DE573098C - Vorrichtung zur algebraischen Addition der Verdrehungswinkel oder der Winkelgeschwindigkeiten beliebig vieler Wellen - Google Patents

Vorrichtung zur algebraischen Addition der Verdrehungswinkel oder der Winkelgeschwindigkeiten beliebig vieler Wellen

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DE573098C
DE573098C DEA62114D DEA0062114D DE573098C DE 573098 C DE573098 C DE 573098C DE A62114 D DEA62114 D DE A62114D DE A0062114 D DEA0062114 D DE A0062114D DE 573098 C DE573098 C DE 573098C
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    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G11/00Details of sighting or aiming apparatus; Accessories
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06GANALOGUE COMPUTERS
    • G06G3/00Devices in which the computing operation is performed mechanically
    • G06G3/02Devices in which the computing operation is performed mechanically for performing additions or subtractions, e.g. differential gearing

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Description

  • Vorrichtung zur algebraischen Addition der Verdrehungswinkel oder der Winkelgeschwindigkeiten beliebig vieler Wellen Bei Rechenmaschinen kann der Fall eintreten, daß die algebraische Summe der Verdrehungswinkel von zwei oder mehreren gleichzeitig oder nacheinander sich verdrehenden Wellen (Meßwellen) mechanisch gebildet werden soll, um als Summenwinkel entweder abgelesen oder auf eine weitere Welle mechanisch übertragen zu. -werden, in -welchem Falle die Winkelgeschwindigkeit dieser letzteren Welle als algebraische Summe der Winkelgeschwindigkeiten der anderen gleichzeitig- sich drehenden Wellen erscheint. Ein solcher Fall tritt insbesondere bei Rechenmaschinen zur mechanischen Ermittlung ballistischer Daten auf Grund von optischen oder akustischen Beobachtungsergebnissen, die mittels besonderer Instrumente vorher oder gleichzeitig erzielt -weiden, ein.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe benutzt man heute allgemein die bekannten Differentialzahntriebe- bzw. deren Kombinationen, -wenn mehr als zwei Verdrehungswinkel von Wellen algebraisch .summiert -werden sollen. Solche Konstruktionen sind nicht nur höchst kompliziert und daher auch sehr kostspielig, sondern arbeiten auch infolge der unvermeidlichen, schon durch die Profilabnutzung der vielen hintereinander geschalteten Verzahnungen bedingten Spielräume nicht immer mit der erforderlichen Genauigkeit. Diese Nachteile werden im Sinne der Erfindung dadurch vermieden, daß die 1VIeßwellen, deren Verdrehwinkel bzw. Winkelgeschwindigkeiten algebraisch addiert werden sollen, mit optisch gleichachsig hintereinandergeschalteten, verdrehbar gelagerten Umkehrprismen derartig gekuppelt sind, daß sich eine durch die Prismen hindurch beobachtete Zeigermarke bei jeder Verdrehung der Prismen scheinbar um die algebraische Winkelsumme der einzelnen Wellenverdrehwinkel verdrehen muß, wobei dieser scheinbare Verdrehwinkel der Zeigermarke entweder durch Winkelskalen abgelesen werden kann oder, falls er auf ein anderes Gerät mechanisch als Winkelsumme übertragen werden soll, die dazu erforderliche Übertragungswelle derartig mit der in diesem Falle verdrehbar gelagerten Zeigermarke gekuppelt ist, daß diese durch die Prismenrotation scheinbar sich verdrehende Zeigermarke durch entsprechend gerichtete Verdrehung der Übertragungswelle scheinbar in ihrer Nullstellung ruhend gehalten wird.
  • Da die ruhende durch die Prismenverdrehung im Gesichtsfelde scheinbar rotierende Zeigermarke stets in ihre Anfangsstellung gelangt, wenn die algebraische Winkelsumme aller Prismenverdrehungen iSo° beträgt. so muß in allen Fällen, wo die Winkelsumme diesen Betrag überschreiten könnte, zwecks Zählung der Halbumdrehungen der vorhandenen Meßprismen jedes derselben mit einem zweiten danebenliegenden Zählprisma derartig gekuppelt sein, daß dieses bei jeder Halbumdrehung des Meßprismas um den fe-ten Teil von iSo° verdreht wird, wenn die größte algebraische Winkelsumme der Verdrehwinkel aller Meßwellen den Wert it# 36o° nicht überschreitet. Eb-,nso wie die Meßprismen sind auch die von je einem derselben mit der Übersetzung n: i, also ins Langsame angetriebenen Zählprismen derartig hintereinander optisch gleichachsig angeordnet, daß eine in ihrem Gesichtsfelde erscheinende Zeigermarke entsprechend der doppelten algebraischen Summe der Verdrehwinkel der einzelnen Zählprismen verdreht erscheint. Durch diese Zeigerverdrehung kann auf einer Skala die algebraische Summe der Halbv erdrehungen der Meßprismen, also die algebraische Summe der vollen Umdrehungen der Meßwellen abgelesen werden. Um jedoch .die volle Winkelsumme mittels d; r erwähnten Übertragungswelle in andere Geräte erst nach Beendigung der Meßwellenrotation zu übertragen, ist auch diese Zählzeigermarke drehbar zii lagern und durch ein entsprechend übersetztes Schneckengetriebe von der Übertragungswelle so weit zurück zu verdrehen, bis sie gleichzeitig mit der Meßzeigermarke in die Nullstellung gelangt.
  • Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einer beispielsweisen Nusführungsform für die Addition der Verdrehwinkel Nzw. Winkelgeschwindigkeiten von drei Achsen dargestellt, und zwar zeigt Abb.i die Vorderansicht, Abb.2 den Grundriß eines Längsschnittes durch die Vorrichtung.
  • In einem aus vier Doppellagerböcken 1d id , ,b-lt; , i,-i,' und id id mit zwei parallelachsigen, durchlaufenden Lagerbohrungen sind je drei rohrförmige Prismenfassungen 2Q, 2b, 2, und 2d', 2b' und 2,', jede für sich vierdrehbar, jedoch verschiebungssicher gelagert. In jedem dieser sechs Prismenrohre ist je ein Dovesches Umkehrprisma p1, p2, p3> PI.', P2', ps zwischen je einem Scheibensegments, s2, s3, s1', s..', s3' und je einem gegenüberstehenden Klötzchen k1, k2, k3, k,', k,', k3' befestigt.
  • Auf jedem der drei in der einen (linken) Visierachse hintereinander angeordneten Prismenrohre 2a, 2b, 2C ist ein Doppelzahnrad befestigt, von denen jedes einzelne mit seinem Kegelzahnkranz 5d, 5b, 5, in je ein Gegenrad 6a, 6b, 6, von halb so großem Teilkreisradius eingreift. Jedes dieser letzteren Kegelräder sitzt auf einer Meßwelle 7Q, 7b und 7,. deren Verdrehwinkel bzw. Winkelgeschwindigkeiten summiert werden sollen. Dabei ist zu beachten, daß infolge der einfach seitenverkehrenden Spiegelwirkung der Prism°n -wie sich aus der später erfolgenden Schilderung der Wirkungsweise ergibt - die suminierenden Drehrichtungen der aufeinanderfolgenden Meßwellen 7, bis 7, stets wechseln müssen, wie aus den gezeichneten Pfeilrichtungen für die Addition von Winkeln bzw. Winkelgeschwindigkeiten hervorgeht. Anschließend an das eine der beiden äußeren Prismenrohre ist gleichachsig angeordnet das vierdrehbar, jedoch verschiebungssicher gelagerte, mit einem Objektiv 0, einer in dessen Brennpunkt vorgesehenen Markenplatte M,= und dem mit einem konfokalen zweilinsigen Okular 0, versehene Fernrohr 3, das mit einer Schneckenverzahnung 3Q versehen ist, in die eine mit einer Griffscheibe 31, versehene, im Lagerauge i, drehbar, jedoch verschiebungssicher gelagerte Schneckenspindel 3, eingreift. An das andere der beiden äußeren Prismenrohre schließt sich ein im Lagerauge 1d drehbar und verschiebungssicher gelagerter Kolliinator .I an, bestehend aus einem Objektiv Ob und einer Markenplatte 3Zb aus Milchglas mit einer durch die optische Achse gehenden Pfeilmarke m.
  • Auch das Kolliinatorrohr ist mit einer Schneckenradverzahnung 4, versehen, in die eine auf der Querwelle 12 sitzende (nicht dargestellte) Schneckenspindel bei 12, eingreift. Ganz analog schließt sich auch an die beiden äußeren der drei in der zweiten (rechten) Achse hintereinander angeordneten Prismenrohre 2a', 2b', 2,' einerseits ein dem Fernrohr 3 völlig gleiches Fernrohr 3', bestehend aus Objektiv 0a'; fokaler Markenplatte i1Td' und konfokalem Okular 0,', durch Schneckentrieb 3"', 3b', 3e vierdrehbar, andererseits ein dem Kollimator 4. völlig gleicher Kollimator ,4.', bestehend aus Objektiv Ob' und Markenplatte illb', ebenfalls durch Schneckentrieb 4.ä bis 12Q' von der gemeinsamen Antriebswelle 12 vierdrehbar, wobei jedoch dieser Schneckentrieb ein so vielfach größeres Übersetzungsverhältnis erhält wie der andere, als die größte vorkommende Winkelsumme der Meßwellen 7a> 7b, 7, das Vielfache von 36o° ist. Wäre also z. B: die größte vorkommende Winkelsumme kleiner als 1q40° - .I # 36o', so müßte das Übersetzungsverhältnis des Schneckentriebes 4.d 112d z. B. i : 2o betragen, wenn der Schneckentrieb 4"/12Q das Übersetzungsverhältnis d. : 2o hätte. In demselben Verhältnis q. -: 1 müssen auch die rechtsseitigen Umkehrprismen zwecks Zählung der Halbumdrehungen der neben ihnen liegenden Meßprismen von diesen ins Zangsame übersetzt werden. Zu diesem Zwecke sind auf den Prismenrohren 2d , 2b', 2C die gleich großen Stirnräder 8a, Sb, S, vorgesehen, die in die Stirnradverzahnungen 5,1', 51; , der auf den linksseitigen Prismenrohren festsitzenden Doppelzahnräder eingreifen.
  • Der Antrieb der Übertragungswelle 12 erfolgt über die-bziden in Eingriff stehenden Kegelräder. io Und i i durch die Antriebswelle 9, an deren Ende die Griffscheibe 9" aufgestiftet ist.
  • Nunmehr ergibt sich leicht die Wirkungsweise dieser Einrichtung: ' Wird jede der drei Meßwellen 7, 7b, 7, um je einen beliebigen Winkel in der einen oder anderen Richtung verdreht, wobei die positiven Richtungen durch Pfeile Iezeichnet sind, so verdreht sich infolge der eingreifenden Kegelräder jedes der drei Meßprismen um den halben W ellenverdrehwinkel. Durch die Verdrehung jedes einzelnen Meßprismas verdreht sich scheinbar die auf der Markenplatte lbIb vorgesehene Pfeilmarke m um den doppelten Prismenverdrehwinkel, also um den einfachen Wellenverdrelnwinkel. Da jedes einzelne Prisma wie ein einfacher Spiegel wirkt, so wird die durch Verdrehung des Prismas p, bewirkte scheinbare Pfeilmarkenverdrehung. durch das folgende Prisma p2 entgegengerichtet und durch das letzte Prisma p1 wieder gleichgerichtet. Wenn demnach die Pfeilmarkenverdrehung stets die gleiche Richtung haben soll, so muß die Verdrehrichtung der aufeinanderfolgenden Prismen eine beständig wechselnde sein, wie auch durch die Drehrichtungspfeile der Meßwellen angedeutet ist. Um nach erfolgten Meßwellenverdrehungen die Winkelsumme abzulesen, genügt eine auf der Markenplatte Ma eingeätzte Kreisteilung (Innenablesung). Um nun ohne Rückverstellung der Meßwellen 7, 7b, 7, weitere Winkelsummen ablesen zu können, wird das Fernrühr 3 mittels des Schneckentriebes 3Q, 3b@ 3c so verdreht, daß der o-Strich der Kreisteilung auf der Markenplatte 117u mit der bei der letzten Messung erhaltenen scheinbaren Lage der Pfeilmarke m übereinstimmt.
  • Soll jedoch die Winkelsumme durch die Übertragungswelle 12 auf ein anderes Gerät übertragen werden, so wird durch Handantrieb diese Übertragungswelle derartig verdreht, daß die mit ihr gekuppelten Pfeilmarkenplatten 111b, JUb' so weit zurückverdreht werden, als zur Einstellung der beiden Pfeilmarken in ihre Nullstellung nötig ist.
  • Soll jedoch die resultierende Winkelgeschwindigkeit der drei Meßwellen durch die Welle 12 in ein anderes Gerät übertragen werden, so ist dieselbe von Hand derartig "zu verdrehen, daß die durch die Prismenverdrehung verursachten scheinbaren Verdrehungen der Pfeilmarke a durch entgegengesetzte stetige Verdrehung der Pfeilmarkenplatte Nlb völlig eliminiert werden, in welchem Falle die gesamte rechtsseitige Zählwerkoptik gänzlich entfallen kann.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRL.CIIE: i. Vorrichtung zur algebraischen Addition der Verdrehwinkel oder Winkelgeschwindigkeiten beliebig vieler Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Meßwellen (7Q, 7b, 7,) mit optisch gleichachsig hintereinander geschalteten, vierdrehbar gelagerten Umkehrprismen (p1, p2, p3... ) derartig gekuppelt sind, daß sich eine durch diese Prismen hindurch beobachtete Zeigermarke (m) bei jeder Verdrehung der Prismen scheinbar um die algebraische Winkelsumme der einzelnen Meßwellenverdrehwinkel verdrehen muß.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet; daß der der algebraischen Winkelsumme der Meßwellen entsprechende scheinbare Verdrehwinkel der Zeigermarke (an) mittels einer durchsichtigen Winkelskala (I1lQ) abgelesen werden kann, die gegebenenfalls selbst v erdrehbar und einstellbar gelagert ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Übertragung der algebraischen Winkelsumme der Meßachsenv erdrehwinkel auf ein anderes Gerät mittels einer besonderen Welle (12) die durch die Umkehrprismen beobachtete Zeigermarke (m) selbst drehbar und einstellbar gelagert ist und durch Verdrehung dieser Übertragungswelle derartig verdreht werden kann, daß die durch die Prismenverdrehung scheinbar verdreht-Zeigermarke wieder in die Nullstellung zurückgedreht werden kann. d. Vorrichtung nach Anspruch i und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Ermöglichung der Zählung der Halbdrehungen der Prismen (p1, p2, p3 ... ) deren' Fassungen durch Übersetzungsgetriebe mit den Fassungen gleichartig angeordneter Prismen (p,', P,',. . .) derartig gekuppelt sind, daß einer halben Umdrehung der ersteren (Meßprismen) ein beliebiger Bruchteil einer halben Umdrehung der letzteren (Zählprismen) entspricht. Vorrichtung nach Anspruch i, 3 und q., dadurch gekennzeichnet, daß die vierdrehbar und einstellbar gelagerten Zeigermarken (m, m) durch Getriebe verdreht werden, welche die gleiche Übersetzung aufweisen, wie zwischen den Meß-und den Zählprismen vorgesehen ist.
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