DEA0019665MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 9. Februar 1954 Bekanntgemacht am 30. Mai 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Im Hauptpatent ist eine Vorrichtung zum Vermessen von Gewässern, insbesondere von Wasserstraßen, beschrieben, bei der' ein Gerät zur Messung der Wassertiefe und ein Gerät zur Ortung, insbesondere zur Messung des horizontalen Abstandes von einem Bezugspunkte längs einer durch zwei Punkte festgelegten Geraden, so miteinander verbunden sind, daß Tiefe und Ort gleichzeitig in einem rechtwinkligen Koordinatensystem aufgezeichnet werden. Beide Geräte befinden sich auf einem Vermessungsschiff. Das Tiefenmeßgerät bewirkt die Aufzeichnung der Tiefe durch, ein periodisch längs einer geradlinigen Führung bewegtes Schreibglied. In Richtung senkrecht zu dieser Geraden erfolgt eine dem Horizontalabstand proportionale Relativverschiebung zwischen der Führung des Schreibgliedes und dem Aufzeichnungspapier. Vorzugsweise wird diese bei feststehender Schreibgliedführung durch einen dem horizontalen. Abstand, d. h. der zurückgelegten Fahrtstrecke, proportionalen Papiervorschub bewirkt.

Zu diesem Zwecke ist das Ortungsgerät so aus-, gebildet, daß die ankommenden Signale mit Hilfe einer selbstabgleichend«! Brückenschaltung unmittelbar den Papiervorschub beeinflussen. Der technische Aufwand für eine derartige Schaltung ist jedoch recht erheblich. Außerdem sind derartige Sonderkonstruktionen auch aus Gründen der Lagerhaltung, Ersatzbeschaffung usw. unerwünscht.

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Zweck der Erfindung ist es, die Steuerung des

Papiervorschubs in, Abhängigkeit von dem gemes-

.. senen .Horizontalabstand mit einfacheren Mitteln und ohne wesentliche' bauliche Änderungen des Abstandsmeßgerätes zu bewirken. Hierzu wird die Meßeinrichtung ernndüngsgemäß mit einem von Hand regelbaren Antrieb für den Vorschub des Schreibstreifens und einen proportional mit dem Papiervorschub bewegten Folgezeiger ausgestattet,

ίο der gleichlaufend mit dem Anzeigeglied des Gerätes zur Messung des horizontalen Abstandes angeordnet und so eingerichtet ist, daß die Übereinstimmung der Stellung des Folgezeigers und des Anzeigegliedes ' bzw. die Abweichung von dieser Sollstellung erkennbar ist.

Eine besonders einfache Ausführung ergibt sich, wenn man beispielsweise bei Verwendung eines mit periodisch, ausgesandten Schallimpulsen arbeitenden Gerätes zur Hoozontalabstandsmessung den Folgezeiger zugleich als Stellglied ausbildet, welches von dem Beobachter der wandernden Abstandsanzeige nachgeführt wird, die in Zeitab-. ständen vom etwa 1 Sekunde durch Aufleuchten einer umlaufenden Glimmlampe erfolgt, und¹ wenn man dieses Stellglied über eine biegsame Welle und ein geeignetes Getriebe mit dem Vorschubantrieb des Schreibstreifens verbindet, so daß dieser zwangläufig der Bewegung des Stellgliedes folgt. Bei Abstandsmeßgeräten anderer Art, z. B. optisch arbeitenden, die ein vom Beobachter zu betätigendes, auf Anzeigemittel wirkendes Einstellglied aufweisen, kann dieses Einstellglied auch unmittelbar als Stellglied für den Antrieb des Papiervorschubs benutzt werden. Die Bewegungsübertragung zum Vorschubantrieb des Schreibstreifens erfolgt dann zweckmäßig durch elektrische Übertragungsmittel, erforderlichenfalls unter Zwischenschaltung eines Rechengerätes zur Linearisierung der Abstandswerte.

Nach dem Gesagten wird der Papiervorschub von dem Beobachter in der Weise bewirkt, daß dieser den Folgezeiger oder ein diesem gleichzusetzendes Einstellglied entsprechend der jeweiligen Abstandsanzeige verstellt. Es kann vorgesehen sein, diese Verstellung unmittelbar vorzunehmen, indem der Folgezeiger mit: einem Drehknopf entsprechend dem Wandern der Anzeige nachgestellt wird. Bei gleichmäßiger Fahrt ist von dem Beobachter anzustreben, durch gleichmäßiges Verstellen des Folgezeigers diesen dauernd in Übereinstimmung mit der Anzeige zu erhalten, was viel Übung erfordert. Diese Aufgabe wird erleichtert, wenn die Verstellung des Folgezeigers selbsttätig durch Antrieb mittels eines Motors erfolgt und der Be-„obachter nur die Antriebsgeschwindigkeit entsprechend der Anzeige regelt. Bei gleichmäßiger Fahrt ergibt dieses Verfahren, zur mittelbaren Nachführung des Fblgezeigers eine befriedigende Übereinstimmung zwischen der zurückgelegten Fahrtstrecke und dem Papiervorschub zu jedem Zeitpunkte. Bei veränderlicher Fahrgeschwindigkeit ist jedoch mit einem ungeübten Beobachter das

