-
Einrichtung zur selbsttätigen Angabe des Ortes eines sich bewegenden
Körpers. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, welche selbsttätig
und unbeeinflußt von störenden Einflüssen -den Standort eines auf, über oder unter
der Erdoberfläche sich - bewegenden Körpers und die radiale Projektion des Standortes
auf die Erdoberfläche auf einer gewöhnlichen Karte fortlaufend anzeigt.
-
An Stelle eines Globus oder Globusausschnittes, wie bei bekannten
ähnlichen Vorrichtungen, wird in an sich bekannter Weise eine ebene, auswechselbare,
plangeometrische Karte (z. B. in Merkatorprojektion) in handlicher Größe und zweckdienlichem
Maßstab verwendet, auf welcher ein rechtwinkliges, bewegliches Fadenkreuz in seinem
Schnittpunkt den jeweiligen Standort des Beobachters bezeichnet.
-
Die beiden Koordinatenseil@e des Fadenkreuzes werden unabhängig voneinander
durch zwei an sich bekannte Kreiselsysteme - ein Deklinations- und ein Inklinationssystem
- bewegt, die fest auf einer kardanisch aufgehängten gemeinsamen Unterlage =angeordnet
sind. ` Damit solche Kreiselsysteme auch stets richtig anzeigen, müssen die Achsen,
unbeeinfiußt von äußeren Störungen, dauernd auch ihre gleiche Orientierung beibehalten.
-
Zur Erreichung dieses Zweckes ist auf der gemeinsamen Unterlage der
beiden Kreiselsysteme ein drittes Kreiselsystem angeordnet, das auf jede Verschiebung
der gemeinsamen Unterlage aus der Meridianstellung reagiert und mittels des dabei
erfolgenden relativen Ausschlages seiner Achse der gemeinsamen Unterlage und damit
auch den anderenKreiselsystemen wieder die ursprüngliehe Orientierung gibt. Die
Karte kann hierbei auf der als Kartentisch gestalteten gemeinsamen Unterlage der
verschiedenen Kreiselsysteme angeordnet sein, wobei die beiden Koordinatenseile
unmittelbar, z. B. mittels Seilzüge und Übersetzungsrollen o. dgl., mit den beiden
Kreiselsystemen in Verbindung stehen können. Die @ Karte nimmt dann natürlich auch
an der ständigen Orientierung der Kreiselsysteme teil. Wird die Karte aber getrennt
von den Kreiseln aufgestellt, so werden die relativen Abwieklungsbewegungen der
Kreisel zweckmäßig auf elektrischem Wege auf die Koordinatenseile des Fadenkreuzes
übertragen. In diesem Fall braucht dann die Karte nicht an der ständigen Orientierung
teilzunehmen.
-
Letztere Anordnung wird vor allem auf Schiffen getroffen werden, wo
sich die Karte im Instrumentenraum befindet, die Kreiselsysteme aber, um alle störenden
Einflüsse der Schiffsbewegungen möglichst schon von vornherein auszuschalten, zweckmäßig
im Schwerpunkt des Schiffes aufgestellt werden.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
näher erläutert. Es - zeigen: Fig. i eine Oberansicht der ganzen Vorrichtung mit
unmittelbar darauf angeordneter Karte, Fig. a und 3 j e einen Querschnitt nach I-I
und II-II der Fig. i, Fig.4 eine etwas vergrößerte Draufsicht, teilweise im Schnitt,
und
Pig. 5 und 6 den Kreisel, der die Orientierung der Vorrichtung
bewirkt, in Draufsicht und Querschnitt.
-
Die Fig. 7 und 8 geben eine Erläuterung der Wirkungsweise der Kreiselsysteme.
-
Der Kartentisch A mit der darauf aufgespannten Karte K ist samt den
an ihm angebrachten Kreiselsystemen mittels des Ringes R, am Ring R2 in den Punkten
a2, b.2 kardanisch aufgehängt. Der Kartentisch trägt noch als Hilfsinstrumente den
Höhenmesser H, den Zeitmesser U, den Prüfkompaß P und die Libelle
L. Der Ring R2 hängt stoßfrei mittels der ringsum an ihm angebrachten Zugfedern
F an dem Drehring R3, der seinerseits wiederum leicht beweglich - z. B. mittels
Kugeln - auf dem an der Basis Z befestigten Ring R4 gelagert ist.
