DE460554C - Vorrichtung zur Umwandlung von Erdkoordinaten in Schiffskoordinaten und umgekehrt - Google Patents

Vorrichtung zur Umwandlung von Erdkoordinaten in Schiffskoordinaten und umgekehrt

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DE460554C
DE460554C DEZ14934D DEZ0014934D DE460554C DE 460554 C DE460554 C DE 460554C DE Z14934 D DEZ14934 D DE Z14934D DE Z0014934 D DEZ0014934 D DE Z0014934D DE 460554 C DE460554 C DE 460554C
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Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (2)

  1. ' PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Umwandlung von Erdkoordinaten in Schiffskoordinaten und umgekehrt, gekennzeichnet durch ein Verbindungsstück (7) zweier beweglicher, zwei Koordinatensysteme mit gemeinsamem, gegenüber dem Schiff unbeweglichen Koordinatenanfang darstellender Systeme, welches einen Strahl durch den Koordinatenanfang verkörpert und folgende Merkmale aufweist: Das Verbindungsstück (7) ist in dem einen System um zwei im Koordinatenanfang senkrecht aufeinanderstehende Drehachsen (2, 5) drehbar, deren eine (2) so auf dem Schiff gelagert ist, daß sie in der Ruhelage des Schiffes mit der Lotlinie zusammenfällt. Es ist gleichzeitig um zwei im Koordinatenanfang zueinander senkrechte Drehachsen: (21) und die Achse des Ringes (13) des zweiten Systems drehbar, welches kardanisch auf dem Schiff gelagert und dessen eine Drehachse, die Achse des Ringes (13), in der Lotlinie stabilisiert ist. Schließlich ist es außerdem gegenüber wenigstens einem der beiden Systeme um den Strahl (im Lager 25) drehbar.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zusätzliche Getriebe (1I9, 116, 117, 118, 115, 113, 114 und 129, 128, 124, 122), welche die Winkel, die den umgewandelten Koordinaten und somit den Drehungen des Verbindungsstückes (7) um die Achsen (2, 5) des einen Systems entsprechen, bei Riebttmgsänderungen des Verbindungsstückes (7) selbsttätig um je einen der Winkel verkleinern,.die den umzuwandelnden Koordinatenänderungen und somit den Drehungen des Verbindungsstückes (e) um die Achsen (21) und die Achse des Ringes (13) des anderen Systems entsprechen.
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DE (1) DE460554C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE768124C (de) * 1939-02-28 1955-07-07 Siemens App Kreiselgeraet zur Bestimmung des gegen die Kursrichtung in der Waagerechtebene gemessenen Seitenwinkels eines von schwan-kender Bettung aus angeschnittenen Zielpunktes

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE768124C (de) * 1939-02-28 1955-07-07 Siemens App Kreiselgeraet zur Bestimmung des gegen die Kursrichtung in der Waagerechtebene gemessenen Seitenwinkels eines von schwan-kender Bettung aus angeschnittenen Zielpunktes

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