DE702225C

DE702225C - Logarithmisches Rechengeraet

Info

Publication number: DE702225C
Application number: DE1932A0068206
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Heimberger; Guido Wuensch
Original assignee: Askania Werke AG
Current assignee: Askania Werke AG
Priority date: 1932-12-31
Filing date: 1932-12-31
Publication date: 1941-02-01

Description

Logarithmisches Rechengerät Die Erfindung betrifft ein logarithmisches Rechengerät zur fortlaufenden Ermittlung von ebenen oder räumlichen Zielrichtungs-und/oder Zielentfernungskoordinaten @ eines bewegten Zieles nach dem Prinzip der Langbasismessung. Zur Bekämpfung bewegter Ziele ist ein Verfahren bekannt, bei dem das bewegte Ziel von zwei entfernten Stationen fortlaufend mittels theodolitartigen Instrumenten verfolgt wird und die durch die beiden Instrumente angezeigten Winkel zwischen Beobachtungsbasis (Verbindungslinie der beiden Beobachtungswinkel) und den Richtungen nach dem Ziel fortlaufend auf ein logarithmisches Rechengerät übertragen werden, welches dann die Zielentfernung von einer Beobachtungsstelle aus gleichzeitig angibt. Gegenüber anderen Verfahren, wo die Zielentfernung fortlaufend von einer Beobachtungsstelle mit einem Einstandentfernungsmesser gemessen wird, hat dieses Verfahren den Vorteil, daß die Zielentfernung durch die Länge der Basis wesentlich genauer =erhalten wird.
Da es mitunter Schwierigkeiten bereitet, die eine Beobachtungsstelle so nahe an die Batterie zu legen, daß die für den Beobachtungspunkt geltende Zielentfernung zugleich für die Batterie gelten kann, sind bereits Verfahren vorgeschlagen worden, um mit Hilfe mechanischer Rechengeräte die Zielkoordinaten für eine dritte, von den beiden Beobachtungsstellen entfernte, jedoch auf der Beobachtungsbasis liegende Stelle fortlaufend aus den in das Rechengerät ständig eingeführten Richtungskoordinaten der beiden Beobachtungsstellen zu ermitteln; das Rechengerät kann hierbei so ausgebildet werden, daß für die dritte Stelle ebenfalls rechtwinklige Koordinaten erhalten werden.
Indessen werden die bekannten Verfahren und Hilfsmittel den Anforderungen, welche heutzutage gestellt werden, noch nicht in dem erforderlichen Maße gerecht. Insbesondere versagen sie, wenn das Ziel, gleichgültig von welcher Meßstelle aus, zeitweilig nicht erkannt werden kann oder sehr schwierig aufzufinden ist. Dieser Umstand beruht gemäß der der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis darauf, daß beim Bekannten die eine Beobachtungsstelle vor der anderen eine bevorzugte Stellung einnimmt.
Erfindungsgemäß wird daher das Rechengerät mit zusätzlichen logarithmischen Rechengliedern 2, q., 6, 11, 16 17, Mitnehmern und Einstellschiebern 7, 8, 12, 13 und Zeigern 1q., 15 versehen, wobei die zusätzlichen Rechenglieder usw. eine Umkehrung der Rechenoperationen in dem Sinne gestatten, daß bei den Rechenvorgängen auftretende Größen (Winkel- oder Entfernungswerte) sowohl als gegebene Rechengrößen in das Rechengerät einführbar als auch diesem als Ergebnis entnehmbar sind, zu dem Zwecke, entweder aus den für eine, H, von zwei Langbasisstationen H, N gegebenen Zielrichtungskoordinaten und der näherungsweise, z. B. mittels eines Einstandentfernungsmessers, festgestellten Zielentfernung die Zielrichtungskoordinaten für die zweite, N, der beiden Langbasisstationen auszurechnen oder mit den an beiden Stationen gegebenen Zielrichtungskoordinaten die genaue Zielentfernung für eine der beiden Langbasisstationen zu ermitteln oder schließlich die Zielkoordinaten einer dritten auf oder außerhalb der Basis b gelegenen Station zu bestimmen.
Mittels eines derartigen Rechengerätes können aus bekannten Bestimmungsstücken der Zielkonfiguration andere Bestimmungsstücke errechnet werden, unabhängig davon, auf welcher Beobachtungsstelle die bekannten Bestimmungsstücke gemessen und für welche sie errechnet werden sollen. Das erfindungsmäßige Gerät kann also wahlweise zur Ermittlung von Zielkoordinaten für die eine oder die andere Station benutzt werden. Es ist daher keine Beobachtungsstelle vor der anderen bevorzugt. Hiermit wird folgendes erreicht: Bei der Bekämpfung ganzer Geschwader von See- oder Luftfahrzeugen treten bei der Langbasisstation Schwierigkeiten dadurch auf, daß auch bei telephonischer Verbindung zwischen den beiden Langbasisstationen man sich zumeist sehr schwer über das anzuvisierende Zielobjekt einigen kann, und somit leicht von den beiden Stationen aus verschiedene Objekte beobachtet werden können. Diese Schwierigkeit wird dadurch behoben, daß zunächst an der einen` Langbasisstation die Zielrichtungskoordinaten und die Zielentfernung, letztere angenähert z. B. mittels eines Einstandentfernungsmessers, bestimmt werden und daß hieraus angenäherte Werte für die Zielrichtungskoordinaten von der anderen Langbasisstation mittels des logarithmischen Rechengerätes ermittelt werden.
