DE1009681B - Verfahren und Einrichtung zur Ableitung einer Impulsanzeige bei der automatischen Funkpeilung - Google Patents

Description

Automatische Funkpeilung wird in der Regel dadurch bewerkstelligt, daß ein gerichtetes Empfangsantennensystem eine Drehung mit konstanter Geschwindigkeit ausführt, wobei das Antennensystem an einen Empfänger so angeschlossen ist, daß bei denjenigen Zeiten, bei denen Strahlungsenergie von dem Sender durch das Antennensystem empfangen wird, ein Impuls zu einem Indikator weiterbefördert wird, z. B. einer Kathodenstrahlröhre, wo eine Indikation der Richtung der einkommenden Welle erhalten wird.

Es ist aber schwierig, ein Antennensystem mit sehr hoher Peilschärfe zu bauen. Falls es gelingt, ein Antennensystem mit so hoher Peilschärfe auszustatten, daß man mit großer Genauigkeit die Richtung der einfallenden Welle ablesen kann, dann wird die gesamte, während des Signalempfangs vorhandene Leistung sehr klein, und Störungen können in zu hohem Maße das Peilergebnis beeinflussen, so daß trotz allem eine wesentliche Erhöhung der Peilschärfe nicht erhalten wird. Mit Rücksicht auf den Wunsch, eine hohe Energiemasse in dem Impuls zu erhalten, muß deshalb der Impuls eine bestimmte Breite haben, und diese Breite erlaubt ihrerseits nur eine verminderte Ablesegenauigkeit.

Zur Verbesserung der Anzeigeablesung bei den geschilderten Peilern mit größerer Impulsbreite sind verschiedene Methoden bekannt. So können auf mechanischem oder elektrischem Wege strichartige Zeichen zur Anzeige abgeleitet werden. Auch ist in Anwendung auf Drehfunkfeuerpeilung, deren Meßprinzip dem der Umlaufpeilung weitgehend entspricht, eine Auswertung der halben Impulsdauer zur anzeigemäßigen Festlegung der Impulsmitte gebräuchlich. Hierbei wird ein einzustellendes Organ bis zum Beginn des Empfangsimpulses mit einer der Rotationsgeschwindigkeit der Richtcharakteristik gleichen oder proportionalen Winkelgeschwindigkeit, während des Durchlaufens des Impulses aber mit halber Geschwindigkeit mitgenommen und am Ende des Impulses durch eine Hemmvorrichtung festgehalten.

Dieses Prinzip kann jedoch nicht ohne weiteres für Umlaufpeilung benutzt werden; denn die Umlaufpeilung muß immer auf eine bestimmte Ausgangslage bezogen werden, damit endgültig festgestellt werden kann, in welcher Richtung der zu peilende Funksender angeordnet ist. Die zu lösende Aufgabe besteht demnach darin, einen Winkelabstand zu finden, der von einer bestimmten Ausgangslage in derselben Richtung wie die Drehrichtung des Umlaufpeilers rechnet und wo man mit der vollen Geschwindigkeit der Umlaufpeilung arbeitet, bis eine bestimmte Feldstärke empfangen wird entsprechend einem gegebenen Amplitudenwert auf der Vorderflanke des Signals,

Verfahren und Einrichtung
zur Ableitung einer Impuls anzeige
bei der automatischen Funkpeilung

Anmelder:

Svenska Aktiebolaget Gasaccumulator, Stockholm

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Mouths, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Börsenstr. 17

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 1. September 1951

Dipl.-Ing. Carl-Erik Granqvist, Lidingö (Schweden),
ist als Erfinder genannt worden

und danach nur die halbe Umlaufgeschwindigkeit berechnet wird, bis man zu dem gleichen Amplitudenwert auf der Rückenflanke des Antennensignals gekommen ist.

Zur Erklärung der Erfindung sei der Begriff »Mittelimpulszeit« eingeführt. Die Mittelimpulszeit wird dabei von dem Zeitpunkt gerechnet, in welchem die maximale Impulsintensität auftritt, und besitzt einen festen Wert, der die Hälfte der maximal möglichen Impulsdauer überschreitet. Es wird dabei angenommen, daß der Impuls — was gewöhnlich der Fall ist — spiegelsymmetrische Flanken hat und daß somit der Mittelpunkt des Impulses sowohl dessen höchster Intensität als auch der gesuchten Peilrichtung entspricht.

