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Vorrichtung zur Umwandlung von Erdkoordinaten in Schiffskoordinaten
und umgekehrt. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verwandlung der
Koordinaten eines sphärischen Koordinatensystems in ein anderes, und zwar insbesondere
der Erdkoordinaten, d. h. solcher Koordinaten einer durch einen Strahl durch den
Koordinaten-,in fang bestimmten Richtung, die in einem auf die Erde bezogenen Koordinatensystem
gegeben sind und deren Werte bezogen auf ein zweites Koordinatensystem mit demselben
Koor dinatenanfang, welches gegenüber einer schwankenden Unterlage festliegt, gesucht
sind und umgekehrt. Diese Aufgabe tritt im Betriebe der Seeschiffe sehr häufig auf
und liegt beispielsgreise dann vor, wenn mit einem zu richtenden Gerät, z. B. einem
Signalgeber, Scheinwerfer, Fernrohr o. dgl:, welches an Bord eines Schiffes an einem
Körper um eine Achse drehbar ist, der seinerseits um eine dazu senkrechte Achse
drehbar auf dem Schiffe gelagert ist, dessen Richtung also nach Schiffskoordinaten
verstellbar ist, ein mit der Erde verbundener Gegenstand trotz der Schiffsschwankungen
dauernd angerichtet bleiben soll. Die beiden Drehachsen sind in der Regel so gewählt,
daß Drehungen um die eine derselben die Höhenrichtung, Drehungen @ um die andere
die Seitenrichtung in bezüg auf das Schiff verändern und die Achsen des KooMnatensystems,
dem diese Richtungsänderungen als Koordinaten angehören, bei ruhendem Schiff von
einer Lotlinie und einer Senkrechten dazu, also z. B. einer -Parallelen zur Schiffslängsachse,
gebildet werden. Die Lösung der genannten Aufgabe erfordert, daß die in bezug auf
die Erde, z. B. gegenüber der Nordsüdrichtung und der Lotlinie, bekannten Koordinaten
einer Richtung fortlaufend in die auf das mit dem Schiffe schwankende Koordinatensystem
bezogenen Koordinaten umgewandelt werden. Vorrichtungen, mit denen man die Aufgabe
unvollkommen löste, sind bereits bekannt; sie leisten nur die fortlaufende Umwandlung
je der einen Art der auf das eine der Koordinatensysteme bezogenen Koordinaten (z.
B. der Höhenwinkel) in die gleichartigen auf das ändere Koordinatensystem bezogenen
Koordinaten (beim genannten Beispiel also in Höhenwinkel), während die sich hei
solchen Umwandlungen im allgemeinen zugleich ergebenden ungleichartigen Koordinaten
(z. B. die Seitenwinkel) vernachlässigt werden. Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung, mit der gleichzeitig beide Arten der auf das eine Koordinatensystem
bezogenen Koordinaten (also z. B. die Höhemvinkel und die Seitenwinkel) in solche
des anderen Koordinatensystems verwandelt werden, so daß die in vielen Fällen unzulässigen,
obengenannten Vernachlässigungen nicht in Frage kommen. Ebenso sind bei einem Wechsel
des anzurichtenden Gegenstandes die gewöhnlich gegebenen, auf das Erdkoordinatensystem
bezogenen Koordinatenänderungen
der Richtung in Koordinatenänderungen
des Schiffskoordinatensystems im Zeitpunkt des Wechsels umzuwandeln.
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Die Lösung der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer als Koordinatenwandler
zu bezeichnenden Vorrichtung, die ein Verbindungsstück zweier beweglicher, zwei
Koordinatensysteme mit gemeinsamem, gegenüber dem Schiff unbeweglichen Koordinatenanfang
darstellender Systeme enthält, welches einen Strahl durch den Koordinatenanfang
verkörpert und folgende Merkmale aufweist: Das Verbindungsstück ist in dem einen
System um zwei im Koordinatenanfang senkrecht aufeinander stehende Drehachsen drehbar,
deren eine so auf dem Schiff gelagert ist, daß sie in der Ruhelage des Schiffes
mit der Lotlinie zusanmenfällt. Es ist gleichzeitig um zwei im Koordinatenanfang
zueinander senkrechte Drehachsen des zweiten Systems drehbar, welches kardanisch
auf dem Schiff gelagert und dessen eine Drehachse in der Lotlinie stabilisiert ist.