-
Der Drehring RS trägt an seiner Unterseite den Zahnkranz B, welcher
mit dem Zahnrad C des an der Basis Z angebrachten Elektromotors M in Eingriff steht
und dadurch nach beiden Richtungen gedreht werden kann, zum Zwecke, den Kartentisch
A stets in die ursprüngliche Lage zur Nord-Süd-Linie zu bringen.
-
Das Ein- und Ausschalten des Motors M zum selbsttätigen Regulieren
der Tischstellung erfolgt durch den Kreisel DM (Fig. 5 und 6). Dieser ist
auf dem Kartentisch A in seiner Achse TB,m (die in ihrer Ruhelage zweckmäßig in
der Nord-Süd-Richtung liegt) mittels der beiden senkrecht aufeinanderstehenden Ringe
a, b derart gelagert, daß die Achse sich nach allen Richtungen frei bewegen kann.
An seinem äußeren Umfang trägt der Ring b an gegenüberliegenden Stellen die beiden
Kontaktlamellen c, d, die bei einer Abweichung der Kreiselachse in der Horizontalebene
gegenüber der Unterlage auf den Polsegmenten r, z bzw. q., 3 des Kartentisches A
schleifen. Die vier Segmente, die mit dem Elektromotor M in Verbindung stehen, bilden
mit den Kontaktlamellen c, d einen Umschalter für den Motor, derart, daß bei einer
Abweichung der Kreiselachse in der einen oder anderen Richtung auch der Motor den
Drehring R4 und mit ihm den Kartentisch A in der einen oder anderen Richtung dreht.
-
Infolgedessen ist der Kartentisch A dauernd in die Nord-Süd-Richtung
eingestellt. Bei der geringsten Abweichung aus dieser Richtung wird infolge des
Beharrungsvermögens der Kreiselachsen im Raume durch diese der Ring a mit den Lamellen
c, d eine entsprechende Drehung erfahren. Dadurch wird .der Motor eingeschaltet
und der Tisch A so lange gedreht, bis er wieder in seine ursprüngliche Lage zur
Kreiselachse zurückgekehrt ist, womit dann auch die Lamellen c, d sieh wieder zwischen
den Polsegmenten befinden und der Motor zur Ruhe kommt. Auf der Unterseite des Kartentisches
A sind die für die Ortsangaben bestimmten beiden Kreiselsysteme D" D, und
J" J2 angebracht, und zwar zweckmäßig je paarweise auf den beiden Armen des
durch die kardanischen Aufhängungspunkte a,, b,. und a2, b2 gedachten, im Raume
feststehenden Achsenkreuzes, derart, daß die vier Kreisel gleich weit vom Mittelpunkt
entfernt sind. Die Achsen der Kreisel D, und DZ bzw. J, und J2 sind dann also je
unter sich und zur Äquatorlinie oder Nord-Süd-Richtung parallel.
-
Infolge des schon genannten Beharrungsvermögens der Kreiselachsen
im Raume wird infolge der Kugelgestalt der Erde die Ebene des Kartentisches A z.
B. bei einer Verschiebung um 9o° auf einem Breitengrad auch gegenüber der durch
die Achsen des Kreiselsystems D1, DZ gelegten Ebene eine Verdrehung um die Nord-Süd-Linie
um 9o° erfahren, was in Wirklichkeit durch eine entsprechende relative Verdrehung
der Kreiselachsen gegenüber dem Kartentisch zum Ausdruck kommt (Fig. 8).
-
Dementsprechend werden die Achsen des Kreiselsystems J" J2 bei einer
Verschiebung des Kartentisches in Richtung eines Meridians eine relative Verdrehung
um die West-Ost-Linie erfahren.
-
Eine Verschiebung unter einem beliebigen Winkel zu den vorgenannten
Richtungen wird eine gleichzeitige Verdrehung der Achsen beider Systeme zur Folge
haben, deren Größe sich aus der Zerlegung der Verschiebungsgröße und Richtung entsprechend
dem Parallelogramm der Kräfte nach zwei senkrecht aufeinanderstehenden Richtungen
ergibt.
-
Die einzelnen Kreisel sind in bekannter Weise nach allen Richtungen
frei beweglich aufgehängt, so daß sie etwaige Präzessionsbewegungen ungehindert
ausführen können.
-
Die beschriebenen relativen Verdrehungen der Kreisel werden durch
an den Drehachsen der äußeren Aufhängungsringe angebrachte-Schnurlaufrollen o. dgl.
mittels Seilzüge und zweckentsprechender Übersetzungen auf an den vier Seiten der
Karte befindliche endlose Seilzüge s,d, sId und st, s.i übertragen. Bei geeigneter
Wahl der Übersetzungen werden die einander gegenüberliegenden Seilzüge infolge der
Parallelität der Achsen der zugehörigen Kreisel bei deren relativen Bewegungen stets
auch Bewegungen von gleicher Größe und Richtung erfahren. Es werden also die an
diesen Seilzügen angebrachten Koordinatenseile k, oder k2 stets parallel zu sich
selbst verschoben. Ist das Übersetzungsverhältnis für die Übertragung der Ausschlagsbewegungen
der Kreisel auf die Seilzüge entsprechend dem Maßstab der Karte K
gewählt,
so werden die beiden @Koordinatenseile mit ihrem Schnittpunkt 0 stets auch den jeweiligen
Standort angeben.
-
Der relative Ausschlag der Kreiselachsen entspricht jeweils dem zu
einer zurückgelegten Strecke zugehörigen Zentriwinkel. Da nun einerseits die dem
gleichen Ausschlag entsprechende oder die dem gleichen Zentriwinkel zugehörige Bogenlänge
am Äquator größer ist als in der Nähe der Pole, anderseits aber gleichen Ausschlägen
der Kreiselachsen stets auch eine gleich große Verschiebung derKoordinatenseile
und desKreuzunespunlctes 0 entspricht, so muß, damit die Vorrichtung auch richtig
anzeigt, naturgemäß eine Karte in Merkatorprojektion verwendet werden.
-
Um die Koordinatenseile k1 und k2 jederzeit neu einstellen (z. B.
nach dem Einlegen einer Anschlußkarte) und etwaige Fehler im Anzeigen berücksichtigen
zu können, sind sie mit ihren Enden cld, cld bzw. c11, e21 derart an den Seilzisgen
Sd, sId bzw. Si, s21 angebracht, z. B. mittels Klemmen o. dgl., daß sie auf ihnen
verschoben werden können.
-
Durch an den Rändern der Kartenunterlage angebrachte Skalen G wird
das richtige Einstellen der Koordinatenseile und rechtwinklig zueinander erleichtert.
-
Da der Winkel des relativen- Ausschlages der Kreisel stets einem Winkel
entspricht, dessen Scheitel im Erdmittelpunkt liegt, so kann der Erfindungsgegenstand
jederzeit ohne Abänderung auch für die Angabe des jeweiligen Ortes eines sich in
der Luft oder unter der Erde und unter dem Wasser bewegenden Körpers Verwendung
finden. Naturgemäß wird in diesen Fällen auf der Karte stets die radiale Projektion
des Ortes auf die Erdoberfläche angezeigt.
-
Ein wesentlicher Vorteil gegenüber bekannten Vorrichtungen ähnlicher
Art, z. B. den Kreiselkompassen, liegt darin, daß beim Erfindungsgegenstand infolge
der selbsttätigen Orientierung der ganzen Vorrichtung durch den Hilfskreisel
DM mittels des Elektromotors das Anzeigen des Standortes stets sofort und
genau erfolgt, während bei jenen erst das langandauernde Ausschwingen der Kreisel
und Anzeigevorrichtung abgewartet werden muß.