DE635109C - Lotsignalanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lotsignalanlage, die durch Schließen eines Kontaktes von Hand aus Schallsignale aussendet und die insbesondere zur Messung der Höhe eines Luftfahrzeuges über der Erde oder einem anderen schallreflektierenden Körper dient, wenn letzterer dem Luftfahrzeug durch Dunkelheit, Nebel o. dgl. verborgen ist. Derartige Vorrichtungen sind als Hilfsmittel für den Flugzeugführer von besonderem Wert, wenn er sich der Erde nähert und die Landung vorbereitet oder wenn er sich auf zuverlässige' Weise von Bergen fernhalten will. Selbstverständlich müssen derartige Vorrichtungen betriebssicher und innerhalb vernünftiger Grenzen genau sein. Damit sie stets wertvolle Dienste leisten können, sollen sie immer gebrauchsbereit sein, sich durch einfache Arbeitsweise auszeichnen und ohne Berechnungen die Höhe in unmittelbarer Ablesung angeben.

Erfindungsgemäß ist die Lotsignalanlage, bei der die Signalgabe von Hand durch Schließen eines Kontaktes erfolgt, mit einem

as elektromagnetischen Getriebe versehen, vermitteis dessen in an sich bekannter Weise auch bei einer über eine bestimmte Zeitdauer hinausgehenden Schließung des Handkontaktes das Signal immer nur diese bestimmte, stets gleichbleibende Zeit lang ertönt.

Es sind zwar Einrichtungen bekannt, die ebenfalls Lotsignale gleichbleibender Dauer durch Schließen eines Kontaktes entweder von Hand aus oder durch ein Uhrwerk erzeugen. Die Einrichtungen werden hierdurch jedoch nur in Betrieb gesetzt bzw. zur Abgabe von Signalen in regelmäßiger Folge betätigt, um eine fortlaufende Entfernungsmessung zu ermöglichen. Die regelmäßige Ein- und Ausschaltung der Lotsignalanlage bedingt jedoch eine umfangreiche und verwickelte Anhäufung von Bauteilen, insbesondere wenn eine größere Anzahl von Relais benötigt werden, so daß diese Geräte für Flugzeuge einmal wegen ihres Gewichts und ferner wegen ihrer größeren Störempfindfichkeit weniger geeignet sind. Im Gegensatz hierzu erfolgt bei der Lotsignalanlage gemäß der Erfindung durch Schließen des Handkontaktes stets nur eine einmalige Messung. Die Anlage gestaltet sich dadurch im Aufbau äußerst einfach, besitzt kleine Abmessungen und sehr geringes Gewicht und ist gegen Erschütterungen wenig empfindlich. Die Anlage ist mit Ausnahme des Schallsenders und des Empfangers in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet, das weniger als 75 mm Durchmesser xmd etwa 60 mm Länge besitzt, und dessen Zifferblatt den vorderen Endteil eines solchen Gehäuses bildet.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Lotsigijajan.lage. nafh, der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Abb. i.xeigt die Latsignaljänlage nach der;

Erfindung in schaubildlicher Darstellung. ;'-*^:i Abb. 2 ist eine Vorderansicht de/selbeti'it

aus der das Zifferblatt und der Zeiger für d& unmittelbaren Ablesungen zu ersehen sind.

Abb. 3 zeigt eine magnetische Bremseinrichtung, die an Stelle der Windflügelbremse nach Abb. ι benutzt werden kann.

Die Lotsignalanlage besteht u. a. aus der Hauptwelle io mit einem Zeigern, der an dem vorderen Ende der Welle angebracht ist, und mit einem Anhaltehebel 12, der an dem . rückwärtigen. Ende der Welle befestigt ist. Der Anhaltehebel oder Anschlag dient dazu, eine vorher bestimmte Haltestellung des Zeigers auf dem Zifferblatt zu erreichen, mit dem er zusammenarbeitet. An einem Punkt steht die Welle 10 über ein Zahnrad 13 mit einem Getriebe in Verbindung, das sich zwischen einem Sperrad 14 und einer Windflügelbremse 15 befindet. Das Übersetzungsverhältnis zwischen Sperrad 14 und Welle 10 ist so.gewählt, daß die letztere eine vollständige Umdrehung macht, wenn das Sperrad eine Teil drehung ausführt, die-der Entfernung eines Zahnes zu dem nächsten Zahn entspricht. Bei einem Ausführung'sbeispiel der Lotsignalanlage hat das Sperrad 14 vierzig Zähne.- Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes beträgt in diesem' Falle 1 :40. Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes zwisehen Sperrad und Windflügelbremse beträgt in dem genannten Falle ungefähr 1 : 3500. Die Antriebskraft für die Lotsignalanlage wird von einer Feder 16 geliefert, deren eines Ende an einer festen Stütze 17 und deren anderes Ende an dem Treibhebel 18 befestigt ist. Eine Sperrklinke 18', die mit dem Sperrrad 14 zusammenwirkt, ist auf dem Hebel 18 drehbar gelagert und wird von diesem aus betätigt. Der Hebel 18 ist seinerseits auf der Welle 19 des Sperrades 14 drehbar gelagert; er kann sich infolgedessen in bezug auf diese Welle frei drehen. Der ' Hebel 18 besitzt außerdem einen sich nach unten erstreckenden Hebelarm mit einem abgebogenen Teil am Ende, der einen Gegenanschlag 20 für den Halteanschlag 12 auf der Zeigerwelle 10 bildet. · Der Hebel 18 wird von einem dritten Hebelarm 21 aus betätigt, der sich zu einer Stelle im Arbeitswege des Ankers 22 eines Elektromagneten 23 hinein erstreckt. Wird der Elektromagnet entregt, so hält eine Feder 24 den Anker 22 in der dargestellten losgelassenen und hochgehobenen Stellung.. Der Betätigungshebel 21 des Hebels 18 -wirkt außerdem noch mit einem Hebelschalter 25 zusammen. Der Hebelschalter 25 hat Kontakte 26 und 27, die in Reihe mit einem Relais 23, einer Batterie 28, einem Signalhorn , 29 und einem Schalter 30 liegen. Die Konf-iitkte 26 und 27 sind geschlossen, wenn der 3^p% 21 des Betätigungshebels sich in der dar-}<$0ϊ>eilten erhobenen Stellung befindet, ή*.''.Will der Pilot zum Zwecke der Höhenmessung ein Signal geben, so schließt er für einen Augenblick den Schalter 30. Dieser Schalter ist vorzugsweise ein einseitig zu betätigender Schalter in bezug auf die geöffnete ". Stellung, so daß er den Stromkreis öffnet, wenn der Schalter losgelassen wird. Wird der Schalter 30 geschlossen, so ertönt das Signalhorn 29, und das Relais 23 wird erregt. Der Schalter 30 muß mindestens so lange gedrückt werden, bis der verzögert wirkende Schalter 25 ausgeschaltet hat, da sonst die Signalabgabezeit kürzer wird als die beabsichtigte gleichmäßige Zeitdauer. . Der Anker 22 des Relais wird nach unten in die erregte Stellung gezogen und nimmt den Betätigungshebel 21 mit. Die Abwärtsbewegung des Hebels 21 hat gleichzeitig mehrere Wirkungen. Der Hebelschalter 25 wird betätigt und öffnet den Stromkreis des Relais 23 -an den Kontaktstellen 26 und 27. Der Gegenanschlag 20 wird so bewegt, daß er den Anschlaghebel 12 auf der Hauptwelle 10 losläßt, und der Hebelarm 18 bewegt sich so, daß die Feder 16 gespannt wird. Gleichzeitig wird die Sperrklinke i8' zurückgezogen, so daß sie hinter dem nächstfolgenden Zahn in das Sperrad 14 einfällt. Sobald der Hebelschalter 25 den Stromkreis des Relais 23 öffnet, wird dessen Anker 22 losgelassen und kehrt in die dargestellte Stellung zurück. Der Hebel 18 mit seinem Betätigungshebel 21, der Anschlaghebel 20 und die Sperrklinke 18' drehen sich nun im Uhrzeigersinne unter dem Einfluß der Federkraft der Feder 16 in ihre ursprüngliche 'Stellung zurück. Bei dieser Drehbewegung muß der Hebelarm indessen das zu dem Zeiger 11 und zu der Windflügelbremse 1S führende Getriebe um einen Betrag" antreiben, der der Entfernung eines Zahnes vom benachbarten auf dem Sperrad 14 entspricht. Während auf diese Weise der Anker 22 unmittelbar nach der Erregung des Relais infolge Öffnung seines ,Stromkreises durch seine eigene Bewegung an dem Hebelschalter losgelassen wird, kehren die Kontakte 26 und 27 und der Hebelarm 18 langsamer in ihre ursprüngliche oder entregte Stellung zurück, wobei ihre Bewegungsgeschwindigkeit durch die Windflügelbremse 15 verzögert wird, die durch das Getriebe betätigt wird. Für die Zwecke der Höhenbestimmung nach dem Echolotungsverfahren in Flugzeugen ist die t2o Gesamtanordnung im allgemeinen so zu wählen, daß der Zeiger 11 eine vollständige LTm-

drehung in einer bestimmten Zeit, etwa innerhalb 2 bis 6 Sek., ausführt. Sobald der Hebel 18 in seine ursprüngliche oder entregte Lage zurückkehrt, kehrt der Schalter 25 in seine ursprüngliche Stellung zurück und schließt den Stromkreis des Relais 23 an den Kontakten 26 und 27. Dieser Kontaktschluß erfolgt nahe bei der oberen Bewegungsgrenze des Hebels 21 und infolgedessen eine merkto liehe Zeitspanne nach dem Augenblick, in dem der Pilot den Schalter 30 geschlossen und wieder losgelassen hat. Es ist klar, daß der zweiarmige Hebel auf diese Weise dazu dient, die Dauer des Tones des Signalhornes 29 zu begrenzen, und daß er auf diese Weise den Tönen ejne ganz gleichmäßige Dauer verleiht, ohne die Aufmerksamkeit des Piloten zu beanspruchen, da ja der Pilot das Signalhorn durch Schließen des Schalters 30 zum Ertönen bringt, und da das Signal eine ganz bestimmte kurze Zeit darauf durch Öffnen des Stromkreises an den Hebelschalterkontakten 26 und 27 unterbrochen wird. Hierauf, aber bevor der Stromkreis wieder an dem Hebelschalter geschlossen wird, läßt der Pilot den Schalter 30 los. Diese gleichförmige Dauer des Signals oder Tones des Horns 29 trägt zu der Genauigkeit des endgültigen Meßergebnisses bei. Durch Schließung des Stromkreises an dem Hebeischalter wird der Stromkreis für eine weitere Betätigung ohne Aufmerksamkeit--des Piloten vorbereitet.

Kehrt der Hebelarm 18 in die entregte Stellung, die in der Zeichnung dargestellt ist, zurück, so bewegt sich der Gegenanschlag wieder in den Bewegungsweg des Anschlaghebels 12, so daß er, wenn die Welle 10 eine vollständige Umdrehung im Uhrzeigersinne vollführt hat, in eine Haltstellung mit dem Zeiger 11 an der Nullmarke des Zifferblattes gebracht wird, so daß er ohne Aufmerksamkeit von Seiten des Piloten für eine folgende Betätigung bereit ist.

Die Stärke und Einstellung der Feder 16, +5 das Übersetzungsverhältnis des Getriebes und die Wirkung der Bremse sind so gewählt, daß der Antrieb des Getriebes für eine vollständige Umdrehung der Welle 10 im wesentlichen immer gleichmäßig stark ist. Der Antrieb erfolgt, wenn die Spannung der Feder am größten ist und wenn die Bremswirkung vernachlässigbar klein ist. Auf diese Weise ist die Beschleunigung auf die durch die Bremswirkung bei 15 am schnell laufenden Ende des Getriebes bestimmte Normalgeschwindigkeit sehr groß. Eine Schwungradwirkung unterstützt die Aufrechterhaltung der Geschwindigkeit gegen das Ende des Vorganges zu, wenn die Spannkraft der Feder 16 am kleinsten ist. Das Getriebe kommt plötzlich zum Stillstand durch den Hebelarm 12, der auf den Gegenanschlag 20 trifft. Die Wirkung des Anhaltens wird auf den Zwischenpunkt in dem Getriebe übertragen, wo sie zum Anhalten des Zeigers 1 r in der Nullstellung führt, ohne Rücksicht auf toten Gang, der in dem Getriebe vorhanden sein mag. Das Zifferblatt ist vorzugsweise in hunderte Meter geteilt, so daß die Ziffer 10 auf dem Zifferblatt eine Höhe von 1000 m angibt. Das Übersetzungsgetriebe ist- genügend gleichförmig ausgebildet, so daß üblicherweise eine gleichmäßige Skalenteilung auf dem Zifferblatt benutzt werden kann.

Der Pilot bestimmt die Flughöhe durch Feststellung der Lage des Zeigers 11 auf dem Zifferblatt in dem Augenblick, in dem das Echo des von dein Horn 29 ausgesandten Tones aufgenommen wird, und er besitzt zu diesem Zweck ein geeignetes Tonaufnahmegerät, das in der Zeichnung mit 31 bezeichnet ist.

Die Schallgeschwindigkeit in Luft beträgt ungefähr 333 m je Sekunde, so daß die Vorrichtung so eingestellt und geeicht werden kann, daß der Zeiger einen Punkt erreicht, der der Ziffer 333 auf der Skala entspricht, d.h. 2'Sek., nachdem das Signalhorn 29 ertönt ist, da jader Schall die Entfernung, die dieser Höhe entspricht, zweimal zurücklegen muß. Alle Punkte auf der Skala des Zifferblattes können natürlich dadurch genau geeicht werden, daß die Vorrichtung über gemessene Entfernungen geprüft wird.

Selbstverständlich -kehren alle Teile der Vorrichtung selbsttätig in die in Abb. 1 dargestellte Stellung zurück, die auf einen Arbeitsgang folgt. In'dieser Stellung ist die Vorrichtung für einen neuen Arbeitsgang bereit.

Soll das Meßgerät zur Messung größerer Entfernungen, beispielsweise 1000 m, dienen, so empfiehlt es sich, eine magnetische Bremse, wie sie in Abb. 3 dargestellt ist, zu verwenden. Eine derartige Bremse kann z. B. aus einem feststehenden permanenten Magneten 32 und aus einer Kupfer- oder Aluminiumscheibe 33 bestehen, die von dem schnell laufenden Ende des Getriebes her angetrieben wird. Eine solche Bremse bewirkt eine langsamere Geschwindigkeit des Getriebes, da sie eine größere Bremswirkung hat als eine Windflügelbremse mit den Abmessungen, die für eine gedrungene Bauweise brauchbar sind.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Lotsignalanlage mit Lotsignalgabe von Hand durch Schließen eines Kontaktes, gekennzeichnet durch ein elektromagnetisches Getriebe, das bewirkt, daß auch bei einer über eine bestimmte Zeit-

   dauer hinausgehenden Schließung des Handkontaktes das Signal immer nur diese bestimmte, stets gleichbleibende Zeit lang ertönt.
2. 2. Lotsignalanlage nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Betätigungshebel (21), einen durch eine Feder (16) angetriebenen Treibhebel (18) zum Vorrücken einer Sperrklinke (18') und einen Festhaltehebel (20) zum Anhalten des gesamten Getriebes.
3. 3. Lotsignalanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung des Betätigungshebels (21) ein Elektromagnet (23) vorgesehen ist, dessen Stromkreis von einem von Hand zu betätigenden ' Schalter (30) geschlossen und geöffnet werden kann.
4. 4. Lotsignalanlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis des Elektromagneten (23) durch einen mechanisch zu betätigenden Hebelschalter (25) geschlossen und geöffnet werden kann.
5. 5. Lotsignalanlage nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Windfiügelbremse (15) bzw. eine magnetische Bremse (32, 33) zum Anhalten des Getriebes nach Ablauf einer vorher bestimmten Zeitspanne.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen