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Vorrichtung zur Ermittlung des zu einem bestimmten Zeitpunkt gehörenden,
wahrscheinlich richtigsten Werts aus einer Reihe von Entfernungswerten. Vorrichtung
zur Ermittlung des zu einem bestimmten Zeitpunkt gehörenden, wahrscheinlich richtigsten
Werts aus einer Reihe von Entfernungswerten.
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Zusatz zum Patent 431 277.
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Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Vorrichtung, um aus einer Reihe
von Entfernungswerten den zu einem bestimmten Zeitpunkt gehörenden, wahrscheinlich
richtigsten Wert zu ermitteln. Die Vorrichtung nach dem Hauptpatent ist mit einer
Schreibvorrichtung ausgestattet, die ein mit unveränderlicher Geschwindigkeit geradlinig
bewegliches Schreibband und einen Markierstift enthält,
der senkrecht
zur Bewegungsrichtung des Schreibbandes beweglich angeordnet und dazu bestimmt ist,
auf dem Schreibband die Entfernungswerte zu markieren. Sie weist ferner ein Lineal
auf, das von einem Schlitten getragen wird, der in der Bewegungsrichtung des Markierstiftes
verschiebbar angeordnet ist und der einerseits eine Verschiebung von Hand und anderseits
eine selbsttätige Verschiebung erfahren kann, deren Geschwindigkeit einstellbar
ist. Dabei ist das Lineal auf dem Schlitten um eine Achse drehbar angeordnet, die
auf der Bewegungsrichtung des Schreibbandes und auf der des Markierstiftes senkrecht
steht, und es ist eine Einrichtung vorgesehen, durch die dem Lineal bei Änderung
jener Geschwindigkeit selbsttätig eine Drehung erteilt wird.
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Die Wirkungsweise einer solchen Vorrichtung besteht darin, daß mittels
des Markier-Stiftes auf dem Schreibband die den Angaben eines oder mehrerer Entfernungsmesser
entsprechenden Entfernungswerte markiert werden und daß dem Lineal eine solche Einstellung
gegeben wird, daß seine jeweilige Stellung dem Verlauf der markierten Punkte am
besten entspricht. Alsdann entspricht die Lage der Drehachse des Lineals und also
die Lage des das. Lineal tragenden Schlittens der jeweiligen idealen Entfernung.
Der Winkel (Abb. 3), den dann das Lineal mit der Senkrechten zu der Verschiebungsrichtung
des Schlittens einschließt, ist von der Änderung der idealen Entfernung in der Zeiteinheit
abhängig.
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Handelt es sich um einen unveränderlichen Wert der Entfernungsänderung
in der Zeiteinheit, so wird das Lineal, unter der Voraussetzung, daß die Geschwindigkeit
der Verschiebung des Schlittens entsprechend dieser Entfernungsänderung in der Zeiteinheit
eingestellt ist, auch dann fortlaufend richtig so eingestellt, daß die Lage seiner
Drehachse der jeweiligen idealen Entfernung entspricht, wenn der Vorrichtung während
einiger Zeit keine Entferungswerte mitgeteilt werden, wenn also das Markieren von
Entfernungswerten unterbleiben muß. In den -meisten Fällen handelt es sich aber
bei denBewegUngsvorgängen zwischen Ziel und Stand der Entfernungsmesser um eine
Relativbewegung, der eine veränderliche Entfernungsänderung in der Zeiteinheit entspricht.
In diesen Fällen würde die Lage des Lineals, wenn Entfernungsangaben während einiger
Zeit ausbleiben, fehlerhaft werden. Um auch- in solchen . Fällen in der Lage zu
sein, die Lage des Lineals möglichst fehlerlos zu erhalten, wird nach, der Erfindung
eine mit dem Lineal gekuppelte weitere Schreibvorrichtung zum Aufzeichnen der- Werte
einer Funktion der Entfernungsänderung in der Zeiteinheit, im besonderen Falle der
Entfernungsänderungen in der Zeiteinheit selbst, vorgesehen. Alsdann ist man imstande,
aus der aufgezeichneten Kurve der Werte der Funktion der Entfernungsänderungen auf
den wahrscheinlichen weiteren Verlauf dieser Kurve zu schließen und die Neigung
des Lineals gegenüber der Senkrechten zu der Verschiebungsrichtung des Schlittens
entsprechend zu beeinflussen.