Die Erfindung bezweckt ein Verfahren zur Riehtungsbestimmung mit Bezug auf ungerichtet strahlende Funkfeuer, bei dem empfangsseitig ein gerichtetes Antennensystem und ein mit diesem synchron und in bestimmter Phasenlage abgelenktes Indikatormittel, z. B. eine Kathodenstrahlröhre, mit impulsförmiger Anzeige verwendet wird.

Erfindungsgemäß wird in einem elektrischen Meßwerk die Zeit zwischen zwei gleichen Amplitudenwerten auf der Vorder- und Rückenflanke des Antennensignals in an sich bekannter Weise selbsttätig halbiert und dann zu einer im Verhältnis zur Umdrehungszeit des Antennensystems vorgegebenen festen Zeitdauer (Mittelimpulszeit) ergänzt, an deren Ende ein Impuls an das Indikatormittel zur Anzeige der Peilrichtung gegeben wird.

709 547/301

Mit der Erfindung wird der große Vorteil einer zuverlässigen und richtigen Arbeitsweise erreicht, gleichgültig, ob die Charakteristik einmal breit, ein anderes Mal schmal ist, und gleichgültig, ob der Maximumwert der Charakteristik einmal groß, ein anderes Mal aber klein ist.

Die Erfindung wird unter Hinweis auf die Zeichnungen näher beschrieben, in welchen

Fig. 1 ein Diagramm zur Erklärung des Begriffs Mittelimpulszeit zeigt, während

Fig. 2 ein Bild des indizierten Impulses in einer Kathodenstrahlröhre gemäß der Erfindung angibt;

Fig. 3 zeigt eine mechanisch angetriebene Ausführungsform der Erfindung, während

Fig. 4, 5 und 6 verschiedene Varianten von elektrischen Ausführungsformen der Erfindung zeigen.

In Abhängigkeit von der Art der Anlage für die Peilung kann der Impuls entweder negativ sein, d. h., man führt die Peilung auf einem ausgeprägten mit T₁. bezeichnet, d. h., es sei angenommen, daß das Antennensystem eine Umdrehung in der Zeit T₁. ausführt und nur einen Impuls pro Umdrehung erhält. Der im Diagramm mit T₀ bezeichnete Zeitpunkt stellt das Ende der Mittelimpulszeit T_m dar. Es ist die Marke 25 der Mittelimpulszeit T_m, die gemäß der Erfindung mit hoher Genauigkeit bestimmt werden soll. In Fig. 3 ist sie mittels eines Striches 26 am Schirm der Kathodenstrahlröhre bezeichnet.

ίο In Fig. 2 ist mit einem Kreis der Umfang des Schirmes der Kathodenstrahlröhre dargestellt sowie eine auf diesem Schirm gezeichnete Skala für die Ablesung der Richtung des einfallenden Strahles. Weiter ist teils die von der Richtungscharakteristik gezeichnete Keule 27, teils auch der eben erwähnte Strich 26 gezeigt. Man sieht sofort, daß die Genauigkeit bei der Ablesung der Peilrichtung allein von der Keule 27 schwierig und in vielen Fällen ungenügend ist, während die Ablesung der Peilrichtung mittels

Minimum aus, oder er kann positiv sein, d. h., man ao des Striches 26 ein sehr gutes Ergebnis zeigt. Tat

führt die Peilung auf einem ausgeprägten Strahlungsmaximum aus. Welche Ausführung gewählt wird, ist für die Erfindung gleichgültig. Sie kann in beiden Fällen benutzt werden. Der Einfachheit halber wird sächlich braucht man gar nicht bei der oben beschriebenen Vorrichtung nach Fig. 3 den Amplitudenverlauf des einfallenden Signals zu reproduzieren, falls erfindungsgemäß die Mittelhnpulszeit mit-

die Erfindung indessen im Zusammenhang mit einer 25 tels eines Striches 26 reproduziert wird; denn allein an sich bekannten Peilanlage für eine Peilung auf die Reproduktion dieses Striches ist völlig genügend, Spannungsmaximum des empfangenden Signals be- um eine gute Ablesung zu erreichen. Man kann deshalb bei der Ausübung der Erfindung die Verbindungsleitung 28 zwischen dem Empfänger 14 und 30

schrieben.

