DE578600C

DE578600C - Balloon theodolite with drawing device

Info

Publication number: DE578600C
Application number: DEZ19408D
Authority: DE
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1931-07-14
Filing date: 1931-07-14
Publication date: 1933-06-15

Description

Ballontheodolit mit Zeichenvorrichtung Das Hauptpatent betrifft einen Ballontheodolit zum Aufzeichnen der Grundrißprojektion der Bahn eines Pilotballons in verkleinertem Maßstab, der folgendermaßen ausgebildet ist: Ein mit einer Marke verbundenes Steuerglied, das die Aufgabe hat, der Bahn des Pilotballons entsprechende Bewegungen auszuführen, ist mit der Zeichenvorrichtung so gekuppelt, daß es an der gegenseitigen Bewegung des Zeichenstiftes und der Zeichenfläche teilnimmt, und ist außerdem senkrecht zur Zeichenfläche verstellbar. Dabei steht es mit einer Antriebsvorrichtung in Verbindung, die seinen Abstand von der Zeichenfläche selbsttätig ändert. Die Beobachtungsmittel zur Beobachtung, des Pilotballons einerseits und der Marke des Steuergliedes anderseits enthalten ein allseitig verschwenkbares Fernrohr und ein mit diesem verbundenes optisches System, durch das die Marke des Steuergliedes in die Bildebene des Fernrohrs abgebildet wird.Balloon theodolite with drawing device The main patent relates to one Balloon theodolite for recording the plan projection of the path of a pilot balloon on a reduced scale, which is designed as follows: One with a mark connected control element, which has the task of corresponding to the path of the pilot balloon To carry out movements is coupled to the drawing device in such a way that it is at the mutual movement of the pen and the drawing surface takes part, and is also adjustable perpendicular to the drawing surface. It stands with a drive device in connection, which automatically changes its distance from the drawing surface. the Observation means for observation, the pilot balloon on the one hand and the brand of the Control member on the other hand contain a telescope that can be pivoted in all directions and a with this connected optical system, through which the brand of the control element in the image plane of the telescope is mapped.

Die Zusatzerfindung bezieht sich auf Ballontheodolite für nur punktweise Registrierung, und zwar im besonderen auf diejenige Gattung solcher Ballontheodolite, bei denen jene Antriebsvorrichtung zur selbsttätigen Änderung des Abstandes des Steuergliedes von der Zeichenfläche so ausgebildet ist, daß . dieser Abstand absatzweise um gleiche, dem Steighöhenunterschied des Pilotballons in der Zeiteinheit entsprechende Beträge geändert wird, und bei denen ferner die Beobachtungsmittel zwei voneinander getrennt liegende Zielmarken enthalten.The additional invention relates to balloon theodolites for only pointwise Registration, in particular on the genus of such balloon theodolites, in which those drive device to automatically change the distance of the Control member of the drawing surface is designed so that. this distance intermittently by the same, corresponding to the difference in height of rise of the pilot balloon in the unit of time Amounts is changed, and furthermore the observation means two of each other contain separately lying target marks.

Nach der Zusatzerfindung werden die Beobachtungsmittel abweichend vom Hauptpatent, in dem sie nur ein einziges Okular aufweisen, mit zwei Okularen ausgestattet, die einander benachbart liegen, so daß ein und derselbe Beobachter ohne große Kopfbewegung abwechselnd an beiden Okularen beobachten kann, und deren jedes eine jener beiden Zielmarken enthält.According to the additional invention, the means of observation become different from the main patent, in which they only have a single eyepiece, with two eyepieces equipped, which are adjacent to each other, so that one and the same observer can observe alternately on both eyepieces without moving the head, and their each contains one of those two targets.