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Zweckmäßig wird die Schreibvorrichtung so ausgebildet, da13 die Möglichkeit
besteht, die aufgezeichnete Kurve von Hand zu ergänzen.
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Enthält die Schreibvorrichtung ein mit unveränderlicher Geschwindigkeit
geradlinig bewegbares Schreibband und einen senkrecht zur Bewegungsrichtung des
Schreibbandes verschieblich angeordneten Schreibstift, so empfiehlt es sich, diesen
Schreibstift so mit dem Lineal zu kuppeln, daß seine Verschiebungen den der Entfernungsänderung
in der Zeiteinheit entsprechenden Änderungen der Tangente jenes Winkels ß proportional
sind, den das Lineal mit der Senkrechten zu der Verschiebungsrichtung des das Lineal
tragenden Schlittens einschließt. Diese Anordnung entspricht dem oben erwähnten
Sonderfalle, daß die Entfernungsänderungen in der Zeiteinheit selbst aufgezeichnet
werden. Statt dessen könnte man auch diese Schreibvorrichtung so auf dem das Lineal
tragenden Schlitten anordnen und den Schreibstift so mit dem Lineal kuppeln, daß
gleichen Drehungen des Lineals gegenüber dem Schlitten gleiche Verschiebungen des
Schreibstiftes gegenüber dem Schreibband entsprechen.
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Die Zeichnung zeigt in Abb. i eine schematische Darstellung der Zielbewegung,
in Abb. a eine Kurvenaufzeichnung einer Funktion der Entfernungsänderung und in
Abb. 3 den Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel.
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Handelt es sich bei den Bewegungsvorgängen zwischen Ziel und Stand
der Entfernungsmesser um eine Relativbewegung entlang einer geraden Linie Q91,
N, P, 0 (vgl. Abb. i), wie z. B. bei zwei Schiffen, deren jedes sich mit
unveränderlicher Geschwindigkeit geradlinig fortbewegt, so gilt für die ,dE) Entfernungsänderung
in der Zeiteinheit die Gleichung
worin v die relative Geschwindigkeit des Zieles entlang jener 'geraden Linie .und
a den Winkel bedeutet, den die. Ziellinie eines von dem Stand R der Entfernungsmesser
- nach dem Ziel P gerichteten Beaibiachtungsfernrohrs m;it der Senkrechten R1V von
dem Stand -auf jene gerade Linie einschließt. Unter der Voraussetzung
einer
unveränderlichen Relativist dann also die Entfernungsänderung in der Zeiteinheit
proportional dem Sinne jenes Winkels a.
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Da, wie oben erwähnt, der Winkel ß, den das Lineal der Vorrichtung
mit der Senkrechten zur Verschiebungseinrichtung des das Lineal tragenden Schlittens
einschließt, bei richtiger Einstellung stets eine Funktion dieser Entfernungsänderung
in der Zeiteinheit ist, so ist dieser Winkel ß also auch eine Funktion von sin a.
Infolgedessen wird bei Anordnung der erwähnten, mit dem Lineal gekoppelten Schreibvorrichtung
durch deren Schreibstift auf dem Schreibhand, unter der Voraussetzung, daß die Bewegungsrichtung
desselben unverändert bleibt, eine Kurve aufgezeichnet, die als aus -zwei Teilen
I und II l gl. Abt). 2) bestehend aufgefaßt werden kann, die in bezug auf
ein rechtwinkliges Koordinatensystem, dessen Anfang 0 auf der Kurve liegt und dessen
eine- Achse, die -:ochse, der Bewegungsrichtung des Schreibstiftes parallel ist,
während seine andere Achse, die Y-Achse, senkrecht dazu gerichtet ist, also der
Bewegungsrichtung des Schreibbandes parallel ist, eine solche Lage haben, (laß sie
in diagonal gegenüberliegenden Otiadranten liegen und daß der eine Teil durch eine
Drehung um i8o' mit dem andern Teil zur Deckung gebracht werden kann. Dabei entspricht
der Koordinatenanfang O dem Werte Null jenes 1Vinkels ß und also auch jenes Winkels
r,. und damit auch dem Werte-Null der Entfernungsänderung in der Zeiteinheit.
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Nach der Erfindung kann man sich die im Falle des Atis'bleibens von
Entfernungs-# -in -allen während einiger Zeit erforderlich «-erdende Ergänzung der
aufgezeichneten Kurve von Hand erleichtern, wenn eine Einrichtung vorgesehen wird,
um die Bewegungsriclitung des Schreibbandes uinkebren zu l;tiririerl. Erfahrungsgemäß
ist es nämlich leichter, zu dein Teil I der Kurve den in bezu< auf die l'-Achse
svininetr ischen Teil 1I (v g1. Abb. 2) zu zeichnen als den wie oben aus-,#efiilirten
liegenden Teil 1I. Kehrt inan die Bewegungsrichtung des Schreibbandes in (lein Augenblick
ttm. in dem das Lineal der Vorrichtung auf der Bewegungsrichtung des (las Lineal
tragenden Schlittens senkrecht steht, in (lein also der Winkel ß den Wert \u11 hat,
so wird, wenn man im Falle des Ausbleibens von Entfernungsangaben (las Lineal so
verdreht, daß der Schreibstift immer auf den Teil II der Kurve eingestelk bleibt,
dieselbe Wirkung erzielt, als wenn man ohne Umkehrung der Bewegungsrichtung des
Schreibbandes den Schreibstift auf d«i Teil II der kurve eingestellt erhalten würde.
In Abb. 3 entsprechen die Teile q., 5, 6, i9, 20, 22, 23, 2'.1., 25, 26, 27,48,
51 und die nicht mit Bezugszeichen versehenen Teile denen cler Abb. i des Hauptpatents.
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Mit der Gewindespindel 24 stellt gemäß der Erfindung ein Mutterstück
77 in 'Eingriff, (las längs einer dieser Spindel parallelen Welle 78 geführt ist,
so daß es bei Drehungen der Spindel 24 mittels des Handrades 25 wohl Verschiebungen
längs der Spindel, aber beine Drehungen gegenüber der Spindel erfahren kann. Das
Mutterstück 77 trägt einen Schreibstift 79, der mit einem Schreibband 8o eine Schreibvorrichtung
bildet. Dieses Schreibband läuft über zwei der Spindel 24 parallele (in der Zeichnung
nicht sichtbare) Spulen, die von einer genuteten Welle 81 aus mittels dreier Kegelräderpaare
82, 83 und 8.-1 und einer Welle 85 im gleichen Drehsinne angetrieben werden können.
Auf der genuteten Welle öi ist eine Muffe 86 verschieblich angeordnet, die mit zwei
Kegelradverzahnungen 87 und 88 versehen ist. Durch Verschieben der Muffe 86 in der
einen oller anderen Richtung kann die eine oder andere dieser beiden Verzahnungen
mit einem Kegelrad 89 zum Eingriff gebracht werden, das von einem Motor 9o in der
angegebenen Drehrichtung angetrieben wird. Die Verschiebung der Muffe 86 erfolgt
mittels eines drehbaren Doppelhebels 9i, 92, der mit einem Zapfen 93 in eine ringförmige
Nut 9d. der Muffe 86 eingreift. Je nachdem der Arm.92 des Doppelhebels in eine Rast
95 oder 96 eingreift, steht die Verzahnung 87 oder 88 der Muffe 86 mit dem Kegelrad
89 im Eingriff. Durch die vorgeschriebene Einrichtung wird es ermöglicht, die Bewegungsrichtung
des Schreibbandes umkehren zu können. Der gezeichneten Kupplung des Kegelrades 89
mit der Verzahnung 87 der Muffe 86 entspricht die durch einen Pfeil angedeutete
Bewegungsrichtung des Schreibbandes 8o. Auf dem Schreibband ist eine Längslinie
9; aufgetragen, die derjenigen Stellung (-]es Schreibstiftes 79 entspricht, bei
der (las lZeibrad 20 (las Reibrad i9 in dessen h;littelptinlct berührt und bei der
also durch den Zeiger 26 des Mutterstückes 23 an der Einteilung 27 der Wert lull
angezeigt wird, entsprechend einem Werte Null der Entfernungsänderung in der Zeiteinheit
oder derjenigen Stellung des Lineals .48, bei der dessen Längsstrich 5 i senkrecht
zu der Gewindespindel 5 gerichtet ist.
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Die auf dem Schreibband 8o aufgezeichnete Kurve veranschaulicht den
Verlauf der Entfernungsänderungen in der "Zeiteinheit während eines größeren Zeitraumes,
entspr eckend einer gegenseitigen Bei, eg-uri,, 7.B. zweier Schiffe, wie aus Abb.
i zti ersehen ist,
in der R das ' eine Schiff (den Stand der Entfernungsmesser)
und MQ die Bahn des anderen Schiffes (des Zieles) gegenüber R bezeichnet. Mit N
ist derjenige Punkt der Bahn bezeichnet, für den die Ziellinie R N und M0 senkrecht
steht, für den also
- 0 ist. P bezeichnet einen Punkt der Bahn zwischen N und Q, für den bei der durch
einen Pfeil angedeuteten Richtung der unveränderlichen Relativgeschwindigkeit v
der Wert positiv ist. Den Punkten _717, N, P und
Q der relativen Bahn MQ entsprechen die Punkte m, n, p und
q der auf dem Schreibband 8o aufgezeichneten Kurve, und zwar unter der Annahme,
daß sich das Ziel erst von 11i1 nach N und dann weiter nach P bewegt hat.
Der Punkt n liegt auf dem Längsstrich 97 des Schreibbandes 8o. Die Kurvenpunkte
zwischen na und -n entsprechen negativen Werten von
d. h. Entfernungsabnahmen, während die Kurvenpunkte zwischen n und p (bzw. n und
q) positiven Werten von
d. h. Entfernungszunahmen, entsprechen. Die zu verschiedenen Seiten des Längsstriches
97 liegenden Kurventeile sind unter der Voraussetzung unveränderlicher Relativgeschwindigkeit
v in bezug auf diesen Längsstrich symmetrisch. Während, wie gezeichnet, beim Aufzeichnen
des Kurventeils n p (bzw. n q) das Kegelrad 89 mit der Verzahnung 87 der
Muffe 86 in Eingriff steht, entspricht dem Aufzeichnen des Kurventeils m-n eine
Kupplung des Kegelrades 89 mit der Verzahnung 88 der Muffe. Dem Fortbewegen des
Zieles von P nach Q entspricht auf dem Schreibband 8o der strichpunktiert gezeichnete
Teil p q der Kurve.
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Angenommen, in dem Augenblick, der der dargestellten Stellung des
Schreibstiftes 79 und des Schreibbandes 8o entspricht, wird das Ziel, z. B. infolge
von Einnebelung, unsichtbar. Dann hört also (vgl. die Beschreibung des Ausführungsbeispiels
der Haupthatentschrift) die Gbermittlung von Entfernungswerten an die Bedienungsmannschaft
der Vorrichtung und demzufolge ebenso ein weiteres Markieren von Punkten auf dem
Schreibband 4 durch die Markierstifte auf, und das Lineal 48 würde von dem Motor
22 und dem Reibradgetriebe i9, 2o aus weiter nur noch parallel -zu sich selbst entsprechend
derjenigen Entfernungsänderung in der Zeiteinheit verschoben werden, die dem Winkel
ß im Augenblick des Aufhörens der Punktmarkierung entspricht. Diese Verstellung
des Lineals wäre bei ungeänderter Relativgeschwindigkeit zwischen Ziel und Stand
fehlerhaft, weil der Wert von
sich proportional dem Sinus des Winkels a (vgl. Abb. i) ,ändert. Ergänzt man die
Kurven p auf dem Schreibband 8o durch Aufzeichnen des strichpunktiert angedeuteten
Teiles p q von Hand, so kann man, indem man durch Drehen an dem Handrad 25 den Schreibstift
79 auf diesen Kurventeil p q eingestellt erhält, das Lineal 48 dauernd so einstellen,
daß dem Bewegungsvorgang nach Abb. z Rechnung getragen wird.