DE620535C

DE620535C - Reading device for magnetic compasses

Info

Publication number: DE620535C
Application number: DEO18992D
Authority: DE
Original assignee: OTTICO MECCANICA ITALIANA SOCI
Current assignee: OTTICO MECCANICA ITALIANA SOCI
Priority date: 1931-04-10
Filing date: 1931-04-10
Publication date: 1935-10-26

Description

Ablesevorrichtung für Magnetkompasse Die Erfindung betrifft eine Ablesevorrichtung für Magnetkompasse zur Kurssteuerung, bei der das Bild der Kompaß.rose mit der fahrzeugfesten Nullmarke durch optische Mittel in derselben Bildlinie zur Deckung gebracht wird.Reading Device for Magnetic Compasses The invention relates to a reading device for magnetic compasses for course control, in which the image of the compass rose with the vehicle fixed The zero mark is brought into congruence in the same image line by optical means.

Es ist bereits bekannt, eine Kompaßr ose; eine fahrzeugfeste Nullmarke und ein Landschaftsbild durch optische Mittel in einem Bild zu vereinigen, um Parallasenfehler zu vermeiden.It is already known to have a compass eye; a vehicle-fixed zero mark and to combine a landscape image into one image by optical means to eliminate parallase errors to avoid.

Auch ist schon vorgeschlagen worden, bei einem Bussolenrichtkreis, der eine Bussole mit festem Teilkreis und ein Zielfernrohr hat, das am Bussolengehäuse drehbar ist, zwei Teilkreise mit dem zu beobachtenden Objekt, einem am Fernrohr befestigten Zeiger, einen mit der Magnetnadel verbundenen Zeiger und ein Fadenkreuz m einem Bild zusammenzufassen.It has also already been suggested in a Bussolenrichtkreis, which has a bussole with a fixed pitch circle and a telescopic sight that is attached to the bussole housing can be rotated, two partial circles with the object to be observed, one on the telescope attached pointer, a pointer connected to the magnetic needle and a crosshair to summarize in one picture.

Hauptsächlich bei langen Fahrten liegt aber ein wesentlicher Mangel dieser Geräte darin, daß das fortwährende Ablesen der Rose anstrengend und. nicht sicher- genug ist, insofern als der Pilot die Aufgabe hat, das Einspielen der Nullmarke und der Rose auf der festen Bezugsmarke zu überwachen.Mainly on long journeys, however, there is a major shortcoming of these devices that the constant reading of the rose is exhausting and. not is safe enough insofar as the pilot has the task of importing the zero mark and to monitor the rose on the fixed reference mark.

Dieser Mangel wird gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß als optisches Mittel hierfür ein im Azimut drehbares Aufrichteprisma dient, durch dessen Verdrehung das Bild der N-S-Linie der Kompaßrose mit der fahrzeugfesten Strichmarke in gleiche Richtung gebracht werden kann. Es ist zwar bereits bekannt, in den Strahlengang von Panoramafernrohren- ein drehbares Aufrichteprisma einzuschalten, das sich mit der halben Geschwindigkeit derjenigen des Aufnahmere$ektors dreht, um das Bild aufrechtzuerhalten; es ist ferner vorgeschlagen worden, in den Strahlengang von Magnetkompassen für Unterseeboote ein nicht drehbares Aufrichteprisma einzuschalten ; doch handelt es sich bei diesen Anordnungen um die Lösung anderer Aufgaben. Die Verwendung eines drehbaren Aufrichteprismas im Strahlengang von Ablesevorrichtungen für Magnetkompasse, wie es die Erfindung lehrt, ist bisher noch nicht vorgeschlagen worden.This deficiency is eliminated according to the invention in that as Optical means for this purpose is an azimuth rotatable erecting prism, through which Rotation of the image of the N-S line of the compass rose with the line mark fixed to the vehicle can be brought in the same direction. Although it is already known in the beam path of panoramic telescopes to switch on a rotatable erecting prism, which is with half the speed of that of the pickup eector rotates to maintain the image; It has also been proposed in the optical path of magnetic compasses for Engage submarines with a non-rotating righting prism; but it is These arrangements are about solving other tasks. Using a rotatable erecting prism in the beam path of reading devices for magnetic compasses, as the invention teaches, it has not heretofore been proposed.

Erfindungsgemäß ist das Getriebe für die Verdrehung des Aufrichteprismas noch mit einer außerhalb des Gehäuses liegenden Teilkreisablesevorrichtung verbunden.According to the invention is the gear for the rotation of the erecting prism still connected to a partial circle reading device located outside the housing.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Ablesevorrichtung nach der Erfindung schematisch dargestellt.Several exemplary embodiments of the reading device are shown in the drawing shown schematically according to the invention.

Abb. r zeigt :einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel.Fig. R shows: a longitudinal section through an embodiment.

Abb. 2 zeigt einen Schnitt durch in anderes Ausführungsbeispiel, und zwar einen Schnitt nach. Linie A-A von Abb. 3.Fig. 2 shows a section through another embodiment, and although a cut after. Line A-A of Fig. 3.

Abb. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie B-B von Abb. 2.Fig. 3 shows a section along line B-B of Fig. 2.

Abb. q. zeigt einen Längsschnitt durch hin weiteres Ausführungsbeispiel der Ablesevorrichtung.Fig.q. shows a longitudinal section through another embodiment the reading device.

In Abb. i ist i ein aus Glas. bestehendes Kompäßgehäuse, das oben halbkugelförmig gekrümmt und unten durch eine Glasplatte 2 abgeschlossen ist, die eine kleine, ein Magnet-. system 4 tragende 'Säule 3 abstützt. Dieses Magnetsystem besteht aus mehreren. parallelen Magnetnadeln und ist um einen Aufhängungsmittelpunkt 5 drehbar. Der Kompaß wird in axialer Richtung von unten nach oben beobachtet; die ganze Vorrichtung könnte jedoch, ohne wesentliche Änderungen vornehmen zu müssen, zur Beobachtung in entgegengesetztem Sinne, d. h. -von oben nach unten eingerichtet sein. An den Kompaß schließen sich nach unten vier gleichachsige, zylinderförmige Röhren 6, 7, 8 und 9 an, von denen die drei letztgenannten um die gemeinsame, mit der senkrechten Achse des Kompasses zusammenfallende Achserdrehbar sind. Das Kompaßgehäuse ist starr an der Röhre 6 befestigt, die mit einem Lager io fest verbunden ist. i i ist ein Aufrichteprisma, das in der Röhre 7 untergebracht ist, an der radial auf verschiedener Höhe zwei Drehzapfen 12 und 13 starr befestigt sind, auf welchen Kegelräder 14 bzw. 15 lose drehbar angeordnet sind. Das Kegelrad 14 kämmt oben mit einem mit der Röhre 6 fest verbundenen Zahnrad 16 und unten mit einem ähnlichen, mit der Röhre 8 fest verbundenen Zahnrad 17. - An der Röhre 8 ist ein drittes Zahnrad 1 9 starr befestigt. Das Kegelrad i5 kämmt seinerseits obren mit dem Rad 18 und unten mit einem ähnlichen vierten, mit der Röhre 9 fest verbundenen Zahnrad i9. Da die Röhre 6 in bezuk zum Lager i o feststehend ist, bleibt auch die Röhre 9 unbeweglich, während die beiden Röhren 7 und 8 beweglich sind,, von denen die erste, 7, ein Aufrichteprisma i i und die zweite, 8, einen Teilkreis 2ö trägt, der jedoch mittels eines Druckringes 2 i derart daran befestigt ist, daß dessen Orientierung in bezug zur Röhre 8 beliebig geändert werden kann. Dreht sich diese um einen Winkel a, dann dreht sich das Prisma z i um den Winkel a/2, während das durch das Prisma hindurch wahrgenommene Bild des Magnetsystems 4 sich gleichfalls @ebenfalls um den Winkel a dreht; diese Drehbewegungen erfolgen alle in dem gleichen Sinne. Auf der Röhre 9 sind ein rechtwinkliges Reflexionsprisma 22 und ein Ansatz befestigt, der in dem die Ablesungen auf dem Teilkreis 2o ermöglichenden Zeiger 23 endigt. Auf der inneren Kathetenfläche des Prismas 22 sind an Stelle eines Fadenkreuzes zur Erleichterung der Ablesung parallel zueinander verlaufende gerade (in der Abb. i nicht veranschaulichte) Linien aufgezeichnet, welche die Richtung bestimmen, auf welche das virtuelle Bild der Magneteinrichtung einzustellen ist.In Fig. I, i is made of glass. existing compass housing, which is curved hemispherically at the top and is closed at the bottom by a glass plate 2, which has a small, a magnetic. system 4 supporting 'column 3 is supported. This magnet system consists of several. parallel magnetic needles and is rotatable about a suspension center point 5. The compass is observed from bottom to top in the axial direction; The entire device could, however, be set up for observation in the opposite sense, that is to say from top to bottom, without having to make significant changes. At the bottom of the compass are four coaxial, cylindrical tubes 6, 7, 8 and 9, of which the last three can be rotated about the common axis which coincides with the vertical axis of the compass. The compass housing is rigidly attached to the tube 6, which is firmly connected to a bearing io. i i is a Aufrichteprisma, which is housed in the tube 7 on which at different heights two pivots 12 and rigidly attached 1 3 are radially on which the bevel gears 14 and 15 are loosely rotatable. The bevel gear 14 meshes with a top integral with the tube 6 down gear 16 and with a similar, with the tube 8 fixed to gear 7. 1 - At the tube 8 a third gear 1 9 is rigidly fixed. The bevel gear i5 turn meshes Obren with the wheel 1 and the bottom 8 with a similar fourth, with the tube 9 fixed to gear i9. Since the tube 6 is stationary in relation to the bearing io, the tube 9 also remains immobile, while the two tubes 7 and 8 are movable, of which the first, 7, carries an erecting prism ii and the second, 8, carries a pitch circle 20 , which, however, is attached to it by means of a pressure ring 2 i in such a way that its orientation in relation to the tube 8 can be changed as desired. If this rotates by an angle a, then the prism zi rotates by the angle a / 2, while the image of the magnet system 4 perceived through the prism also rotates by the angle a; these rotations are all done in the same sense. A right-angled reflective prism 22 and an attachment are attached to the tube 9, which ends in the pointer 23 which enables the readings on the pitch circle 20. On the inner cathetus surface of the prism 22, instead of crosshairs, straight lines running parallel to one another (not shown in Fig. I) are drawn to facilitate reading, which determine the direction in which the virtual image of the magnetic device is to be set.

Angenommen, der oben beschriebene Kompaß werde z. B. auf einem Fahrzeug angebracht. In diesem Falle wird die Längsachse des Fahrzeuges gemäß. einer bekannten Azimutrichtung eingestellt, und dann wird der durch den Ring 2 i als an der Röhre 8 befestigt angenommene Teilkreis 20 von Hand so weit gedreht, bis die Magnetnadeln parallel zu den Bezugslinien erscheinen. Daraufhin dreht ma.n unter Lockern des Ringes 2 i und unter Festhalten der Röhre 8 den Teilkreis 2o so weit, bis die Ablesung darauf gegenüber dem Zeiger 23 dem bekannten Azimut entspricht; schließlich wird der Teilkreis unter Anziehen des Ringes 21 in dieser Stellung gesperrt. Verschiebt sich die Längsachse des Fahrzeuges in irgendeiner Weise, dann braucht, nachdem die Magnetnadeln des 'Magnetsystems durch Drehung des Aufrichteprismas i i wieder, in scheinbaren Parallelismus mit den geraden Linien gebracht worden sind, einfach die Stellung des Teilkreises abgelesen zu werden, um das Azimut im Augenblick der Messung :erkennen zu können. Will man dagegen das Fahrzeug sich in geradliniger Bahn eines. gegebenen Azimuts bewegen lassen, dann braucht nur der Teilkreis so eingestellt zu werden, daß er in bezug zum Zeiger- dieses Azimut anzeigt, und die Bahn des Fahrzeuges so gesteuert zu werden, daß der Parallelismus zwischen dem Bild der Magnetnadeln und der geraden Bezugslinien eintritt und beständig aufrechterhalten wird.Assume that the compass described above is used e.g. B. on a vehicle appropriate. In this case the longitudinal axis of the vehicle is according to. a well-known Azimuth direction is set, and then the one through the ring 2 i than on the tube 8 attached assumed pitch circle 20 rotated by hand until the magnetic needles appear parallel to the reference lines. Then turn the Ring 2 i and while holding the tube 8 the pitch circle 2o until the reading thereupon corresponds to the known azimuth opposite the pointer 23; eventually will the pitch circle is locked in this position by tightening the ring 21. Moves the longitudinal axis of the vehicle in some way, then after the needs Magnetic needles of the 'magnet system by rotating the erecting prism i i again, in apparent parallelism with the straight lines have been brought about, simply that Position of the pitch circle to be read to the azimuth at the moment of measurement : to be able to recognize. On the other hand, if you want the vehicle to move in a straight line. move the given azimuth, then only the pitch circle needs to be set to become that it indicates this azimuth in relation to the pointer, and the path of the vehicle to be controlled so that the parallelism between the image of the magnetic needles and the straight lines of reference occur and are consistently maintained.

Die Kompaßbüchse ,gemäß dem in Abb. 2 und 3 veranschaulichten zweiten Ausführungsbeispiel besteht aus :einem zylinderförmigen Metallgehäuse 24, das oben durch einen Glaskugelabschnitt 25 und unten durch eine flache Glasplatte 26 abgeschlossen ist. Dieses Gehäuse bildet auch die Innenwand eines ringförmigen Ausdehnungsgehäuses 27, dessen Außenwand nach Art einer geschmeidigen Membran ausgestaltet ist. Am Gehäuse 24 ist mittels eines Druckringes 28 ein ori@entierbarer Teilbeis 29 befestigt. Das Gehäuse 24 ist unten mit .einem Zahnkranz 30 versehen, der; mittels zweier Ritzel 3 i und 32 mit einem einen doppelt so großen Durchmesser aufweisenden Zahnkranz 33 verbunden ist, der gleichachsig mit dem Zahnkranz 30 ist und durch eine innere Röhre 34 abgestützt ist, während die Drehzapfen der beiden Ritzel mit einem äußeren zylinderförmigen Gehäuse 3 5 fest verbunden sind. Dieses Gehäuse trägt oben feinen das Ablesen des Teilkreises 29ermöglichenden Zeiger 36 und unten ein rechtwinkliges Reflexionsprisma 37, auf dessen innerer Kathetenfläche die geraden parallelen Leitlixiien aufgezeichnet sind. In der inneren Röhre 34 ist ein vielfaches Aufrichteprisma 38 untergebracht. Das Gehäuse 35 wird von .einem Flanschenring 39 umschlossen, in welchem ges sich drehen oder durch eine Druckschraube 4o befestigt werden kann. Der Ring 39 bildet das Lager des Gerätes. Auch in diesem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht einer Umdrehung des die Kompaßbüchse 25, 24 mitnehmenden Teilkreises 29 eine in demselben Sinne stattfindende Umdrehung des vielfachen Aufrichteprismas 38 um einen halben Winkel.The compass sleeve, according to the second exemplary embodiment illustrated in FIGS. 2 and 3, consists of: a cylindrical metal housing 24 which is closed at the top by a glass ball section 25 and at the bottom by a flat glass plate 26. This housing also forms the inner wall of an annular expansion housing 27, the outer wall of which is designed in the manner of a flexible membrane. An orientable part 29 is attached to the housing 24 by means of a pressure ring 28. The housing 24 is provided at the bottom with .ein a ring gear 30 which; is connected by means of two pinions 3 i and 32 to a ring gear 33 having twice as large a diameter, which is coaxial with the ring gear 30 and is supported by an inner tube 34, while the pivot pins of the two pinions are fixed to an outer cylindrical housing 3 5 are connected. This housing carries at the top fine pointer 36 which enables reading of the pitch circle 29 and at the bottom a right-angled reflection prism 37, on the inner cathetus surface of which the straight, parallel guide lines are recorded. A multiple erecting prism 38 is housed in the inner tube 34. The housing 35 is enclosed by a flange ring 39 in which it can rotate or be fastened by a pressure screw 4o. The ring 39 forms the bearing of the device. In this second exemplary embodiment, too, one revolution of the pitch circle 29 which entrains the compass sleeve 25, 24 corresponds to one revolution of the multiple righting prism 38 by half an angle taking place in the same sense.

Bei dem durch Abb. 4 im Axialschnitt schematisch veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist ein Magnetsystem 41 in einer zylinderförinigen, oben und unten durch zwei Glasscheiben 43 und 44 abgeschlossenen Büchse 42 untergebracht. Die Kompaßbüchse ist am unteren Ende eines zylinderförmigen Mantels 45 befestigt, in dessen Innern eine Röhre 46 drehbar angeordnet ist, die ein zwischen zwei Linsensystemen 48 und 49 vorgesehenes Aufrichteprisma 47 trägt. Das Magnetsystem liegt in der Brennebene der Linsen 48. Am obersten Ende des Mantels 45 ist ein rechtwinkliges Reflexionsprisma 5o befestigt, gegen dessen senkrechte Kathetenfläche ein stumpfkegelförmiger Trichter 5 i befestigt ist, der einen nach Art einer plankonvexen Linse ausgebildeten Schirm 52 trägt, dessen geschmirgelte ebene Fläche in der Brennebiene der Linse 49 liegt. Auf diese ebene Fläche sind gerade parallele Bezugslinien (gerade Leitlinien) eingeritzt. Die innere Röhre 46 kann mittels einer am Außenmantel 45 drehbar angeordneten und mit einem auf der Röhre 46 aufgekeilten Zahnrad 54 kämmenden Tangentialschraube 53 in Drehung versetzt werden. Die Vorrichtung ist derart angeordnet, daß auf einem orientierb.aren, von der Röhre 46 getragenen Teilkreis 55 die Zehnergrade und auf dem Schraubenkopf die Einergrade abgelesen werden können und daß die abgelesenen Winkelwerte den optischen Ablenkungen .entsprechen, die doppelt so groß sind wie die mechanischen. Die Beleuchtung des Magnetsystems erfolgt durch eine elektrische Lampe 56 und eine zweckmäßig ausgebildete Kondensatorlinse 57, die beide am anteren Teil der Kompaßbüchse angebracht sind. Das Gerät wird mittels eines am Außenmantel befestigten Flansches 58 am Lager angebracht.In the exemplary embodiment shown schematically in axial section in FIG. 4, a magnet system 41 is accommodated in a cylindrical sleeve 42 closed at the top and bottom by two glass panes 43 and 44. The compass sleeve is fastened to the lower end of a cylindrical casing 45, inside of which a tube 46 is rotatably arranged, which carries a righting prism 47 provided between two lens systems 48 and 49. The magnet system lies in the focal plane of the lenses 48. A right-angled reflection prism 5o is attached to the uppermost end of the jacket 45, against the vertical cathetus surface of which a truncated cone-shaped funnel 5i is attached, which carries a screen 52 designed in the manner of a plano-convex lens, its sanded flat Area in the focal bee of the lens 49 lies. Straight parallel reference lines (straight guidelines) are scratched on this flat surface. The inner tube 46 can be set in rotation by means of a tangential screw 53 which is arranged rotatably on the outer casing 45 and meshes with a gear 54 wedged onto the tube 46. The device is arranged in such a way that the degrees of tens can be read on an orientable pitch circle 55 carried by the tube 46 and the degrees of units on the screw head and that the angular values read correspond to the optical deflections which are twice as great as the mechanical ones . The magnet system is illuminated by an electric lamp 56 and a suitably designed condenser lens 57, both of which are attached to the anterior part of the compass sleeve. The device is attached to the bearing by means of a flange 58 attached to the outer shell.

In diesem dritten Ausführungsbeispiel kann der Teilkreis 55 wegfallen. Die Tangentialschraube 53 sowie das Zahnrad 54 können jedoch beibehalten werden zu dem Zweck, das Prisma 47 in Drehung zu versetzen. Auch diese letztere Vorrichtung könnte erforderlichenfalls in Wegfall kommen, wenn die Röhre 46 zugänglich gemacht werden würde, die in diesem Falle von Hand gedreht werden könnte. Es sei nun angenommen, daß in der Höhe des Magnetsystems 41 und konzentrisch dazu an der Kompaßb.üchse 42 ein durchsichtiger Teilbeis angebracht werde. Auf dem durchsichtigen Schirm 5z bildet sich in diesem Falle durch Lichtprojektion außer dem Bild der Magnetnadel 41 auch jenes des Teilkreises ab.. Dadurch daß das Prisma 47 in Drehung versetzt wird, dessen Reflexionsfläche genau parallel zur Drehachse der Röhre 46 angenommen wird, kann das Bild der Magnetnadeln in parallele Lage mit den geraden, auf dem Schirm 5z aufgezeichneten Bezugslinien gebracht werden; gleichzeitig zeigt das Bild des Teilleises, nachdem derselbe in bezug zum Lagereingestellt worden ist, auf dem Schirm 52 in Übereinstimmung finit einer darauf aufgezeichneten festen Marke das nachgesuchte Azimut an.In this third exemplary embodiment, the pitch circle 55 can be omitted. The tangential screw 53 and the gear 54 can, however, be retained for the purpose of making the prism 47 rotate. This latter device could also be omitted if necessary if the tube 46 were made accessible, which in this case could be rotated by hand. It is now assumed that at the level of the magnet system 41 and concentrically therewith on the compass sleeve 42, a transparent part is attached. In this case, in addition to the image of the magnetic needle 41, that of the pitch circle is also formed on the transparent screen 5z by light projection. Because the prism 47 is set in rotation, the reflection surface of which is assumed to be exactly parallel to the axis of rotation of the tube 46, the image can the magnetic needles are brought into parallel position with the straight reference lines drawn on the screen 5z; at the same time, the image of the partial track, after having been adjusted with respect to the position, displays the azimuth sought on the screen 52 in accordance with a finite fixed mark recorded thereon.

Der Kompaß nach der Erfindung ist hauptsächlich zur Anwendung im Flugwesen bestimmt, da mit ihm die Einhaltung des Kurses durch die mittelbare Wahrnehmung der Angaben erleichtert wird. Er kann aber auch in der Seeschiffahrt (Über- oder Unterwasserfahrt), in Taucherausrüstungen, Kampfwagen usw. sowie bei verschiedenen magnetogoniometrischen Geräten vorteilhafte Verwendung finden.The compass according to the invention is mainly for use in aviation determined, as with him adherence to the course through indirect perception the information is facilitated. But it can also be used in maritime shipping (crossing or Underwater travel), in diving equipment, combat vehicles, etc., as well as in various Find magnetogoniometric devices advantageous use.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Reading device for magnetic compasses for course control, in which the image of the compass rose with the vehicle-fixed zero mark is brought into congruence by optical means in the same image line, characterized in that an azimuth rotatable erecting prism (1i, 38, 47) serves as the optical means for this purpose the rotation of which the image of the NS line of the compass rose can be brought in the same direction with the line mark fixed to the vehicle. z. Reading device according to Claim i, characterized in that the gear for rotating the erecting prism is connected to a partial circle reading device (2o, 23) located outside the housing.