DE704465C - Barometrischer Hoehenmesser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verbesserung eines barometrischen Höhenmessers, insbesondere für Luftfahrzeuge. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen Höhenmesser mit mehreren von außenher einstellbaren Bezugsanzeigeorganen zur Einstellung eines Bezugsdruck- oder Höhenwertes derart zu vervollkommnen, daß in einfacher Weise eine relative Verstellung der Anzeige- und Bezugsanzeigeorgane untereinander sowie eine Drehung des gesamten Meßsystems möglich ist, ohne daß hierbei dessen Wirkungsweise und Einstellung beeinträchtigt wird.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Anzeigeorgane durch ein von außen zu betätigendes Getriebe gegeneinander zu verstellen. Ferner ist es auch bekannt, das gesamte Meßwerk eines Höhenmessers drehbar in dem "Gehäuse anzuordnen. Auf diese Weise kann beispielsweise beim Horizontalflug der Höhenzeiger in eine waagerechte Stellung gebracht werden, so daß sich ein anschauliches Bild der Veränderung der Höhenlage des Luftfahrzeuges ergibt, die mit der Anzeige eines Steiggeschwindigkeits- oder Neigungsmessers verglichen werden kann.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Planetengetriebes für die relative Bewegung der Bezugsanzeigeorgane gegenüber der Geräteskala wird erreicht, daß mit demselben Einstellknopf nicht nur die relative Stellung der Anzeigeorgane zu den Bezugsonjanen geändert werden kann, sondern ferner eine Verstellung des gesamten Meß-Systems gegenüber dem Gehäuse ermöglicht ist. Zu diesem Zweck sind die Planetenräder in einem von der Einstellvorrichtung aus verstellbaren Zahnrad gelagert. Der Träger der Planetenradachse kann mit der Höhenskala zwangsläufig verbunden und ein Doppelplanetenrad vorgesehen sein, das einerseits mit einem von der Einstellvorrichtung drehbaren Zahnrad, andererseits mit den Bezugsanzeigeorganen in Verbindung steht. tfl

Durch an sich bekannte axiale Verschiebung der Einstellvorrichtung können verschiedene Einstellverbindungen hergestellt

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Paul Kollsman in Brooklyn, Neuyork, V. St. A.

werden, wie in der weiteren Beschreibung an Hand einiger Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt, und zwar in Abb. ι ein senkrechter Schnitt durch den Höhenmesser,

Abb. 2 ein Teilschnitt der Einstellvorrichtung,

>o Abb. 3 eine Draufsicht auf den Höhenmesser in kleinerem Maßstab,

Abb. 4 eine Draufsicht auf einen Höhenmesser mit etwas anders ausgeführter Skala, wobei der Höhenmesser für waagerechten '5 Höhenflug eingestellt ist,

Abb. 5 ein senkrechter Teilschnitt durch eine andere Ausführungsform,

Abb. 6 eine Draufsicht auf die Ausführungsform der Abb. 5 in kleinerem Maßstab, ²" Abb. 7 ein Teilschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Einstellvorrichtung.

