DE352371C - Zum Messen der Entfernung von Luftfahrzeugen bestimmter Entfernungsmesser - Google Patents

Description

• Zum Messen der Entfernung von Luftfahrzeugen bestimmter Entfernungsmesser. Die vorliegende Erfindung bezweckt, einen dem Hauptpatent entsprechenden Entfernungsmesser so auszubilden, daß an einer mit der Ablenkungsvorrichtung des Entfernungsmessers gekuppelten Entfernungsteilung jeweilig die Entfernung des Meßgegenstandes richtig angezeigt wird, sofern für den ;1Teßgegenstand die Einstellung der Ablenkungsvorrichtung vollzogen ist, und daß dabei die Einstellung der Ablenkungsvorrichtung durch eine Höhenverstellung des Entfernungsmessers selbsttätig so verändert wird, daß die gegenseitige Lage der beiden dem Beobachter dargebotenen Bilder in der Richtung der Standlinie erhalten bleibt, wenn der Entfernungsmesser bei gleichbleibender Höhe des Meßgegenstandes auf ihn gerichtet gehalten wird.
• Zu diesemZweck ist der neueEntfernungsniesser folgendermaßen ausgestaltet. Es ist das eine der beiden Kronräder eines Differentialgetriebes so mit einem in seiner Lage gegen die Lotrechte unveränderlichen Körper gekuppelt, daß bei einer Höhendrehung des Entfernungsmessers die Abweichung dieses Kronrades von einer gewissen Ausgangsstellung stets proportional ist dem Logarithmus des Sinus des Geländewinkels des gerade beobachteten Gegenstandes, der Geländewinkel dabei gerechnet von der wagerechten Ausblickrichtung aus. Es ist ferner das andere der beiden Kronräder so mit der Ablenkungsvorrichtung gekuppelt, daß seine Abweichung von einer gewissen Anfangsstellung stets proportional ist dem Logarithmus der Entfernung, die jeweilig gemäß der Stellung der Ablenkungsvorrichtung an der Entfernungsteilung des Entfernungsmessers gngezeigt wird. Es ist schließlich das Planetenrad des Differentialgetriebes mit einer Antriebsvorrichtung gekuppelt, die das Planetenrad um die gemeinsame Achse der Kronräder zu drehen erlaubt. Es sei bezeichnet (vgl. Abb. a der Zeichnung) mit A die Höhe eines Gegenstandes X über der den Beobachter Y enthaltenden wagerechten Ebene, mit B die Entfernung des Gegenstandes von dem Beobachter und mit a der Geländewinkel des Gegenstandes. Ist der Entfernungsmesser unter irgendeinem Geländewinkel a gerichtet, so hat das erste Kronrad von seiner Ausgangsstellung eine Abweichung y,., die gleich dem Sinus des Geländewinkels vervielfacht mit der Proportionalitätszahl M,, der zugehörigen Kupplung ist; es ist also y,. = M, log sin a.
• Wird dabei an derEntfernungsteilung irgendeine Entfernung B angezeigt, so hat das zweite Kronrad eine Abweichung y2, von der die Gleichung gilt y2 - M@ log B. Es kann gesetzt werden da ja die für die Entfernung zugrunde zu legende Längeneinheit beliebig ist. Also gilt von der Abweichung y$ des Planetenrades von seiner Ausgangsstellung, da 7a = Yi -I-' y22 y3 = M log sin a + M log B, mithin 7s = M (log sin a -E- log B). Nun ist aber A = B sin a, also log A = log sin a -+ log B, mithin 7g - M log A.
• Es ist daher die Stellung des Planetenrades nur abhängig von der Höhe des beobachteten Gegenstandes. Verbindet man mit dem Planetenrade eine logarithmische Höhenteilung von entsprechendem Maßstabe, so kann man daher sogar an ihr die Höhe des Meßgegen-Standes ablesen. Umgekehrt wird, wenn man das Planetenrad feststellt und den Entfernungsmesser auf einen Gegenstand gerichtet hält, der sich in derjenigen Höhe bewegt, die der Stellung des Planetenrades entspricht, an der Entfernungsteilung fortlaufend die Entfernung des betreffenden Gegenstandes richtig angezeigt und mithin auch die Ablenkungsvorrichtung fortlaufend so eingestellt, daß ihre Einstellung jeweilig der Entfernung des Gegenstandes entspricht. Hält man also die Antriebsvorrichtung des Planetenrades fest oder ist diese Vorrichtung selbstsperrend ausgebildet, so genügt der Entfernungsmesser der weiter oben gestellten Aufgabe. Da der Logarithmus des Sinus des Geländewinkels für den Wert Null des Geländewinkels den Wert - oo annehmen würde; so kann man für sehr kleine Geländewinkel den Entfernungsmesser nicht der Erfindung entsprechend ausbilden; aus entsprechenden Gründen kann der Entfernungsbereich, innerhalb dessen der Entfernungsmesser erfindungsgemäß ausgebildet ist, nicht bis zu den Werten Null und Unendlich reichen.
• Kuppelt man das mit dem unveränderlichen Körper gekuppelte Kronrad so mit einer Antriebsvorrichtung, daß gleichen Bewegungen dieser Antriebsvorrichtung gleiche Bewegungen des Kronrades entsprechen (was z. B. dann erfüllt ist, wenn an der Welle dieses Kronrades ein Antriebsknopf befestigt ist), so erlangt der Entfernungsmesser dadurch eine Höheneinstellvorrichtung, die sich den Bedürfnissen der Beobachtung von Luftfahrzeugen gut anpaßt. Denn da dieses Kronrad ja so mit dem unveränderlichen Körper gekuppelt ist, daß seine Abweichung proportional dem Logarithmus des Sinus des Geländewinkels ist, so sind die Abweichungsänderungen, die gleichen Änderungen des Geländewinkels bei kleinem Geländewinkel entsprechen, groß im Vergleich zu denen bei großem Geländewinkel; umgekehrt entsprechen daher gleichen Verstellungen der Antriebsvorrichtung des Kronrades bei kleinem Geländewinkel Änderungen des Geländewinkels, die klein sind im Vergleich zu denen bei großem Geländewinkel. Dies paßt sich insofern den Bedürfnissen der Beobachtung von Luftfahrzeugen gut an, als sich bei gleichbeibender Geschwindigkeit eines sich in ein und derselben Höhe bewegenden Luftfahrzeuges der Geländewinkel um so rascher ändert, je größer er wird.
• Bewegt sich der zu beobachtende Gegenstand ungefähr in ein und derselben Höhe, so bedarf es, dem Zwecke des neuen Entferlagert ist und ebenfalls eine spiralige Verzahnung hat. Auf der Welle tn° ist ferner ein Kegelrad trat, das in das Kegelrad j2 eingreift, sowie ein Antriebsknopf trag befestigt.
• Um eine Höhenverstellung des Entfernungsmessers zu bewirken, ist der mit dem Kegelrade m2 starr verbundene Knopf in' zu drehen. Durch Vermittlung der Stirnräder ml und 12 dreht sich dann das Kegelrad h und wälzt sich infolgedessen, den Entfernüngsmesserkörper mit sich nehmend, auf dem Kegelrade b= ab. Die Verzahnungen der Stirnräder 77a1 und 11 sind so bestimmt, daß zwischen der Stellung des Kegelrades in' und dem Geländewinkel der Ausblickrichtung stets die weiter oben- angegebene Beziehung besteht. Eine Drehung des Knopfes gl bewirkt eine gegenseitige Verdrehung der Keile dl und d2 und außerdem durch Vermittlung der Räder 1a1, 1a2 und il eine Drehung desKegelradesi2. ' DieVerzahnungenderStirnräder lag und il sind so bestimmt, daß zwischen der Stellung des Kegelrades i2 und der an der Teilung g3 angezeigten Entfernung die weiter oben angegebene Beziehung besteht. Das Kegelrad j2, das mit den Kegelrädern i2 und ron2 ein Differentialgetriebe bildet, nimmt samt der Trommel j1 eine solche Stellung ein, daß an der Teilung j4 jeweils die Höhe des Gegenstandes der Messung angezeigt wird. An, der Entfernungsteilung gs wird dabei die Entfernung angezeigt. Hält man anderseits den Knopf k2 fest, so daß an der Höhenteilung j4 dauernd dieselbe Höhe angezeigt wird, und verfolgt einen sich in dieser Höhe bewegenden Gegenstand durch Drehen des Entfernungsmessers um den Zapfen b° und durch Drehen des Knopfes trag, so wird an der Teilung g3 die sich fortlaufend ändernde Entfernung @dauernid richtig angezeigt.