Unter Hinweis auf Fig. 3 sei angenommen, daß das Antennensystem 10 allgemeiner Art ist. Die Strahlungscharakteristik eines solchen Antennensystems ist schematisch mit 11 bezeichnet. Es sei weiter angenommen, daß das Antennensystem durch einen Motor 12 über eine Welle 13 in mechanische Drehung versetzt wird. Die Antennenleitung ist an einen Empfänger 14 angeschlossen, der seinerseits mit einer Kathodenstrahlröhre 15 verbunden ist, so daß an dem Schirm der Kathodenstrahlröhre ein Bild der Strahlungscharakteristik erhalten wird. Die Winkellage dieses Bildes gibt die Richtung der einfallenden Welle 40 Rückennanke an. Die Drehung des Feldes in der Kathodenstrahlröhre kann in beliebiger Weise erreicht werden, beispielsweise mittels einer Welle 13 mit Hilfe der Zahnräder 16 und 17, von welchen das letzterwähnte eine Welle 18 antreibt, die mittels eines Antriebsrades 19 die Ablenkmittel der Kathodenstrahlröhre in Drehung synchron und in festem Winkel verhältnis zur Drehung des Antennensystems versetzt. Die Ablenkmittel, welche nicht in Fig. 3 gezeigt sind, sind an Schleifringe eines Satzes 20 von Schleifringen 50 angeschlossen. Es soll aber schon jetzt erwähnt werden, daß dieser Satz von Schleifringen auch Schleifringe enthält, die an ein besonderes Ablenkmittel 21 angeschlossen sind, dem ein besonderer Impuls gemäß der Erfindung zugeführt wird.

Wenn ausgeführt wird, daß dieses weitere Ablenkmittel einen Impuls gemäß der Erfindung erhält, so ist dies nur eine von mehreren Möglichkeiten zur Ausübung der Erfindung. Man kann somit' anstatt des besonderen Ablenkmittels einen anderen Teil, der die Strahlen der Kathodenstrahlröhre steuert, beeinflussen, z. B. ein Steuergitter, oder sogar die gewöhnlichen Ablenkmittel für die Drehung des Strahles in der Kathodenstrahlröhre. Wie diese Einzelheit ausgeführt wird, ist für das Prinzip der Erfindung ohne entscheidende Bedeutung.

In Fig. 1 werden in linearem Zeitdiagramm Impulse 22; 23, 24 usw. gezeigt, wie sie von der beschriebenen, an sich bekannten Vorrichtung empdem Kathodenstrahlindikator 15 fortlassen.

Nach der in Fig. 3 gezeigten mechanisch angetriebenen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung läuft von dem Empfänger 14 eine Leitung 29 zu einem Gleichrichter 30, der in der Abbildung schematisch durch eine Triodenröhre dargestellt ist. Im Anodenkreis dieser Röhre wird infolgedessen der Impuls als ein Gleichstromimpuls erhalten und das Relais 31 beeinflussen, welches sehr schnell arbeitet, so daß es praktisch unmittelbar bei der vorderen bzw. eines einfallenden Impulses anzieht bzw. abfällt. Es sei angenommen, daß ein Impuls durch die Leitung 29 übertragen wird. Der durch diesen Impuls veranlaßte Vorgang in der Vorrichtung wird hier beschrieben.

Zuerst zieht ■— wie oben erwähnt — das Relais 31 an. Sein Arbeitskontakt 32 legt dann positive Spannung an den Leiter 33, welcher zu einer Magnetkupplung 34 führt. Die treibende Welle der Magnetkupplung 34 ist über das Zahnrad 35, die Welle 36 und die Zahnräder 37 und 38 an den Motor 12 angeschlossen. Das Übersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern 37 und 38 ist 1 : 2, und infolgedessen wird die Welle 39 mit nur der Hälfte der Drehzahl der Welle 13 rotieren (oder gegebenenfalls mit einer zu dieser Hälfte proportionalen Drehzahl). Die angetriebene Welle 40 der Magnetkupplung 34 trägt ihrerseits ein Zahnrad 41, das gegen den mit einem Zahnkranz versehenen Umfang einer Scheibe 42 anliegt.