- Ergebnis schlechter als bei unmittelbarer Verstellung des Folgezeigers nach dem zuerst genannten Verfahren. Beiden Fällen, veränderlicher und gleichmäßiger Fahrtgeschwindigkeit, gerecht wird eine Verstellung des Folgezeigers, die eine unmittelbare Verstellung durch einen Drehknopf mit einer gleichzeitigen, dieser proportionalen Änderung der motorisch bewirkten Verstellgeschwindigkeit verbindet. Die angeführten Arten, von Nachlaufantrieben sind unter den Bezeichnungen Weg-, Geschwindigkeits- und Weg-Geschwindigkeits-Steuerung bekannt.

Ist für eine Steuerung· der"letzten Art As die unmittelbare Verstellung, Av die zugeordnete Geschwindigkeitsänderung der selbsttätigen Verstellung und· T der Zeitabstand zwischen den Korrekturen durch den Beobachter, so ist zu wählen

< -J=, damit ein einmal entstandener Fehler bei

den nachfolgenden Korrekturen zum Abklingen kommt. Bei mit periodisch ausgesandten Schallimpulsen arbeitenden Abstandsmeßgeräten ist für T ein Wert gleich oder größer als die Pulsperiode einzusetzen. Mit Rücksicht auf die Reaktionsfähigkeit des Beobachters wird man aber T kaum kleiner als '0,5 Sekunden wählen.

In der Zeichnung ist als'Ausführungsbeispiel ein mit Schallimpulsen arbeitendes Gerät zur Messung _go des horizontalen Abstandes mit einem Folgezeiger dargestellt, dessen Verstellung nach dem zweiten der obengenannten Verfahren erfolgt. Das Schreibgerät, das die Kurve der Tiefe in Abhängigkeit von der Fahrtstrecke auf einem Papierstreifen aufzeichnet, ist nicht mit dargestellt, da es der üblichen Ausführung solcher Geräte entspricht mit dem einzigen Unterschied, daß der Papiervorschub nicht proportional der Zeit, sondern entsprechend der abgefahrenen Strecke erfolgt.

Eine gleichmäßig umlaufende Scheibe 1, die auf einer Hohlwelle 2 befestigt ist, trägt ein Neonrohr 3, dessen Aufleuchten durch einen Schlitz 4 beobachtet und an einer feststehenden Skala 5 abgelesen werden kann. Die Hohlwelle 2 mit der Scheibe 1 wird über das Schneckengetriebe 9 von einem Motor 6 angetrieben, der einen verstellbaren Regler 7 aufweist und dessen Drehzahl von einem Zungenfrequenzmesser 8 angezeigt wird. Eine Umdrehung der Scheibe 1 entspricht der Laufzeit n₀ des Luftschalls über 100 m. Der Abhängigkeit der Schallgeschwindigkeit von der Temperatur wird durch entsprechende Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors 6 Rechnung getragen. Die Skala des Frequenzmessers 8 ist zu diesem Zweck nach Schallgeschwindigkeit beziffert. .

Durch die Hohlwelle 2 mit der Scheibe 1 unverdrehbar verbunden ist ein Schaltnocken 10, der bei jeder Scheibenumdrehung im Augenblick des Durchgangs des Schlitzes 4 durch den Nullpunkt der Skala 5, d. h. in Abständen von 0,3 Sekunden, einen Sendekontakt 11 schließt.

Über der Scheibe 1 läuft ein Folgezeiger 12, der auf einer Achse 14 gelagert ist. Diese wird von einem gleichmäßig laufenden Motor 17 über ein Reibradgetriebe 18 und ein Schneckengetriebe 16

