-
Einrichtung zur Ermittlung von Bewegungsgrößen Die vorliegende Erfindung
betrifft ein Gerät zur Bestimmung des jeweiligen Ortes und ,der Bewegungen eines
raumveränderlichen Zieles.
-
Es besteht beispielsweise die Aufgabe, die Richtung, die Entfernung,
den Kurs und die Geschwindigkeit eines zu beschießenden Schiffes o. dgl. zu .bestimmen.
Als Ausgangswerte stehen hierfür jedoch lediglich die mit Hilfe geeigneter Geräte
laufend zu ermittelnde Entfernung und die Bewegungsrichtung des Zieles zur Verfügung.
-
Auf,der Zeichnung ist eine für die genannten Zwecke geeignete Vorrichtung
schematisch dargestellt.
-
Mit einem Entfernungsmesser Ge kann der Abstand des Beobachtungsortes
vom Schiff gemessen und mit einem zweiten Gerät Gs .die Beobachtungsrichtung nach
Winkeln bestimmt werden. Mit beiden Geräten Ge und Gs wird das sich laufend bewegende
Ziel ständig verfolgt.
-
Durch Drehen einer Kurbel z wird unter Vermittlung geeigneter Übertragungsorgane
z, 3 das Winkelmeßgerät Gs dem Ziel nachgerichtet. In ähnlicher Weise wird durch
Drehen einer Kurbel ¢ und geeigneter Übertragungsglieder 5, 6 das Entfernungsmeßgerät
Ge so verstellt, daß " die Gerätmarke stets mit dem Ziel in Deckung bleibt.
-
Beim Verstellen der beiden Meßgeräte Ge und Gs wird gleichzeitig ein
in dem sog. Koordinatenwandler Kw schwenkbar gelagerter Zeigeraren z beeinflußt.
Wird das Winkelmeßgerät Gs mittels der Kurbel r verstellt, so wird auch gleichzeitig
unter Vermittlung der Wellen 7 und des Schneckengetriebes T der Zeigerarm z seiner
Winkelrichtung nach verstellt, und zwar derart, daß die Richtung dieses Zeigerarmes
der jeweiligen Zielrichtung genau entspricht.
-
Wird der Entfernungsmesser Ge verstellt, so hat :dies ein Verschieben
eines auf dem Zeigerarm z verstellbaren Kontaktkopfes z' zur Folge.
Je weiter sich das Ziel von dem Beobachtungspunkt entfernt, um so weiter entfernt
sich -auch der Kontaktkopf z' vom Drehpunkt des Zeigers z, und umgekehrt. Der Abstand
des Kontaktkopfes z' vom Drehpunkt entspricht also :der jeweiligen Zielentfernung.
-
Die Richtung des Zeigers z und die Stellung seines Kontaktkopfes z'
geben also ständig die genaue Entfernung und Richtung des Schiffes an.
-
Die Zeigereinstellung dient nun als Ausgangswert für die Ermittlung
der Zielgeschwindigkeit und des vom Schiff durchfahrenen Kurses. Zu diesem Zweck:
ist das Gerät weiterhin wie folgt ausgebildet: Der Koordinatenwandler Kw besteht
aus den beiden Koordinatenschienen x und y, die senkrecht zueinander
gerichtet und derart verstellbar sind, ,daß jede Schiene in .der Längsrichtung der
anderen Schiene verschoben werden kann. Über der Kreuzungsstelle der beiden Schienen
liegt jeweils der Kontaktkopf z des Zeigerarmes z, der bei seiner Verstellung mit
Kontakten der einen oder anderen Schiene
in Berührung kommt, -wie
dies z. B. in der deutschen Patentschrift 611937 näher beschrieben ist.
-
Mit dem Koordinatenwandler Kw wirkt ein sogenannter Zielsteuerer Zs
zusammen, der ähnlich wie der Koordinatenwandler ki w mit einem Zeigerarm v und
zwei verschiebbaren Koordinatenschienen vx und v.. ausgerüstet ist. Beide Koordinatenschienen
vx und vy sind befestigt an den Trägern 8 bzw. 9 der Reibräder Io bzw. 1 i. Die
Reibrollenträger 8 und 9 laufen auf je einer Spindel 12 bzw. 13. Die Spindeln 12
bzw. 13 werden von den Motoren 14. und 15 angetrieben. Die Reibrollen Io und Ii
sind auf ihren quer durch den Zielsteuerer hindurchragenden Achsen 16 und 17 verschiebbar
angeordnet und wirken mit je einer Reibscheibe 18 und 19 zusammen, die ihrerseits
durch Motoren 2o und 21 ständig mit gleicher Geschwindigkeit in Umlauf gesetzt werden.
Die Reibrollenachse 16 steht über ein Zwischengetriebe 22 mit einer Gewindespindel
23 in Verbindung, die zur Verstellung der Koordinatenschiene y .des Koordinatenwandlers
Kw dient. Entsprechend ist die Reibrollenachse 17 durch ein Getriebe 2d. mit einer
Gewindespindel 25 für den Antrieb der Koordinatenschiene x des Koordinatenwandlers
Kw verbunden.
-
An Stelle der Kurbel i kann auf das Winkelgerät Gs bzw. dem Zeigerarm
z auch ein Steuergerät R' einwirken. Dieses Steuergerät besteht aus einer von einem
Motor 26 ständig in Umlauf gesetzten Reibscheibe 27, mit der ein Reibrad -28 zusammenwirkt,
das auf einer Achse 29 verstellbar ist. Der Träger 30_ des Reibrades 28 läuft auf
einer von einem Motor 31 angetriebenen Gewindespindel 32. Die durch die Reibscheibe
27 verursachten Drehbewegungen der Reibradachse 29 werden unter Vermittlung eines
geigneten Getriebes auf die Antriebsorgane 3 und 7 für das Winkelgerät Gs und dem
Zeigerarm z übertragen.
-
In :der gleichen Weise, wie oben beschrieben, dient ein Steuergerät
R" dazu, das Entfernungsmeßgerät Ge selbsttätig vermittels der Antriebsachse 6 und
dem Kontaktkopf z' auf dem Zeigerarm z über die Welle 6' zu verstellen.
-
Die Verbindung des "Zeigerarmes ., mit den Koordinatenschienen x und
y erfolgt durch an sich bekannte mechanische Übertragungen, ebenso umgekehrt. Das
gleiche gilt für den Zeigerarm v und die beiden Koordinatenschienen v. und vy.
-
An Stelle der mechanischen. Übertragungen können auch elektrische
Folgesteuerungen verwendet werden, derart, daß entweder der Zeigerarm führt und
die jeweiligen Koordinatenschienen folgen oder aber, daß die jeweiligen Koordinatenschienen
führen und der Zeigerarm folgt.
-
Bei Verwendung .der elektrischen Folgesteuerungen sind zwei verschiedene
Arbeitsvorgänge zu unterscheiden: Die Bestimmung der Werte und die Wiedergabe der
Werte.
-
Der Ablauf der Wertebestimmungen ist folgender: Kurbel i dreht das
Winkelmeßgerät Gs auf das Ziel. Um den gleichen. Winkel dreht das Getriebe 7 und
7' den Zeigerarm z mit dem Kontaktkopf z'. Die Bewegungen des Kontaktkopfes z mit
dem. Kontaktzapfen za führt den Kontaktzapfen za etwa über die Kontaktschiene yb.
Durch diesen Kontakt wird ein Stromkreis geschlossen und dem Motor 1d. über die
Leitung 33 Strom zugeführt. Der Motor 14 dreht die Spindel 12. Damit wird die Koordinatenschiene
v,, mit dem Reibrollenträger 8 und der Reibrolle 1o gegenüber der Reibscheibe 18
verstellt. Befand sich die Reibrolle Io gegenüber dem Mittelpunkt der Reibscheibe
18, so wird die Reibrolle Io von der Reibscheibe 18 eine Drehbewegung erhalten,
die über die Wellen 16, a2 und 23 auf die Koordinatenschiene y des Koordinatenwandlers
Kw übertragen wird. Auf dieser Schiene y wird aber die KontaktschieneYb mitverstellt.
Es ist nunmehr ein Nachlauf der yb-Kontaktschiene gegenüber dem Kontakt za erfolgt.
Sobald die Kontaktschiene yb den Kontakt za erreicht, wird der Stromkreis unterbrochen.
Der Motor 14 hatte bisher der Reibrolle Io lediglich eine Verstellung gegenüber
dein Nullpunkt der Reibscheibe 18 gegeben. Nach der Verstellung verharren die Reibscheibe
und das Reibrad in gleicher Einstellung zueinander und laufen mit der eingestellten
Geschwindigkeit weiter, so daß sich auch die Kontaktschiene y mit gleicher Geschwindigkeit
vorwärts bewegt wie der Kontaktzapfen z",.
-
In gleicher Weise verläuft die Einstellung der Entfernung über Kurbel
4., Getriebe 6', Zeigerarm z, z' derart mechanisch, daß der Kontaktkopf
z' radial auf dem Zeigerarm z
verstellt wird. In gleicher Weise, wie
für die Seitenrichtung beschrieben, tritt jetzt auch ein Kontakt zwischen xa und
zb bzw. --b und xb ein. Durch diesen Kontakt wird entsprechend der Motor 15 Über
die Leitung 34. angelassen, welcher die Spindel 13 mit der Reibrolle i i gegenüber
der Reibscheibe 19 und damit zugleich die Schiene v., verstellt. Auch hier wieder
treibt das Reibreid i i das Übertra- : gungsgestänge 17, das Reibradgetriebe 2q.,
die Spindelwelle 25 mitsamt der Koordinaten-3chiene x des Koordinatenwandlers Kw,
und zwar so lange, bis auch hier wieder in der beschriebenen Weise die Ausschaltung
des Motors 15 erfolgt.
-
Mit der Einstellung der Schienen v, und v,,,
des Zielsteuers
zs ist gleichzeitig entweder mechanisch oder elektrisch der Zeigerarm v eingestellt
worden, an dem die augenblickliche Zielbewegung abzulesen ist.
-
Sobald die beiden Motoren 14 und 15 abgeschaltet sind, ist
die Einstellung der Zielbewegung beendet. Es bewegen sich weiter die Reibscheiben,
Reibräder, Gestänge und die Koordinatenschienen x und y des Koordinatenwandlers.
-
Um den automatischen Weiterlauf, also die Wiedergabe der Zielbewegungen,
vollständig zu machen, müssen jetzt die Schienen x und y den Zeigerarm z mitnehmen,
was mit Hilfe einer neuen Folgesteuerung geschieht. Diese Folgesteuerung hat folgenden
Ablauf: Sobald die Motoren 14, 15 zum Stillstand. kommen, tritt eine selbständige
Umschaltung ein derart, daß jetzt die Schienen x und y führen und der Zeigerarm
z folgt.
-
Bewegt sich also ,die y-Schiene mit .den Kontakten y" und yb, so wird
Kontaktschiene ya den Konbaktzapfen za überlaufen, Kontakt geben und einen Stromkreis
35 schließen, über welchen der Motor 3 i" angelassen wird. Auch hier wieder wird
im Relativsteuerer R" eine Spindel und Reibrolle 2a8" gegenüber der Reibscheibe
27" verstellt. -Die Reibrolle 28" wird in ihrer Verstellung aus .der Nullage
angetrieben und gibt ihre Bewegung über die Welle 29" an die Wellen 6 und 6' ab.
Damit wird der Entfernungszeiger .des Meßgerätes Ge, ferner der Kontaktkopf z' radial
auf dem Zeigerarm z verstellt. Diese Bewegung läuft bei konstanter Zielbewegung
ununterbrochen weiter. Bei Änderung der Zielbewegung erfolgt eine neue Werteeinstellung
in der vorbeschriebenen Weise. q Der Ablauf der Wertewiedergabe bezüglich der Seitenrichtung
erfolgt unter Vermittlung des Relativsteuerers R' in entsprechender Weise, wie bereits
für :die Entfernung beschrieben.