Die Scheibe 42 wird mit Rücksicht auf diese Verhältnisse mit einer Drehzahl in Umdrehung gehalten, die in einer festen Proportion zur halben Drehzahl der Welle 13 steht. Die Drehung der Scheibe 42 besteht genau so lange, wie das Relais 31 angezogen bleibt, d. h. während der ganzen Dauer des Impulses. Ihr D rehungswinkel wird deshalb ein Maß für die halbe Breite des Impulses bilden.

Wenn der Impuls aufhört, fällt das Relais 31 ab. In diesem Augenblick wird über den Ruhekontakt des

fangen werden. Die Drehzeit des Antennensystems ist 70 Relais 31 ein Stromkreis geschlossen von der positiven

Spannung durch den Leiter 43, einen Schutzwiderstand 44 und den Leiter 45, einen Ruhekontakt 46 eines Relais 47, die Leiter 48 und 49 sowie die Wicklung des Relais 50 zur Erde. Das Relais 50 zieht augenblicklich an, wobei ein Stromkreis vom Arbeitskontakt 51 des Relais 50 durch den Leiter 52 und die Wicklung des Relais 47 zur Erde geschlossen wird. Das Relais 47 zieht infolgedessen auch an und schließt über den Leiter 54 und seinen Arbeitskontakt

Aufhören eines Impulses von normaler Dauer geöffnet wird.

Solange der Impuls dauert und das Relais 31 sowie die Kupplung 34 erregt sind, hat der Kontakt 64 keine 5 Funktion. Die Scheibe dreht sich deshalb in der oben beschriebenen Weise. Falls aber das Relais 31 wesentlich früher, als man mit Rücksicht auf die normale Dauer eines Impulses erwarten könnte, abfällt, d. h. bevor der Nockenscheibenkontakt 64 geöffnet worden

55 einen Selbsthaltekreis, in dem der Endschalter 53 io ist, dann verbindet dieser Kontakt den Leiter 45 über liegt, der durch die Scheibe 42 während deren Drehung den Leiter 66 mit Erde. Der Kreis geht von Erde über gesteuert wird. Andererseits öffnet es mit dem Ruhekontakt 46 den Stromkreis des Relais 50, so daß

dieses Relais abfällt.

Kontakt 64, Leiter 66, Leiter 48, Kontakt 46, Leiter 45, Schutzwiderstand 44 und den Ruhekontakt 32 des Relais 31 zur positiven Spannungsklemme. Hierdurch

Schließlich wird beim Anziehen des Relais 47 auch 15 werden die Relais 50 und 47 überbrückt, so daß diese

sein Arbeitskontakt 56 geschlossen, wodurch ein Stromkreis mit dem Leiter 57 und der Magnetkupplung 58 Spannung erhält. Die antreibende Welle der Magnetkupplung 58 ist durch die schon obenerwähnte

nicht beim Aufhören des falschen »Impulses« anziehen können, und infolgedessen setzt die Scheibe 42 ihre Drehung nicht fort, sondern kehrt unter der Wirkung der Feder 62 unmittelbar in ihre Ausgangslage

geschwindigkeit, die in dem obenerwähnten
Verhältnis zur vollen Drehzahl der Welle 13 anstatt zur halben Drehzahl steht. Hieraus ist zu entnehmen, daß die Zeit, die verstreicht, bis die Scheibe 42 eine bestimmte Lage erreicht, welche unter allen Umstän-

Welle 36 gebildet, und da keine Geschwindigkeits- 20 zurück, ohne daß der Endschalter 53 beeinflußt worden Untersetzung im Verhältnis 2 : 1 mit Bezug auf diese ist. Infolgedessen wird auch keine Strichmarke 26 Magnetkupplung vorgesehen ist, wird die Scheibe 42 auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre geschrieben, jetzt über das Zahnrad 59 ihre Drehgeschwindigkeit Die Anordnung kann auch ohne mechanisch an-

auf das Doppelte vergrößern, d. h. auf eine Dreh- getriebene, drehende Kontaktteile ausgeführt werden.