ach diesen so ermittelten, angenäherten Werten kann sich dann die zweite Langbasisstation ausrichten. Das Fernrohr ist an dieser Station dann bereits so nahe auf das von der ersten Beobachtungsstelle angezielte Fahrzeug eingerichtet, daß dies mit Sicherheit unter Ausschluß von Irrtümern ermittelt wird. Anschließend können nach diesem Ausrichten wieder an beiden Stationen die Zielrichtungskoordinaten gemessen und mittels des Rechengerätes die genauere Zielentfernung für eine Station errechnet werden. Analog wird natürlich auch dann verfahren, wenn z. B. das von beiden Stationen verfolgte Zielobjekt etwa durch Bewölkung für die eine Langbasisstation wieder außer Sicht kommt. In diesem Falle erhält die Station, die nicht -mehr folgen kann, wieder automatisch die Zielrichtungskoordinaten zugeleitet, indem an der anderen Station wiederum die Zielrichtungskoordinaten gemessen und die Zielentfernung annähernd bestimmt wird. Taucht für die blindgesteuerte Station das Zielobjekt wieder auf, so ist die Station bereits wieder ausgerichtet, und können wieder automatisch die Zielrichtungskoordinaten an beiden Stationen ermittelt und somit genaue Entfernungswerte für eine der beiden Stationen mittels des Rechengerätes errechnet werden.
Sieht man eine hinreichende Zahl zusätzlicher logarithmischer Rechenglieder an dem Rechengerät vor, so können auch gleichzeitig die Zielentfernungswerte für die zweite Langbasisstation und/oder die Entfernungswerte der Zielrichtungskoordinaten für einen auf oder außerhalb der Basis liegenden Punkt ermittelt werden, was deshalb von Bedeutung ist, weil es bisweilen Schwierigkeiten macht, die Beobachtungsstelle so nahe an die Batterie zu legen, daß die für den Beobachtungspunkt geltende Zielentfernung zugleich für die Batterie gelten kann oder weil aus irgendeinem Grunde die Batterie nicht auf der Basis der Stationen angeordnet werden kann.
Das neue Rechengerät läßt sich sowohl für ebene als auch für räumliche Zielrichtungskoordinaten anwenden. In der einen Form wird es vorzugsweise zur Bekämpfung von Zielen auf See dienen, während es in der anderen Form meist zur Bekämpfung von Luftzielen angewandt wird.
Das Wesen der Erfindung wird durch die Zeichnungen näher erläutert.
Abb. i stellt die geometrischen Verhältnisse, die bei der Durchführung des neuen Verfahrens auftreten, dar.
Abb. a zeigt ein zur Durchführung des Verfahrens für ebene Koordinaten geeignetes Rechengerät und Abb. 2a eine abgeänderte Ausführungsform des Basislineals, während in Abb. 3 ein Rechengerät dargestellt ist, welches vielseitigste Verwendung zur Ermittlung auch von räumlichen Zielkoordinaten gestattet.
In Abb. i bezeichnen H und N zwei Beobachtungsstellen. B bezeichnet eine dritte Stelle, auf der eine Batterie aufgestellt sein kann. Z bezeichnet ein Luftziel, Z' die Projektion desselben auf die durch die Beobachtungsstellen H und N gelegte Horizontalebene. Liegen die Beobachtungsstellen H, N und der Standort der Batterie B nicht in einer Horizontalebene, so treten an Stelle von H und N die senkrechten Projektionen auf die Horizontalebene durch B und sind bei einigen der am häufigsten auftretenden Formeln die Höhenunterschiede zwischen den einzelnen Stellen als additive Verbesserungen zu berücksichtigen.
Die in der durch die Beobachtungsstellen H und N gelegten Zielebene gemessenen Winkel N' H Z und N' N Z werden mit ä und ß' bezeichnet. Die Entfernungen des Zieles Z von den Beobachtungsstellen H und N sind mit .B1 und E2 bezeichnet. Die Entfernung des Zieles Z von der dritten Stelle B aus ist EB. Der Winkel ä und die Entfernung El bzw. der Winkel ß' und die Entfernung E2 bilden die ebenen Zielkoordinaten von der Stelle H bzw. N aus. Die von der Stelle H aus gemessenen Azimutwinkel a und Höhenwinkel y1 bzw. von der Stelle N aus gemessenen Azimutwinkel ß und Höhenwinkel y.., sind die räumlichen Richtungskoordinaten des Zieles von den Stellen H und N aus, während die Kartenentfernung Exl und die Zielhöhe H bzw. die Kartenentfernung EK2 die räumlichen Entfernungskoordinaten_des Zieles von den Stellen H und N aus sind. Die Projektion der Entfernung des Zieles Z' von der Batterie B ist die Kartenentfernung EKB von der Batterie. Der Azimutwinkel aB des Zieles von der Stelle B wird stets von der Batteriebasis gemessen, die ihrerseits den Azimutwinkel d bzw. e mit der Beobachtungsbasis einschließt, so daß für die Stelle H der auf die Batteriebasis b1 bezogene Azimutwinkel den Differenzwert 6l = a - 8 aufweist.
Für das neue Verfahren ist es wesentlich, daß an mehreren Beobachtungsstellen die Zielrichturigskoordinaten gleichzeitig fortlaufend bestimmt werden, damit man jederzeit zwei konstante, jedoch beliebig angeordnete Beobachtungsstellen miteinander in gegenseitige Beziehungen setzen kann. Die Bestimmung der Zielentfernung von einer Beobachtungsstelle mit einem Einstandentfernungsmesser gibt völlig unzureichende Wertangaben. Es müssen vielmehr aus den Richtungskoordinaten von je zwei Beobachtungsstationen unmittelbar die bei beiden Beobachtungsstationen zusammenkommenden Zielentfernungen gleichzeitig berechnet werden. Zwischen den ebenen Winkeln ä , ß' der Beobachtungsbasis "b und den Zielentfernungen El, E2 von den Beobachtungsstationen bestehen die Beziehungen: Die zu ermittelnden Zielentfernungen El und E2 werden nach -dem neuen Verfahren zweckmäßig mit einem Rechengerät nach Abb.2 ermittelt. Dieses besteht aus zwei Folgemotoren Mä , Mß' bekannter Art, welche, je an ein theodolitartiges Winkelmeßgerät angeschlossen, die gemessenen Winkel ä bzw. ß' in verhältnisgleiche Drehungen der Kegelräder 22, 23 übertragen. Diese Winkel werden mit Hilfe der Kegelräder 2q. bzw. 25 in ein Differentialgetriebe 5 eingeführt, welches dieWinkeldifferenz bildet und an einer Trommel 6 jeweils den Winkelunterschied ß'-a' der durch die Motoren Ma, Mß' in das Gerät eingeführten Winkel einstellt. Außerdem kämmen die Kegelräder 22, 23 mit den Kegelrädern26, 27, welche über je ein umschaltbares Wendegetriebe i bzw. 3 die Trommel :2 bzw. q. um die durch die Motoren Mß' bzw. Ma' übertragenen Winkel ß', ä drehen. In die Trommeln 2, q. und 6 sind spiralige Nuten eingeschnitten, welche auf den Mantellinien der Trommeln die den Drehwinkeln entsprechenden Werte für log sin abschneiden. In der Nut der Trommel 6 führt sich der Mitnehmer 13, der ein Lineal i i mitnimmt, das seinerseits Trommeln 16 und f7 in der Achsrichtung über einen Einstellschieber i2 verschiebt, dessen logarithmische Entfernung von dem « Mitnehrner 13 an einer logarithmischen Teilung auf dem Lineal i i eingestellt werden kann. Da jedoch in den grundlegenden Formeln der Ausdruck sin (ß'-ä ) im Nenner erscheint, so wird die Kurvennut für log sin (ß'--d) in die Trommel 6 im umgekehrten Sinne eingeschnitten als der * logarithmischen Teilung auf dem Lineal 1 i entspricht. Bei einer Drehung der Trommel 6 werden also die Trommeln 16 und 17 um einen Betrag verschoben, welcher dem log sin des Unterschiedes der durch die Motoren Ma', Mß' übertragenen Winkel, vermehrt um den Logarithmus der an dem Lineal i i eingestellten Strecke (Basislänge b), verhältnisgleich ist. In den Nuten der Trommeln 2 und q. laufen Mitnehmer 7 bzw. 8, welche je einen Schlitten 9 bzw. 1o verschieben, der seinerseits Zeigermarken 14 bzw. 15, zweckmäßig in Gestalt von Fadenkreuzen, verschiebt. Diese letzteren sind so angeordnet, daß sie längs einer Mantellinie der Walzen 16 und f7 gleiten. Sie werden infolgedessen jeweils um einen Betrag verschoben, der j e dem log sin- der durch die Folgemotoren-Mß', Ma' übertragenen Winkel verhältnisgleich ist. Die Trommeln 16 und 17 tragen logarithmische Kurven, welche auf den Mantellinien Strecken abschneiden, die den Logarithmen der zugehörigen Polarwinkel verhältnisgleich sind. Die Trommeln 16 bzw. 17 sind durch die Handkurbeln 28, 29 oder durch Nachfolgeeinrichtungen 28a und 29a von an sich -bekannter Art derart drehbar, daß die Zeigermarken 14, 15 auf den Kurven der Trommeln 16 bzw. 17 eingestellt erscheinen. Es sind noch Anzeigemittel, z. B. Zählwerke 18 und 19, vorhanden, welche jeweils den Winkel anzeigen, der durch die Nachfolgemotoren Mß' bzw. Ma' übertragen wird. Außerdem sind noch Handkurbeln 2o bzw. 21 mit Ferngebereinrichtungen 2o11, 21a vorgesehen, um bei Ausfallen der elektrischen f_7bertragungssysteme die Winkeleinstellungen nach telephonischer Verständigung laufend vornehmen zu können.
Zum Unterschied von bekannten Einrichtungen, welche allein die Zielentfernungen von einer Stelle aus durch Fernübertragung der beiden ebenen Zielwinkel ß', ä zu ermitteln gestatten, ist das neue Gerät außer mit den Folgemotoren 117ä , Mß', dem Differentialgetriebe 5 und den logarithmischen Kurventrommeln 2, 6 und 16, dem steuerbaren Wendegetriebe i und dem einstellbaren Basislineal i i noch mit den Kurventrommeln 4 und 17, ferner mit den Hand- oder Folgegetrieben 28, =811 bzw. 29, 29a, den Handkurbeln -20, 21 und Ferngebereinrichtungen 2o11, Zia, den Winkelanzeigemitteln i8,ig und endlich mit dem umsteuerbaren Wendegetriebe 3 versehen. Die umsteuerbaren Wendegetriebe haben den Vorteil, daß auf den Kurventrommeln 2 und 4 nur der eine der beiden symmetrischen Zweige der log-sin-Kurve nachgebildet zu sein braucht, welcher für Winkel unter go° berechnet ist.
Während der bekannte Rechenapparat nur die Berechnung einer Zielentfernung von einer als Hauptstelle bevorzugten Beobachtungsstelle aus aus den ebenen Zielwinkeln gestattet, ermöglicht der neue Apparat, die Zielwinkel und Zielentfernungen beider Beobachtungsstationen gleichzeitig aus den ebenen Zielwinkeln zu ermitteln.
Die beschriebene Einrichtung reicht zur Durchführung des neuen Verfahrens in allen Fällen aus, in denen nur ebene Zielkoordinaten benötigt werden, wobei es gleichgültig ist, ob die Zielrichtungskoordinaten in der durch die Beobachtungspunkte und das Ziel gelegten Ebene oder in der Horizontalebene gemessen werden. Im ersten Falle sind für die Winkelmessungen Theodolite mit horizontal aufeinander ausrichtbaren Hauptachsen zu verwenden, welche unmittelbar die ebenen Zielwinkel messen. Bei Anwendung gewöhnlicher Theodolite mit rechtwinkligem Achsensystem geben die Azimutwinkel a und ß die von der Beobachtungsbasis und den Kartenprojektioiten eingeschlossenen Winkel, aus denen dann die Kartenprojektionen der beiden Zielentfernungen mit dem Rechengerät ermittelt werden können. Die Kartenentfernungen können zugleich Zielentfernungen sein, wie es z. B. bei der Beschießung vor Schiffen mittels Küstenbatterien der Fall ist Hierbei sind die genauen Zielentfernungen BZ' = Ex, und NZ' - EKZ aus den gemessenen Azimutwinkeln a, ß und der Basis fortlaufend zu errechnen. Alsdann werden der Azimutalwinkel BHZ' = Q1 = (11-8) unc die errechnete genaue Zielentfernung EK, ir ein weiteres Rechengerät nach Abb. 2 mit der neu eingestellten Batteriebasis 6l übertragen, Dieses Rechengerät liefert den auf die Geschützbasis bezogenen Azimutalzielwinkel von der BatterieoB und die Kartenentfernung BZ'= EKB, und zwar fortlaufend gleichzeitig.
Für die Bekämpfung von Luftzielen muß die zur Durchführung des neuen Verfahrens geeignete Einrichtung erheblich erweitert werden. Sie kann sich indessen auf den gleichen Grundlagen aufbauen.
Eine derartige Einrichtung ist in Abb.3 dargestellt. Sie ist mit zwei FolgemotorenMa und Mß ausgerüstet, welche die an den Theodoliten der Standorte gemessenen Azimutwinkel fortlaufend übertragen. Außerdem sind aber noch zwei weitere Folgemotoren Myl und My2 vorgesehen, welche gleichzeitig fortlaufend die an den Theodoliten gemessenen Höhenwinkel auf die Maschine übertragen. Die Motoren Ma, Mß arbeiten über umsteuerbare Wendegetriebe 39 bzw. 40 auf Trommeln 31, 33, in welche je eine spiralige logarithmische Kurvennut eingearbeitete ist, die auf den Mantellinien Strecken abschneidet, die dem log sin des Drehwinkels verhältnisgleich sind. Außerdem werden die durch die Motoren Ma, Mß übertragenen Winkel in ein Differentialgetriebe 71 eingeleitet, welches die Differenz der Winkel bildet und fortlaufend die Trommel 72 nach dieser Differenz einstellt, in die ebenfalls eine logarithmische Kurvennut nach dem log sin des Drehwinkels eingearbeitet ist. In die Nut der Trommel 72 greift der Mitnehmer eines einstellbaren Lineals 47 ein, welches eine gewöhnliche logarithmische Teilung trägt, nach der ein zweiter Mitnehmer einstellbar ist. Der Einstellschieber des Lineals 47 steht in starrer Verbindung mit den drehbaren, in ihrer Längsrichtung auf ihren Achsen verschiebbaren Trommeln 5i, 52, 48, 49 und 38. Infolgedessen werden diese Trommeln beim Arbeiten der Motoren Ma und Mß jeweils sämtlich um einen Betrag verschoben, der dem log der an dem Lineal 47 eingestellten Basislänge b, vermindert um den log sin (ß-11) verhältnisgleich ist. Die Folgemotoren Myl, M72 übertragen die Höhenwinkel einerseits über je ein gleichfalls umschaltbares Wendegetriebe 44 42 auf Trommeln 35, 34, welche mit Kurvennuten versehen sind, die auf den Mantellinien Strecken abschneiden, die dem log tg des Winkels, um den die Trommeln gedreht sind, verhältnisgleich sind. Außerdem werden durch die Folgemotoren Myi, My2 die Trorn= meln 5i, 52 in entsprechende Drehungen versetzt, und zwar über nicht dargestellte Zahnradgetriebe. Die zwangsläufige Verbindung ist durch die mit y1, y2 bezeichneten Pfeile an der rechten Randbezeichnung angedeutet. In die Trommeln 54 52 sind Kurvennuten eingearbeitet, die auf den Mantellinien Strecken abschneiden, welche dem log cos des Drehwinkels verhältnisgleich sind. Die Trommeln 34, 35 sind auf ihrer Welle längs verschiebbar angeordnet und sind durch Mitnehmer 30, 32 mit Schiebern 59, 6o zwangsläufig verbunden, die ihrerseits Stifte tragen, welche in die Nuten der Trommel 34 33 eingreifen. In die Nuten der Trommeln 34, 35 greifen ihrerseits Stifte ein, welche Schieber 36, 37 parallel der Trommelachse verschieben. Letztere tragen Zeiger 43, 44 deren Spitzen sich parallel den Mantellinien der Trommel 38 bewegen. Die Trommel 38 ihrerseits trägt eine Kurve, die auf den Mantellinien Strecken abschneidet, die den Logarithmen der Drehwinkel verhältnisgleich sind. Die Trommel 38 kann von Hand oder durch Nachfolgeeinrichtungen mittels einer Handkurbel 73 gedreht werden, wobei die Beträge der Drehungen durch Gebereinrichtungen beliebiger bekannter Bauart 74 nach gewünschten Stellen übertragen werden. Mit Hilfe der Trommel 38 ist es möglich, jeweils die Zielhöhe über der Horizontalebene zu erhalten. Werden nämlich durch die Folgemotoren Ma, Mß die an den Theodoliten gemessenen Azimutwinkel und durch die Folgemotoren Myl, My2 die gemessenen Höhenwinkel in die Einrichtung übertragen, so verstellt die Trommel 33 den Schieber 59 um einen Betrag; der dem log sin ß verhältnisgleich ist. Um den gleichen Betrag wird die Trommel 35 aus ihrer Anfangslage verschoben. Durch die Drehung um den Winkel 7l, der auf diese Trommel durch den Folgemotor Myl übertragen wird, wird der Schieber 37 zusätzlich um einen Betrag verschoben, der log tg y1 verhältnisgleich ist. Hierdurch erhält also der Zeiger 44 im ganzen eine Verschiebung um-. sing -1- log tg y1.
Gleichzeitig wird aber die Trommel 72 über das Differentialgetriebe 71 um einen Winkel verdreht, der ß-a verhältnisgleich ist. Dadurch wird das Lineal 47 um log sin (ß- a) verschoben. Da die Trommel 38 mit dem Einstellschieber des Lineals 47 verbunden ist, so wird hierbei die Trommel 38 aus ihrer Anfangslage um den Betrag - log sin (ß-a) + log b verschoben. Infolgedessen erfährt der Zeiger 44 gegenüber der Trommel 38 mit Rücksicht auf die Richtungen, in denen die logarithmischen Abschnitte auf den Mantelflächen der Zylinder gezählt werden, eine Verschiebung um log b + log sing + log tg y,- log sin (ß- a).
Wird demzufolge die Trommel 38 entweder durch die Handkurbel 73 oder durch die Nachfolgeeinrichtung 74 so gedreht, daß die Zeigerspitze auf die Kurve zeigt, so rnuß der Betrag, um den die Trommel gedreht ist, der Zielhöhe H verhältnisgleich sein. Die Zielhöhe ist also an einer entsprechend vorgesehenen Teilung ablesbar oder an gewünschte Stellen übertragbar.
Bekanntlich kann die Zielhöhe statt aus y1 und a und ß auch noch durch eine ganz ähnlich gebaute Formel aus y2 und a und ß errechnet werden. Dem ist bei der Maschine durch den Zeiger 43 Rechnung getragen, welcher ebenfalls über der Trommel 38 spielt, aber durch den Schieber 36 verstellt wird, der mit einem Mitnehmerstift in die log tg Kurve der Trommel 34 eingreift und demzufolge den Einfluß von y2 berücksichtigt. Da die beiden Zielhöhen übereinstimmen müssen, so ist aus der Übereinstimmung der beiden Zeiger 43, 44 zu ersehen, ob die Beobachtung an beiden Beobachtungsstellen hinreichend genau erfolgt.
Die Trommel 53 ist ebenso wie die Trommel 54 mit einem Stift, welcher in der log cos Nut der Trommeln 51 bzw. 52 gleitet, durch einen Schieber 55 bzw: 56 zwangsläufig verbunden. Die Trommeln 53 und 54 sind in ähnlicher Weise wie die Trommel 38 entweder von Hand oder durch Folgeeinrichtungen drehbar. Die Beträge, um die sie gedreht werden, sind ablesbar oder können nach außen übertragen werden. Die Trommeln 53 und 54 tragen Kurven, welche auf den Mantellinien Strecken abschneiden, die den Logarithmen der Drehwinkel verhältnisgleich sind. Außerdem tragen sie je eine entsprechend eingearbeitete Kurvennut. In diesen letzteren gleiten Mitnehmer, welche .Schieber 57, 58 verstellen. Diese wieder sind mit je zwei Zeigern versehen, von denen der eine auf den Trommeln selbst spielt, während der andere sich längs der Mantellinien der Trommeln 48, 49 bewegt. Die bereits erwähnten Schieber 59, 6o, welche durch Mitnehmerstifte, die in die Nuten der Kurven 33, 31 eingreifen, verstellt werden, tragen außerdem noch Zeiger, die längs Mantellinien der Trommeln 53, 54 spielen. Außerdem sind auch noch für die Trommeln 48, 49 Handkurbeln oder Nachfolgeeinrichtungen vorgesehen. Während des Betriebes sind die Trommeln 53, 54 48, 49 entweder von Hand oder durch die Nachfolgeeinrichtungen ständig so zu drehen, daß die erwähnten Zeiger auf den Kurven dieser Trommeln spielen. Aus den gleichen geometrischen Gründen, die hinsichtlich der Arbeitsweise der Trommel 38 zur Ermittlung der Zielhöhe auseinandergesetzt waren, geben die Beträge, um welche die Trommeln 53, 54 bzw- 48, 49 gedreht werden müssen, um die Übereinstimmung der Zeiger mit den Kurven zu erhalten, jeweils die Entfernungen Ei und E_. des Zieles bzw. die Kartenentfernungen des Zieles EKI, EKz von den Beobachtungsstellen H und N an.
Während der Berechnung der Zielentfernungen für beide Beobachtungsstationen durch das logarithmische Rechengerät erfolgt gleichzeitig durch ein zweites Rechengerät die Umrechnung der für die eine Beobachtungsstation geltenden Zielentfernungen (EKI ,EI und der Zielwinkel (21, y1) in die für die Batterie geltendenKartenentfernungen (EKB, EB) und der Zielwinkel (ßB, yB). Für dieses Rechengerät gelten dieselben analogen Formeln mit dem Unterschied, daß an Stelle der Beobachtungsbasis b jeweils die entsprechende Batteriebasis b1 tritt. Aus den beobachteten Zielwinkeln [c:1 - (a-8), ",l] und den berechneten Zielentfernungen (EKI, EK.,) von der Beobachtungsstelle H werden die für die Batterie geltenden Richtungskoordinaten aB, yB und die Entfernungen EKB und EB dadurch gewonnen, daß bei dem in Abb. 3 dargestellten logarithmischen Rechengerät die für die Beobachtungsstelle H vorher beobachteten und berechneten Werte (a,yi, EKI,Ei) eingeleitet werden, während die für die Batterie geltenden Größen (crB statt ß, yB statt y_, EKB statt Ex=, ER statt E2) durch Nachdrehungen an den einzelnen Handkurbeln gewonnen werden.
Diese zweite Recheneinrichtung zur Bestimmung der Batteriezielwerte kann unmittelbar mit der Recheneinrichtung zur Bestimmung der Beobachtungszielwerte vereinigt werden; zweckmäßig sind dann einzelne Teile, z. B. die Motore Mß, 112y, abschaltbar. Die Rechenvorgänge sind beliebig in der Weise umkehrbar, daß statt der Winkelwerte z. B. die Entfernungen als Bekannte-eingeführt werden können, um Winkelwerte zu erhalten.
Die eingeführten Winkel müssen auch bei dieser Einrichtung genau wie bei der nach Abb.2 immer von der Beobachtungsbasis, d. h. der Verbindungslinie der Beobachtungsstellen bzw. der Verbindungslinie mit der Batterie aus gerechnet werden. Um insbesondere die Umrechnung von vollständigen Richtungs- und Entfernungskoordinaten, die für die eine Beobachtungsstelle nach den Langbasismethoden errechnet sind, auf die Batterie zu ermöglichen, wenn die Batterie, wie in Abb. i dargestellt, nicht in Richtung der Verbindungslinie der Beobachtungsstellen liegt, so ist es notwendig, in das Getriebe der Azimutwinkel einen konstanten Winkel einzuführen, der ständig dem durch die Folgemotoren eingeführten Winkel hinzugefügt wird. Zu dem Zweck sind noch Einstellmittel 75, 76 bzw. 77, 78 mit Differentialgetrieben 79 bzw. 8o vorgesehen, durch welche die erforderlichen gleichbleibenden Verbesserungen, die an den zu übertragenden Winkeln anzubringen sind, einzustellen sind.
Um dem bei der Verfolgung des Zieles oft eintretenden Beobachtungs- und Batteriebasiswechsel nachkommen zu können, muß die Einstellung der Basislänge von Hand aus Kasch erfolgen können. Eine beispielsweise Ausführungsform des Basislineals zeigt die Abb. 2a. Durch den Mitnehmer 13 erfolgt die Verschiebung des logarithmisch geteilten Basislineals i i. An diesem Lineal ist eine Zahnstange ioo befestigt, in die eine Gewindespindel io4 eingreift, die ihrerseits in einem Schlitten 103 drehbar gelagert ist. Die weitere Verstellung der Entfernungstrommeln erfolgt durch den Mitnehmer 12, der durch den Index io5 auf die jeweils zutreffende Basislänge dadurch von außen einstellbar ist, daß bei Drehungen an der Handkurbel io6 die genutete Welle io2 die Gewindespindel 104 verdreht, die dann den Schieber 103 relativ zu dem Basislineal i i verschiebt, so daß der Abstand der beiden Mitnehmer 13 und 12 genau nach der jeweiligen Basis eingestellt werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Logarithmisches Rechengerät zur fortlaufenden Ermittlung von ebenen oder räumlichen Zielrichtungs- und/oder Zielentfernungskoordinaten eines bewegten Zieles nach dem Prinzip der Langbasismessung, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechengerät mit zusätzlichen logarithmischen Rechengliedern (2, 4, 6, 11, i6, 17), Mitnehmern und Einstellschiebern (7, 8, 12, 13), Zeigern (14, 15) versehen ist, zu dem Zwecke, entweder aus den für eine, (H), von zwei Langbasisstationen (H, N) gegebenen Zielrichtungskoordinaten und der näherungsweise, z. B. mittels eines Einstandentfernungsmessers, festgestellten Zielentfernung die Zielrichtungskoordinaten für die zweite, (N), der beiden Langbasisstationen auszurechnen oder mit den an beiden Stationen gegebenen Zielrichtungskoordinaten die genaue Zielentfernung für eine der beiden Langbasisstationen zu ermitteln oder schließlich die Zielkoordinaten einer dritten auf -oder außerhalb der Basis (b) gelegenen Station zu bestimmen, wobei die zusätzlichen Rechenglieder usw. eine Umkehrung der Rechenoperationen in dem Sinne gestatten, daß bei den Rechenvorgängen auftretende Größen (Winkel- oder Entfernungswerte) sowohl als gegebene Rechengrößen in das Rechengerät einführbar als auch diesem als Ergebnis entnehmbar sind. z. Rechengerät nach Anspruch 2 für ebene Zielkoordinaten von zwei Beobachtungsstellen mit zwei Winkeleinstellungsgetrieben, einem zugehörigen Differentialgetriebe für die Winkeldifferenz, einem log-sin-Kurvenkörper für den einen Winkeltrieb, einem solchen für .den durch das Differentialgetriebe gebildeten Winkelunterschied und einem logarithmischen Kurvenkörper für die Entfernung von der einenBeobachtungsstelle, -dadurch gekennzeichnet, daß auch dem zweiten Winkeltrieb ein log-sin-Kurvenkörper zugeordnet und ein log-Kurvenkörper auch für die Zielentfernung von der zweiten Beobachtungsstelle vorgesehen ist. 3. Rechengerät nach einem der Ansprüche i bis 3 zur Ermittlung von Zielwinkel- und Z.ielentfernungswerten für eine dritte Station (Batterie)', die mit einer ,der Langbasisstationen eine neue Basis bildet, dadurch -gekennzeichnet, @daß den zusätzlichen Rechengliedern :die ermittelten Zielwinkel und Zielentfernungswerte der einen Beobachtungsstation zugleich mit dem gemessenen Längenwert der neuen Basis zugeleitet und dieZielwinkelwerte um den Betrag des Winkels, um den die neue Basis von der alten abweicht, vermehrt oder vermindert werden. 4. Rechengerät nach einem der Ansprüche i ,bis 4, bei dem die Winkel- und Entfernungswerte als logarithmische Kurven oder Kurvennuten auf bewegliche Kurvenkörper aufgetragen sind, dadurch gekennzeichnet, ,daß in die Antriebsvorrichtungen derjenigen Kurvenkörper, deren Kurven theoretisch aus symmetrischen Zweig= bestehen, Wendegetriebe mit selbsttätiger Umsteuerung eingeschaltet sind und auf dem Kurvenkörper nur ein Zweig der Kurve aufgetragen ist. 5. Rechengerät nach einem der Ansprüche i bis 5 für mehr als zwei einzuführende Rechengrößen, dadurch gekennzeichnet, daß :die Getriebe für die einzelnen Rechengrößen einschließlich :der eingekuppelten Kurvenkörper abschaltbar und auf beliebige Werte, vorzugsweise . den Ursprungswert, einstellbar sind. 6. Rechengerät nach Anspruch i für ebene und räumliche Zielkoordinaten mit zwei Winkeltrieben (a, (3), je mit zugehörigem log-sin-Kurvenkörper (log sin a, log sin ß), einem Differentialgetriebe, welches den zugehörigen Winkelunterschied (ß - a) bildet und einem diesem zugeordneten log-sin-Kurvenkörper [log sin (ß - a)], dadurch gekennzeichnet, daß zwei weitere Winkeltriebe (Myl, My2) vorgesehen sind, die j e zwei logarithmische Kurvenkörper (log tg 7l, log cos y1; log tg y2, log cos y2) steuern, die in der Achsrichtung nach den Kurven anderer durch andere Winkeltriebe [a, ß, (ß-«)] eingestellten Kurvenkörper verschoben werden und ihrerseits entweder (log tg y1, log tg y2) Zeiger (44, 43) steuern oder (log cos y1, log cos y2) weitere log-Kurvenkörper (log El, log E2) in der Achsrichtung verschieben. . 7. Rechengerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß :der durch das Differentialgetriebe eingestellte logarithmische Kurvenkörper [log sin (ß - a)] zweckmäßig über ein einstellbares Glied (47) mehrere logarithmische Kurvenkörper (log EKI, log EK2, log H) , axial verschiebt, deren Kurven mit Zeigern (57,58; 44 43) zusammenwirken, indem :durch Drehung der Kurvenkörper von Hand oder selbsttätig durch Nachfolgeeinrichtungen die betr. Kurven mit den betr. Zeigern in Deckung gehalten werden. B. Rechengerät nach einem der Ansprüche i :bis 8, bestehend aus vier fernsteuerbaren Nachfolgemotoren zur übertragung von durch Winkelmeßinstrumente, z. B. Theodolite, gemessenen Azimut- und Höhenwinkeln (a, ß; y1, y2); Einrichtungen (Zählwerk, Teilscheiben), um die übertragenen Winkel abzulesen; Einrichtungen zur willkürlichen Einstellung, z. B. von Hand, der sonst durch ,die Nachfolgemotoren (a, ß, y1, 72) gesteuerten Winkel; vorzugsweise von Hand zu betätigende Einstellwinkel wenigstens für die Azimutwinkel, welche gestatten, beliebige Lagen der Nullrichtungen der Winkelmeßinstrumente zu berücksichtigen; j e einer den Nachfolgemotoren :der Azimutwinkel (cc, ,B) zugeordneten Trommel mit log-sin-Kurvennut (log sin a, log sinß); je einer den Nachfolgemotoren für die Höhenwinkel (y1, y2) zugeordneten j axial verschiebbaren Trommel mit log" tg-Kurvennut (log tg 1i, .log tg Y2); je einem selbsttätig umsteuerbaren Wen:degetriebe je zwischen Nachfolgemotor und zugeordneter Trommel, durch welche die Trommeln ständig in :den gemessenen Winkeln verhältnsgleicheDrehungen versetzt werden; je einem Mitnehmer (32), welcher je eine log-tg-Trommel mit der zugehörigen log-sin-Trommel derart verbindet, daß die betreffende log-tg-Trommel zwangsläufig bei Drehung der log-sin-Trommel nach der Steigung der log-sin-Kurve um einen dem log sin des gemessenen Winkels verhältnisgleichen Betrag axial v erschoben wird; einem Differentialgetriebe zwischen den Nachfolgemotoren für die Azimutwinkel (a, ß) zur Bildung der Winkeldifferenz (ß - a) ; einer von dem Differentialgetriebe gedrehten Trommel mit log-sin-Kurve [log sin (a- ß)] ; einem in seiner Länge einstellbaren, vorzugsweise mit Einstellteilung versehenen Mitnehmerlineal (47), welches in seiner Längsrichtung zwangsläufig nach der Steigung der log-sin-(a-ß)-Kurve der durch das Differentialgetriebe eingestellten logsin-Trommel um einen dem lob sin des Unterschiedes der gemessenen Azimutw inkel verhältnisgleichen Betrag verschoben wird; zwei durch die Höhenwinkelnachfo!gemotoren (y,, y2) zwangsläufig nachgedrehten mit log-cos-Kurven (log cos y,, log cos 12) versehenen Trommeln, welche in der Achsrichtung durch das einstellbare Mitnehmerlineal (d.7) gemeinsam bei Drehung der log-sin-(ß-a)-Trommel nach der Steigung der log-sin- (ß - a)-Kurve verstellt werden um einen dem log sin des Unterschiedes der gemessenen Azimutwinkel verhältnisgleichen Betrag; einer Anzahl (fünf) von Hand oder durchNachfo:geeinrichtungen einstellbaren Trommeln mit logarithmischen Numeruskurven (N log H), N log El, N log E., N log Ek,, N log Eh.), die durch das Mitnehmerlineal (q.7) nach der Steigung der log-sin-(ß - a)-Kurve axial verschoben werden und von denen einige (N log E, und N log E2) eine zusätzliche axiale Verschiebung durch Drehung anderer Trommeln mit log-Kurven (log cos y" log cos y2) erfahren; Einrichtungen, um die Trommeln mit den Numeruskurven von Hand oder durch Nachfolgeeinrichtungen derart zu drehen, daß auf den Numeruskurven Zeiger in Einstellung gehalten werden, von denen einige (36, 37; 59, 6o) durch die logarithmischen Kurven der nach den gemessenen Winkeln bzw. dem Winkelunterschied gedrehter Trommeln log tg 1" log tg y,, log sin a, log sin ß) mitgenommen werden, während andere (57, 58) durch Numeruskurventrommeln (N log E2, N log El) verstellt werden.