Die benachbarte Anordnung zweier Okularteile ist z. B. für Ablesevorrichtungen für terrestrische Theodolite bekannt. Hier hat sie den Vorteil, daß auch für die oben gekennzeichnete Gattung von Ballontheodoliten das volle Gesichtsfeld des Fernrohrs für die Beobachtung des Pilotballons zur Verfügung steht, was bei den Ballontheodoliten nach dem Hauptpatent nur für diejenige Gattung erreicht wird, bei der von der Marke des Steuergliedes und von dem Pilotballon in der Bildebene des Fernrohrs Mischbilder erzeugt werden.The adjacent arrangement of two eyepiece parts is z. B. for reading devices known for terrestrial theodolites. Here it has the advantage that also for the The genus of balloon theodolites marked above covers the full field of view of the telescope for the observation of the pilot balloon is available what the balloon theodolites according to the main patent is only achieved for the genus in which by the brand of the control element and of the pilot balloon in the image plane of the telescope mixed images be generated.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer der Erfindung entsprechenden Vorrichtung, und zwar Abb. z die Vorrichtung im Aufriß, teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht, Abb, z und 3 die Strichplatten des Fernrohrs und des Mikroskops der Vorrichtung in Ansicht und Abb. 4, 5 und 6- einen Teil der Vorrichtung in vergrößertem Maßstab.The drawing shows an embodiment of one corresponding to the invention Device, namely Fig. Z the device in elevation, partially in section and partially in elevation, Fig, z and 3 the reticle of the telescope and the microscope of the device in view and Fig. 4, 5 and 6- part of the Device on an enlarged scale.

Die Vorrichtung enthält wie beim Hauptpatent einen z. B. auf einem Stativ -gelagert zu denkenden, um eine lotrechte Achse X-X drehbaren und gegenüber seinem Träger feststellbaren Tisch i, an dem ein Körper 2 drehbar so gelagert ist, daß seine Drehachse mit der Drehachse X-X zusammenfällt. An einem Arm dieses Körpers 2 ist ein Zielfernrohr 3 um eine Achse Y-I' drehbar gelagert, die die Achse X-X senkrecht schneidet. Das Fernrohr 3 enthält ein Okular 4, dessen optische Achse mit der Drehachse Y-I' zusammenfällt, ein Objektiv 5, ein die Einblickachse um 9o° ablenkendes Dachprisma 6 und eine Strichplatte 7, auf der ein Fadenkreuz 8 (Abb. -) so aufgetragen ist, daß der Kreuzungspunkt der Fäden in der Achse des Okulars 4 liegt. Mit 9 ist ein Mikroskop bezeichnet, das ein Okular io, ein Objektiv ii, ein einfaches Spiegelprisma 12 und eine Strichplatte 13 mit einem die optische Achse Z-7_ des Okulars io schneidenden, der optischen Achse des Objektivs 5 parallelen Längsstrich 14. (Abb. 3) enthält. Das Mikroskop 9 ist an dem Fernrohr 3 so befestigt, daß bei lotrechter Lage der optischen Achse des Objektivs 5 des Fernrohrs 3 die optische Achse Z_-7_ des Okulars io des Mikroskops 9 lotrecht über der Achse Y-I' liegt.As in the main patent, the device contains a z. B. on one Tripod -bearing to think about a vertical axis X-X rotatable and opposite table i, which can be locked to its carrier and on which a body 2 is rotatably mounted, that its axis of rotation coincides with the axis of rotation X-X. On one arm of this body 2, a telescopic sight 3 is mounted such that it can rotate about an axis Y-I 'which defines the axis X-X cuts perpendicularly. The telescope 3 contains an eyepiece 4, the optical axis of which coincides with the axis of rotation Y-I ', a lens 5, a viewing axis by 9o ° deflecting roof prism 6 and a reticle 7 on which a crosshair 8 (Fig. -) is applied so that the crossing point of the threads in the axis of the eyepiece 4 lies. 9 with a microscope is referred to, which an eyepiece io, an objective ii, a simple mirror prism 12 and a reticle 13 with an optical axis Z-7_ of the ocular io intersecting, parallel to the optical axis of the objective 5 Contains longitudinal line 14. (Fig. 3). The microscope 9 is attached to the telescope 3 in such a way that that with the perpendicular position of the optical axis of the lens 5 of the telescope 3 the optical axis Z_-7_ of the eyepiece io of the microscope 9 perpendicular to the axis Y-I ' lies.

Das Mikroskop 9 dient dazu, eine in einer zur Achse Y-1' parallelen Ebene aufgetragene Strichmarke 15 in die Bildebene des Okulars io abzubilden. Die Marke 15 ist an einem Gehäuse 16 befestigt; das längs eines Rohrkörpers 17 verschieblich angeordnet ist. Der Rohrkörper 17 ist an einem Schlitten 18, der längs einer Querführung i9 des Armes des Körpers 2 senkrecht zu der durch die Drehachsen X-X und Y-Y bestimmten Ebene verschieblich gelagert ist, so befestigt, daß seine Rohrachse der Drehachse X-X parallel ist und in derjenigen Ebene liegt, die diese Drehachse enthält und der Verschiebungsrichtung des Schlittens i8 parallel ist. In dem Rohrkörper 17 ist eine Zahnstange 2o (Abb. 4 und 5) v erschieblich so gelagert, daß sie in der Richtung der Rohrachse verschoben werden kann. Die Zahnstange 20 wird durch eine Feder 21 nach unten gegen den Rohrkörper 17 gedrückt. An dem Schlitten 18 ist eine zur Drehachse Y-Y parallele Welle 22 (Abb. 5) drehbar gelagert, auf der eine Nockenscheibe 23 befestigt ist. Diese Nockenscheibe steht einerseits einem Zapfen 24 der Zahnstange 2o gegenüber, dessen Achse- der Verschiebungsrichtung der Zahnstange 2o parallel ist, und anderseits einem Markierstiff 25, der an dem Schlitten 18 in der gleichen Richtung wie die Zahnstange 2o werschieblich so gelagert ist, daß seine Spitze 26 in jener Ebene liegt, die die Drehachse X-X enthält und der Verschiebungsrichtung des Schlittens 18 parallel ist. Eine Feder 27 hält den Markierstift 25 dauernd mit der Nockenscheibe 23 im Eingriff. Die Nockenscheibe 23 (Abb. 6) ist so ausgebildet, - daß bei einer durch Niederdrücken eines Handhebels 28 zu bewirkenden Drehung der Welle 22 entgegen der Wirkung einer Feder 29 die Zahnstange 2o um eine Zahnhöhe gehoben und gleichzeitig der Markierstift 25 so weit nach unten bewegt wird, daß er auf dem mit dem Tisch i verbundenen Zeichenblatt 3o eine Markierung macht.The microscope 9 is used in a parallel to the axis Y-1 ' Line mark 15 applied in the plane is to be mapped into the image plane of the eyepiece io. the Tag 15 is attached to a housing 16; which is displaceable along a tubular body 17 is arranged. The tubular body 17 is on a slide 18, which runs along a transverse guide i9 of the arm of the body 2 perpendicular to that determined by the axes of rotation X-X and Y-Y Plane is slidably mounted, attached so that its tube axis of the axis of rotation X-X is parallel and lies in the plane that contains this axis of rotation and the direction of displacement of the slide i8 is parallel. In the tubular body 17 is a rack 2o (Fig. 4 and 5) v displaceably mounted so that it is in the direction the pipe axis can be moved. The rack 20 is supported by a spring 21 pressed down against the tubular body 17. On the carriage 18 is one to the axis of rotation Y-Y parallel shaft 22 (Fig. 5) rotatably mounted on which a cam disk 23 is attached. This cam disk is on the one hand a pin 24 of the rack 2o opposite, the axis of which is parallel to the direction of displacement of the rack 2o is, and on the other hand a marker 25, which is on the carriage 18 in the same Direction as the rack 2o is movably mounted so that its tip 26 lies in the plane that contains the axis of rotation X-X and the direction of displacement of the carriage 18 is parallel. A spring 27 keeps the marker pen 25 with it all the time the cam plate 23 in engagement. The cam disk 23 (Fig. 6) is designed so that - That in a to be effected by depressing a hand lever 28 rotation of Shaft 22 counter to the action of a spring 29, the rack 2o by one tooth height lifted and at the same time the marker 25 is moved so far down that he makes a mark on the drawing sheet 3o connected to the table i.