festen 25 Eine völlig elektrische Anordnung, die nach denselben Prinzipien arbeitet, wird in Fig. 4 angegeben, wo solche Teile, die identisch mit den in Fig. 3 gezeigten Teilen sind, nur teilweise dargestellt wurden. In Fig. 4 ist dasselbe Relais 31, welches schon im Zusammen-

den von der Ausgangslage weiter entfernt liegen muß, 30 hang mit Fig. 3 beschrieben worden ist, vorgesehen, als der Dauer des Impulses oder wenigstens der Wenn das Relais 31 anzieht, wird über seinen Arbeitshalben Impulsdauer entspricht, mit der Mittelimpuls- kontakt 32" eine Spannungsquelle 67 von ziemlich zeit übereinstimmt, wie dies oben erläutert wurde. hoher Spannung, z. B. 200 Volt, mit der Leitung 68 Der Endschalter 53 dient zur Unterbrechung der verbunden, die die Spannung über einen Widerstand Scheibendrehung beim Erreichen der Mittelimpuls- 35 69 und einen Leiter 70 einem Kondensator 71 zuführt, zeit. Ein Absatz 60 an der Scheibe schlägt dann dessen andere Belegung an Erde liegt. Damit beginnt gegen das Betätigungsglied des Endschalters 53 an, die Aufladung des Kondensators, geht aber nicht so wodurch der Kontakt umgeschaltet und der Leiter 54 weit, daß eine Funktionsänderung eintritt, bis das stromlos, dagegen der Leiter 61 an Spannung gelegt Relais 31 abfällt. In diesem Augenblick erregen sich wird. Mit der Leitung 54 wird gleichzeitig der 40 die Relais 50 und 47. Die Relais 50 und 47 können Selbsthaltestromkreis des Relais 47 unterbrochen, ebenso wie in der Vorrichtung nach Fig. 3 geschaltet dieses Relais fällt ab, und die Kupplung 58 wird ge- sein. Bei einer sorgfältigen Einstellung der Relais löst. Hingegen wird über den Leiter 61 und Schleif- kann man aber auch die vereinfachte Schaltung nach ringe im Satz der Schleifringe 20 das besondere Ab- Fig. 4 benutzen. Bei dieser Schaltung zieht das Relenkmittel 21 beeinflußt und markiert auf dem Schirm 45 lais 47 schneller an als das Relais 50. Wenn der Ruheder Kathodenstrahlröhre 15 einen Strich 26. Diese kontakt 32' des Relais 31 nach Aufhören des Impulses Markierung wird nur während eines sehr kurzen geschlossen wird, ist der Ruhekontakt 50' des Relais Augenblickes bestehen, weshalb der Strich 26 ent- 50 geschlossen, weshalb das Relais 47 unmittelbar ansprechend schmal wird und infolgedessen eine sehr zieht und sich über seinen Arbeitskontakt 47' selbst genaue Ablesung erlaubt. Der Grund hierzu ist, daß 50 hält. Einen Augenblick später zieht auch das Relais unmittelbar, nachdem die Scheibe 42 von der Welle 50 an und öffnet den Kontakt 50'. Dies ist aber vor-36 durch Lösen der Kupplung 58 entkuppelt wurde, läufig ohne Wirkung. Ein Arbeitskontakt 56 wurde eine Feder 62, die allmählich während der Umdrehung indessen vom Relais 47 geschlossen. Dieser Arbeitsder Scheibe 42 gespannt worden ist, eingreift, um die kontakt legt dieselbe positive Spannung, z. B. 200VoIt, Scheibe 42 in ihre in Fig. 3 angegebene Ausgangslage 55 an den Kondensator 71 über den Leiter 72, den Widerzurückzuführen, in welcher der Absatz 60 gegen stand 73 und den Leiter 74, wodurch die Aufladung einen festen Stift 63 anliegt. des Kondensators vervollständigt wird.

Es kann auch möglich sein, daß das Relais 31 Es sei bemerkt, daß der Kondensator 71 erst über

schaltet, ohne daß ein echter Impuls empfangen den Widerstand 69 und danach über den Widerstand worden ist, z. B. auf Grund einer zufälligen kurzen 60 73 aufgeladen wird. Der Widerstand 69 ist indessen atmosphärischen Entladung oder einer anderen damit doppelt so groß wie der Widerstand 73, und infolgevergleichbaren Störung. Eine solche zufällige, kurze dessen ist die Aufladungsgeschwindigkeit in der Reaktion darf nicht zu dem soeben beschriebenen Ab- ersten Phase des Aufladungsverlaufes nur halb so lauf führen, an dessen Ende der Strich 26 auf dem groß wie in der zweiten Hälfte. Dem wird in vollem Schirm der Kathodenstrahlröhre geschrieben wird. Zu 65 Umfang durch die Verhältnisse bei der Vorrichtung diesem Zweck ist die Scheibe 42 mit einem Schalt- nach Fig. 3 entsprochen, in welcher sich die Scheibe nocken 64 versehen, dessen Rücken eine solche Aus- 42 während des ersten Teiles ihrer Drehbewegung dehnung 65 hat, daß der Nockenscheibenkontakt nur halb so schnell wie während der zweiten Hälfte während der Zeit kurzer atmosphärischer Entladun- bewegte. Daher erreicht der Kondensator 71 eine gen geschlossen bleibt, dagegen rechtzeitig vor dem 70 Spannung solcher Höhe, daß die Schaltröhre 75,

deren Gitterkreis zwischen Erde und der Hochspannungsseite des Kondensators 71 angeschlossen ist, zu einem Zeitpunkt zündet, der gleich der Mittelimpulszeit ist, vorausgesetzt, daß ihre Zündspannung auf einen Wert eingestellt ist, der unter keinen Umständen an den Elektroden des Kondensators 71 während des Verlaufes eines und desselben Impulses entstehen kann.

Der Entladungsstrom durch die Schaltröhre 75 geht

dessen auch ein weiterer Kondensator 93 von der Spannungsquelle 86 über den Widerstand 85, den Leiter 94, den Kondensator 93, den Leiter 95 und den Widerstand 96 aufgeladen worden.

Am Ende des Impulses wird die Aufladung des Kondensators 93 unterbrochen, und der Kondensator erzeugt bei sinkender Anodenspannung der Röhre 30 einen Impuls in entgegengesetzter Richtung, wodurch ein positiver Impuls in der Anodenleitung einer

über den Leiter 76 zur Wicklung eines Relais 77, io Impulsverstärkerröhre 97 bewirkt wird. Dieser Im

puls wird über einen Kopplungskondensator 98 an ein mit 99 bezeichnetes Rechenwerk nach Eccles-Jordan geführt. Über den Leiter 100 wird dabei die ansteigende negative Spannung im Punkte 101 an das Gitter einer gleichstromverstärkenden Elektronenröhre 102 übertragen. Die Elektronenröhre 102 wird leitend und übernimmt die Rolle eines Strombegrenzers für die Aufladung des Kondensators 92. Der Aufladestromkreis geht dabei von der positiven Span

weiches über seinen Arbeitskontakt 78 den Indizierungsimpuls zur Kathodenstrahlröhre erteilt.

Nach der Abgabe dieses Impulses, wenn das Relais
77 abgefallen ist, befinden sich sämtliche Teile in
ihren Ausgangslagen. Der Selbsthaltekreis 54 des 15
Relais 47 geht in diesem Falle über einen Ruhekontakt des Relais 77. Die Anordnung unterscheidet sich
indessen mit Bezug auf die Schaltung der Relais auch
dadurch, daß ein weiteres Relais 79 angeordnet ist,
dessen Stromkreis von der Plusklemme durch die 20 nungsquelle 103 über den Anodenwiderstand 104 der Wicklung des Relais, den Leiter 80, eine gleichstrom- Elektronenröhre 102, den Leiter 105, die Diodenröhre verstärkende Elektronenröhre 81 nach Erde geht. 106, den Leiter 107, den Widerstand 108, den Leiter Die Elektronenröhre wird über die Leitung 82, den 109, den Leiter 91 und den Kondensator 92 zur Erde. Schutzwiderstand 83 und die Leitung 84 mittels der Der Widerstand 90 ist im Vergleich zu dem Wider-Aufladespannung des Kondensators 71 gesteuert. Die 25 stand 108 so groß, daß der Ladewiderstand des ersthohe positive Spannung im Punkt 67 wird infolge- genannten Stromkreises den doppelten Wert desdessen unmittelbar nach dem Anziehen des Relais 31 jenigen des letzterwähnten Stromkreises hat. einen Strom durch den Kondensator bewirken, wo- Auch in diesem Falle ist der Kondensator 92 an

durch seine Spannung allmählich zunimmt. Nach eine Schaltröhre 110 angeschlossen, jedoch hier an einer bestimmten Zeit, entsprechend dem Zeitwinkel 30 ihre Anode. Die Röhre 110 wird infolgedessen beim

65 in Fig. 3', wird die Gleichstromverstärkerröhre leitend und sendet Strom durch die Wicklung des Relais 79, so daß dieses anzieht. Dabei wird über seinen Arbeitskontakt 79' der Schaltkreis für das Relais 47 vorbereitet, so daß dieses Relais anziehen kann, wenn das Relais 31 beim Aufhören des Impulses abfällt. Hierdurch wird dieselbe Sicherheit dafür erhalten, daß die Vorrichtung nicht bei ungewöhnlich kurzen Impulsen reagiert, die beispielsweise

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Erreichen einer gegebenen Grenzspannung am Kondensator 92 zünden, so daß ein Markierungsimpuls zum Kathodenstrahlindikator über die Leitung 111 gegeben wird.

Es sei jetzt angenommen, daß während der Aufladung des Rechenwerkes 99 nach Eccles-Jordan die Anode der linken Röhre 112 positiv war. Durch den Impuls, der dem Leiter 111 aufgedrückt wurde und der auch über den Kondensator 113 der Anode

durch zufällige atmosphärische Störungen veranlaßt 40 der rechten Röhre 114 in dem Eccles-Jordan-Rechner

werden, wie dies bei der Vorrichtung nach Fig. 3 99 zugeführt wurde, schlägt dieser um, und hierdurch

durch den Kontakt 64 erreicht wird. ist die Anode der linken Röhre 112 negativ, während

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung, bei welcher keine die Anode der rechten Röhre 114 positiv ist. Der

Relais vorkommen. Die Anordnung arbeitet völlig mit Polaritätswechsel der Spannung an der Anode der

elektronischen Regelmitteln. Es sei angenommen, daß 45 Röhre 114 führt zu einer solchen Spannungsänderung

der Peilimpuls zuerst an das Gitter der Röhre 30 gelangt, wie in den früher beschriebenen Fällen. Diese Röhre ist gewöhnlich stromleitend, weshalb sie einen endlichen inneren Widerstand hat. Der innere Widerstand der Röhre 30 und der äußere Widerstand 85 im Anodenkreis bilden einen Spannungsteiler, durch dessen Funktion die Spannung der Anode der Röhre 30 auf einem ziemlich niedrigen Wert gehalten wird. Wenn ein Impuls eintrifft, ist dieser auf Grund der Funktion der Elektronenröhre im vorausgehenden Verstärker negativ, und infolgedessen wird der Strom durch die Elektronenröhre 30 vermindert oder sogar gedrosselt, d. h. ihr innerer Widerstand nimmt einen hohen bzw. einen unendlichen Wert an, und die

im Punkt 101, daß das Gitter der Röhre 102 positiv wird und die Aufladung des Kondensators 92 aufhört. Dieser gibt danach seine Ladung an das Gitter der Elektronenröhre 115 ab. Die Kathode dieser Elektronenröhre liegt über einen Widerstand 116 an Erde, derart, daß die Kathode positiv im Verhältnis zur Erde wird. In die Gitterleitung zur Röhre 115 ist eine Diode 117 eingeschaltet, über welche die Gitterleitung mit Erde verbunden ist. Hierdurch wird verhindert, daß die Entladung des Kondensators 92 so weit getrieben wird, daß dieser die Spannungsrichtung ändert und negativ wird. Es ist nämlich von Bedeutung für die einwandfreie Arbeitsweise der Vorrichtung, daß der Kondensator 92 beim Eintreffen des

