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Signalsender Für Leuchtfeuer verwendet man jetzt aU-gemein kräftige,
rotierende Scheinwerfer, die stark konzentrierte Lichtbündel aussenden, welche am
Horizont entlang gleiten. Wenn diese Lichtbündel an einem gewissen Punkt vorbeigleiten,
erhält man in diesem Punkte den Eindruck einer Blinklichtkennung, lind zwar gewöhnlich
Einzelblink. Die Zeit zwischen den einzelnen Blinken ist in den verschiedenen Ländern
verschieden gewählt worden. In Amerika begnügt man sich beispielsweise mit einem
Einzelblink alle io Sekunden, während man in Deutschland im allgemeinen eine Blinkfolge
von etwa 3 Sekunden bevorzugt. Wenn man berücksichtigt, daß für die um so
viel langsamere Schiffahrt seit Jahrzehnten eine Blinkfolge von 5 Sekunden
als normal gegolten hat, so ergibt sich ohne weiteres, daß die Signale bei der Luftfahrt
schneller und nicht langsamer aufeinanderfolgen müssen, daß also eine Periode von
P
etwa 3 Sekunden dem Bedarf des Fliegers besser entspricht.
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Häufiger aufeinanderfolgende Blinke können durch Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit
des Apparates oder durch Verteilung der verfügbaren Lichtenergie auf mehrere Lichtbündel
erzielt werden. In beiden Fällen verringert sich jedoch der Wirkungsgrad des Leuchtfeuers,
im ersteren Falle vermindert sich der Lichteindruck auf Grund der verringerten Blinkdauer
(nach. dem Blondel & Reyschen Gesetz), im zweiten Falle vermindert sich
die Lichtstärke des Feuers durch die erwähnte Aufteilung der Lichtenergie.
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Die Franzosen Blondel und Rey haben nämlich durch wissenschaftliche
Versuche ge-
zeigt, daß, wenn man ein Blinklicht erhalten will, dessen Tragweite
derjenigen einer festen ständig leuchtenden Lichtquelle entsprechen soll, die Lichtstärke
des Blinklichtes größer sein muß als diejenige des festen Lichtes. Die dem Blinklicht
äquivalente Lichtstärke des Dauerlichtes erhält man also, wenn man die Lichtstärke
des Blinklichtes mit einem Faktor multipliziert, der kleiner ist als i. 'Dieser
Faktor bezieht sich auf die - Dauer der Blinke und nimmt mit deren Verkürzung
schnell ab. So beträgt beispielsweise der in Rede stehende Faktor ungefähr o,2 bei
o,o3 Sekunden Blink, 0,48 bei o,1 Sekunden Blink und steigt auf 0,84 bei 0,3Sekunden
Blink.
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Von diesem Gesichtspunkt gesehen, wäre es zur Erzielung eines guten
Lichteindruckes oder einer guten Signalwirkung vorteilhaft, eine lange Blinkdauer
zu haben, die dadurch erreicht werden kann, daß man die Breite des Lichtbündels
erhöht oder die Rotationsgeschwindigkeit des Feuers verringert. Der erstgenannte
Weg ist jedoch unwirtschaftlich, während sich beim zweitgenannten der Nachteil
ergibt,
daß die Verringerung der Rotationsgeschwindigkeit eine Verlängerung der Zeitdauer
zwischen den einzelnen Blinken zur. Folge hat.
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Aus den obigen Darlegungen ergibt si* daß die beiden Anforderungen,
die zur insbesondere auf dem Gebiet der Luftfaih technik geltend gemacht werden,
nämlich einerseits lange- Blinkdauer und andererseits eine kurze Dunkelperiode zwischen
den einzelnen Blinken, sich gegensätzlich gegenüberstehen, da für die Erfüllung
der einen Anforderung eine niedrige Rotationsgeschwindigkeit, für die Erfüllung
der anderen Anforderung dagegen eine hohe Rotationsgeschwindigkeit des Leuchtfeuers
erforderlich ist.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Vorrichtung, mittels deren
die erwähnten Anforderungen dadurch gleichzeitig erfüllt werden, daß das Linsen-
oder Spiegelsystem des Leuchtfeuers eine solche kombinierte Dreh-und Pendelbewegung
ausführt, daß das Lichtbände]. bzw. die Lichtbündel in verschiedenen Richtungen
verschiedene Signale abgibt.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, Leuchtfeuern eine hin und her
geh-ende Bewegung übereinen Winkel von mehr als 36o' zu erteilen. Dadurch wird erreicht,
daß innerhalb des überschußwinkels doppelt so viele Blitze abgegeben -werden als
innerhalb des übrigen Teiles der Umdrehung. Bei einem überschußwinkel von beispielsweise
i8o' kehrt sich die Drehrichtung des Lichtbündels somit jedesmal nach Beschreibungeines
Winkels von 540' um. Im Augenblick der Umkehr der Drehrichtung bleibt das Bündel
einen Moment stehen, wobei ein längerer Blitz abgegeben wird, welcher nach dem Blondel-Reyschen
Gesetzeine vielfach erhöhte Lichtwirkung erzielt. Ein solches Leuchtieuer wird insbesondere
für die Luftfahrt benutzt, und die Fahrtrichtung wird in die Wendeebene des Lichtbündels
verlegt. Der Führer des Flugzeuges kann nun bei Ab-
weichung von der richtigen
Flugrichtung dies unmittelbar aus der Blinkfolge ersehen, indem er innerhalb des
überschußwinkels doppelt so viele Blitze beobachtet als auf der anderen Seite der
Wendeebene des Leuchtfeuers.
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In der Praxis hat es sich aber ergeben, daß es fast unmöglich ist,
in einer solchen geraden Linie zu fliegen und daß jeder Versuch hierzu dem Flieger
allzu anstrengend wird. Es wird somit nötig, dem Flieger statt einer Kurslinie einen
verhältnismäßig kleinen Winkel anzuweisen, innerhalb dessen er das Leuchtfeuer anfliegen
kann, ohne vom Kurs abzuweichen. Der Flieger muß dabei nach dem Leuchtcharakter
ohne Schwierigkeit beurteilen können, wo er sich innerhalb dieses Winkels befindet,
ob in der Nähe des linken oder des rechten Schenkels. Der Leucht-.charakter innerhalb
dieses Winkels muß da-,-her vcllk-omtnen eindeutig sein.
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'Eine weiter-- Forderung besteht darin, daß außerhalb des markierten
Flugwinkels der Leuchtcharakter überall derselbe sein soll, teiis damit dieser Leuchtcharakter
sich deutlich vom Leuchtcharakter innerhalb des markiert-en Winkels unterscheidet,
teils auch damit durcl-1 ihn das Leuchtfeuer identifiziert werden kann. Auch diese
Forderung wird von den früher bekannten Leuchtfeuern nicht erfüllt.
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Gemäß der Erfindung wird dem Linsen-oder Spiegelapparat eine horizontale
gleichsinnige Rotationsbewegung erteilt, die während jeder Umdrehung ein oder mehrere
Male durch eine kurze Pendelbewegung unterbrochen wird, welche den zu kennzeichnenden
Winkel umfaßt. Abb. i zeigt ein Diagramm der Leuchtfeuerkennung gemäß der Erfindung.
Wie hieraus ersichtlich, erfolgt die Pendelbewegung innerhalb des Winkelsß. In der
Mitte dieses WinIkels erhält man drei aufeinanderfolgende Blinke, welche nach den
Außenseiten des Winkels zu immer mehr in einen langen Blink 0 und einen kurzen
BlinkP übergehen. Außerhalb des Wink-elsß erhält man gewöhnlichen, gleichmäßigen
Einzelblinkcharakter. Die Flugrichtung wird innerhalb des Winl,-,elsß verlegt.
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Man sieht, daß ein Flieger, der sich z. B. von Sdden (in Abb. i unten)
auf der Mittellinie des Winkels dem Leuchtfeuer nähert, drei schnelle Blitze mit
gleiGhen Zeitabständen in jeder Kennung erhält. Wienn sich aber der Flieger z.B.
westwärts verschiebt, werden die Zeitabstände ungleich, und zwar so, daß die beiden
-ersten Blitze sich inebr und mehr zeitlich nähern, bis sie auf dem Schenkel des
Winkels ß in einem langen Blitz zusammenschmelzen. Der Flieger erhält somit hier
eine Kennung, welche aus einem ersten langen und darauffolgendem kurzen Blitz besteht.
Verschiebt sich der Flieger in der entgegengesetzten Richtung, also ostwärts, so
erhält er die entgegengesetzte Kennung, d.h. zuerst einen kurzen und dann einen
langen Blitz. Er kann somit überall innerhalb des markierten Winkels durch Beobachtung
der Kennung seine Lage eindeutig feststellen.
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Außerhalb des markierten Winkels zeigt das Feuer eine von der Richtung
unabhängige Kennung, und zwar einen kurzen Blitz pro Periode.
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Die Kennungen g innerhalb des markierten Winkels sind, wie aus dem
Obigen hervorgeht, die wichtigsten, weshalb das Leucht-Feuer sich erfindungs g gemäß
hier langsamer
drehen kann, damit hier nach dem Blondel-Reyschen
Gesetz eine erhöhte Lichtwirkung erzielt wird.
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Selbstverständlich können mehrere Lichtbündel zusammenarbeiten, so
daß das Diagramm nicht nur eine einzige Spirallinie aufweist, sondern zwei oder
mehrere parallel laufende Spirallinien. Es ist auch klar, daß, wie in der Abbildung
angegeben, mehrere markierte Winkel vorhanden sein können und daß diese nicht unbedingt
diametral zueinander liegen ' müssen.
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Die Abb. 2 bis # zeigen Ausführungsbeispiele von Signalsendern gemäß
der Erfin-' dung. Abb. 2 stellt einen'Vertikalschnitt durch einen Linsenapparat
mit dazugehörigem Antriebsmechanismus dar, während die Abb, 3
einen Horizontalschnitt
durch denselben längs der LinieC-D wiedergibt.
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Auf der in der Grundplatte 7 gelagerten Treibwelle
32 ist eine Scheibe 33 befestigt, die eine Kurvennut 34 hat. In dieser
Nut, welche nach außen zu durch die Kante,35 der Scheibe begrenzt ist, läuft eine
Rolle 36
einer Kurbel 37, die auf der mit dem Linsenapparat 1, 2,
5 über das Befestigungsstück 4 verbundenen Welle 38 angebracht ist.
Die Kurbel 37 ist oberhalb der Scheibe 33 angeordnet, so daß sie sich
ungehindert drehen kann. Wird die Scheibe 33 mit konstanter Geschwindigkeit
gedreht, so muß die Rolle 36
zwangsläufig der Nut 34 folgen, wobei auch die
Welle 38 in Drehung versetzt wird. Die Winkelgeschwindigktit, welche die
Kurbel 37
in verschiedenen Augenblicken erhält, ist natürlich von der Form
der Nut 34 abhängig. Will man periodisch wechselnde Geschwindigkeitszyklen für jede
Umdrehung der Welle 38
erzielen, so muß die Nut ungefähr in Herzform ausgeführt
werden. Dadurch, daß man die Nut beispielsweise bei 39 eindrückt, kann die
Winkelgeschwindigkeit der Kurbel 37 an dieser Stelle auf o heruntergesetzt
oder erfindungsgemäß sogar dahin gebracht werden, daß sich die Kurbel längs eines
gewissen Winkelbogens bei jeder Halbdrehung nach rückwärts bewegt.
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Bei der in Abb. 2 und 3 gezeigten Lage der Scheibe 33 und der
Kurbel 37 erhält die letztere keine drehende Kraftkomponente beim Drehen der Scheibe
33. Um die Kurbel aus dieser toten Lage zu bringen, ist auf der Scheibe
33 ein Anschlag 4o angeordnet, der mit einem entsprechenden Anschlag 41 an
der Kurbel 37 derart zusammenarbeitet, daß die Kurbel beim Drehen der Scheibe
33 vom Anschlag 4o aus ihrer toten Lage mitgenommen wird. Dann erhält die
Rolle 36 eine solche Lage in der Nut 34, daß sie beim Drehen der Scheibe
33 die Welle 38 in Drehung versetzen kann. Damit die Rolle, nachdem
die Scheibe um 'i8o' herumg'cdreht w'orden ist (Abb. 4), fortgesetzt der Herzspitze
der Nut folg-en kann, ist eine Sperrklinke 42 angeordnet, welche normalerweise durch
eine Feder 4-3 in einer solchen Lage gehalten wird, daß die Nut abgesperrt ist.
Wenn die Rolle 36 diese Sperrklinke erreicht, wird die Sperrvorrichtung von
der Rolle zur Seite gedrückt, wobei die Rolle in die Spitze der Nut hineingedrängt
wird (Abb. 5). Durch die Feder 43 wird die Spe#rrklinke dann in die Sperrlage
zurückgeführt, und die ROlle36 ihre Bewegung in der Nut fort.
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Abb. 6 zeigt in waagerechtem Schnitt ein Beispiel für ein-en
Antrieb zur Erzeugung einer die gleichsinnige Drehbewegung unterbrechenden Pendelbewegung
des Linsensystems. Auf der Treibwelle 46 ist eine Nockenscheibe47 angebracht, die
so angeordnet ist, daß sie einen auf der Welle 48 des Linsensysterns befestigten
Arm 49 steuert. Bei Drehung der Welle 46 wird die Welle 48 auf diese Weise um einen
gewissen Winkel vor und zurück gedreht. Hierbei kann die Winkelgeschwindigkeit zweckmäßig
dadurch konstant gehalten werden, daß man die Nockenscheibe 47 evolv#b-ntenförmig
gestaltet.
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Soll die Bewegung einen größeren Winkel als go' umfassen, so setzt
man gemäß Abb. 7
zwischen die Nockenscheibe 47 und die Welle 48 eine Zwischenachse
49a ein, auf welch-er ein Zahnsegment 5o angebracht ist, das in ein Zahnrad
5 1 auf der Welle 48 eingreift und mit der Nockenscheibe 47 zusammenarbeitet.
Dadurch, daß man hierbei ein geeignetes übersetzungsverhältnis zwischen dem Zahnsegment
5o und dem Zahnrad 5 ' i wählt, gibt man dem Linsenapparat den gewünschten
Drehungswinkel.
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Abb. 8 zeigt eine Vorrichtung, mittels der dem Linsenapparat
eine Drehbewegung erteilt wird, welche unter einem gewissen Winkel oder unter gewissen
Winkeln bei jeder Umdrehung unterbrochen und durch Pendelbewegung, also eine vor
und zurück gehende Drehbewegung, ersetzt wird. Abb. 9 stellt einen Schnitt
durch den Antrieb dar. Eine Treib-'Velle 56 ist so angeordnet, daß sie bei
Drehung den Linsenapparat mittels Reibung im Lager 57 der den Linsenapparat
tragenden Scheibe 58 oder mittels einer besonderen Reibungskupplung mitnimmt.
Die Scheibe 58 ist auf der Unterseite in gewissen Abständen mit einer Anzahl
von Stiften 59 versehen, beispielsweise sind zwei Stück an diametral entgegengesetzten
Stellen angebracht. Bei Drehung der Scheibe 58 wirken diese Stifte in einer
bestimmten Lage mit einer in der Scheibe 7 gelagerten Nock-enscheibe 6o zusammen,
welche in der gleichen Richtung umläuft wie die Scheibe 58. Infolge dieses
Zusammenwirkens
wird die Scheibe 5 8 ein ge-
wisses
Stilek rückwärts geführt, um dann wieder ihre ursprüngliche Bewegung fortzusetzen.
Während der rüddäufigen Bewegung tritt natürlich im Lager 57 oder in der
Rutschkupplung ein Gleiten ein. Die Nockenscheibe 6o erhält ihre Bewegung von der
Achse56 aus über drei Zahnräder6r,62,63. Diese letztgenannte Vorrichtung kann nun
mit den vorbeschriebenen Vorrichtungen korabiniert werden, um eine durch eine Pendelbewegung
unterbrochene Drehbewegung mit geringerer Geschwindigkeit der Kennung im zu kennzeichnenden
Winkel zu -erhalten.
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Es ist offenbar, daß das obenerwähnte Verfahren, Signale auszusenden,
bei jeder Art gerichteter Strahlung benutzt werden kann. Zwur ist hier die Benutzung
von sichtbarem Licht gezeigt, es können aber ebensowohl z. B. gerichtete elektrische
Kurzwellen oder Strahlen von nicht sichtbarem Licht in derselben Weise ausgesandt
werden.