In einem rohrförmigen Ansatz 31 (Abb. 4) des Gehäuses 16 ist ein zum Eingreifen in die Zahnstange 2o bestimmter Zahn 32 verschieblich so gelagert, daß seine Verschiebungsrichtung auf der Teilebene der Zahnstange 20 senkrecht steht. Der Zahn 32 greift durch einen Längsschlitz 33 des Rohrkörpers 17 mit Passung hindurch und sichert dadurch das Gehäuse 16 gegen Drehungen gegenüber dem Rohrkörper 17. Eine Feder 34 hält den Zahn 32 mit der Zahnstange 2o im Eingriff. Ferner ist in dem Gehäuse 16 ein Ringkörper 35 so untergebracht, daß er den Rohrkörper 17 mit Spiel umschließt und mit seinen beiden Stirnflächen an entsprechenden Flächen des Gehäuses 16 anliegt. Um den Ringkörper 35 in der Richtung der Verschiebung des. Zahnes 32 gegenüber dein Gehäuse i6 verschieben zu können, trägt der Ringkörper 35 einen Querzapfen 36, der mittels eines Bundes 37 in einem rohrförmigen. Ansatz 38 des .Gehäuses 16 geführt ist, dessen Achse der des Ansatzes 31 parallel läuft. Der Zapfen 36 wird von einer Feder 39 umschlossen, die sich gegen das Gehäuse 16 und den Bund 37 stützt und dafür sorgt, daß der Ringkörper 35 dauernd an dem Rohrkörper 17 anliegt und dadurch, infolge der zwischen diesen. beiden Körpern bestehenden Reibung, seine jeweils gegenüber dem Rohrkörper 17 eingestellte Höhenlage beibehält. Durch Druck auf einen mit dem Zapfen 36 verschraubten Überfangknopf 4o kann der Ringkörper 35 entgegen der Wirkung der Feder 39 verschoben und dadurch jene Reibung aufgehoben werden. Bei dieser Verschiebung drückt der Ringkörper 35 gegen einen Ansatz 41 des Zahnes 32 und verschiebt den Zahn 32 entgegen der Wirkung der Feder 34 wodurch also gleichzeitig mit dem Aufheben jener Reibung der Eingriff zwischen dem Zahn 32 und der Zahnstange 2o aufgehoben wird, so daß das Gehäuse 16 längs des Rohrkörpers 17 frei verstellt werden kann. Bevor der mittels des Zielfernrohrs 3 zu verfolgende Pilotballon zum Aufstieg vom Standort der Vorrichtung freizugeben ist, müssen an der Vorrichtung folgende Einstellungen vorgenommen werden: Der Schlitten i8 muß diejenige Lage längs der Querführung i9 einnehmen, in der die Spitze 26 des Markierstiftes 25 mit der Drehachse X -X zusammenfällt, und das Gehäuse 16 diejenige Lage längs des Rohrkörpers 17 (die obere Grenzlage), in der die Strichmarke 15 in Höhe mit der Drehachse Y-Y liegt. Ferner ist noch ein der Vorrichtung zuzuordnendes (in der Zeichnung weggelassenes) Uhrwerk in Gang zu setzen, das in regelmäßigen Zeitabständen ein Klingelzeichen auslöst. Die Länge des Zeitabstandes von einem Klingelzeichen zum anderen muß so bemessen sein, daß die von dem Auftrieb des Pilotballons abhängige Steighöhe des Ballons während dieses Zeitabstandes einer Zahnhöhe der Zahnstange 20 entspricht.In a tubular extension 31 (FIG. 4) of the housing 16, a tooth 32 intended to engage in the toothed rack 2o is displaceably mounted so that its direction of displacement is perpendicular to the partial plane of the toothed rack 20. The tooth 32 engages through a longitudinal slot 33 of the tubular body 17 with a fit and thereby secures the housing 16 against rotation relative to the tubular body 17. A spring 34 holds the tooth 32 in engagement with the rack 2o. Furthermore, an annular body 35 is accommodated in the housing 16 in such a way that it encloses the tubular body 17 with play and rests with its two end faces on corresponding surfaces of the housing 16. In order to be able to move the ring body 35 in the direction of displacement of the tooth 32 with respect to the housing i6, the ring body 35 carries a transverse pin 36 which, by means of a collar 37, is in a tubular shape. Approach 38 of the .Gehäuses 16 is performed, the axis of which of the approach 31 runs parallel. The pin 36 is surrounded by a spring 39, which is supported against the housing 16 and the collar 37 and ensures that the ring body 35 rests permanently on the tubular body 17 and thereby, as a result of the between these. two bodies existing friction, its respective set relative to the tubular body 17 maintains height position. By pressing on a catch button 4o screwed to the pin 36, the ring body 35 can be displaced against the action of the spring 39 and that friction can thereby be eliminated. During this displacement, the ring body 35 presses against a shoulder 41 of the tooth 32 and moves the tooth 32 against the action of the spring 34 whereby the engagement between the tooth 32 and the rack 2o is canceled simultaneously with the cancellation of that friction, so that the housing 16 can be freely adjusted along the tubular body 17. Before the pilot balloon to be tracked by means of the telescopic sight 3 is to be released for ascent from the location of the device, the following settings must be made on the device: The carriage i8 must assume the position along the transverse guide i9 in which the tip 26 of the marker pen 25 with the axis of rotation X -X coincides, and the housing 16 is that position along the tubular body 17 (the upper limit position) in which the line mark 15 is level with the axis of rotation YY. Furthermore, a clockwork (omitted in the drawing) to be assigned to the device must be set in motion, which triggers a bell signal at regular time intervals. The length of the time interval from one bell to the other must be such that the height of the balloon, which is dependent on the buoyancy of the pilot balloon, corresponds to a tooth height of the rack 20 during this time interval.

Nachdem diese Einstellungen beendet sind, ist der Pilotballon im Augenblick eines Klingelzeichens freizugeben und der Handhebel 28 kurz niederzudrücken. Dadurch wird einerseits der Markierstift 25 veranlaßt, auf dem Zeichenblatt 30 -denjenigen Punkt zu markieren, der der Horizontalprojektion des Ausgangsortes des Pilotballons entspricht, und andererseits die Zahnstange 2o um eine Zahnhöhe gehoben. Bei ihrer Aufwärtsbewegung drückt die Zahnstange 2o den Zahn 32 entgegen der Wirkung der Feder 34 so lange seitwärts, bis er dem nächstunteren Zahn der Zahnstange 2o gegenübersteht, mit dein er dann durch die Wirkung der Feder 34 zum Eingriff gebracht wird. Wenn der Handhebel 28 losgelassen wird und unter der Wirkung der Feder 29 in seine obere Lage zurückschnellt, wird die Zahnstange 2o durch die Feder 2i wieder nach unten gedrückt und nimmt dabei zufolge des wiederhergestellten Eingriffes des Zahnes 32 in die Zahnstange 2o (las Gehäuse 16 und damit die Strichmarke 15 um eine Zahnhöhe nach unten mit. Dadurch kommt die Strichmarke 15 in diejenige Höhenlage gegenüber dem Rohrkörper 17, die der Horizontalebene entspricht, in der sich der Ballon im Augenblick des nächsten Klingelzeichens befinden wird. Darauf ist das Fernrohr 3 durch Drehen um die Achsen X-X und Y-Y so auf den Ballon eingestellt zu erhalten, daß das Bild des Ballons stets auf dem Fadenkreuz 8 des Fernrohrs liegt. Im Augenblick des nächsten Klingelzeichens ist die Verfolgung des Ballons zu unterbrechen und der Schlitten 18 längs der Querführung i9 so weit zu verschieben, bis beim Beobachten am Mikroskop 9 das Bild der Strichmarke i5 mit dem Längsstrich i4 des Mikroskops 9 zusammenfällt. In diesem Augenblick ist der Handhebel 28 erneut kurz niederzudrücken. Die Folgen sind die gleichen, wie oben angegeben: Ballonverfolgung bis zum nächsten Klingelzeichen, Einstellung des Schlittens 18 mit Hilfe des Mikroskops 9 und Niederdrücken des Handhebels 28 im Augenblick des nächsten Klingelzeichens wiederholen sich nun ununterbrochen.After these settings have been completed, the pilot balloon is to be released at the moment the bell rings and the hand lever 28 is to be pressed down briefly. This causes the marking pen 25 on the one hand to mark the point on the drawing sheet 30 which corresponds to the horizontal projection of the starting point of the pilot balloon, and on the other hand to raise the rack 2o by one tooth height. During its upward movement, the rack 2o pushes the tooth 32 sideways against the action of the spring 34 until it faces the next lower tooth of the rack 2o, with which it is then brought into engagement by the action of the spring 34. When the hand lever 28 is released and snaps back into its upper position under the action of the spring 29, the toothed rack 2o is pressed down again by the spring 2i and, as a result of the restored engagement of the tooth 32 in the toothed rack 2o (read housing 16 and so that the bar mark 15 is a tooth height down with. As a result, the bar mark 1 5 comes in that height position relative to the tubular body 17, which corresponds to the horizontal plane in which the balloon at the moment will be located the next ring tone. Then the telescope 3 by rotating in order to keep the axes XX and YY set on the balloon so that the image of the balloon always lies on the crosshair 8 of the telescope At the moment of the next ringing, the tracking of the balloon is to be interrupted and the carriage 18 along the transverse guide 19 is so far to move until when observing the microscope 9 the image of the line mark i5 with the longitudinal line i4 of the microscope 9 together mmenfall. At this moment the hand lever 28 is to be briefly depressed again. The consequences are the same as stated above: balloon tracking until the next ringing tone, adjustment of the slide 18 with the aid of the microscope 9 and depression of the hand lever 28 at the moment of the next ringing tone are now repeated continuously.

Aus dem Linienzug, der durch die auf dein Zeichenblatt 30 markierten Punkte gelegt werden kann, ist die Richtung der Windgeschwindigkeit, die in den verschiedenen Höhen herrscht, ohne weiteres zu entnehmen, weil jeder markierte Punkt einer bestimmten Höhe des Ballons entspricht.From the line of lines that can be drawn through the points marked on your drawing sheet 30 , the direction of the wind speed that prevails at the different heights can be easily seen, because each marked point corresponds to a certain height of the balloon.

Claims

PATENT CLAIM: Balloon theodolite with drawing device according to patent 574 762, in which the distance of the control element bearing a mark from the drawing surface by a drive device intermittently by the same, the difference in height of the pilot balloon in the unit of time corresponding amounts is automatically changed and in which the observation means for observing the pilot balloon on the one hand and the mark of the control element on the other hand contain two separate target marks, characterized in that the observation means (3, 9) are two adjacent to one another have horizontal eyepieces (4 and io), each with one of the two target marks (8 or 14) is equipped.