Der in Abb. 1 dargestellte Höhenmesser besitzt ein Aneroidmeßwerk 11 von üblicher Ausführung, das sich in einem ortsfesten Ge- =>5 häuse 12 befindet. Das Meß werk 11 sitzt drehbar auf einer Achse 14 in einer Büchse 13 und wird durch eine Schraube 15 festgehalten. Ein Zahnrad 16 ist an dem Meßwerk 11 befestigt und mit einer Eindrehung 17 ver-3» sehen, die auf einem Absatz 18 des Gehäuseringes 19 aufliegt. Ein Zahnrad 20 ist auf dem Zahnrad 16 mittels einer Büchse 22 drehbar gelagert, die in einem Einschnitt 21 läuft. Die Büchse 22 trägt ihrerseits ein Zahnrad 24, das mit einem Zahnrad 25 starr verbunden ist. Die Büchse 22 trägt ferner ein Zahnrad 26 .mit einer Skala 2"j, die zweckmäßig in barometrischen Einheiten geeicht ist. Die Zahnräder 25 und 2(> sind durch einen Satz Zahnräder miteinander verbunden, und zwar durch die Planetenräder 28, 29, deren Achse 30 auf dem Zahnrad 20 gelagert ist. Dabei steht das Planetenrad 28 mit dem Sonnenrad 25 in Eingriff, während das Planetenrad 29 mit einem Zahnrad 31 kämmt, das mit dem Sonnenrad 26 in Eingriff steht. Auf dem Rad 20 ist bei 2^ eine Skala 32 befestigt. Diese besitzt ein Fenster 33, durch das die Skala 2~j sichtbar ist, die mit einer Bezugs-5 <> marke 34 auf der Skala abgelesen wird. Ein Zahnrad 35 mit Innenverzahnung trägt eine Bezugsmarke 36 für die Höhenskala 37, wobei der Flansch 38 des Rades 35 durch einen Spreizring 39 festgehalten wird, der ebenfalls das Glas 40 festlegt. Das Zahnrad 35 wird durch ein Rad 42, das auf der Planetenradachse 30 sitzt, gedreht.

Eine Achse 45 erstreckt sich frei durch

das Zahnrad 16. Sie wird von dem Meßwerk 11 betätigt und trägt einen Zeiger 43. Ein Zeiger 44 ist auf einer hohlen Büchse 46 befestigt, die durch den Teil 23 des Rades 20 und die Skala 32 hindurchgeht. Ein Zahnrad 47 auf der Achse 45 steht mit einem Zahnrad 48 in Eingriff, das mit einem Ritzel 49 fest verbunden ist. Das Ritzel 49 kämmt mit einem Zahnrad 50 auf der Büchse 46. Die Achse der Zahnräder 48, 49 ist in der Büchse 22 gelagert.

In einem Ansatz 51 des Gehäuses ist eine in axialer Richtung verschiebbare Achse 52 gelagert. Diese Achse trägt einen Knopf 53 und ein Zahnrad 54, das mit den Rädern 16, 24 und 20 in Eingriff gebracht werden kann. Eine Schraubenfeder 55 hat das Bestreben, das Zahnrad und die Achse nach unten zu drücken. Eine lösbare Anschlagschraube 56 am Ende der Achse dient als Anschlag für die Verschiebungsbewegung.

Befindet sich das Zahnrad 54 in der ersten dargestellten Lage und wird der Knopf 53' gedreht, so bleibt das Zahnrad 20 infolge von Reibung orstfest stehen, die Räder 16 und 24 jedoch werden gedreht, so daß sie das Meßwerk 11 und das Rad 25 ebenfalls in Drehung versetzen. Die Achse 45 des Zeigers 43 dreht sich mit dem Meßwerk 11 und ruft eine Verstellung des Zeigers 44 über die Räder 47, 48, 49, 50 hervor. Das Zahnrad 25 steht mit dem Satz Zahnräder 28, 29, 42, 31, 35 und 26 in Eingriff, \vobei die Zahnräder 35 und 26 die betreffenden Bezugselemente in der zur Zeigerbewegung entgegengesetzten Richtung bewegen. Während der ganzen Einstellung folgen die Zeiger frei den Bewegungen des Meßwerkes 11 und können von dem letzteren verstellt werden, ohne daß die Bezugselemente beeinflußt werden.

Wird der Knopf 53 in die zweite Stellung bewegt, bis nämlich der Kopf der Schraube 56 eine weitere Bewegung verhindert, so kommt das Rad 54 mit den Zahnrädern 16, 20 und 24 gleichzeitig in Eingriff. Der Satz Zahnräder 28, 29, 42, 31, 35 und 26 ist dadurch gesperrt und kann nur als Einheit mit den Zahnrädern i6, 20 und 24 sich drehen. In dieser zweiten Einstellung wird daher der Höhenmesser mitsamt den Zeigern, Skala und Bezugselementen als Einheit gegenüber dem Gehäuse 12 gedreht, ohne daß die Ab- no lesungen verändert werden. Der große Zeiger kann auf diese Weise in horizontale Lage gebracht werden, wie dies in Fig. 4 angedeutet ist, wobei angenommen wird, daß der Knopf 53 sich unten am Höhenmesser befindet.

Um die Justierung des Instrumentes vorzunehmen, wird eine dritte Stellung benutzt. Zu diesem Zweck wird die Schraube 56 teilweise herausgeschraubt und der Knopf 53 in tao eine solche Stellung gebracht, in der das Zahnrad 54 nur mit den Rädern 20 und 24

in Eingriff steht. Das Meßwerk 11 mit der Achse 45 und dem Zahnrad 16 bleibt dabei in Ruhe. Der Satz Zahnräder 28, 29, 31, 42,

35 und 26 ist wiederum gesperrt und dreht sich mit den Zahnrädern 20 und 24 als Ganzes, so daß die Bezugselemente und die Skala 32, die mit dem Zahnrad 20 fest verbunden ist, als Einheit gegenüber dem ortsfesten Zeiger 43 gedreht wird. Der Zeiger 44 wird durch die Zahnräder 47, 48, 49 und 50 mit verstellt; diese Verstellung ist jedoch zu vernachlässigen, da die Justierbewegung selbst sehr klein ist. Durch diese Justierung lassen sich die Zeiger und Bezugselemente genau auf Null einstellen, wenn normale Bedingungen in bezug auf Temperatur und barometrischen Druck, z. B. bei Meereshöhe, herrschen. Beim Einstellen der Bezugselemente 36 bewegt sich die letztere schneller als der Zeiger 44.

ao Die erste der obenerwähnten Stellungen zur Verstellung der Bezugselemente 37 und

36 kann auch durch Entfernung der Schraube 56 und ein Herausziehen des Knopfes 53 erreicht werden, bis das Zahnrad 54 nur mit dem Rad 20 in Eingriff steht. In diesem Falle bleibt das Meßwerk 11, das vorher verdreht wurde, ortsfest stehen und mit ihm der Zeiger 43 und das Zahnrad 24. Die Zahnräder 47, 48, 49 und 50, die z. T. vom Rad 20 getragen werden, bewirken eine Verstellung des Zeigers 44. Die Skala 32 dreht sich mit dem Rad 20; da das letztere die Planetenradachse 30 trägt und das Planetenrad 28 um das Sonnenrad 25 herumläuft, wird eine ähnliehe Bewegung der Räder 29, 42 und 31 erzeugt. Die Zahnräder 42 und 31 bewegen die Räder 35 und 26 der Bezugselemente. Die Räder 28, 31 und 48 umlaufen als Planetenräder die Sonnenräder 25, 26 und 47· Bei einer Verstellung in dieser vierten Lage des Knopfes 53 drehen sich die Skala 32, die Bezugselemente 27 und 36 und der Zeiger 44 gegeneinander und gegenüber dem Zeiger 43 in der umgekehrten Weise, wie dies bei der ersten Einstellungsmöglichkeit der Fall ist.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, besitzt eine ge¹

wohnliche Skala 10 Teilstriche, wobei eine volle Umdrehung des Zeigers 43 1000 Fuß und eine Drehung des Zeigers 44 10 000 Fuß bedeuten. Die Skala 27 kann ebenfalls in Höheneinheiten geeicht sein. Nach Fig. 4 besitzt die Skala 57, die der Skala 32 entspricht, zwei Teilungen 58 und 59, wobei die letztere bis 20000 Fuß geht. An Stelle der Bezugsskala 27 kann eine Bezugsmarke 60 benutzt werden, die mittels eines Rades 26 in einem Schlitz 61 bewegt wird. Die beiden Teile der Skala sind durch durchsichtige Brücken 62 miteinander verbunden,, unter denen sich die Marke 60 hindurch bewegt. In Fig. 4 ist eine praktische Gebrauchslage des Höhenmessers dargestellt. Es sei angenommen, daß ein Flugzeug in einer Höhe von 1340 Fuß, wie aus Fig. 3 hervorgeht, fliegt, 'und zwar über einer Landschaft, die 400 Fuß hoch liegt, und daß die Absicht besteht, diese Höhenlage des Flugzeuges beizubehalten und eine Landung auf einem Flugplatz der angegebenen Höhe vorzunehmen. Der Flugzeugführer bewegt den, Knopf 53, bis die Bezugsmarke 36 auf 4 zeigt, wodurch der Zeiger 43 sich um 400 Einheiten in entgegengesetzter oder negativer Richtung bis auf die Stellung 940 bewegt.

Darauf wird der Knopf so eingestellt, daß er den gesamten Höhenmesser verdreht, bis der Zeiger 43 horizontal liegt. Diese Stellung ist in Fig. 4 dargestellt, wenn angenommen wird, daß der Knopf 53 in der Gebrauchslage unten liegt. Eine solche Einstellung wird auch vorgenommen, wenn das Flugzeug durch Nebel fliegt und die Höhe oder den barometrischen Druck des in Aussicht genommenen Landungsplatzes durch drahtlose Übermittlung erhält. In jedem Falle bleibt die Summe der von den Anzeigeorganen und Bezugsanzeigeorganen angezeigten Meßwerte konstant.

In Fig. 5 ist eine abweichende Ausführungsform 65 dargestellt, in der das Meßwerk 67 sich in einem Gehäuse 66 befindet und mit Zeigern 70, 71 sowie mit unabhängig voneinander beweglichen Skalen 72, 73 versehen ist. Die Skalen tragen ferner Zahlenreihen 75, "j6 für die Bezugsmarken, die umgekehrt wie die Hauptteilung der Skalen verlaufen. Eine einzelne normalerweise ortsfeste Marke 74 wird für beide Skalen benutzt. Das Meßwerk 6j ist mit einem Zahnrad yy verbunden, das bei 78 gelagert ist. Ein Zahnrad 79 auf einer verschiebbaren Achse 80 kann in Eingriff mit dem Zahnrad 77 gebracht werden. Die Achse ist in einem Ansatz 68 des Gehäuses gelagert, wird durch einen Knopf 69 betätigt und steht unter der Wirkung einer Feder 81. Die Skalen 72, 73 sind zweckmäßig als Zahnräder ausgeführt. Das Sonnenrad 73 ist bei 84 gelagert, während ein weiteres Sonnenrad 85 auf dem Zahnrad 77 befestigt ist. Die Räder 85 und no 73 stehen durch konzentrische Planetenräder 86 und 88 miteinander in Verbindung, die bei 87 auf einem Zahnrad 82 sitzen, das seinerseits bei 83 gelagert ist. Die Marke 74 ist auf einer Platte 89 auf dem Zahnrad 77 befestigt. Das Zahnrad 72 wird durch einen Spreizring 90 im Gehäuse festgehalten. Der Satz Zahnräder 91 ist in derselben Weise angeordnet wie die entsprechenden Räder der zuerst beschriebenen Ausführung.

Zur Einstellung wird der Knopf 69 gedreht, um die Skalen 72, 73 gleichzeitig um

verschiedene Beträge zu verstellen, ohne das Meß werk 67 oder die Zeiger 70, 71 zu verstellen. Es sei angenommen, das Flugzeug fliege in einer Höhe von 7130 Fuß und die Gegend sei 4250 Fuß hoch. Der Flugzeugführer verschiebt die Skalen, bis die Marke 74 auf 4250 auf den Skalen 75, 76 zeigt. Die Zeiger geben dann die Höhe 2 880 Fuß über der Gegend an. Die Änderungen in der Ablesung liegen in der gleichen Richtung, die Summe der Änderungen für die Zeiger und die Marke auf den betreffenden Skalen ist jedoch Null. Um das Instrument als Ganzes gegenüber dem Gehäuse zu drehen, wird der Knopf 69 in eine Lage gebracht, so daß er mit allen drei Zahnrädern 72, yj und 82 in Eingriff kommt.

In Abb. 7 ist eine abweichende Einstellvorrichtung dargestellt. Der Knopf 99 muß

to nicht wie der Knopf 53 herausgezogen werden. Eine Achse 98 trägt ein Zahnrad 97, das über ein Zahnrad 100 ein dem Zahnrad 16 entsprechendes Rad 95 dreht. Das Rad 97 dreht ebenfalls ein Rad 96, das den Rädern 20 oder 35 zur Betätigung der Marke entspricht. Das Zahnrad 100 kann mit dem Zahnrad 95 außer Eingriff gebracht vrerden, da die Achse 101 in dem i\nsatz 102 des Gehäuses 103 verschiebbar befestigt ist. Die

jo Verschiebung erfolgt durch Andrücken eines Werkzeuges gegen das eine Ende des Schaftes, wodurch die Feder 104 zusammengedrückt wird. Durch eine Drehung des Knopfes wird nun die Einstellung vorgenommen. In den xA.usführnngsbeispielen sind die Höhenwerte in engl. Fuß angegeben. Die | Höhenwerte könnten jedoch auch als in Meter- ^: werten gegeben angesehen werden.

Entsprechend könnte die Skala 2-} der \ Abb. 3 an Stelle der Zollteilung für den Quecksilberstand des Barometers eine belie- j bige andere Teilung tragen. ,

Claims (5)

1. Patentansprüche: !

   i. Barometrischer Höhenmesser, bei ; dem zur Einstellung- auf Ortshöhe ein j oder mehrere verschieden übersetzte ! Höhenzeiger relativ zur Skala verstellbar j sind und gekuppelt mit dieser Bewegung j

   eine entsprechende Bewegung eines oder mehrerer Bezugsanzeigeorgane für die Bezugshöhe oder den Bezugsdruck relativ zu den Skalen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Bewegung der Bezugsanzeigeorgane {2y, 36 bzw. 60,74) gegenüber der Skala (den Skalen) von der Einstellvorrichtung (53 bzw. 69) her über ein Planetengetriebe geleitet wird, dessen Planetenräder in einem seinerseits von der Einstellvorrichtung aus verstellbaren Zahnrad (20 bzw. 82) gelagert sind.
2. 2. Barometrischer Höhenmesser nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (20, Fig. 1) der Planetenradachse (30) mit der Höhenskala zwangeläufig verbunden ist und ein Planetenrad (28) mit einem von der Einstellvorrichtung drehbaren Zahnrad (24), ein weiteres Planetenrad (29) mit den Bezugsanzeigeorganen (27, 36) in Verbindung 7» steht.
3. 3. Barometrischer Höhenmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit zwei Bezugsorganen (27, 36) verbundene Planetenrad (29) einerseits mit einem das eine Bezugsorgan (27) tragenden Sonnenrad (26), . andererseits mit einem das andere Bezugsorgan (36) tragenden Riegrad (35) in Eingriff steht (Zahnrad 31 bzw. 42). ίο
4. 4. Barometrischer Höhenmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (53) durch axiale Verschiebung in an sich bekannter Weise mit konzentrisch zur «5 Zeigerachse (45) liegenden Zahnrädern (16, 24, 20) wahlweise in Einstellverbindung gebracht werden kann, derart, daß gleichzeitig verstellbar sind:

   a) ein das Meß werk (11) tragendes Zahnrad (16) und ein mit den Planetenrädern in Verbindung stehendes Zahnrad (24),

   b) die vorerwähnten -beiden Zahnräder (16, 24) und das die Planetenradachse (30) tragende Zahnrad (20),

   c) das mit den Planetenrädern in Verbindung stehende Zahnrad (24) und das die Planetenachse (30) tragende Zahnrad (20) oder

   d) das letzterwähnte Zahnrad (20) allein verstellbar ist.
5. 5. Barometrischer Höhenmesser nach Anspruch 2, bei dem die Höhenskala von der Einstellvorrichtung aus gegenüber den Zeigern verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Planetenrad (88, Fig. 5) mit einer weiteren mit Untersetzung angetriebenen Höhenskala (73) und das zweite Planetenrad (86) mit einem am drehbaren Meßwerk (67) festen Sonnenrad (85) in Verbindung steht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen