DE499637C - Verfahren und Anordnung zur UEberwachung von schwingenden Bewegungen eines Koerpers, insbesondere von Wasser-, Land- oder Luftfahrzeugen - Google Patents

Description

• Verfahren und Anordnung zur Überwachung von schwingenden Bewegungen eines Körpers, insbesondere von Wasser-, Land- oder Luftfahrzeugen Die Aufgabe, die schwingende Bewegung eines Körpers zu überwachen, spielt ins.besondere bei der Einstellung von Gegenständen eine Rolle, die auf Wasser-, Land- oder Luftfahrzeugen aufgestellt sind. In :diesem Falle ist es nämlich notwendig, :die auf ein ruhendes Raumkoordinatensystem bezogene Einstellung des Gegenstandes, beispielsweise eines Geschützes, nach Erhöhung der Seitenrichtung in die sogen@annten Schiffskooridinaten umzuwandeln.
• Man. hat bisher für solche Zwecke Einrichtungen benutzt, die entweder auf Grund trigonometrischer Funktionen, -des, Erhöhungswinkels, des Seitenwinkels #sowie des Schlinger- und Stampfwinkels durch Kurbeltriebe mit verstellbarem Hub oder mittels kar:danartiger Einrichtungen :die erwähnte Umwandlung vornehmen. Derartige Anondnun:gen weisen aber im allgemeinen einen ziemlich umständlichen Aufbau und eine entsprechend schwierige Bedienung .auf.
• Ferner sind Einrichtungen vorgeschlagen, bei welchen die für das Schiffskoordinatensystem erforderlichen Ei.ns,tellwinkel aus der Erhöhung und der mittels eines ständig .auf den Horizont gerichteten Fernrohres bestimmten Schildzapfenverkantung eines Geschützes errechnet wurde. Die Erfindung bezweckt, Einrichtungen der erwähnten: Art wesentlich zu vereinfachen. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Koordinaten des Schnittpunktes einer Achse, die mit Bezug auf den Körper eine bestimmte Lage beibehalten, mit einer in :der Nullage dies Körpers mit der Achse vorzugsweise einen rechten Winkel bildenden Ebene als Bestimmungsgrößen für die Körperbewegung benutzt wenden. Die Erfinidung vereinfacht also. idie bisher durch räumliche Koordinaten- bestimmte Bewegung eines Körpers, beispielsweise eines Wasserfahrzeuges, in :der Weise, :daß lediglich ebene Koordinaten zur Überwachung der Gesamtbewegung des Körpers benutzt wenden.
• In den Abbildungen .ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Anordnung dargestellt. Abb. i zeigt ein Schema zur Erläuterung des Grundgedankens. der Erfindung. Abb. a zeigt einen Längsschnitt :durch eine Ausführungsform der Erfindung, von :der :de Abb. 3 und 4 Grundrisse einzelner Teile darstellen.
• In Abb. i ist der schwingende Körper mit K bezeichnet. Dieser kann beispielsweise ein Wasserfahrzeug sein, das bekanntermaßen Schlinger- und Stampfbewegungen. unterworfen ist. Denkt man sich nun, eine .Achse 0C in beliebiger Richtung gezogen, so schneidet diese eine als ruhende und senkrecht zu der Achse angenommene Ebene E in dem Punkt C. Wenn nun der Körper schwingende Bewegungen awsführt, so wandert der Schnittpunkt C der Geraden 0C mit der Ebene E nach den Punktren C' bzw. C". Die Größe der Koordinaten dieser Punkte, für C" z. B. der Koordinaten C" C', C C bildet nun ein Maß für die schwingende Bewegung des Körpers K. Aus diesen Koordinaten werden dann in weiterer Ausbildung der Erfindung diejenigen Winkeländerungen ermittelt, die einem auf den Körper K vorhandenen Vektor mitgeteilt werden müssen, damit dieser trotz der schwingenden Bewegung :des Körpers seine Lage unverändert im Raum beibehält. Der Punkt P ist dabei als auf dem Körper K liegend angenommen. Ein praktisches Beispiel für den Vektor P ist ein Fernrohr o. dgl.
