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Theodolit mit mechanischer oder photographischer Registriereinrichtung
für die Teilkreise Es sind bereits Registrierhheodolite bekannt, welche zum Bestimmen
der Bahn eines schnellbewegten Gegenstandes, z. B. eines Flugzeuges, eines Geschosses
o. dgl., dienen, und welche auf mechanischem oder photographischem Wege die Richtungskoordinate.
der Fernrohrziellinie durch Registrieren aer Teilkreisstellungen in beliebigen Augenblikken
festzulegen gestatten. Wenn man den Gegenstand (Flugzeug, Geschoß), dessen Bahn
im Raum ermittelt werden soll, mit Hilfe von zwei derartigen, an gegenseitig vermessenen
Standpunkten aufgestellten Registriertheodoliten verfolgen läßt, so erhält man durch
Registrierung der Teilkreisstellungen an beiden Instrumenten in hinreichend kurzen
Zeitabschnitten die Grundlagen, um Punkt für Punkt die gewünschte Flugbahn bestimmen
zu können. Erforderlich ist jedoch, daß die Beobachter an beiden Instrumenten dem
bewegten Gegenstand mit dem Theodolitfernrohr so genau folgen, daß die Ziellinie
des Fernrohres stets nach dem Gegenstand gerichtet ist, daß sich also der Gegenstand
stets im Gesichtsfelde abbildet, und zwar möglichst in dessen ,Mittelpunkt, der
gewöhnlich durch ein Fadenkreuz gekennzeichnet ist. Da das Theodolitfernrohr um
zwei Achsen drehbar ist, so macht ein derartig genaues Folgen Schwierigkeiten, wenn
sich die Winkelgeschwindigkeit des Zielstrahles schnell ändert. Ein hinreichend
genaues Folgen, wie es für brauchbare Theodolitbeobachtungen erforderlich ist, beispielsweise
bei sehr schnell bewegtem Ziel, kann selbst für sehr geiibte Beobachter nahezu unmöglich
werden. Zur Aufnahme von Geschoßbahnen hat man daher bisher wegen dieser Schwierigkeiten
von der Anwendung vonRegistriertheodoliten absehen müssen, obwohl dieTheodolitmetliode
an sich Vorteile bieten würde.
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Zum Erleichtern der Beobachtung von Flugzeugen mit einfachen Fernrohren
hat man bereits vorgeschlagen, das Fernrohr auf einem entsprechenden Stativ um zwei
Achsen drehbar anzuordnen und das Fernrohr mit einem regelbaren mechanischen Antrieb
zu versehen, durch welchen das Fernrohr iun jede Achse mit einstellbarer Winkelgeschwindigkeit
gedreht wird.
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Die Erfindung besteht nun darin, diese an sich bekannte Einrichtung
für Registriertheodolite nutzbar zu machen. Dadurch wird das Theodolitfernrohr dem
bewegten Ziel (Flugzeug oder Geschoß) selbsttätig nachbewegt und der Beobachter
hat nur fortlaufend den Antriebsmechanismus durch Änderung der Geschwindigkeit so
zu regeln, daß das Ziel im Mittelpunkt .des Gesichtsfeldes bleibt, sich also mit
dem Fadenkreuz deckt. Am zweckmäßigsten wird für den Antrieb des Fernrohres ein
an sich bekanntes Reibscheibengetriebe
verwendet, bei welchem der
Abstand des Reibrades vom Mittelpunkt der Reibscheibe geändert werden kann. Durch
Änderung des Abstandes wird die Geschwindigkeit des Antriebes geregelt. Besonders
vorteilhaft ist es, den Reibscheibenantrieb (lerart auszugestalten, daß die Achsen
von Reibscheibe und Reibrad außer Schnitt miteinander gebracht werden können und
(laß der kürzeste Abstand der Achsen geändert werden kann, wie dies für Reibradgetriebe
bereits vorgeschlagen ist. Werden nämlich die Achsen eines solchen Getriebes außer
Schnitt miteinander gebracht, so wird je nach aem l:iirzesten Abstand der beiden
Achsen eine beschleunigte Bewegung übertragen. Auf diese Weise ist man imstande,
das Fernrohr des Theodoliten von vornherein auf eine bestimmte Winkelbeschleunigung
einzustellen. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn es sich darum handelt, .die
Bahn eines Geschosses aufzunehmen. Soll die Ziellinie des Theodolitfernrohres dem
Geschoß folgen, so führt, wie ohne weiteres ersichtlich, das Fernrohr um jede Achse
eine beschleunigte Bewegung aus. Da man die Geschwindigkeit eines Geschosses und
damit die Bahn näherungsweise kennt, so läßt sich leicht die Winkelbeschleunigung,
welche :dem Fernrohr zu erteilen ist, nahezu im voraus berechnen. .Man ist also
in der Lage, das Theodolitfernrolir von vornherein auf eine derartige Winkelbeschleunigung
einzustellen, daß das Geschoß im Gesichtsfeld des Fernrohres bleibt, wenn letzteres
im Augenblick des Abschusses in Bewegung gesetzt wird. Durch leicht zu bewirkende
Verbesserung der Bewegung ist der Beobachter daher imstande, das Geschoß ständig
im Gesichtsfeld und nahezu im Gesichtsfeldmittelpunkt zu halten, eine Aufgabe, die
ohne den hierfür neuen Fernrohrantrieb kaum zu erfüllen sein würde. Erst durch Anordnung
eines regelbaren Fernrohrantriebes an einem Regüstriertheodoliten geinäß der Erfindung
wird es daher möglich, Geschoßbahnen nach der Tlieodolitmetho(le aufzunehmen, während
man sich bisher dazu fler wenig vorteilhaften, rein photographischen :Methode mit
photographischen Kanieras von großem Gesichtsfeld bedienen mußte, wobei man mit
Rücksicht auf das große Gesichtsfeld sich mit kleinen Brennweiten und daher geringerer
Genauigkeit begnügen mußte, abgesehen von der umständlicheren Auswertungsarbeit,
die die photogrammetrische Methode gegenüber der Theo-(lolitmetliode erfordert.
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Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise @@usführungsform der Erfindung
in Verbindung mit einem Registriertheodoliten, und zwar ist Abb. i ein Schnitt durch
einen Theodoliten ,er in Frage stehenden Art, während Abb. 2 und 3 schematisch (las
Getriebe veranschaulichen.
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In Abb. i ist 1, 2 ein Fernrohr finit rechtwinklig gebrochenem Lichtweg,
durch welches der aufzunehmende Gegenstand, also das Geschoß o. dgl., beobachtet
werden kann. :\Iit dem Fernrohr 1, 2 fest verbunden ist das Auf -nahineobjektiv
3, welches in bekannter Weise das aufgenommene Ziel unter Einschaltung eines Prismas
4 in den kinematographischen Aufnahmeapparat 5 hineinwirft, welcher in der Zeichnung
schematisch durch ein Rechteck angedeutet ist. In -dem Aufnahmeapparat bewegt sich
-der Filmstreifen von einer Rollen auf eine Rolle 7, die Bewegung erfolgt in der
üblichen Weise durch einen 'Motor S, welcher die Antriebswelle 9 in Umdrehung versetzt.
Vor dem Filmband ist eine durchsichtige Scheibe 1o eingefügt, welche in an sich
bekannter Weise mit senkrechten und waagerechten Linien von bestimmten Abständen
versehen ist, also et-,va nach Art von 1\Tilliineterpapier. Der Film kann außer
das Aufnahmeobjektiv 3 auch noch von der Rückseite her belichtet werden, und zwar
erfolgt auf der Rückseite die Aufnahme der Stellung der Kreisteilungen sowie der
Zeit.
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Der Theodolit kann in bekannter Weise mittels zweier Achsen um eine
waagerechte und eine senkrechte Achse gedreht werden. Durch die Welle i i wird mittels
einer Schnecke 12 und eines Schneckenrades 13 die Drehung uni eine senkrechte Achse
bewirkt. Zum Anzeigen .dieser Drehung dient der waagerechte Teilkreis il., welcher
an dem äußeren Umfang die Einteilung trägt. Die Ablesung erfolgt mit Hilfe eines
oberhalb diesesTeilkrenses angeordneten-onius. Durch eine weitere Achse 15 erfolgt
die Drehung um eine waagerechte Achse. Die Stellung wird angezeigt durch den senkrechten
Teilkreis 16 mit Hilfe eines Nonius 17. Ferner ist noch eine Stoppuhr 18 vorgesehen,
die durch einen Bowdenzug 1g in Tätigkeit gesetzt werden kann. Die jeweilige Lage
des waagerechten und des senkrechten Teilkreises gegenüber den zugehörigen Nonien
sowie die jeweilige Zeitangabe der Stoppuhr wird über Spiegel 2o und 21 durch ein
Rohr 22 auf die Rückseite des Filmes geworfen. Für eine geeignete Beleuchtung der
zu photographierenden Teile ist Sorge .getragen.
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Diese Einrichtung ist, soweit sie bisher beschrieben ist, in vollem
Umfang bekannt. Gemäß der Erfindung werden nun die Achsen i i und 15 nicht mehr
in der bisher bekannten Weise durch Kurbeln von Hand gedreht, sondern durch ein
an sich bekanntes Reibradetriebe, wie es beispielsweise sehez#
matisch
in Abh. 2 und 3 dargestellt ist. Hier sitzt auf der anzutreibenden Achse eine Reibscheibe
23, an ihr liegt eine weitere Reibscheibe 24 an. Die Scheibe 24. ist in einer Gabel
25 gelagert, die mit einem Zapfen 26 in einen Kulissenstein 27 einfaßt. Letzterer
läuft in einer Führung 28. Der Zapfen 26 hat in seiner Verlängerung einen Handgriff
29. Die Achse der Reibscheibe 2.1. ist durch eine bewegliche Welle 38 mit einer
Antriebsvorrichtung, z. B. einem Elektromotor o. dgl., verbunden und wird in gleichförmige
Umdrehung versetzt. Durch die Verschiebung des Kulissensteines 27 in seiner Führung
28 wird die Reibscheibe 24 von der Achse der Reibscheibe 23 mehr oder weniger entfernt,
infolgedessen wird dadurch die Umdrehungsgeschwindigkeit der Reibscheibe 23 und
dadurch die Umdrehungsgeschwindigkeit der Achse i i bzw, 15 eingestellt. Durch Drehen
des Handgriffes 29 wird in an sich bekannter Weise die Reibscheibe um -den Zapfen
26 gedreht, also schräg eingestellt. Bei einer solchen schrägen Stellung wirkt sie
auch auf die Reibscheibe 23 in schräger Richtung ein. Wie aus dem in Abb. 2 dargestellten
Kräftediagramm ersichtlich ist, zerfällt die in schräger Richtung wirkende Kraft
in zwei Komponenten, von denen .die eine, nämlich diie in Abb. 2 senkrecht nach
unten gerichtete, auf Drehung der Reibscheibe 23 wirkt, während die zweite radiale
Komponente bestrebt ist, die Reibscheibe 23 zu verschieben; da diese Reibscheibe
aber fest gelagert ist, wird sich umgekehrt die Reibscheibe 24 samt ihrer Gabel
und dem Stein 27 in der Führung z8 verschieben, und zwar mit einer Geschwindigkeit,
welche der jeweiligen Schrägstellung entspricht. Die Geschwindigkeit der Verschiebung
der Rolle 2q. in ihrer Führung 28 entspricht aber der Beschleunigung der Drehbewegung
der Reibscheibe 23. Man hat es also in der Hand, durch Verschiebung des Handgriffes
29 eine beliebige, vorher bestimmte Drehgeschwindigkeit einzustellen oder aber durch
Drehung des Handgriffes 29 in der einen oder anderen Richtung eine bestimmte Beschleunigung
oder Verzögerung dieser Umdrehung.
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Die Einrichtung wird also folgendermaßen arbeiten Der Beobachter schaltet
zuerst die Stoppuhr 18 ein und setzt dann den Motor 8 sowie den Antrieb der biegsamen
Welle 38 in tätigkeit. Wenn der zu beobachtende Gegenstand, z. B. das Geschoß, zuerst
sich beschleunigt bewegt, so dreht er denHandgriff 29 (Abb.3), so daß eine ungefähr
entsprechendeBeschleunigung der Drehung .der Reibscheibe 23 erfolgt. Er kann nun
bequem die Bahn des bewegten Gegenstandes beobachten und jederzeit durch Drehung
des Handgriffs 29 die erforderlichen Korrekturen vornehmen, also die Beschleunigung
vergrößern oder verringern oder auch, wenn ,der Körper sich gleichförmig bewegt,
die Reibscheibe 24 so einstellen, daß sie senkrecht auf dem Radius steht, also ihre
Stellung beibehält.
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Man kann die Vorrichtung im einzelnen auch beliebig ausgestalten,
z. B. Zeiger oder Teilungen anbringen, die die jeweilige Drehstellung des Handgriffs
29 und damit die jeweilige Beschleunigung oder Verzögerung anzeigen, die Führung
28 mit einer Teilung versehen, um die jeweilige Geschwindigkeit anzuzeigen, geeignete
Sperrvorrichtungen oder Bremsvorrichtungen vorsehen, um die eingestellten Teile
in der eingestellten Lage zu sperren oder zu hemmen, auch kann man natürlch irgendeine
beliebige andere mechanische oder elektrische oder pneumatische Einrichtung treffen,
uni eine Einstellung der Geschwindigkeit oder der Beschleunigung durch Hand herbeizuführen.
Die Geschwindigkeit könnte z. B. auch durch Reglung des Antriebsmotors durch einen
elektrischen Regler, der von Hand bedient wird, erfolgen. In diesem Falle brauchte
man die Reibscheibe 24, die dann mit wechselnder Geschwindigkeit je nach der Einstellung
des Antriebsmotors gedreht wird, nur um den Zapfen 26 zu drehen, um die Beschleunigung
oder Verzögerung einzustellen.
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Auch für die Einstellung der Verzögerung oder Beschleunigung können
andere Einrichtungen getroffen werden. So könnte man z. B. ein Schraubengetriebe
anwenden, welches durch einen regelbaren Motor angetrieben wird und die axiale Verschiebung
,der Reibscheibe 24 mit einer bestimmten einsteilbaren Geschwindigkeit vornimmt
u. dgl. mehr. Wesentlich für die Erfindung ist nur, daß der bisher ausschließlich
für diese Zwecke verwendete Handantrieb -durch einen mechanischen, von Hand regelbaren
Antrieb ersetzt wird.
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Das Ausführungsbeispiel bezieht sich, wie bereits erwähnt, auf einen
Theodoliten. Man kann die gleiche Einrichtung entsprechend auch für eine Aufnahekamera
verwenden, bei welcher die jeweilige Lage des zu beobachtenden Gegenstandes über
einem Gitter photographiert wird oder auf sonst eine Einrichtung, .durch welche
man einen sich bewegenden Gegenstand absatzweise selbstätig photographisch aufnimmt.