Schließlich ist es außerdem gegenüber wenigstens einem der beiden Systeme um den
Strahl drehbar.
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Die Lage des Strahles in beiden beweglichen Systemen bestimmt die
einander entsprechenden Koordinaten des Strahles in Bezug auf beide Koordinatensysteme,
da ja das den Strahl verkörpernde Verbindungsstück beiden beweglichen Systemen des
Koordinatenwandlers gemeinsam ist. Stellt man demnach die in Bezug auf eins der
Koordinatensysteme gegebenen Koordinaten einer Richtung mit dem Strahl ein, so müssen
die Koordinaten des Strahles, bezogen auf das andere Koordinatensystem, die gesuchte
Umwandlung der gegebenen Koordinaten sein. Wird die Richtung des Strahles in Bezug
auf eins der Koordinatensysteme unverändert erhalten, so sind jedoch die Koordinaten
desselben in Bezug auf das andere Koordinatensystem infolge des Einflusses der Schiffsschwankungen
dauernden Änderungen unterworfen. Demgemäß kann die Vorrichtung in erster Linie
dazu dienen, eine Richtung in Bezug auf eins der Koordinatensysteme zu stabilisieren,
und zwar wird sie dann in der Regel so gebraucht werden, da.ß die Richtung eines
auf dem Schiffe um zwei Achsen drehbar gelagerten Gerätes, die der Strahlrichtung
parallel eingestellt -wurde, trotz der Schiffsschwankungen unverändert erhalten
wird, indem die durch die unveränderte Einstellung des .Strahles nach Erdkoordinaten
infolge der Schwankungen des Schiffes auftretenden, dauernden Änderungen der Schiffskoordinaten
durch Kupplung des Gerätes mit dein zum Schiffskoordinatensystem gehörenden beweglichen
System des Koordinaten-Wandlers oder durch Einschaltung einer geeigneten Übertragungseinrichtung
zwischen beiden in entsprechende Drehungen des Gerätes um seine Drehachsen umgesetzt
werden. In zweiter Linie können die Änderungen der Erdkoordinaten bei einem Wechsel
des anzurichtenden Gegenstandes in derselben Weise in Schiffskoordinaten verwandelt
werden, wobei -wiederum die nunmehr auftretenden Änderungen der Schiffskoordinaten
auf dem gleichen Wege in Drehungen des Gerätes um seine Achsen umgesetzt werden,
so daß auch bei einem Wechsel des anzurichtenden Gegenstandes die Richtung des Gerätes
der des Strahles parallel bleibt.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, zur Stabilisierung des einen
der beiden Systeme des Koordinatenwandlers einen Kreisel anzuwenden. Die von einem
solchen Kreisel im Sinne der Stabilisierung abzugebenden Kräfte sind verhältnismäßig
gering, und man würde zu sehr großen Ausdehnungen der Stabilisierungsvorrichtung
kommen, wenn man die zum Teil recht beträchtlichen Massen der zu richtenden Geräte
damit bewegen -wollte. Man vermeidet daher zweckmäßig die mechanische Übertragung
der Drehwinkel und nimmt die Übertragung auf elektrischem Wege vor. Man kann die
Anordnung nun so treffen, daß von der Stabilisierungsvorrichtung Kontakte gesteuert
-werden, mit deren Hilfe Motoren in Bewegung gesetzt werden, die dem Gerät die zu
übertragenden Drehungen erteilen. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, so zu verfahren,
daß die dem Gerät zu erteilenden Drehungen von Zeigern angezeigt und mit Hilfe von
Folgezeigern dem Gerät von Hand erteilt -werden. Dabei erweist es sich als nachteilig,
-wenn die, zu übertragenden Drehwinkeli groß sind, -weil die elektrischen Übertragungseinrichtungen
in der Regel nur bei verhältnismäßig kleinen Winkeln genau arbeiten und die Übertragung
größerer Winkel besondere Maßnahmen erfordert. Man baut den Koordinatenwandler daher
mit Vorteil so aus, daß die zu übertragenden Drehwinkel um beistimmte Beträge verkleinert
-werden, die man den übertragenen Winkeln nachträglich -wieder zufügt. Es ist am
einfachsten, die zu übertragenden Winkel jeweils um diejenigen Beträge zu verkleinern,
die den Koordinatenänderungen bei einem Wechsel des anzurichtenden Gegenstandes
entsprechen, so daß der Übertragungseinrichtung nur die Aufgabe zufällt, die verhältnismäßig
kleinen Winkel zu übertragen, die zur Stabilisierung des Gerätes dienen. Demgemäß
kann man den Koordinatenwandler mit zusätzlichen. Getrieben ausrüsten, -welche die
Winkel, die den umgewandelten Koordinaten und somit den Drehungen des Verbindung
s-
Stückes um die Achsen des einen Systems entsprechen, 1-ei Richtungsänderungen
des Verbindungsstückes selbsttätig um je einen der Winkel verkleinern, die den umzuwandelnden
Koordinatenänderungen und somit den Drehungen des Verbindungsstückes um die Achse
des anderen Systems entsprechen.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt;
sie zeigen Vorrichtungen zur Umwandlung -, an Erdkoordinaten in Schiffskoordinaten,
bei denen ein Koordinatenwandler mittels einer elektrischen übertragungseinrichtung
mit einem Fernrohr in Verbindung steht. Bei der ersten solchen Anlage (Abb. r bis
.I) ist angenommen, die Übertragungseinrichtung sei geeignet, die Drehwinkel in
ihrer vollen Größe zu übertragen, während bei der zweiten Anlage (Abb. 5 bis 8)
Mittel zur Verkleinerung der zu übertragenden Drehwinkel und zur nachträglichen
Vergrößerung der übertragenen Drehwinkel um den Betrag der Verkleinerung vorgesehen
sind. Abb. i zeigt, zum Teil im Mittelschnitt, die erste Anlage im Aufriß, Abb.2
eine Teilansicht des Koordinatenwandlers im Aufriß und Abb. 3 eine solche im Grundriß.
Abb. 4. gibt einen Mittelschnitt durch den oberen Teil des Koordinatenwandlers im
Seitenriß wieder. Abb.5 zeigt im Mittelschnitt den unteren Teil des Koordinatenwandlers
der zweiten Anlage, die in den nicht dargestellten Teilen der ersten Anlage vollkommen
gleicht. Abb. 6 gibt eine Teilansicht des in Abb. 5 dargestellten Teils der Anlage
im Aufriß, Abb. 7 einen Schnitt der Abb. 5 nach der Linie A-A im Grundriß wieder.
Abb. 8 stellt einen Mittelschnitt des zur zweiten Anlage gehörenden Fernrohrs im
Aufriß dar.
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Im ersten Beispiel (Abb. i bis d.) dient eine mit einer Grundplatte
i auf dem Schiff zu befestigende zylindrische Säule 2 zur Führung zweier Rohre 3
und .4, deren inneres am oberen Ende gabelförmig ausgebildet und mit zwei Bolzen
5 versehen ist, deren Achse die Achse der Säule 2 in dem als Koordinatenanfang dienenden
Punkte senkrecht schneidet. Um die Bolzen 5 ist ein Bügel 6 drehbar, der einen Arm
7 und ein Kegelradsegment 8 trägt, welches mit dem als Kegelrad ausgebildeten oberen
Ende 9 des äußeren Rohres .4 im Eingriff steht. An den Bolzen 5 ist zugleich ein
Kardanring io drehbar aufgehängt, der mittels zweier Bügel i i um eine die Achse
der Bolzen 5 im Koordinatenanfang senkrecht schneidende Achse drehbar einen Ring
12 trägt. In diesem Ring 12 ist ein zweiter Ring 13 mittels eines aus einem Schneckenrad
14 und einer Schnecke 15 bestehenden Getriebes drehbar gelagert, der an zwei Bügeln
16 einen Kreisel 17 mit wagerechter Drehachse i8 trägt, dessen Schwerpunkt
im Koordinatenanfang liegt. An zwei am Ring 12 angegossenen Armen i9 hängt ein die
Rohre 3 und .4 urngreifendes- Pendelgewicht 2o. Der Ring 12 ist außerdem mit zwei
Bolzen 21 versehen, die bei Ruhelage des Schiffes in der Verlängerung der Bolzen
liegen und um die ein Bügel 22 mittels einer Schnecke 23 und eines Schneckenrades
24 drehbar ist. Der Bügel 22 trägt ein Lager 25, dessen Achse den Koordinatenanfang
schneidet und in welchem der Arm ;7 drehbar ist, der demnach das Verbindungsstück
eines stabilisierten und eines mit dem Schiff verbundenen Systems des Koordinatenwandlers
bildet.
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Der untere Teil des Koordinatenwandlers ist in einem Gehäuse 26 untergebracht,
an dem zwei Handräder 27 und 28 sichtbar sind. Das Handrad 27 steht in Verbindung
mit einem Kegelrad 29, welches über ein Kegelrad 30 auf ein Rohr 31 und von
diesem (Abb. d.) über einen an dessen oberen Ende vorgesehenen Kegeltadkranz 32
auf Kegelräder 33, 34 und 35 wirkt. Das letztgenannte Kegelrad 35 vermittelt -den
Antrieb der Schnecke 15 mit Hilfe zweier Kreuzgelenke 36 und 37, einer Teleskopwelle
38 und eine Kegelradpaares 39,40. Zur Anzeige der gegenseitigen Lage der Ringe 12
und 13 und somit der seitlichen Auswanderung des Lagers 25 gegenüber der.Kreiselachse
18 dient eine Winkelteilung .I1 und ein Zeiger ,42 (Abb. 3). In ähnlicher Weise
dient das Handrad 28 zum Antrieb der Schnecke 23 mittel eines Kegelrades .a.3 über
zwei Kegelradkränze .44. und 4.5 eines Rohres 4.6, ferner über Kegelräder .47, 48
und 4.9, eine zwischen zwei Kreuzgelenken 5o und 51 spielende Teleskopwelle 52 und
ein Kegelradpaar 53, 5-h Zur Anzeige des vom Bügel 22 mit dem Ringe 12 gebildeten
Winkels, also der Höhenauswanderung des L angers 25 gegenüber der Kreiselachse 18,
ist eine Teilscheibe 55 und ein Zeiger 56 vorgesehen.
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Die Übertragungseinrichtung besteht aus zwei Gebern und zwei Empfängern;
die Geber sind durch Kegelradtriebe 57 und 58 mit den Rohren 3 und ,4 gekuppelt.
Jeder Geber hat ein Gehäuse 59 mit zwei Elektromagneten 6o, deren Spulen 61 von
einer Wechselstromerregerleitung 62 gespeist werden. Die Kegelradtriebe 57 und 58
wirken auf Anker 63, die im Magnetfelde drehbar sind. Die Empfänger, deren Gehäuse
6:4 mit Magneten 65 versehen ist, deren Spulen 66 ebenfalls von der Erregerleitung
62 gespeist werden, haben Anker 6-, die mit über Winkelteilungen 68 spielenden
Zeigern 69 ausgerüstet sind und frei um eine Kegelradwelle 7 o bzw. 71 im Magnetfeld
drehbar sind. Die Ankerwicklung
je eines Empfängers ist mit der
Ankerwicklung des entsprechenden Gebers in Reihe geschaltet. Durch einen Kegelradtrieb
72 ist von einem Handrad 73 aus ein mit der Kegelradwelle 70 verbundener
Folgezeiger 74 drehbar. In gleicher Weise ist für den Antrieb eines mit der Kegelradwelle
71 gekuppelten Folgezeigers 75 ein Handrad 76 und ein Kegelradtrieb 77 vorgesehen.
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Das Fernrohr ist mit 78 bezeichnet. Es ist um eine in einem Träger
79 gelagerte Achse 8o zur Einstellung der Zielhöhe drehbar, wobei der Höhenwinkel
mittels eines Zeigers 8r an einer Teilung 82 angezeigt wird. Mit der Teilung 82
ist ein Kegelrad 83 verbunden, welches mit einem Kegelradtrieb 84 gepaart ist, der
im Träger 79 drehbar und mit diesem in einem Gestell 85 drehbar gelagert ist. Zu
diesem Zweck ist der Träger 79 am oberen Ende eines Rohres 86 befestigt, welches
durch ein Kegelradpaar 87, 88 mit dem Kegelradtrieb 7 7 gekuppelt ist, während der
Kegelradtrieb 84 mit dem Kegelradtrieb 72 im Eingriff steht. Die jeweilige Stellung
des Trägers 79 gegenüber dem Gestell 85, also der Seitenwinkel des Fernrohrs 78,
wird mittels eines Zeigers 89 an einer am Gestell 85 vorgesehenen Teilscheibe go
angezeigt.
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Zum Gebrauche der Vorrichtung wird der Kreisel 17 in Umdrehung versetzt.
Der Ring 12, der den Hauptteil des stabilisierten Systems des Koordinatenwandlers
bildet, ruht dann auch bei Schwankungen des Schiffes unverändert in wagerechter
Lage, wobei Drehungen um seine senkrechte Achse durch den Kreisel 17, solche
um die Kreiselachse 18 durch das Pendelgewicht 2o verhindert werden. Die Schiffschwankungen
treten als Drehungen des mit dem Schiffe verbundenen Systems des Koordinatenwandlers,
also der Rohre 3 und 4 um die zur Lagerung des Kardanringes to dienenden Bolzen°
5 und Bügel i a in Erscheinung. Die die Lage der Achse des Lagers 25 bestimmenden
Werte, die der Zeiger 42 an der Teilung 41 und der Zeiger 56 an der Teilscheibe
55 anzeigt, stellen die Koordinaten (Seitenwinkel und Höhenwinkel) der Lagerachse
bezogen auf ein mit der Erde verbundenes Koordinatensystem dar, dessen Koordinatenanfang
im Schwerpunkt des Kreisels 17 liegt. Je nach der augenblicklichen Lage des Schiffes
nimmt der im Lager 25 drehbare Arm 7 eine bestimmte Lage gegenüber seinen Drehachsen,
den Achsen der Bolzen 5 und der zylindrischen Säule :2 ein. Den Schwankungen des
Schiffes entsprechen Drehungen des mit dem Arm 7 verbundenen Bügels 6 um diese Achsen,
die sich in Drehungen des Rohres 3 um die Säule 2 und, infolge der Übertragung durch
das Kegelradsegment 8 auf die Kegelradverzahnung 9, in Drehungen des Rohres 4 um
die Säule 2 umsetzen. Diese Drehungen der Rohre 3 und 4 entsprechen den Koordinatenänderungen
des Lagers 25 bezogen auf ein mit dem Schiff verbundenes Koordinatensystem, dessen
Koordinatenanfang ebenfalls in den Kreiselschwerpunkt fällt. Die jeweilige Lage
des Rohres 3 stellt demgemäß den Seitenwinkel, die des Rohres a1. die Summe des
Seitenwinkels und des Höhenwinkels in Schiffskoordinaten dar, die den Erdkoordinaten
des Lagers 25 entsprechen. Die Ausgangslage, bei der der Kreisel 17 in Umdrehung
versetzt wird, muß dabei so gewählt sein, daß bei Ruhelage des Schiffes die Achsen
beider Koordinatensysteme einander decken.
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Infolge der Erregung der Magneten 6o der Geber von der Erregerleitung
62 aus befinden sich die Spulen der Anker 63 in einem Magnetfelde. Jede durch Schiffsschwankungen
bewirkte Drehung der Anker 63, die zufolge deren Kupplung mit den Rohren 3 und 4
durch die Kegelradtriebe 57 und 58 eintritt, hat Induktionsströme in den Spulen
der Anker 63 zur Folge, die nach den in den Magnetfeldern der Magnete 65 befindlichen
Spulen der Anker 67 der Empfänger übertragen werden und dort eine den Drehungen
der Anker 63 gleichende Drehung der Zeiger 69 bewirken, wenn der Aufbau der Empfänger
wie im gezeichneten Beispiel dem der Geber gleicht. Stellt man nunmehr durch Drehen
der Handräder 73 und 76 die Folgezeiger 74 und 75 auf die Zeiger 69 ein, dann wird
- entsprechende Wahl der Übersetzungsverhältnisse aller Rädergetriehe vorausgesetzt
- durch die Übertragung der Drehungen mit Hilfe der Teile 72, 84, 83 einerseits
und der Teile 77, 88, 87, 86, 79 anderseits das Fernrohr 78 nach den zu den Erdkoordinaten
des Lagers 25 gehörenden Schiffskoordinaten eingestellt, d. h. die durch die optische
Achse bestimmte Richtung des Fernrohrs 78 durch Drehung desselben um die auf dem
Schiffe wagerechte Achse 8o und Drehung dieser Achse 8o um eine dazu senkrechte
Achse, die* auf dem Schiffe festliegt, nämlich die Achse der Bohrung des Gestells
85, zur Achse des Lagers 25 parallel gestellt. Dabei ist selbstverständlich vorausgesetzt,
daß die Richtung des Fernrohrs 78 in der Ausgangslage, bei welcher der Kreisel 17
in Umlauf gesetzt wird, der Achse des Lagers 25 parallel ist und die Folgezeiger
74 und 75 entsprechend angeordnet sind. Folgt man mit den Folgezeigern 74 und 75
dauernd den wechselnden Stellungen der Zeiger 69, dann wird die Richtung des Fernrohrs
78 gegenüber der Erde trotz der Schwankungen des Schiffes erhalten. Die Zeiger
69 zeigen dabei auf den Teilungen 68 in Schiffskoordinaten jeweils die Seitenwinkel
und die
Summen des Seitenwinkels und des Höhenwinkels der optischen
Fernrohrachse an; die Seitenwinkel sind außerdem auf der Teilscheibe 9o mittels
der Zeiger 89 und die Höhenwinkel an der Teilung 82 mittels der Zeiger 81 ablesbar.
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Bei Richtungsänderungen des Fernrohrs 78 wird die Richtung der Achse
des Lagers 25 durch Einstellen der neuen Erdkoordinaten mit Hilfe der von den Handrädern
27 und 28 aus angetriebenen Schnecken 15 und 23 bewirkt. Diese Koordinatenünderungen
werden durch den Koordinatenwandler gleichfalls in der beschriebenen Weise in Schiffskoordinaten
verwandelt und erscheinen als Drehungen der Anker 63, die wiederum Drehungen der
Zeiger (i j bewirken. Die Einstellung der Folgezeiger 74 und ;75 hat demgemäß zugleich
die entsprechende Richtungsänderung des Fernrohrs 78 zur Folge. Es ist leicht ersichtlich,
dal) mittels eines Gebersystems eine beliebige Anzahl Empfängersysteme bedient und
damit eine beliebige Anzahl Geräte stabilisiert «-erden kann, wobei die Ankerspulen
der Empfänger zweckmäßig untereinander parallel zu schalten und die elektrotechnischen
Konstruktionselemente so zu wählen sind, daß den Drehungen der Anker der Geber gleiche
Ankerdrehungen der Empfänger entsprechen.
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Der Koordinatenwandler (Abb. 5 bis 7) des -zweiten Beispiels hat in
den gezeichneten Teilen abweichend von dem des ersten Beispiels den folgenden Aufbau:
Seine Grundplatte, die mit 9i bezeichnet ist, ist größer als die-Grundplatte i und
trägt ein Gehäuse 92. An diesem Gehäuse 92 ist ein Handrad 93 gelagert, welches
mit einem Kreuzgelenk 94. in Verbindung steht, von dem aus mittels einer Teleskopwelle
95 der Antrieb der Schnecke 15 erfolgt. Ein mit dem Handrad 93 verl;undenes Kegelrad
96 wirkt auf ein Kegelrad 97 und durch dieses auf eine iiii Gehäuse 92 gelagerte
Schnecke 98, welche in ein an einem Rohr 99 vorgesehenes Schneckenrad ioo eingreift.
Ein zweites am Gehäuse 92 gelagertes Handrad ioi dient in gleicher Weise mittels
eines Kreuzgelenkes ioa und einer Teleskopwelle 103 zum Antrieb der Schnecke
23
und mittels eines Kegelrades io4 zum gleichzeitigen Antrieb eine: Kegelrades
105 und einer im Gehäuse 92 gelagerten zweiten Schnecke io6, die in ein an einem
Rohr io7 vorgesehenes Schneckenrad io8 eingreift.
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Das Rohr 3 ist an seinem unteren Ende mit einem Kegelrad io9, das
Rohr-[ mit einem Kegelrad 1 io versehen. Das Rohr 3 ist mit dem Rohr 99 durch
ein Differentialgetriebe verbunden, und zwar stellt das Kegelrad io9 im Eingriff
mit einem Kegelrad i i i, welches im Gehäuse 92 gelagert ist und ein Kegelrad i
12 antreibt, dem ein äleichgroßes Kegelrad 113 gegenübersteht, zwischen denen ein
Planetenrad 114 umläuft. Das Kegelrad 113 trägt eine Stirnradv erzahnung 115, die
mit einem von einem Kegelrad i 16 mittels einer Welle i 17 angetriebenen Stirnrad
i 18 gepaart ist, wobei das Kegelrad i 16 in einen Kegelradkranz i 19 eingreift,
der am unteren Ende des Rohrs 99 vorgesehen ist. In einer rohrförmig ausgebildeten
Welle i2o, die das Planetenrad 114 trägt, ist eine Welle 121 gelagert, die ein zweites
Planetenrad 122 trägt. Dieses Planetenrad 12z bildet einen Teil eines zweiten. Differentialgetriebes,
durch welches das Rohr 4 mit dem Rohr 107 verbunden ist. Das Planetenrad
122 arbeitet zwischen zwei Kegelrädern 123 und 124, von denen das Kegelrad 123 durch
ein Kegelrad 125 und eine Welle 127, die in einem am Gehäuse 92 befestigten
Lagerhock 126 gelagert ist, mit dem Kegelrad i io verbunden ist, während das Kegelrad
124 durch eine zweite Kegelradv erzahnung 128 mit einem am unteren Ende des Rohrs
107 angebrachten Kegelrad 129 im Eingriff steht. Die Wellen 120 und 121 wirken
wie die Wellen 57 und 58 des ersten Beispiels auf das Gebersystem ein.
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Das Gestell des Fernrohrs (Abb.8) des zweiten Beispiels hat in seinem
unteren Teil denselben Aufbau wie dasjenige des ersten Beispiels. Abweichend davon
ist jedoch hier das Fernrohr 78 um eine Achse 13o drehbar, die finit einer mit einem
Zeiger 131 versehenen Scheibe 132 ausgestattet und in einem mit einer Teilscheibe
133 ausgerüsteten Kegelrad 134 gelagert ist, welches seinerseits in einem Träger
135 drehbar ist und mit dem Kegelradt;ieb 8¢ in Eingriff steht. Zur Drehung des
Fernrohrs 78 mit der Zeigerscheibe 132 dient ein Handad 136, zur Bestimmung der
gegenseitigen Lage des Kegelrades 134 gegenüber dein Träger 135 ist am Kegelrad
134 eine Teilung 137 und am Träger 135 ein Zeiger 138 vorgesehen. Am Rohr 86 ist
eine Teilscheibe 139 befestigt, auf welcher der Träger 135 mittels eines Handgriffs
i4o drehbar gelagert ist. Die Teilscheibe 139 trägt einen Zeiger 14, der über der
Teilscheibe 9o spielt, und eine Teilung 142, zu der ein am Träger 135 angebrachter
Zeiger 143 gehört.
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Die Übersetzungsverhältnisse der Getriebe des zweiten Beispiels sind
folgendermaßen gewählt: Der Drehungswinkel des Rohrs 99 gleicht jeweils demjenigen
des Ringes 12 gegenüber dem Ring 13 und der Drehungswinkel des Rohrs 107 demjenigen
des Bügels 22 gegenüber dem Ring 12. Durch geeignete Wahl der Übersetzungsverhältnisse
der Differentialgetriebe ist ferner erreicht, daß die Drehungswinkel der Welle 121
der jeweiligen Summe des Höhenwinkels und des Seitenwinkels
des
vom Verbindungsstück 7 verkörperten Strahles in Schiffskoordinaten,vermindert um
den Höhenwinkel des Strahles in Erdkoordinaten, und schließlich die Drehungswinkel
der Welle r2o dem jeweiligen Seitenwinkel des Strahles in Schiffskoordinaten, vermindert
um den Seitenwinkel des Strahles in Erdkoordinaten, in ihrer wahren Größe entsprechen.
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Die Handhabung der als zweites Ausführungsbeispiel beschriebenen Anlage
entspricht im allgemeinen der beim ersten Ausführungsheispiel beschriebenen Handhabung.
Wie dort werden auch hier die infolge der Schiffsschwankungen eintretenden Änderungen
der Schiffskoordinaten einer in bezug auf die Erde festliegenden Richtung durch.die
Wellen 120 und 121 in ihrer wahren Größe übertragen, da die Gegenräder 113 und 124
der Differentialgetriebe bei dieser Übertragung keine Drehungen ausführen. Bei Richtungsänderungen,
die durch die Betätigung der Handräder 93 und 1o1 bewirkt werden, führen die Wellen
120 und 121 jedoch nur die Drehungen aus, die den zu übertragenden Winkeln entsprechen,
vermindert um diejenigen Beträge, die den Änderungen der Erdkoordinaten infolge
des Wechsels des anzurichtenden Gegenstandes entsprechen. Diese Winkeldifferenzen
werden mit Hilfe der Verstellung der Folgezeiger 74 und 75 durch die Handräder 73
und 76 dem Kegelradtriebe 84 und dem Rohre 86 mitgeteilt. Die so verkleinerten Drehungen
dieser Teile werden durch zusätzliche Drehung des Fernrohrs 78 mittels des Handrades
136 um den mit dem Zeiger 131 an der Teilung 133 einzustellenden Wert der Höhenwinkeländerung
der Richtung in Erdkoordinaten und mittels des Handgriffes 140 um den mit dem Zeiger
143 an der Teilung 142 einzustellenden Wert der Seitenwinkeländerung der Richtung
in Erdkoordinaten ergänzt, so daß die Richtung der optischen Achse des Fernrohrs
78 schließlich wieder der Richtung des durch die Achse des Lagers 25 bestimmten
Strahles parallel ist.