotation versetzt werden. Das Periskopsystem enthält weiterhin ein an das Visierrohr 3 angesetztes stationäres Okular 8. In dem Okular ist in üblicher Weise ein Prisma ti montiert, das durch Getriebeelemente in Rotation versetzt werden kann, derart, daß es eine Winkelbewegung auszuführen vermag, die zweimal kleiner ist als diejenige des Visierrohres 3. Die dafür vorgesehenen Getriebeelemente sind zur Vereinfachung der Darstellung nicht in der Zeichnung enthalten. Am oberen Ende des Visierrohres 3 ist ein Umlenkspiegel 9 gelagert, der um eine senkrecht zur optischen Achse b, ti liegende Achse beweglich ist. Die Winkelstellung des Spiegels 9 bestimmt die Richtung des Beobachtungsstrahles cdes Periskops. Oberhalb des Umlenkspiegels ist auf dem Fahrzeugchassis ein Schutzgehäuse 10 angeordnet, dessen Seitenwand aus durchsichtigem Material bestem.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Position befindet sich das Fahrzeug auf einem geeigneten Terrain, so daß die optische Achse b, b'd&s an dem Fahrzeug angebrachten Visierrohres gegenüber der Vertikalen a, ä um einen Winkel"« versetzt ist. Die im folgenden beschriebene

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65 Vorrichtung ermöglicht es, den Elevationswinkel des Beobachtungsstrahles c während der Panorama-Abtastbewegung des Periskops konstant zu halten, wie auch immer infolge des Bodenreliefs die Veränderungen des Winkels or, zwischen der an das Fahrzeug gebundenen optischen Achse b, ti und der Vertikalen a, a' sein mögen.

Die Vorrichtung enthält einen Kugellagerring 20, der an dem Gehäuse 2 mittels einer Kardanaufhängung befestigt ist und dessen Achse ständig mit der Vertikalen a, a' übereinstimmt. Der Kugellagerring 20 ist ein kreisringförmiges Organ, das um das Visierrohr 3 angeordnet ist und an sich diametral gegenüberliegenden Zapfen 21, 21' befestigt ist, die drehbar von einem Zwischenring 22 getragen sind. Der Zapfen 21 wird von einem Motor 23 angetrieben, beispielsweise eines Schneckengetriebes. Der Motor 23 ist an ein Winkelanzeigegerät 24 angeschlossen, derart, daß die Winkelstellung der Zapfen 21, 21' in Abhängigkeit von einer Information gesteuert werden kann, die von einer äußeren Vertikalzentrale gegeben wird, die in nicht dargestellter Weise an dem Fahrzeug angebracht bzw. vorgesehen ist.

Der Zwischenring 22 ist ebenfalls an sich diametral gegenüberliegenden Zapfen 25, 25' befestigt, die drehbar in dem Gehäuse 2 gelagert sind. Der Zapfen 25 wird von einem Motor 26 über ein Reduziergetriebe angetrieben, das eine Schnecke 27 und ein Ritzel 28 umfaßt. Der Motor 26 ist einem Winkelanzeigegerät 29 zugeordnet, das an eine äußere Vertikalzentrale angeschlossen ist, derart, daß dadurch die Winkelstel lung der Zapfen 25, 25' in Abhängigkeit von einer von der Zentrale gegebenen Information gesteuert wird.

Die Zapfen 25, 25' sind relativ zum Gehäuse 2 derart angebracht, daß ihre geometrische Achse die optische Achse b, 6'des Visierrohres schneidet. Die geometrische Achse der Zapfen 21, 21' schneidet ebenfalls die optische Achse b, ti.

Der Kugellagerring 20 liegt ständig in der Horizontalen, und die Winkelstellung des Umlenkspiegels 9 wird von einer durch den Kugellagerring 20 gelieferten Bezugsgröße bestimmt, wobei die Verbindung zwischen dem Kugellagerring 20 und dem Spiegel im folgenden an Hand der F i g. 2 und 3 beschrieben wird.

Der Kugellagerring 20 enthält im wesentlichen einen Zylinderring 30, an dessen beiden Stirnseiten Druckkugellager 31, 31' montiert sind. Die Druckkugellager 31, 31' dienen unter Zwischenschaltung von winkelförmigen Halteringen 33,33' zur Führung eines Lagerkörpers 32. Der Lagerkörper 32 weist an seinen Enden Ansätze 34, 34' auf, zwischen denen eine Schnecke 35 drehbar gelagert ist, auf der ein die Form einer Mutter aufweisendes Stellorgan 36 geführt ist, dessen Winkelstellung durch den Lagerkörper 32 bestimmt ist. Der obere Ansatz 34 trägt den Motor 37 für die Schnecke 35 sowie ein Winkelanzeigegerät 38, das die Position des Stellorganes 36 und damit dessen Höhenstellung beeinflußt bzw. steuert.

In Fig.3 sind elektrische Anschlußleitungen symbolisch dargestellt, ebenso wie Schleifringe 39, die dazu dienen, den Motor 37 mit Strom zu versorgen und das Ausgangssignal des Winkelanzeigegerätes 38 abzunehmen.

Das Stellorgan 36 trägt eine Achse 40 auf der schwenkbar eine Stange 41 gelagert ist, die mit einer Bohrung versehen ist In dieser Bohrung ist gleitend das Ende eines Schaftes 42 gelagert, der an einem Bügel 43 befestigt ist, welcher relativ zum Visierrohr 3 schwenk-

bar um eine Achse gelagert ist, die die optische Achse b, b' und die Achse der Zapfen 25, 25' der Kardanaufhängung schneidet. Die Stange 41, der Schaft 42 und der Bügel 43 bilden ein in seiner Länge veränderliches Verbindungsteil. Die Schwenkverbindung kann auf verschiedene "Weise realisiert sein, beispielsweise mittels Zapfen, die an dem Visierrohr3 an sich diametral gegenüberliegenden Punkten befestigt sind und den Bügel 43 tragen. Die geometrische Verbindungsachse, die durch den Bügel 43, den Schaft 42 und die Stange 21 gebildet wird, ist gegenüber der durch den Kugellagerring 20 definierten Horizonlalebene um den Elevationswinkel Sgeneigt, der von der Position des Stellorganes 36 abhängt. Die Teleskopverbindung zwischen Stange 41 und Schaft 42 ermöglicht es weiterhin, die Verbindungslänge an die Position des Stellorganes 36 anzupassen, wobei diese Länge um so größer ist, je größer der absolute Wert des Winkels S ist.

Die Winkelstellung des Bügels 43 wird auf den Umlenkspiegel 9 mittels einer Getriebeverbindung übertragen, welche in geeigneter Weise ein die Form einer Riemenscheibe aufweisendes Drehteil 44, das an dem Bügel 43 befestigt und auf dessen Schwenkachse zentriert ist, eine Riemenscheibe 45, die auf der Achse des Spiegels 9 befestigt ist, und zwei Metallbänder 46,47 umfaßt, die an den Riemenscheiben 44 und 45 befestigt sind. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Riemenscheibe 44 an zwei Punkten an dem Bügel 43 befestigt derart, daß sie gegenüber dem Bügel 43 nicht rotieren kann.

Der Durchmesser der Riemenscheibe 45 ist doppelt so groß wie der Durchmesser der Riemenscheibe 44. so daß eine Winkelabweichung α der Achse des Visierrohres gegenüber der Vertikalen a. ä dazu fuhrt, die Winkelstellung des Spiegels 9 um einen Winkel a/2 zu verändern. Es versteht sich, daß eine derartige Winkelstellung des Spiegels die Abweichung χ kompensiert, und daß dadurch der Beobachtungsstrahl c ständig parallel zur geometrischen Achse des Schaftes 42 ist. ■wodurch eine konstante Lage gleich dem oben genannten Winkel Sbeibehalten wird.

Es ist weiterhin ersichtlich, daß der Elevationswinkel S positiv, negativ oder gleich Null gewählt werden kann.

Es besteht auch die Möglichkeit einer anderen Ausführungsform, bei der die Vorrichtung, die den Elevationswinkel 5 definiert, von dem optischen System

getrennt ist, wobei die Übertragung auf elektrischem Wege erfolgt. Diese Ausführungsform ist schematisch in Fig.4 dargestellt, bei der die mit der ersten Ausführungsform übereinstimmenden Konstruktionselemente jeweils die gleiche, jedoch um 100 erhöhte Bezugsziffer tragen wie bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3.

Bei der Anordnung gemäß F i g. 4 ist der Kugellagerring 120 nicht um das Visierrohr 103 gelegt, sondern dieser Kugellagerring 120 ist mittels einer Kardanaufhängung an einem an dem Fahrzeug befestigten Gehäuse 115 angebracht; ein Verbindungsteil 143 bildender Bügel 143 ist schwenkbar auf einer das Drehteil 150 bildenden Welle gelagert, die von einem Motor 151 um eine Achse, die parallel zur optischen Achse b, b' des Visierrohres liegt, in Rotation versetzbar ist. Ein Motor 152 dient zur Veränderung der Winkelstellung des Umlenkspiegels 109.

Die Anordnung ist so eingerichtet, daß einerseits der Motor 151 auf die bewegliche Einrichtung, die insbesondere das Verbindungsteil 143 und den Lagerkörper 132 umfaßt, eine Bewegung erteilen kann, die mit der Panoramabewegung identisch ist, die das Visierrohr 103 unter dem Einfluß des Motors 104 ausführt, während andererseits, wenn das Drehteil 150 sich um einen Winkel λ dreht, der Umlenkspiegel 109 um einen Winkel λ/2 verschwenkt wird.

Die praktische Ausführung und Benutzung der erfindungsgemäßen Anordnung ist für den Fachmann problemlos. Um die Panoramabewegung zu reproduzieren, steuert man den Motor 151 derart, daß er die Wirkungsweise des Motors 104 kopiert, indem man ein dem Motor 104 zugeordnetes Winkelanzeigegerät 153 und ein dem Motor 151 zugeordnetes Winkeianzeigegerät 154 vorsieht, das an das Winkelanzeigegerät 153 angeschlossen ist bzw. damit in Verbindung steht. Um die Position des Umlenkspiegels 109 zu steuern, steuert man außerdem den Motor 152 in Abhängigkeit von der Winkelposition des Drehteiles 150, indem man ein auf dem Drehteil 150 montiertes Winkelanzeigegerät 155 und ein dem Motor 152 zugeordnetes Winkelanzeigegerät 156 vorsieht, das an das Winkelanzeigegerät 155 angeschlossen ist bzw. damit in Verbindung steht, derart, daß der Abweichungswinkel durch die Ziffer 2 dividiert wird. Die elektrischen Anschlußelemente sind von üblicher Art, so daß deren Beschreibung überflüssig ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Konstanthaltung des Elevationswinkels des Beobachtungsstrahls eines von einem Fahrzeug getragenen Periskcpsystems, das ein um seine optische Achse drehbar gelagertes Visierrohr und einen an dem oberen Ende des Visierrohres angeordneten Umlenkspiegel umfaßt, der um eine senkrecht zur optischen Achse des Visierrohres liegende Achse beweglich und mit einer Steuereinrichtung für seine Verstellung verbunden ist, wobei die Stellung des Umlenkspiegels den Elevationswinkel des Beobachtungsstrahls definiert, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Kugellagerring (20, 120), der kardanisch so aufgehängt ist, daß seine Achse unabhängig von der Position des Fahrzeuges stets mit der Vertikaler (a, a') übereinstimmt, und ein entlang des Kugeilagerringes (20) mittels eines Lagerkörpers (32) geführtes und zur Einstellung des Elevationswinkels in seiner Höhenstellung relativ zum Kugellagerring (20, 120) verstellbares Stellorgan (36) aufweist, an dem mit seinem einen Ende ein in seiner Länge veränderliches Verbindungsteil (41, 42, 43; 143) angelenkt ist, dessen anderes Ende nach Art einer Kurbel an einem um eine zur Umlenkspiegel-Achse parallele Drehachse verdrehbares Drehteil (44; 150) befestigt ist, das relativ zum Visierrohr (3) derart gelagert ist, daß es (das Drehteil 44; 150) zusammen mit dem Visierrohr die gleiche Winkeldrehung φ um die optische Achse (b, b') des Visierrohres (3, 103) ausführt, so daß die Winkeldrehung ςρ des Drehteils (44, 150) über das Verbindungsteil eine Kreisbewegung des Stellorgans (36) entlang des Kugellagerringes (20, 120) bewirkt, und daß entweder eine Getriebeverbindung (44, 45, 46, 47) oder eine Motorsteuerung (155, 152) vom Drehteil (44) zum Umlenkspiegel derart ausgelegt ist, daß seine (44) Drehbewegung bzw. Kippbewegung um einen Winkel α auf den Umlenkspiegel (9) in einem Verhältnis von 2 :1 untersetzt übertragen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in seiner Länge veränderliche Verbindungsteil (41, 42, 43; 143) zwei insbesondere teleskopartig relativ zueinander verschiebbare Organe (41,42) aufweist, von denen das eine Organ (41) an dem in vertikaler Richtung verstellbaren Stellorgan (36) angelenkt ist, während das andere Organ (42) in seiner Verlängerung einen Bügel (43, 143) enthält, der an dem Drehteil (44; 150) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Stellorgan eine Mutter (36) ist, die auf einer Schnecke (35) läuft, die von dem auf dem Kugellagerring (20,120) geführten Lagerkörper (32) getragen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen ersten, an ein Antriebsorgan (104) des Visierrohres (103) angeschlossenen Motor (151), der auf das Drehteil (150) eine Drehbewegung um eine Achse parallel zur optischen Achse (b, b') die identisch mit der Achse des Visierrohres (103) ist, überträgt, ein Winkelanzeigegerät (155), das an dem Drehteil (150) befestigt ist, und einen zweiten auf den an das Winkelanzeigegerät angeschlossenen Umlenkspiegel (109) einwirkenden Motor (152) umfaßt.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Konstanthaltung des Elevationswinkels des Beobachtungsstrahls eines von einem Fahrzeug getragenen Periskopsystems, das ein um seine optische Achse drehbar gelagertes Visierrohr und einen an dem oberen Ende des Visierrohres angeordneten Umlenkspiegel umfaßt, der um eine senkrecht zur optischen Achse des Visierrohres liegende Achse beweglich und mit einer Steuereinrichtung für seine Verstellung verbunden ist, wobei die Stellung des Umlenkspiegels den Elevationswinke! des Beobachlungsstrahls definiert

Derartige Vorrichtungen dienen zur Panoramabeobachtung von einem Fahrzeug aus.

Bei bekannten Beobachtungssystemen wird für die optische Achse des Visierrohres eine vertikale Stellung gewählt, und der Beobachtungsstrahl wird, soweit es seine Richtung betrifft durch die Winkelstellung des schwenkbaren Umlenkspiegels bestimmt Es ist klar, daß für eine gegebene Position des Umlenkspiegels der Elevationswinkel des Beobachtungsstrahles während der Panoramaabtastung bzw. Panoramabeobachtung nur dann konstant gehalten werden kann, wenn die optische Achse des Visierrohres, die auch die Rotationsachse bei der Panoramabewegung ist, eine genaue vertikale Stellung hat.

Aufgrund der Tatsache, daß das Periskopsystem auf einem Fahrzeug angeordnet ist, ist es in der Praxis schwierig und in der Regel auch unmöglich, die optische Achse des Visierrohres in einer vertikalen Stellung zu halten. Um diesen Sachverhalt zu berücksichtigen, besteht die Möglichkeit, das Periskopsystem an dem Fahrzeug mittels einer Kardanaufhängung zu befestigen, die von einem Gyroskopsystem stabilisiert wird. Eine derartige Lösung ist jedoch in der Praxis infolge der Komplexität und des Raumbedarfes der dafür notwendigen Einrichtungen nicht verwendbar.

Bei einem in der DEOS 15 47 224 beschriebenen und in einem Stativ eingebauten Beobachtungsgerät erfolgt

die Verstellung des Umlenkspiegels mittels eines

■to Seilzuges über eine Gewindespindel, die von einem Beobachter mittels Drehscheiben verstellbar ist. Dieses bekannte optische Beobachtungsgerät ermöglicht nicht die selbsttätige Konstanthaltung des Elevationswinkels des Beobachtungsstrahles, wenn dieses Gerät von

Ί5 einem Fahrzeug getragen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in ihrer Konstruktion einfache Vorrichtung zur Konstanthaltung des Elevationswinkels des Beobachtungsstrah les eines von einem Fahrzeug getragenen Periskopsystems für eine Panoramaüberwachung bzw. -beobachtung zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet daß sie einen Kugellagerring, der kardanisch so aufgehängt ist, daß seine Achse unabhängig von der Position des Fahrzeuges stets mit der Vertikalen übereinstimmt, und ein entlang des Kugellagerringes mittels eines Lagerkörpers geführtes und zur Einstellung des Elevationswinkels in seiner Höhenstellung relativ zum Kugellagerring verstellbares Stellorgan aufweist, an dem mit seinem einen Ende ein in seiner Länge veränderliches Verbindungsteil angelenkt ist, dessen anderes Ende nach Art einer Kurbel an einem um eine zur Umlenkspiegel-Achse parallele Drehachse verdrehbares Drehteil befestigt ist, das relativ zum Visierrohr derart gelagert ist, daß es zusammen mit dem Visierrohr ■die gleiche Winkeldrehung φ um die optische Achse des Visierrohres ausführt, so daß die Winkeldrehung φ des