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Verfahren und Vorrichtung zur mechanischen Auflösung rechtwinkliger Dreiecke.
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rechtwinkliger Dreiecke aus zwei bekannten Bestimmungsstüeken. In einem rechtwinkligen Koordinatensystem, dessen Abszissenachse eine Sinuskurve in den Wendepunkten schneidet, besteht bekanntlich
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körpert werden, die durch das Einstellen der Bestimmungsstücke selbsttätig derart gegen jene die Hypotenuse darstellende Ordinate eingestellt werden, dass sie gegen diese um die beiden Hypotenusenwinkel des Dreiecks versetzt sind.
Beschränkt man sich nicht auf eine ebene Darstellung, sondern geht zu räumlicher Darstellung über und wickelt die Sinuskurve auf einen geraden Kreiszylinder derartig auf, dass die Ordinaten a, b und c parallel zur Achse liegen, dann fällt die Sinuslinie mit der SchnittelHpse einer Ebene mit dem Zylindermantel zusammen, und die Dreiecksseiten entsprechen den auf den Mantelgeraden des Zylinders gelegenen Abständen der Sehnittellipse von einem Sehnittkreis des Zylinders, der durch eine achsensenkrechte Ebene durch den Ellipsenmittelpunkt auf dem Zylindermantel herausgeschnitten wird, während die Hypotenusenwinkel den Mantelgeraden zugehörende Zentriwinkel des Schn : ttkreises sind.
Die neue Vorrichtung lässt sich mit Entfernungs-und Geschwindigkeitsmessern anwenden. Es geben nämlich beispielsweise die bekannten Standlinien Entfernungsmesser, die mit Vorrichtungen zum Bestimmen der Höhe und der Kartenentfernung des Zieles ausgestattet sind und auf der Bestimmung des parallaktischen Winkels am Ziel beruhen, in der Regel die zu ermittelnden Werte auf Teilungen
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Zieles ununterbrochen verfolgen und zwangläufig oder durch Folgezeiger vom Entfernungsmesser, beispielsweise auf ein anderes Gerät übertragen, oder handelt es sich darum, die Änderungen der Höhe und der Kartenentfernung in der Zeiteinheit, also die Steig-und Fallgeschwindigkeit und die Horizontalgeschwindigkeit des Zieles über Grund, zu bestimmen, dann ist es erforderlich, dass die Vorrichtung die
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Der naheliegende Versuch,
die Lösung der vorliegenden Aufgabe in einfacher Weise mit einer am Entfernungsmesser anzubringenden Vorrichtung zu verwirklichen, die das sogenannte Zieldreieck verkörpert und gestattet, aus der der Zielentfernung entsprechenden Hypotenuse und dem als Höhenwinkel des Zieles in Erscheinung tretenden Kippwinkel des Entfernungsmessers eines rechtwinkligen Dreieckes die beiden Katheten, die den gesuchten Grössen, entsprechen, mechanisch zu bilden, führt zu keinem befriedigenden Ergebnis, weil die Vorrichtung verhältnismässig gross und schwer gebaut werden müsste, um die gesuchten Grössen in einem brauchbaren Massstabe für einen Messbereich zu erhalten, der dem grossen Messbereiche der üblichen Entfernungsmesser gleichkommt.
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Diesen Nachteil kann man bei Anwendung der Erfindung in Verbindung mit einem Entfernungmesser der genannten Art vermeiden, der wie üblich aus einem der Seite nach drehbaren Teile besteht, von welchem ein entsprechend dem Höhenwinkel des Zieles beweglicher Teil getragen wird, indem man den Entfernungsmesser mit zwei mit gegenüber je einer Teilung beweglichen Zeigern ausgerüsteten Anzeigevorrichtungen ausstattet, die an dem der Seite nach drehbaren, an der Höheneinstellung nicht teilnehmenden Teile des Entfernungsmessers angebracht sind, wobei die beweglichen Zeiger bzw. Teilungen so mit dem beweglichen, die Einstellung des parallaktischen Messwinkels am Ziel bewirkenden Teile des Entfernungsmessers gekuppelt sind, dass ihre Ausschläge den Werten der Höhe und der Kartenentfernung des Zieles entsprechen.
Der mit den Veränderungen des parallaktischen Winkels am Ziel bewegliche Teil des Entfernungmessers besteht bekanntlich in der Regel aus einem in Richtung der optischen Achse beweglichen Schiebekeil oder einem gegenläufig drehbaren Drehkeilpaar, welches bei unveränderlicher Gesamtlage im Entfernungsmesser wechselnder Ablenkungswinkel für das eine der beiden abbildenden Lichtstrahlenbündel darbietet. Diese beweglichenMesskeilvorrichtungen werden von ausserhalb des Entfernungsmessergehäuses aus angetrieben, wobei der Antrieb mit einer Entfernungsanzeigevorrichtung verbunden ist.
Die Bewegung dieser letzteren muss unter der hier gemachten Voraussetzung gleicher Teilintervalle einem andern Gesetze gehorchen als die Bewegung der Messkeilvorriohtung. Das Gesetz muss durch die Kupplung des beweglichen Teiles der Anzeigevorrichtung, also der Zeiger bzw. der Teilungen, mit der Messkeilvorrichtung verwirklicht werden. Diese Kupplung kann dabei in verschiedener Weise ausgeführt sein. Es kann nämlich entweder die Messkeilvorrichtung oder die Zeiger bzw. die Teilungen mit der Antriebsvorrichtung in unmittelbarem Zusammenhange stehen und eine das gegenseitige Bewegungsverhältnis regelnde Kupplung die Bewegung der Antriebsvorrichtung nunmehr entweder von dem unmittelbar angetriebenen Teil oder ihrerseits unmittelbar von der Antriebsvorrichtung erhalten, wodurch sich vier verschiedene Ausführungsformen ergeben.
Bei vorstehenden Überlegungen ist immer angenommen worden, dass entweder die Teilungen oder die Zeiger feststehen ; es ergeben sich jedoch auch dann, wenn sowohl die Zeiger wie die Teilungen beweglich sind, Ausführungsmöglichkeiten mit den gleichen Relativbewegungen.
Beim Ausbau des neuen Entfernungsmessers hat man darauf zu achten, dass die Vorrichtung zum Bestimmen der Höhe und der Kartenentfernung, die gewissermassen als zusätzliche Ergänzung eines in üblicher Weise aufgebauten Entfernungsmessers aufzufassen ist, dieses Gerät nicht unhandlich machen darf. Es werden deshalb Ausführungsformen zu bevorzugen sein, die sich ohne grossen Raumbedarf in den Entfernungsmesser einbauen lassen und bei denen die Ablesestellen der Messungen möglichst bequem für die Zielbeobachter angeordnet sind. Es empfiehlt sich dabei eine zweckentsprechende Ausgestaltung des Entfernungsmessers in dssr Weise, dass die Messkeilvolrichtung mit einem Organ gekuppelt ist, welches um eine in der Zielrichtung oder senkrecht dazu liegenden Achse verschwenkbar gelagert ist.
Dieses verschwenkbare Organ lässt sich in Ringform konzentrisch'zur horizontalen Entfernungsmesserachse ausführen, wodurch sich verhältnismässig geringe Ausbuchtungen des Entfernungsmessergehäuses ergeben und wobei den Abbildungsstrahlen ein ungehinderter Durchtritt gewährt wird. Am einfachsten ist die Ausführung, bei welcher dieser verschwenkbare Ring einteilig ausgebildet und mit zwei längs seines Umfanges verschiebbaren Markenträgern versehen ist, die in zwei um 900 voneinander abliegenden Radialnuten eines den verschwenkbaren Ring kugelschalenförmig umschliessenden Teiles des nicht kippbaren Gehäuses geführt sind, wobei die eine dieser Radialnuten die Zielhöhenskala, die zweite die Kartenentfernungsskala trägt.
Zweckmässiger jedoch ist es, diesen schwenkbaren Ring selbst zur Lagerung zweier relativ zueinander in der Schwenkachsenebene verdrehbarer, die Höhe-und Kartenentfernung des Zieles anzeigender Elemente zu benutzen, wobei diese letzteren in zwei zueinander senkrechten Ebenen geführt sind.
Bei Entfernungsmessern, bei welchen die Messkeilvorrichtung in bekannter Weise aus einem Drehkeilpaare besteht, lässt sich der Erfindungsgedanke dadurch verwirklichen, dass als Kupplung des schwenkbaren Elementes mit diesem Drehkeilpaare ein Getriebe mit nach einem bestimmten Gesetze veränderlichen Übersetzungsverhältnisse, also beispielsweise ein Kurvemäderpaar oder ein Kurvennutengetriebe, angewendet wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt in axonometrischer Ansicht einen Kreiszylinder, der durch eine schiefe Ebene geschnitten wird, zur Erläuterung der Grundlage des Erfindungsgegenstandes. Fig. 2 zeigt die Abwicklung der Schnittlinie in die Ebene.
Die Fig. 3 und 4 geben das Ausführungsbeispiel, einen Standlinienentfernungsmesser, im Aufriss und Grundriss wieder. Fig. 5 und 6 zeigen einen Teil des Gerätes in vergrössertem Massstabe im Aufriss und im Grundriss in Mittelschnitten. Fig. 7,8 und 9 eine Ausführungsform mit Antrieb ohne Selbsthemmung und kreisförmigen Skalen im Aufriss, Grundriss und Seitenriss. Fig. 10 eine einfache Ausführungsform mit kreisförmigen Skalen.
Legt man durch einen Kreiszylinder vom Radius y==. ! (Fig. 1) eine Ebene senkrecht zur Zylinderachse und eine zweite, unter einem Winkel 3 dazu geneigte Ebene, die die erstgenannte Ebene in einem Zylinderdurchmesser schneidet, dann wird von diesen Ebenen auf der Zylindermantelfläche ein Kreis und
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in einer zur Strecke e parallelen Mantellinie gelegener Abstand k beider Schnittkurven hat die Grösse e cos oc, und der Abstand beider Schnittkurven auf einer um den vierten Teil des Zylinderumfanges gegen die Strecke k versetzten Mantelgeraden, der mit A bezeichnet ist, hat den Wert e. cos ('It-a), resin 2.
Die Abwicklung der halben Schnittellipse in die Ebene ergibt die in Fig. 2 dargestellte Sinuskurve.
Die Strecken e, k und h treten als Ordinaten dieser Kurve in Erscheinung.
Versteht man nunmehr unter e die Messentfernung eines Zieles von einem Entfernungsmesser und unter a den Geländewinkel dieses Zieles, dann bedeutet k die Kartenentfernung und t die Höl. e des Zieles, da bekanntlich für diese Grössen die Gleichungen gelten :
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winkel a dieser Ebene die Beziehung besteht :
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Durch Veränderung des Neigungswinkels S kann demnach der Veränderlichkeit der Messentfernung e Rechnung getragen werden.
In ähnlicher Weise lassen sich aus der Seitenauswanderung u in der Zeiteinheit und der Kartenentfernungsänderung v in der Zeiteinheit die Geschwindigkeit über Grund 10 eines bewegten Zieles und der
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Der als Ausführungsbeispiel der Erfindung gewählte Entfernungsmesser (Fig. 3 bis 6) hat ein rohrförmiges, mit einer Muffe 1 nebst einem Okularstutzen 'versehenes Gehäuse 2, in welchem in bekannter Weise die optischen Teile: zwei Strahleneintrittsprismen 3 und 3', zwei Objektive 4 und 4', ein Strahlenvereinigungsprisma 5 und ein Okular 6, eingebaut sind. Zur Kompensation der Veränderungen des parallaktischen Winkels am Ziel dient ein zwischen das Prisma 3 und das Objektiv 4 eingeschaltetes Drehkeilpaar 7, 7' in Fassung 8, 8', die in einem Kompensatorgehäuse 9 drehbar sind.
Die Fassungen , 'sind 'mit Kegelradverzahnungen versehen und mit einem Kegelrade 10 gepaart. Dieses Kegelrad 10 ist auf einer das Gehäuse 2 durchdringenden Welle 11 festgekeilt. Die Welle 11 ist einerseits im Kompensatorgehäuse 9, anderseits in einer das Gehäuse 2 umgebenden, mit einer Getriebekammer 12'ausgestatteten Muffe 12 gelagert. Auf dieser Muffe 12 und einer zweiten, am Ende des Entfernungsmessergehäuses 2 aufgeschobenen Muffe 13, die einen mit einer Glasplatte verschlossenen Strahleneintiittsstutzen-M' trägt, ist ein Zeigergehäuse 14 in Kugellagern 15 und 16 um die Entfernungsmesserachse drehbar. Der das Prisma 3'und das O'j- ktiv 4'entbaltende Teil des Entfernungsmessergehäuses 2 ist in entsprechender Weise mit Muffen 17 und 18 nebst Strahleneintrittsstutzen 18'sowie einem auf diesen Muffen drehbaren Gehäuse 19 ausgestattet.
Die Gehäuse 14 und 19 sind mit Ansätzen 14'bzw. 19'versehen, mit welchen der Entfernungsmesser auf einem Träger 20 gelagert ist, der seinerseits mittels einer Lagerplatte 21 um die lotrechte Achse einer Säule 22 drehbar ist.
Innerhalb des Gehäuses 14 ist ein Bügel 23 an zwei das Gehäuse 2 durchdringenden Zapfen 24 und 24'in Lagerböcken 25 und 25'schwenkbar. Die Zapfen 24 und 24'sind in einem mit einem Deckringe 26'versehenen Ringe 26 mit winkelförmigem Querschnitte verschraubt, auf welchem auf Kugeln 27 zwei Ringe 28, 29 um die Ringachse drehbar sind. Die Ringe 28, 29 tragen je einen Fortsatz 30 bzw. 31 ; die Fortsätze laufen in radialachsige dtinne Zylinderbolzen 30'bzw. 31'aus, auf denen mit Zeigerstrichen 32 versehene Hülsen 33 bzw. 34 drehbar sind. Die Hülsen 33 und 34 haben vierkantige Ansätze 33'und 34',
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Längsschlitz, der duich einen Glasstreifen 39 mit linearer Längenteilung verschlossen ist.
In entsprechender Weise ist ein in der oberen Wandung der Ausbuchtung 37 angebrachter Längsschlitz durch einen Glasstreifen 40 mit linearer Längenteilung verschlossen.
Der Bügel 23 trägt ein Schn8ckenradsegment 41, welches mit einer Schnecke 42 gepaart ist, die auf einer Welle 43 angebracht und in einem Lager 44 drehbar ist. Die Welle 43 ist ausserdem in einem
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Teile 45 und einem durch eine Glasplatte 46 verschlossenen Teile 45'besteht. Im offenen Teile 45 trägt die Welle 43 eine Riffelwalze 47, während im andern Teile 45'ein Zylinderkörper 48 mit einer schraubenartig darauf aufgetragenen Entfernungsteilung 48'angebracht ist. Ein im Gehäuseteil 45'geführter
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segment 54 eingreift.
Das Wälzrad 52 ist mit einem auf der Welle 11 aufgekeilten unrunden Wälzrade 55 gepaart, das durch eine einerseits im Gehäuse 12', anderseits auf der Welle 11 eingehängte Spiralfeder 56 im Sinne des Pfeiles P gegen das Wälzrad 52 gedrückt wird. Die Grenzen der Schwenkbewegung des um die Zapfen 24 und 24'schwenkbaren Bügels 23 sind durch zwei im Gehäuse 2 vorgesehene Einbuchtungen 2' zweckentsprechend erweitert.
Beim Arbeiten mit dem neuen Entfernungsmesser verfolgt man das Ziel durch seitliche Drehung des Trägers 20 auf der Säule 22 und durch Kippen des Entfernungsmessergehäuses 2 um seine Längsachse um den Geländewinkel (1.. Bei dieser letzteren Bewegung dreht sich das Gehäuse 2 in den Gehäusen 14 und M, wobei die Ringe 28 und 29 an der Drehung des Ringes 26 nicht teilnehmen. Die Zeigerstriche 32 der Hülsen 33 und 34 zeigen dabei auf den Teilungen der Glasstreifen 39 bzw. 40 in der in den Fig. 5 und 6 gezeichneten Stellung des Ringes 26 den oberen Grenzwert für die Kartenentfernung des Zieles und Null"
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Die Koinzidenzeinstellung der von den beiden Objektiven 4 und 4/des Entfernungsmessers entworfenen, im Okular 6 sichtbaren Bilder des Zieles erfolgt durch Drehen der Riffelwalze 47 mit der Welle 43 von Hand. Diese Drehung bewirkt eine Drehung der Schnecke 42 und damit eine Schwenkung des Ringes 26 um die Zapfen 24, 24', wodurch infolge der Übertragung dieser Schwenkung durch das Zahnradgetriebe 54,53 und die Wälzräder 52,55 auf die Kegelräder 10, 8 und 8'die Drehkeile 7, 7/gedreht werden, während gleichzeitig der Schleppzeiger 49 auf der Entfernungsteilung 48/die jeweils eingestellte Zielentfernung anzeigt.
Bei den genannten Schwenkungen des Ringes 26 gleiten die vierkantigen Ansätze 33'und 34'auf den Führungsleisten 35 bzw. 36, und die Zeigerstriche 32 verändern ihre Lage gegen-
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Die Teilungen der Glasstreifen 39 und 40 für die Kartenentfernung und die Höhe des Zieles sind linear. Unter Zugrundelegung dieser Bedingung und Annahme des Teilungsmassstabes können die Übersetzungsverhältnisse der Getriebe sowie die Form der Kurvenräder 52,55 in bekannter Weise rechnerisch oder experimentell bestimmt werden, wobei der Zusammenhang zwischen der Stellung des Ringes 26
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liche Grösse, die sogenannte Apparatkonstante, bedeuten.
In den weitaus meisten Fällen wird die Bewegung des Zieles eine horizontale sein. Wenn demnach einmal dessen Höhe und Kartenentfernung bestimmt worden ist, so wird sich nur letztere bei der weiteren optischen Zielverfolgung ändern. In diesem Falle ist es zweckmässig, den Antrieb des Getriebes nicht durch
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verlängert aus dem mit einem von abis b reichenden Schlitz versehenen Gehäuse 38 herausragt, ebenso wie der Zapfen 30'verlängert als Handgriff (in der Zeichnung nicht ersichtlich) aus einem Schlitz des Gehäuses 37 herausragt.
Dabei muss die Einrichtung so getroffen sein, dass dieser die Zielhöhemarke tragende Zapfen im Schlitz festklemmbar ist, damit bei eingestellter Höhe die Koinzidenz der Zielteilbilder bzw. der Messmarke einzig und allein durch Einstellung des Zielhöhenwinkels, also durch Kippen der Visierlinie bei der optischen Verfolgung des bewegten Zieles, erhalten bleibt. Ausserdem muss natur-
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zwei zueinander senkrechten Ebenen verwendet werden, die sich annähernd in einem Punkte berühren, woselbst eine gemeinsame am Gehäuse befestigte Ablesemarke vorgesehen sein kann.
In diesem Falle erhält zweckmässig der Ring 28 zwei horizontale Schildzapfen 30a', 30a" (Fig. 8,9), auf denen eine halbkreisförmige Gabel 5 ? angelenkt ; ist, die im nichtkippbaren Gehäuseteil 14 mittels eines vertikalen Zapfens 57/horizontal verschwenkbar gelagert ist. Auf letzterem ist ein mit einem Griffrand 58 ver-
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Auf dem Zapfen 59'ist der mit einem Griffrand 60 versehene Skalenträger 60'befestigt, der eine kreisförmige Kartenentfernungsskala 60"trägt. Über der Berührungsstelle der letzteren mit der Zielhöhen-
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lupe 61 in einem am Gehänse 14 befestigten Bügel 61'.
Bei dieser Anordnung'kann die Einmessung des Zieles nach Belieben durch Betätigung der Riffel-
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entfernung vorgenommen werden.
Bei der in Fig. 10 im Aufriss dargestellten einfachsten Ausführungsform sind am verschwenkbaren, hier einteiligen Ring 26 zwei mit je einem Radialzapfen 30b, 31b versehene Gleitsektoren 28b, 29b am Umfange geführt, während an jedem der beiden Zapfen ein prismatischer Markenträger 33b, 34b verdrehbar gelagert ist und in je einer im kugelschalenförmig ausgebildeten Gebäuse ausgesparten Führungs-
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Ka tenentfernungsskala 39b aufgetragen, während längs der in der horizontalen Mittelebene liegenden Nut 35b die Zielhöhenskala 40b vorgesehen ist. Die Kupplung des verschwenkbaren Ringen. 36 mit dem Messkeiltrieb ist die gleiche wie bei Fig. 5 und 6.
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1. Verfahren zur mechanischen Auflösung rechtwinkiger Dreiecke aus zwei bekannten Bestimmungs-
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der Bestimmungsstucke selbsttätig derart gegen jene die Hypotenuse darstellende Ordinate eingestellt werden, dass sie gegen diese um die beiden Hypotenusenwinkel des Dreieck" versetzt sind.