• In Abb.2 ist eine Einrichtung dargestellt, die in einfacher Weise die an H.anid von Abb. i geschilderten Überlegungen in die Wirklichkeit umzusetzen gestattet. Die Einrichtung nach Abb. 2 zerfällt, wie durch die Linie X, .X angedeutet, in zwei Hälften A und B. Abb. 3 stellt einen Grundriß des Teiles A und Abb. 4 einen um 9o° nach oben verdreht gezeichneten Grundriß ,des Bildes. B dar. Zur Bestimmung der Einstellgrößen, die für die Anordnung nach den Abb.2 bis 4 gebraucht -werden, dienen zweckmäßig ,zwei Kreisel, von denen der :eine Iden Schlingerwinkel und der andere den -Stampfwink e1 mißt. Die mit :dem einen Kreisel gefundene Winkelbewegung wird. unmittelbar oder -mit Hilfe von Folgezeigern o. dgl. auf eine Welle i übertragen, die eine. Arm i' mit Zapfen i" trägt. Der Zapfen i" greift, wie aus Abb. 3 ersichtlich ist, in eine Schlitzführung 2 ein, die in den Führungm 3, 4 parallel zu sich selbst verschiebbar gelagert ist. Der mit dem anderen Kreisel gefundene Winkelbetrag wird in entsprechender Weise .auf eine Achse 6 -übertragen, die an einem Arm 6' einen Zapfen 6" trägt. Der Zapfen 6" greift in eine Schlitzführung 7 ein, die in den Führungen- 8, 9 parallel zu sich selbst verschiebbar gelagert ist. In der beschriebenen Weise wird die von dem Körper =ausgeführte schwingende -Bewegung in ebene Koordinaten tongewandelt, die durch das Maß der Verschiebungen .der Schlitzführungen 2 und 7 gegeben sind. Beide Schlitzführungen. übertragen .ihre Bewegung auf einen gemeinsamen Zapfen io, der in Abb. T .durch den Punkt C bzw.C' und C" dargestellt wird. Der Zapfen. io steht nun. mit der gleichartig aufgebauten Anordnung B in Eingriff. Die Anordnung B dient dazu, um aus den ebenen Koordinaten :diejenigen Winkelbeträge zu ermitteln, die einem Perrlrohr .nach Höhe und Seite mitzuteilen sind, damit dieses trotz der schwingenden Bewegungen des Fahrzeuges seine Stellung unverändert beibehält. Zu diesem Zweck steht der Zapfen io mit zwei Schlitzführungent ii und 16 in Eingriff. Die Schlitzführung i i ist in Führungen i2, 13 parallel zu sich selbst verschiebbar gelagert, während die Schlitzführung 16 in entsprechender Weise in den Führungen 17, 18 -,-leitet Die Schlitzführung i I greift in einen Zapfen 15" ein., der seine Verstellung über einen Arm 15' auf eine Achse 15 überträgt. Die Verstellung der Achse 15 stellt beispielsweise den Winkelbetrag dar, um den die Fernrohrrichtung in der Höhenleitung korrigiert werden -muß. In die Schlitzführung 16 greift ein Zapfen i9" ein, der über einen Arm i9' eine Welle i9 dreht, deren Verstellung den der Geschützrichtung in der anderen Ebene mitzuteilenden Winkelbetrag ergibt. Die Drehungen der Achsen, 15 und i9 ergeben also mit anderen Wortenden Kapp- und Kantwinkel, der einem Fernrohr o. dgl. unmittelbar oder mittels elektrischer Fernübertra-gungssysteme mitgeteilt werden muß, damit dieses seine richtige Einstellung beibehält.
• Soll die Einrichtung für Geschütze dienen, .so wird der .erhaltene Kantwinkel einer Recheneinrichtung zugeführt, -welche -die -Geschützwinkel ,errechnet.
• Bei der bisherigen Beschreibung ist der Einfachhheit halber angenommen, daß die Schlntzführungen 2 -und 7 sich mit den Schlitzführungen. z i .und T,6 decken. Dieser Sonderfall liegt aber im allgemeinen nicht vor. Daher ist in, allgemeinen über eine Schnecke 2o der -gemeinsame Träger 14 für den. Teil B der Anordnung mm einen solchen: Winkel zu verstellen, -wie er der Abweichung der Richtung P P (Abb. i) von einer gegebenen Nullage entspricht.
• Die neue Anordnung, wie sie in: den A.bb. I bis 4 dargestellt .ist, bietet insbesondere den wesentlichen Vorteil, -daß der Teil A für Geschütze von beliebigem Kaliber sowie beim gleichzeitigen Beschießenmehrerer Ziele ohne weiteres beibehalten werden kann, dalediglich :in dem Teil B auf das Geschütz bezogene Daten eingeführt (Schnecke 2o) und entsprechend auch -bestimmte Geschützdaten ermittelt werden, so d2:ß nur der Teil B mehrfach vorhanden sein muß.

Claims (3)

1. PAT#E.NTAN.SPRIT C$E.: i. Verfahren zur Überwachung von schwingenden Bewegungen eines Körpers, ,insbesondere von Land-, Wasser-oder Luftfahrzeugen unter Verwendung einer Ebene von unveränderlicher Lage im Raum, dadurch gekennzeichnet, d-aß die Koordination des, Schnittpunktes, (C) eines mit dem Körper (K) schwingend gedachten .Strahles (O, C) m-it einer in von Null verschiedenem Abstand (O, C) vom Ausgangspunkt (O) des Strahles angeordneten, ruhenden Ebene (E) .in der Weise als Bestimmungsgrößen- für die schwingende Bewegung -des Körpers benutzt werden, daß zwei entsprechend den Körperschwingungen in zwei verschiedenen Richtungen verstellte Glieder (i, 6) über Kupplungselemente (i', i" und 6', 6") mit in der Ebene (E) verschiebbar angeordneten Elementen (2,7) verbunden sind, deren Verschiebungen die gesuchten Koordinaten ergeben.
2. 2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Achsen (i, 6), die entsprechend den in an sich bekannter Weise mittels zweier Kreisel o. dgl. ermittelten Änderungen der Winkellage zweier Körperachsen, einstellbar .sind (z. B. entsprechend dem Schlinger- und dem Stumpfwinkel eines Schiffes), über Kurbelarme (i', i" und 6', 6") mit zwei parallel verschiebbar gelagerten Schlitzführungen (2, 7) derart in Verbindung stehen, daß die Verschiebungen der Schlitzführungen (2, 7) die gesuchten Koordinaten ergeben:
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der ersten, zwei Achsen (i, 6) und, die damit über Kupplungen; (i', i" und 6', 6") verbundenen Schlitzführungen (2, 7) @enthaltenden Einrichtung (A) eine zweite, ebenso ausgebildete Einrichtung (B) in der Weise verbunden -ist, daß die Schlitzführungen (2, 7) der ersten Einrichtung (A) über eine Kupplung (io) die Schlitzführungen (i i, 16) der zweiten Einrichtung (B) einstellen und, daß die von den Schlitzführungen (i i, 163 der zweiten Einrichtung (B) über die Kupplungen (i5", 15' und i9", i9') angetriebenen beiden Achsen (i5, i9) ,die Korrekturen für die Eliminierung des Einflusses der Körperschwingungen auf eine gegebene Richtung ergeben, z. B. .auf die Einstellung eines auf dem Körper befindlichen Fernrohres. q.. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzführungen (2, 7) der ersten Einrichtung (A) mit Bezug auf !die SchlUtzfi@hrungen (i i, 16) der zweitem Einrichtung in ihrer Winkellage auf den Winkel einstellbar sind, den die gegebene Richtung hat.