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Vorrichtung zur Bestimmung von Visierungsangaben für Schiffsgeschütze.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, mittels -welcher die Entfernung
und Peilung einer Zielscheibe bei Beobachtung von einem Schiffe aus kontinuierlich
auf geeigneten Zifferscheiben angegeben wird, obgleich die Beobachtungen der Scheibe,
die an dem Entfernungsmesser erhalten werden, auch intermittierende Beobachtungen
sein können.
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Seit langer Zeit ist ein Apparat bekannt, welcher das augenblickliche
Maß angibt, um welches sich die Entfernung verändert. Dieser Apparat besteht aus
einem Gelenksystem, dessen eines Glied den Vektor der Schiffsbewegung und Schiffsgesch-,vindigkeit
angibt, während ein zweites an dem äußersten Ende des genannten Vektors angelenktes
Glied den Vektor der Scheibenbewegung und Scheibengeschwindigkeit angibt. Die Vektorresultante
stellt alsdann die relative Scheibenbewegung und Scheibengeschwindigkeit dar. Bei
diesem Apparat gibt die Projektion dieser Vektorresultante auf. die Visierlinie
den augenblicklichen Änderungsbetrag der Entfernung an, und eine Projektion auf
eine Linie senkrecht zu dieser Visierlinie gibt die Knotenabweichung für eine bestimmte
Skala an.
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In Verbindung mit dem obengenannten Apparat ist es üblich, einen durch
ein Uhrwerk angetriebenen Mechanismus von veränderlich em Geschwindigkeitstypus
anzuwenden behufs Angabe der Entfernung, wobei die Geschwindigkeit desselben von
Hand aus in I@bereinstimmung mit den Angaben des Änderungsbetrages der Zielentfernung
verändert werden kann, welch letztere von dem obengenannten Apparat erhalten werden,
so daß der Anzeigemechanismus fortlaufend die Entfernungen angibt, welche aus diesen
Maßen resultieren. Auch ist bereits vorgeschlagen worden, die Handeinstellung durch
eine mechanische Vorrichtung zu ersetzen, welche den Betrag von dem genannten Apparat
auf einen Anzeigemechanismus überträgt. Auch ist eine Vorrichtung bereits bekanntgeworden,
welche die Funktion der genannten beiden Instrumente an einer einzigen Maschine
ausführt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden mit der obengenannten @ Vorrichtung
zum Anzeigen der Zielentfernung Vorrichtungen kombiniert, um die Peilung der Scheibe
kontinuierlich anzuzeigen.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in den ' Fig. i und
a veranschaulicht.
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In der Fig. i bezeichnet S die Lage des Schiffes und T die - der Scheibe
'in irgendeinem Zeitpunkt. S'- und TI- sind die entsprechenden Stellungen nach einer
Zeitintervalleneinheit. Alsdann bezeichnet S S1 = s die Fahrtrichtung und Geschwindigkeit
des Schiffes und T T, - u die, Fahrtrichtung und
Geschwindigkeit
der Scheibe. ZTnter der Annahme, daß das Schiff nunmehr zum Stillstand gelangt,
wird die neue Lage der Scheibe bezüglich zu dem Schiffe durch die Annahme gefunden,
daß die Scheibe sich mit einer . Geschwindigkeit bewegt hat, welche sich aus ihrer
eigenen Geschwindigkeit ic und der umgekehrten Gesch@vindigkeits gleich der, des
Schiffes zusammensetzt. Zieht man nun T A gleich und entgegengesetzt gerichtet zu
S S, und vervollständigt (las Parallelogramm A T T1 in dem Punkte
B, dann ist B die neue Lage der Scheibe bezüglich zu dem in Ruhe befindlichen
Schiffe.
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Die ursprüngliche Entfernung R wird durch die Linie S T dargestellt,
und die neue Entfernung R + dR wird alsdann durch die Linie S B dargestellt.
Es ist zii. beachten, daß beim dargestellten Ausführungsbeispiel die Entfernung
kleiner wird, so daß dR negativ wird. Die ursprüngliche Peilung ist der äußere Winkel
S', S T und wird durch ungefähr :9o° dargestellt. Die neue Peilung /3 - dß ist der
Winkel S1, S B. Es ist zu beachten, daß der Peilungswinkel kleiner wird. Man zieht
nun B N senkrecht auf S T.
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Wenn die Einheitszeitdauer sehr klein gewählt wird, so werden die
Größen S B. und S I' sehr groß ausfallen, verglichen mit den Abmessungen des Dreiecks
TBN. Demzufolge wird die Entfernungsänderung dR in der Zwischenzeit durch die Linie
TN dargestellt werden.
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Damit dies klar wird, ist zu beachten, daß die ursprüngliche Entfernung
ST ist. Die Entfernung nach der angenommenen Zeiteinheit ist SB und somit die Differenz
ST - SB
die Entfernungsänderung in der Zeiteinheit oder der Änderungsbetrag
in der Zielentfernung. Wenn nute die Zeitintervalle klein sind, dann ist
ST -SB -TN, so daß demzufolge TN den Änderungsbetrag in der Zielentfernung
angibt.
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Die ursprüngliche Peilung ist S, ST. Die Peilung nach der Zeiteinheit
ist S, SB; so daß der Unterschied der Winkel BSN ist, welcher die Änderung der Peilung
und der Zeiteinheit angibt. Wenn nun wiederum die Zeitintervalle klein sind, so
ist BSN Demzufolge wird also der Änderungsbetrag in der Zielentfernung durch TN
angegeben und der Änderungsbetrag der. Peilung durch BI` R .
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Fig, 2 der Zeichnung stellt schematisch den Apparat dar, mittels dessen
die oben angegebenen Resultate erhalten werden. 2 bezeichnet die Peilungsscheibe,
die an dem oberen Teile des Instrumentes angeordnet und mit Peilungsgraden- versehen
ist, mit denen ein feststehender Zeiger 34 zusammenwirkt. Es ist zu ersehen,. daß
die angegebene Peilung ungefähr 29o° beträgt, welche der oben angegebenen Lage des
Schiffes und der Scheibe der Fig. i entsprechen. Die Scheibe 2 ist im Punkte T zentriert
und besitzt eine radiale' Führung 4. Letzter verläuft nach einem hadius, der mit
der Nullgraduierung der Scheibe 2 zusammenfällt. Die genannte Führung 4 besitzt
ein Führungsstück 3, an welchem sich eine senkrechte Achse _A befindet.
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Die Achse A besitzt ein angelenktes Führungsstück 6, in welchem sich
ein Glied 8 verschieben kann. Letzteres trägt einen Bolzen B, der seine Bewegung
auf die Stangen i i und 12 überträgt.
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Aus einem Vergleich der Fig. i und 2 geht Nerv or, daß T in der Fig.
2 die Lage der Scheibe bedeutet, während der Punkt S angibt, daß das Schiff außerhalb
der Figur in der Verbindungslinie des Punktes T mit dem festen Zeiger 34. liegt.
Der äußere Winkel S T A in der Fig. 2 stellt (vgl. Fig. i) den Peilungsiv
inkel P Jar, und die Länge T A gibt die Geschwindigkeit des Schiffes an,
so daß durch Drehung der Scheibe 2 um den Winkel ß und durch Verschiebung des Führungsstückes
3 in der Führung q um eine Entfernung, welche die Schiffsgeschwindigkeit darstellt,
die Achse A nach einer Lage verschoben wird, die der der Fig. i entspricht. Somit
ist TA ein Vektor, welcher die umge= kehrte Schiffsbewegung und Schiffsgeschwindigkeit
angibt und dessen Lage bezüglich zu einer festen Linie S T bestimmt wird: Wenn nun
die Führung 6 gedreht wird, so d'aß sie parallel zur Scheibenbewegung kommt und
der den Bolzen B tragende Block längs der Führung um einen Betrag verschoben wird,
der der Scheibengeschwindigkeit entspricht, so wird A B ein Vektor, welcher
die Scheibenbewegung und Scheibengeschwindigkeit darstellt. Hierdurch wird der Bolzen
B nach einer Lage gebracht, die der Stellung B der Fig. i entspricht.
TB ist demzufolge die Resultante von TA und AB und ein Vektor,
welcher die relative Bewegung und Geschwindigkeit der Scheibe darstellt.
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In Fig. 2 zieht man nun B N senkrecht zur Linie S T, welche
durch den feststehenden Zeiger 34. hindurchgeht. Vergleicht man nun wiederum die
Darstellung mit der Fig. i, so erkennt man, daß die Entfernung T N den Änderungsbetrag
in der Zielentfernung dR r darstellt, während' die Entfernung den Änderungsbetrag
der Peilring darstellt, d. h. BN stellt selbst den Änderungsbetrag der Peilung,
multipliziert mit R, dar oder ist gleich 1R,3. Um diese Längen in tatsächliche Bewegungen
von Maschinengliedern umzuwandeln,
wird ein Gleitglied ii angewendet,
welches sich parallel zur Linie S T verschieben kann und welches einen Schlitz g
aufweist, der rechtwinklig zur Verschiebungsrichtung verläuft. Der Bolzen B ist
so angeordnet, daß er in diesen @ Schlitz eingreifen kann. Demzufolge stellt die
Verschiebung des Gliedes i i nach Größe und Richtung den Änderungsbetrag der Zielentfernung.
dR dar. Ebenso ist ein Glied 12 angeordnet, welches_ in einer Richtung senkrecht
zur Linie S T sich verschieben kann und einen Schlitz io aufweist, der rechtwinklig
zu dieser Verschiebungsrichtung verläuft. Der Bolzen B greift ebenfalls in diesen
Schlitz ein, so daß die Verschiebung des Gliedes i2 stets gleich B N ist, so daß
sie demzufolge nach Größe und Richtung den Betrag Rdß @ angibt und Rmal so groß
ist als der Änderungsbetrag der Peilung.
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Das Gleitglied i i steuert die Scheibe, 13, welche so gelagert
ist, däß sie sich verschieben, jedoch nicht auf der Welle ig drehen kann. Eine Scheibe
15, welche au einer Welle unmittelbar unterhalb der Welle ig gelagert ist, wird
mit konstanter Geschwindigkeit durch irgendeine geeignete Vorrichtung angetrieben,
welche bei der Darstellung ein Motor 17 ist. Die Scheibe 15 wird in reibendem Eingriff
mit der Scheibe 13 in bekannter Weise gehalten. Demzufolge ist die Umdrehungsgeschwindigkeit-
der Welle ig proportional der - Verschiebung von selten der Scheibe 13 von dem Mittelpunkt
der Scheibe 15 hinfort, d. h. die Welle ig rotiert mit einer Geschwindigkeit, welche
dem Änderungsbetrage der Entfernung entspricht. Die Welle i9 überträgt ihre Bewegung
einem Zeiger 7, und zwar durch Vermittlung der Kegelräder 2o, der Welle 21 und der
Schraubenwelle 22 und 23. Wenn der Handgriff 24 nach innen gestoßen wird, werden
die Wellen 21 und ig entkuppelt, so daß bei der Einwärtsführung des Handgriffes
der. Zeiger nach irgendeiner gewünschten Entfernung eingestellt werden kann. Wenn
darauf der Handgriff wieder freigegeben wird, so wird der Zeiger mit solcher Geschwindigkeit
angetrieben werden, daß er beständig die wirkliche Entfernung in einer späteren
Zeit fortlaufend anzeigt.
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Wie oben ausgeführt wurde, erhält das Glied 21 eine Verschiebung,
entsprechend dem Betrage Rdß, indem man die Geschwindigkeit und Bewegung des Schiffes
und die Peilung mit der Geschwindigkeit und Bewegung der Scheibe versieht. Um somit
eine dem Betrage dß proportionale Verschiebung zu erbalten, wird wie folgt verfahren.
Ein geschlitzter Schwingarm 35 ist. bei 36 schwingbar angelenkt. Ein Bolzen 37 des
Gliedes 12 tritt in den Schlitz des Armes 35 ein. Die Achse des feststehenden Schwingzapfens
36 soll mit 0 bezeichnet werden. Zieht man nun durch 0 die Linie 0 X parallel
zur Bewegungsrichtung des Gliedes 12 und 0 Y senkrecht zu dieser Bewegung, so liegt,
wenn das Glied 12 sich in seiner mittleren Lage befindet, d. h. wenn BN gleich Null
ist, der Bolzen 37. in der Linie 0 Y. Bezeichnet man nun die Achse des Bolzens 35
mit P und zieht P 0 senkrecht zu 0 X, dann ist 0 O gleich
B l1? und demzufolge proportional R X dß. Es muß nun auf mechanische
Weise diese Größe oder diese Verschiebung durch R .dividiert werden, was dadurch
geschehen kann, daß die Größe mit
multipliziert wird. Eine V erschiebung von
wird nun auf folgende Weise erhalten: 38 bezeichnet einen mit einer Daumenführung
versehenen Zylinder, dessen Achse parallel zu 0 Y ist und dessen Führung
39 abgewickelt eine rechtwinklige Hyperbel ist. Die Daumenführung wird in
Umdrehung versetzt, so daß ihre Stellung zu irgendeinem Momente die Entfernung darstellt,
wobei der Antrieb von einer Welle 21 mittels der Schraubenräder 4o erfolgt. Eine
Ralle 41 tritt mit der Daumenführung in Eingriff und sitzt an einem Gliede q?, welches
gezwungen wird, sich parallel zu 0 Y zu verschieben, indem es an der Stange
4.3 gleitet. Das Glied 42 besitzt einen Schlitz, welcher parallel zu 0 X
verläuft. Ein Bolzen 4q., dessen Achse mit V bezeichnet ist, liegt sowohl im Schlitze
des Gliedes 35 als auch in dem des Gliedes q.2. Zieht man nun V U senkrecht
zu -0X,. dann wird die Lage der Daumenführung 39 durch R bestimmt, und die
abgewickelte Daumenführung ist eine rechteckige Hyperbel. Die Verschiebung V
U ist dann proportional und demzufolge wird; da 0 O den Betrag
Rdß darstellt, 0 U den Betrag
angeben oder den Betrag dß, d. h. den Änderungsbetrag der Zielentfernung. Man erhält
somit die Größe dß als die tatsächliche Verschiebung eines Gliedes 45, indem dieses
gezwungen wird, sich parallel zu 0 X zu verschieben, und indem man dieses
Glied mit einem Schlitz versieht, der parallel zu 0 Y
verläuft und welcher
den Bolzen 44 umgreift. Das Glied 45 mißt somit durch seine Verschiebung die Größe
dß. Man erhält somit eine Geschwindigkeit dß zum Antrieb der Scheibe 2, indem man
die Rolle 46 eines veränderlichen Reibungsräderwerkes in dem Gliede .45 lagert.
Die Scheibe 4.7 wird dann mit konstanter Geschwindigkeit durch die Welle 48 von
dem Motor 17 aus angetrieben,
und die Welle 5o, an welcher die Rolle
46 sitzt, wird dann mit einer Gesch-v#Tindigkeit proportional d,8 rotieren und kann.
somit mit der Scheibe 2 in irgendeiner geeigneten Weise verbunden werden.