• Da es einerseits, wie weiter oben dargelegt, nicht möglich ist, den Entfernungsmesser bis zu einem Geländewinkel von Null lind bis zu einer unendlich großen Entfernung der Erfitrdung gemäß auszubilden, anderseits aber erwünscht ist, mit der Beobachtung bis an diese beiden Grenzen gehen zu können, so ist das Ausführungsbeispiel so ausgebildet, daß der Entfernungsmesser dem Gelände-@vinkel Null und der Entfernung Unendlich entsprechend eingestellt werden kann (wie in der Zeichnung gerade dargestellt), ohne daß er aber dann eine richtige Höhenanzeige liefert. Es sind nämlich die vier spiraligen Verzahnungen so ausgebildet, daß sich an sie kreisförmige Verzahnungen anschließen, die dann wirksam werden, wenn sich der Höhenivinkel und die Entfernung den erwähnten Grenzwerten nähern. Durch Marken mag man kenntlich machen, bei welchen kleinsten Geländewinkeln und bei welchen größten Entfernungen keine gültige Ablesung an der Höhenteilung j4 mehr stattfinden kann. Die Entfernungsanzeige an der Teilung g3 ist stets richtig.

Claims (3)

1. PATENT-ANsPRÜcHE: i. Zum Messen der Entfernung von Luftfahrzeugen bestimmter Entfernungsmesser nach Patent 35079, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Kronrad (77a2) eines Differentialgetriebes (i2, j2, trat) so mit einem in seiner Lage gegen die Lotrechte unveränderlichen Körper (b1) gekuppelt ist, daß seine Abweichung von einer gewissen Anfangsstellung stets proportional dem Logarithmus des Sinus des Geländewinkels des beobachteten Gegenstandes ist, daß ferner das andere Kronrad (i2) mit der Ablenkungsvorrichtung (d', d2) so gekuppelt ist, daß seine Abweichung von einer gewissen Anfangsstellung stets proportional dem Logarithmus der Entfernung ist, die jeweilig an der Entfernungsteilung (g3) des Entfernungsmessers angezeigt wird, und daß schließlich das Planetenrad (j2) des Differentialgetriebes mit einer Antriebsvorrichtung (k2) gekuppelt ist, die das Planetenrad (j2) um die gemeinsame Achse der Kronräder (i.
2. 2 und trat) zu drehen erlaubt. z.-Entfernungsmesser nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenrad (j2) mit einer logarithmischen Höhenteilung (j4) verbunden ist.
3. 3. Entfernungsmesser nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem unveränderlichen Körper (bl) gekuppelte Kronrad (m2) so mit einer Antriebsvorrichtung (ms) gekuppelt ist, daß gleichen Bewegungen dieser Antriebsvorrichtung (trag) gleiche Bewegungen des Kronrades (71a2) entsprechen. 4.. Entfernungsmesser nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkungsvorrichtung (dl, d-) so mit einer Antriebsvorrichtung (g') gekuppelt ist, daß gleichen Bewegungen dieser Antriebsvorrichtung (g5) gleiche Bewegungen der Ablenkungsvorrichtung entsprechen. nungsmessers entsprechend, selbst,dann, wenn sich die Entfernung des Gegenstandes sehr ändert, nur geringer Verstellungen der Antriebsvorrichtung des Planetenrades, um an den durch die Höhendrehung des Entfernungsmessers bewirkten Änderungen der gegenseitigen Lage der beiden Bilder diejenigen kleinen Verbesserungen anzubringen, die den kleinen Abweichungen in der Höhenlage des Gegenstandes entsprechen. Handelt es sich dagegen um einen Gegenstand, der seine Entfernung wenig, seine Höhe aber stark ändert, so hätte man, wenn man sich zur Aufrechterhaltung der gegenseitigen Lage der beiden Bilder der Antriebsvorrichtung des Planetenrades bediente, diese Antriebsvorrichtung des Planetenrades um große Beträge zu verstellen. Diese Unbequemlichkeit wird beseitigt, wenn man den Entfernungsmesser außer mit der Antriebsvorrichtung des Planetenrades noch mit einer Antriebsvorrichtung ausstattet, die mit der Ablenkungsvorrichtung so gekuppelt ist, daß gleichen Bewegungen dieser Antriebsvorrichtung gleiche Bewegungen der Ablenkungsvorrichtung entsprechen. Denn da für geringe Änderungen der Entfernung nur geringe Bewegungen der Ablenkungsvorrichtung erforderlich sind, so hat man diese Antriebsvorrichtung