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angetrieben. Die Geschwindigkeit des Antriebs kann durch Verschieben der Reibrolle mittels des Handgriffes 19 von positiven zu negativen Werten über den Wert Null geregelt werden. In festem Drehzahlverhältnis zu dem Zeiger 12 wird gleichzeitig über ein Gleichrichtergetriebe 20 eine biegsame Welle 21 angetrieben, die den Papiervorschub des Tiefenschreibgerätes bewirkt. Zeiger 12 und Welle 21 laufen je nach der Einstellung des Reibradgetriebes gemeinsam schnell oder langsam um, wobei der Drehsinn der Welle 21 stets' der gleiche bleibt unabhängig davon, ob der Horizontalabstand zu- oder abnimmt. Es versteht sich von selbst, daß die Meßfahrten so einzurichten sind, daß nur eine monotone Abstandzu- oder abnähme auftritt. Durch den Drehknopf 13 und eine Rutschkupplung 15 kann der Zeiger 12 auf jede gewünschte Anfangsstellung gebracht werden.
Die Schallimpulse, durch deren Laufzeit der horizontale Abstand gemessen wird, werden von einer Preßluftpfeife 22 mit Paraboltrichter erzeugt, die durch ein elektromagnetisches Ventil betätigt wird. Ferner ist ein Empfänger 23 für elektrische Kurzwellen vorhanden, dessen tonfrequenter Ausgang über einen auf den Pfeif ton abgestimmten Resonanzverstärker 24 mit dem Neonrohr 3 verbunden ist. In dem eingemessenen Bezugspunkt an Land, der in der Verlängerung der von dem Meßfahrzeug abgefahrenen Strecke Hegt, befindet sich ein kleiner Funksender 25 mit einem Mikrophon für den Tonempfang. Bei Eintreffen eines Pfeifsignals gibt dieser Sender das Signal auf elektrischem Wege an den Empfänger 23 zurück, wodurch nach einer Zeit, die der vom Schall zurückzulegenden Entfernung zwischen Pfeife und Mikrophon entspricht, das Neonrohr aufleuchtet. Da die Schallaussendung stets bei Nulldurchgang des Schlitzes 4 erfolgt, ist die Wanderung der Anzeige am Umfang der Skala ein Maß für die Abstandsänderung. Aufgabe des Beobachters ist es, während der Fahrt durch Verstellen des Handgriffes 19 Folgezeiger und Anzeige ständig in Deckung zu erhalten.

Statt den Zeiger 12 der Anzeige durch das aufleuchtende Neonrohr 3 nachzuführen, kann man auch den Zeiger feststehen lassen und statt dessen die Sendekontakte 11 und die Anzeigescheibe 1 mit dem Schaltnocken 10 mit einstellbarer Geschwindigkeit entgegen der Wanderung der Anzeige verstellen. Der Zeitpunkt der Schallaussendung bleibt dabei unverändert. Antrieb und Verstellung der Scheibe erfolgen in diesem Falle durch Differentialgetriebe. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß das Auge nicht der auf einem Kreise wandernden Anzeige zu folgen braucht und die dabei auftretende Rechts-Links-Vertauschung vermieden wird.

Unabhängig hiervon ist es zweckmäßig, dem Zeiger 12 die Form einer Blende zu geben, die je nach der Lage der Anzeige gegenüber der Mittellinie des Zeigers die Anzeige in charakteristisch wechselnder Gestalt erscheinen läßt, die dem Beobachter Sinn und Größe der Abweichung durch ein sinnfälliges Bild vermittelt, wodurch ein schnelles Reagieren begünstigt wird.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum Vermessen von Gewässern, bestehend aus einem Gerät zur Messung der Wassertiefe und einem Gerät zur Messung des horizontalen Abstandes von einem Bezugspunkte, die so miteinander verbunden sind, daß die Wassertiefe als Funktion des Abstandes in rechtwinkligen Koordinaten auf einem Schreibstreifen aufgezeichnet wird, der proportional zu dem Abstand verschoben wird, nach Patent 889 521, gekennzeichnet durch einen von Hand regelbaren Antrieb für den Vorschub des Schreibstreifens und einen proportional mit dem Papiervorschub bewegten Folgezeiger, der gleichlaufend mit dem Anzeigeglied des Gerätes zur Messung des horizontalen Abstandes angeordnet und so eingerichtet ist, daß die Übereinstimmung der Stellung des Folgezeigers und des Anzeigegliedes bzw. die Abweichung von dieser Sollstellung erkennbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für den Vorschub des Schreibstreifens unmittelbar von Hand erfolgt (Wegsteuerung).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch' gekennzeichnet, daß der Antrieb für den Vorschub'des Schreibstreifens motorisch mit regelbarer Geschwindigkeit erfolgt (Geschwindigkeitssteuerung).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Regelbewegung zur Geschwindigkeitsänderung des Antriebs für den Papiervorschub gleichzeitig ein unmittelbarer Vorschub des* Schreibstreifens bewirkt wi'rd (Weg-Geschwindigkeits-Steuerung).

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, hei der die Messung des horizontalen Abstandes durch ein mit periodisch ausgesandten Schallimpulsen arbeitendes Gerät mit einem auf einer Kreisbahn wandernden Leuchtzeiger erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Folgezeiger ' als um den gleichen Mittelpunkt drehbarer mechanischer Zeiger ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Zeiger feststeht und das Anzeigegerät derart verstellbar ist, daß der Leuchtzeiger durch den Beobachter entsprechend der Abstandsänderung mit dem feststehenden Zeiger in Übereinstimmung gehalten werden kann.

Angezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 344587, 508146; VDI-Sonderheft »Flugabwehr«, 1940, S. 32 bis 34.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen