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Optisches Gerät: Für diese Anmel,iung ist gem<'iß dem Unionsvertrage
vom a. Juni igii die Priorität auf Grund der Anmeldung in Großbritannien vom B.
März 1915 beansprucht. Man kennt bereits Fernrohre, die im ganzen durch -das Gyroskop
stabilisiert werden. Der Nachteil einer solchen Einrichtung besteht darin, ,daß
der Beobachter das Fernrohr nicht berühren kann, ohne eine Bewegung desselben zu
verursachen. Dieses ist ein schwerwiegender Nachteil beim Gebrauch von solchen Fernrohren,
die auf Schiften Verwendung finden, da, wenn das Schiff eine Rollbewegung ausführt,
der Beobachter in der Lage sein muß, sein Auge gegen das Okular zu legen. Bei dem
Gerät gemäß der Erfindung kann sich, der Beobachter daran anlehnen, ohne daß eine
Störung in der Beobachtung einträte.
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In der Zeichnung sin,-3 einige Ausführungsformen dies Erfindungsgegenstandes
veranschaulicht, und zwar ist: Abb. i eine Ansicht ttn:d, Abb. 2 eine Draufsicht
auf eine Ausführungsform.
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Abb. 3, 4 und 5 veranschaulichen in Seitenansicht, Draufsicht und
Vorderansicht eine zweite, Abb.6 in Draufsicht eine, dritte, Abh. 7, 8, 9 und io
eine vierte Ausführungsform.
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Abb. i i, i 2, 13, 14 und 15 veranschaulichen schematisch
andere Anordnungen der optischen Systeme gemäß der Erfindung.
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Wie aus .den Abb. i und 2 hervorgeht, wird das Potorgehäuse von einer
senkrechten Zapfenachse 2 des Führungsringes 3 getragen, der an der wagerechten
Zapfenachse 4 eines Gehäuse 5 aufgehängt ist. Der Kreisel ist zweckmäßig auf der
wagerechten Achse 2 im indifferenten Gleichgewicht, kann jedoch eine geringe Gravitationsstabilität
mit Bezug auf die Vereinigung von Kreisel i und Führungsring 3 um die Zapfenachse
4 erhalten.
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Das äußere Gehäuse 5 ist auf einer senkrechten Achse des Ständers
6 gelagert und hat eine Schnecke 7, die mit einem Schneckenrade 8 in Eingriff steht,
um das Gehäuse in das Azimut einzustellen. Das Rotorgehäuse i trägt die beiden Reflektoren
9 und io, deren Reflektionsebenen rechtwinklig zueinander stehen, gewöhnlich senkrecht
liegen und sich ferner in der Achse des Zapfens 2 schneiden. Das Objektiv i i und
das Okular i2 sind an dein Gehäuse 5 symmetrisch zur Mittellinie des Kreisels 4n
.dessen zentraler Lage befestig t.
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Die Brennebene und der hintere Hauptpun:kt des Objektivs sind so angeordnet,
daß sie in derselben Entfernung von der Zapfenachse 4. liegen.
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Der Beobachter sitzt so, daß sein Rücken gegen das Ziel hin gekehrt
ist, und blickt in das Okular 12. Wenn das Schift rollt, bewegt sich der Beobachter
und das äußere Gehäuse 5 mit .dem Schiffe. Das Bild in der Brennebene verbleibt
in derselben Lage zu den Meßfäden trotz. der Rollbewegung des Schiffes. Wenn das
Objektiv auf und nieder geht, bewegt sieh das Bild um denselben Betrag, jedoch steigt
oder fällt es in der Brennebene um denselben Betrag wie, die Meßfäden und: däs Objektiv,
da sich das Bild, die Meßfäden und das Objektiv in derselben Entfernung von der
Achse 4 befinden. Demzufolge beeinflußt die winklige Bewegung rin die Achse die
Lage des Bildes gegenüber ilen Meßfäden in dem Gesichtsfelde nicht.
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Irgendeine winklige Bewegung des Gehäuses 5 um die Rotorachse in deren
mittleren Lage bewirkt, daß das Objektiv emporgeht und das Okular niedersteigt oder
umgekehrt, und zwar um gleiche Beträge. Gleichzeitig wird aber die Schnittlinie
der beiden Spiegel 9 und io schräg gestellt, mit der Wirkung, daß das Bild in der
Mitte des Gesichtsfeldes senkrecht verbleibt, jedoch etwas schräg zu den Meßfäden
liegt. Irgendeine abweichende Bewegungdes Kreisels um die senkrechte Achse beeinflußt
die Lage des Bildes in der Mitte des Gesichtsfeldes nicht, vielmehr 'hat eine derartige
Bewegung um d 'en wagerechten Zapfen ein Heben und Senken des Scheibenbildes zur
Folge. Die Gravitationsstabilität um die wagenechte Zapfenachse sucht eine abweichende
Bewegung zu verhindern, die einen kleinen Betrag übersteigt. Weicht der Kreisel
von der senkrechten Zapfenachse 2 ab, so kann er in seine mittlere Lage durch eine
Kraft zurückgebracht werden, die auf das Ende der Zapfenachse 4 einwirkt, welche
durch das Gehäuse 5 hervorragt und mit einem Knopf 4a versehen ist. Weicht der Kreisel
um die wagerechte Achse ab, so kann er durch Stöße zurückgeführt werden, die dem
Rotorgehäuse durch Drehung der vier Speichen 13 mittels eines Knopfes 15
übertragen werden. Da-lurch kommen die Speichen mit einer leichten Feder 14 in Eingriff,
die an dem Rotorgehäuse sitzt. Diese Stöße können dem
Rotorgehäuse
z. B. durch eine elektrische oder mechanische Einrichtung erteilt werden.
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Wenn die Rotorachse im Azinlut von der senkrechten Lage abweicht,
so bewegt sich das Bild um einen kleinen Betrag mit Bezug auf die Mitte des Gesichtsfeldes
bei jeder Rollbeevegung auf und nieder. Wenn die größte Genauigkeit erreicht werden
soll, so muß eine abwechselnde Präzession eingeführt werden, um diese Wirkung auszugleichen.
Dieser Ausgleich erfolgt zweckmäßig auf optischem Wege. (Abib. 3, 4 und 5). Hierzu
wird ein Objektiv i i und ein Okular 12 auf einer Platte 21 angebracht, die um einen
Zapfen 22 des äußeren Gehäuses 5 schwingbar ist. Derselbe Ausgleich kann für eine
Kippbewegung der Kreiselachse um den Zapfen .1. verwendet werden; hierdurch vermeidet
man die Einführung -einer Einrichtung für die Präzession des Kreisels um den wagerechten
Zapfen.
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Wird die Kreiselachse aus der wagerechten Ebene durch Drehung um den
Zapfen 4. gekippt so steigt .das Bild empor. Eine derartige Verschiebung des Bildes
kann durch eine entsprechende Senkung, des Objektives, oder eine Emporbewegung des
Okulars oder durch beides ermöglicht werden. Hierzu wird die Platte 2 an .dem Zapfen
22 gedreht.
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Abb.6 veranschaulicht eine abgeänderte L agerung der Spiegel auf :dem
Führüngsring, anstatt an dem Führungsgehäuse. Die Spiegel 9 und io sind an dem Führungsring
3 durch die beiden Arme 27 angebracht. Anstatt die Spiegel an .dem Führungsringe
festzulegeil, können sie auch von dem wagerechten Zapfen .4 getragen werden, wobei
Ob-
jektiv und Okular in entsprechender Weise angeordnet werden. Ein Nachteil
der beschriebenen Anordnung :besteht darin, daß der Beobachter dem Objektiv seinen
Rücken zukehrt. Die Abb. 7 bis io veranschaulichen eine Anordnung, welche diesen,
Nachteil vermeidet.
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Das Rotorgehäuise wird von dem senkrechten Zapfen 2 in dem Führungsringe
3 getragen, der seinerseits von dem wagerechten Zapfen 4 an dem einen Ende des Gehäuses
-5 und an dem anderen Ende durch einen U-förmigen Arm so getragen wird. Das Objektiv
i i und das Okular 12 des Teleskop,es sind an einer zylindrischen Muffe 31 angebracht,
die um einen zylindrischen Ansatz 32 des Gehäuses 5 drehbar ist. In dieseln zylindrischen
Ansatz 32 sind Löcher eingeschnitten, .damit die durch das Fernrohr gehenden Lichtstrahlen
hinaustreten können. Der hintere Hauptpunkt des Objektives und die Brennebene liegen
von .der Mitte des zylindrischen Ansatzes in derselben Entfernung. Das Fernrohr
hat vier Reflektoren, wie bei einem Prismenglase. Alle vier Reflektoren ,können
an der Zapfenachse 4 angebracht werden. Beim Ausführungsbeispiele sind nur die beiden
Reflektoren 33, 34 (Abb. 9) an der Zapfenachse 4 durch einen Kurbelarm 37 angebracht;
die Schnittlinie der beiden Reflektionsebenen verläuft senkrecht zur Zapfenachse.
Die anderen beiden Reflektoren 35, 36 (Abb.9 und io) werden von einem Kurbelarm
38 getragen, der an dem Gehäuse 5 durch einen Zapfen 39 schwingbar angebracht ist.
Die Schnittlinie der Reflektionsebene 35 und 36 liegt .gewöhnlich gleichachsig zu
dein Zapfen 4. Die Bewegung des Kurbelarmes 38 um den Zapfen 39 wird durch einen
Stift 40 gesteuert, der an einem Arm angebracht ist, .der seinerseits an einem Schlitz
eines L-förini.gen Hebels 41 eingreift, der um die Nabe 42 des Gehäuses 5 konzentrisch
zum Zapfen 4 drehbar ist. Der senkrechte Arm dieses L-förmigen Hebels ist an dem
Gehäuse 5 angebracht und drückt gegen den Stift, der von dem L-förinigen Hebel durch
einen - Schlitz des Gehäuses 5 hervorragt. Durch Drehung :der Schraube 43 kann der
Kurbelarm 38 mit dem Zapfen 39 gehoben und gesenkt werden, so @daß die beiden Reflektoren
35 und 36 demzufolge angehoben oder gesenkt werden.
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Das Bild kann in dem Gesichtsfelde durch Drehen der Schraube 43 gehoben
und -gesenkt werden. Es steht in der Mitte des Gesichtsfeldes senkrecht fest, solange
der Kreisel um den wagerechten Zapfen 4 nicht vorrückt. Bei starkem Rollen des Schiffes
fängt das Bild an dunkel zu werden, man kann das Bild jedoch wieder sichtbar einstellen,
durch Drehen der Muffe 34 die das Objektiv und das Okular an dem Ansatz 32 des Gehäuses
5 trägt, und zwar entgegengesetzt zur Rollbewegung, so daß .die Linie, welche Objektiv
und Okular verbindet, ungefähr mit einer Abweichung von 5 bis 6° von der horizontalen
wagerecht verbleibt. In diesem Beispiele liegt die Rotorachse des Kreisels wagerecht.
Der Kreisel kann auch in derselben Weise verwendet werden, wenn die Rotorachse senkrecht
verläuft, in welchem Falle die beiden Zapfenachsen 2 und 4 wagerecht liegen.
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Die Anordnung der Reflektoren nach Abb. 9 kann so abgeändert werden,
daß der Lichtstrahl nach Durchgang durch das Objektiv zunächst in der wagerechten
Ebene und darauf in der senkrechten Ebene .doppelt reflektiert wird.
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Auch kann man beispielsweise alle vier Reflektoren dadurch stabilisieren,
daß man sie an ,der Zapfenachse 4 anbringt und ein Prisma oder eine planparallele,
drehbh.re Glasplatte einschaltet, oder indem man das Objektiv
mit
Bezug auf das Okular rund um den Zapfen 4 verschiebt.
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Die beschriebene Vorrichtung soll die Rollbewegungen eines Schiffes
ausgleichen; sie kann auch zur azimutalen Bewegung verwendet werden. Die optischen
Systeme nach Abb. 2, 6 und 9 sind nicht die einzigen, die zur Amvendung gelangen
können. Im allgemeinen kann man jedes Fernrohr verwenden, welches ein aufrechtes
Bild herstellt, wobei die umkehrenden Teile des Systems durch den Kreisel stabilisiert
und die verschiedenen Abmessungen des Systems so gewählt werden, daß das Bild in
der Mitte des Gesichtsfeldes feststehend verbleibt. Man kann hierzu ein System verwenden,
welches ähnlich dem der Abb. i i und 12 ist. Das Objektiv 5o und die Okularlinsen
51, 52 sind hierbei wie bei der Abb. 9 an dem Fernrohrringe angebracht. Das Prisma
53, das in der Abb. 12 in der Seitenansicht dargestellt ist, @vird durch den Kreisel
stabilisiert. Das verschiebbare achromatische Prisma 54 dient dazu, das Objekt in
der Mitte des Gesichtsfeldes senkrecht zu halten, wenn die Kreiselachse kippt. Die
Bewegung des Prismas 54 parallel zur Fernrohrachse erfolgt durch eine geeignete
Einrichtung.
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Die Abb. 13 und 14 veranschaulichen zwei andere Anordnungen. Das Objektiv
55, das Okular 56, 57 und die beiden rechtwinklig zueinander angeordneten Prismen
58 und 59 bewegen sich mit dem Schiffe, während das rechtwinklig angeordnete Prisma
6o durch den Kreisel stabilisiert wird. Um die Kippbewegung der Kreisefachse auszugleichen,
kann man die Prismen 58 und 59 verschieben, und diese Verschiebung erfolgt in ähnlicher
Weise wie bei der Ausführungsform nach Abb.9.
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Abb. 15 veranschaulicht eine Anordnung, die keine Prismen oder reflektierenden
Flächen aufweist. Das Objektiv 61, und das Okular 62, 6211 verschieben sich mit
dem Schiffe. Die Brennebene von 61 liegt bei 63, und die Umkehrlinse 64 oder ein
System derartiger Linsen, die durch den Kreisel stabilisiert werden, stellen ein
aufrechtes Bild in .der Okularbrennehene 65 her. Um die Kippbewegung der Kreiselachse
aufzuheben, verschiebt man das Umkehrlinsensystem. So kann man beispielsweise an
der Linse 64 eine Kurbel 66 anbringen, die sich gewöhnlich um einen Kurbelzapfen
67 dreht, der koachsial zur Kreiselachse verläuft. Diese Kurbel wird durch einen
Zapfen 68 gebildet, der von denn Kreiselzapfen getragen wird, der seinerseits in
einen Schlitz 69 der Kurbel 66 eintritt. Diese Anordnung der Hebel kann auch für
das Prisma 53 der Abh. 12 verwendet werden, um es auf und ab zu bewegen; hierdurch
wird das Prisma 54 überfüssig.
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Man kann alle Teile des Fernrohres mit Ausnahme des Okulars mit dem
Rotorgebäuse verbinden, welches an dem äußeren Gehäuse angebracht ist. Die Teile
werden hierbei so angeordnet, daß der Mittelpunkt der Brennebene senkrecht über
dem Schnittpunkt der Führungsringachsen liegt. Der Beobachter erblickt alsdann durch
ein Okular, welches sich mit dem Schiffe verschiebt, ein Bild des Horizontes, welches
in dem Gesichtsfeld feststehend erscheint.