im erwähnten Falle nur um kleine Beträge zu verstellen. An Stelle eines Differentialgetriebes im gewöhnlichen Sinn mag man irgendein anderes Getriebe nehmen, das eine Summation bewirkt. Es kann also z. B. ein Getriebe in Frage kommen, bei dem an die Stelle der beiden Kronräder Zahnstangen treten und das Planetenrad statt einer drehenden eine hin und her gehende Bewegung macht. Ferner kann man auch hydraulische Vorrichtungen anwenden, bei denen aus j e einem Zylinder Flüssigkeit in einen summierend wirkenden Zylinder gepreßt wird, oder eine elektrische Vorrichtung. Da es für das Wesen der Sache nur darauf ankommt, daß . ein Glied sowohl durch eine Verstellung des Entfernungsmessers der Höhe nach als auch durch eine Verstellung der Ablenkungsvorrichtung beeinflußt wird, dabei aber schließlich immer eine Stellung einnimmt, die nur von der Höhe abhängig ist, so läßt sich die Erfindung auch noch auf mancherlei anderen Wegen verwirklichen. So kann man z. B. das in Abb. r der Zeichnung dargestellte Dreieck in dem Entfernungsmesser verkörpern und erhält dann eine Vorrichtung, die in dieser Hinsicht mit dem Ausführungsbeispiel der Patentschrift 349294 verwandt ist, sofern man sich dieses Ausführungsbeispiel gemäß Anspruch 6 derselben Patentschrift ausgebildet denkt. Die Anwendung der Erfindung bezieht sich schließlich nicht nur auf Entfernungsmesser, die die Standlinie in sich enthalten, sondern in gleicher Weise auf Entfernungsmesser, die mit Grundlinie am Ziel arbeiten. In Abb. 2 und 3 der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein der Erfindung entsprechender, unokularer, die Standlinie in sich enthaltender Entfernungsmesser in seinen hier wesentlichen Teilen dargestellt. Der Körper a1 des Entfernungsmessers ist in einer unten mit einem Befestigungszapfen b° ausgestatteten, in der Zeichnung nur zum Teil dargestellten Gabel b1 drehbar gelagert. Das rechte Eintrittsspiegelsystem des Entfernungsmessers wird von einem Winkelspiegelprisma cl gebildet; das rechte Objektiv ist mit c' bezeichnet. Die Glieder des Scheideprismensystems sind mit c3 und c ; die des Okulars mit cs und c6 bezeichnet. Die Ablenkungsvorrichtung des Entfernungsmessers besteht aus zwei brechenden Keilen dl und d2. Die Fassung e1 des Keils dl ist mit einer Kegelradverzahnung f1, die Fassung e' des Keils d2 mit einer Kegelradverzahnung f2 ausgestattet. Ein Kegelrad g1 greift in diese beiden Verzahnungen ein. Eine Trommel g2 ist auf der Welle g° des Kegelrades g1 befestigt und trägt eine Entfernungsteilung g3, zu der ein an dem Körper a1 sitzender Zeiger g4 gehört. Ein Knopf g', dient zum Betätigen des Kegelrades g1. In die Verzahnungen f l- und f 2 greift ferner ein Kegelrad hl ein, das innerhalb eines an dem Körper dl sitzenden Kastens a2 auf seiner Welle h° ein Stirnrad h2 mit spiraliger Verzahnung trägt. Mit dem Stirnradh2 steht inEingriff ein Stirnrad il, das mit seiner Welle i° in dem Körper ax gelagert ist und ebenfalls eine spiralige Verzahnung hat. Auf der Welle i° sitzt fest ein Kegelrad i' und lose drehbar eine Trommel j1. In dieser Trommel ist mit Hilfe eines Bolzens j° ein Kegelrad j' drehbar gelagert, das in das Kegelrad i2 eingreift. Außen trägt die Trommel j1 an ihrem oberen Rande eine Stirnradverzahnung j3, in die ein Stirnrad kl eingreift, das mit seiner Welle k° in dem Kasten a2 gelagert ist und an dieser Welle mit einem Antriebsknopf k2 ausgestattet ist. An ihrem unteren Rande trägt die Trommel j1 außen eine logarithmische Höhenteilung j4, zu der ein an dem Kasten a2 sitzender Zeiger j6 gehört, und die durch ein Fenster a3 hindurch ablesbar ist. An der Gabel b1 ist ein den Körper a1 umschließendes Kegelrad b2 befestigt, in das ein in dem Kasten a2 gelagertes Kegelrad 1l eingreift. Auf der Welle l° dieses Rades ist ein Stirnrad l2 mit spiraliger Verzahnung befestigt. Mit dem Stirnrad l' steht in Eingriff ein Stirnrad sd, das mit seiner Welle m° in dem Kasten a' ge-