Anodenspannung steigt auf den vollen Wert der Span- 60 nächsten Impulses eine absolut feste, im voraus benungsquelle 86 oder auf beinahe diesen Wert. In stimmte Spannung hat, welche in diesem Falle über diesem Augenblick entsteht ein Ladungsstrom, welcher die Diodenröhre 117 eingestellt wird, bestehenbleibt, solange der Impuls dauert. Der Außer ihrer entladungsregelnden Funktion hat die

Ladungsstrom geht von der Spannungsquelle 86 Elektronenröhre 115 auch dafür Sorge zu tragen, durch den Anodenwiderstand 85, den Leiter 87, die 65 daß zu kurze Störimpulse die Anordnung nicht derart Diodenröhre 88, den Leiter 89, den Widerstand 90 beeinflussen können, daß eine Markierung im Indi- und den Leiter 91 zum Kondensator 92, welcher in kator erhalten wird. An die Hochspannungsseite des seiner Funktion dem Kondensator 71 in der Vorrich- Widerstandes 116 ist nämlich die Kathode einer tung nach Fig. 4 entspricht. Die andere Belegung des zweiten Elektronenröhre 118 angeschlossen. Während Kondensators 92 liegt an Erde. Gleichzeitig ist in- 70 des allerersten Teiles der Dauer des Impulses wird

deshalb die Spannung am Widerstand 116 im Takt mit der Ladung des Kondensators 92 ansteigen, und da die Gitterspannung der Elektronenröhre 118 Erdepotential hat, wird die Röhre anfangs leitend sein, allmählich wird sich aber ihr Strom vermindern, so daß die Röhre 118 nach einer Zeit, die kürzer als die normale Impulszeit ist, nichtleitend wird. Auf Grund der Verbindung 119 zwischen den Anoden der Elektronenröhren 118 und 97 wird die gemeinsame Anodenspannung während derjenigen Zeit, in der Strom durch die Röhre 118 fließt, so niedrig sein, daß der Eccles-Jordan-Rechner anfangs nicht ansprechen kann. Erst nachdem der Kondensator 92 auf einen Wert geladen wurde, der vielleicht niedriger als seine Ladung beim Ende eines normalen Impulses, aber höher als diejenige Ladung ist, die der Kondensator auf Grund einer zufälligen atmosphärischen Entladung, d. h. eines »falschen« Impulses haben könnte, wird die Röhre 118 gedrosselt, und die Röhre 97 vermag nach Erreichen eines eingestellten Spannungswertes den Eccles-Jordan-Rechner 99 in Betrieb zu setzen.

Würde ein solcher zu kurzer Impuls, d. h. ein »falscher« Impuls, an den Kondensator 92 gelangt sein, so muß dieser so schnell wie möglich entladen werden, so daß nicht eine Restladung zurückbleibt in dem Augenblick, in dem ein normaler Impuls eintritt. Zu diesem Zwecke ist die folgende Vorrichtung vorgesehen:

Die Anode der Gleichrichterröhre 88 ist über einen Leiter 120, einen Widerstand 121, einen Leiter 122 und einen Widerstand 123 mit einer Stromquelle 124 negativer Spannung verbunden. Die Widerstände 121 und 123 dienen als Spannungsteiler, und die abgezweigte Spannung wird dem Gitter einer Röhre 125 als Steuerspannung zugeführt. Die Röhre 125 wird von einer Spannung gesteuert, die von der Spannung am Kondensator 92 abhängig ist. Eine mit der Elektronenröhre 125 kathoden- und anodenseitig parallel geschaltete Elektronenröhre 126 ist mit ihrem Gitter über die Leitung 127 mit der Anode der Diodenröhre 106 verbunden. Die beiden Elektronenröhren 125 und 126 steuern daher den Ladestrom des Kondensators 92, und zwar die Elektronenröhre 125 während der Dauer eines normalen Impulses, und die Elektronenröhre 126 nach Aufhören des Impulses.

Die beiden Elektronenröhren haben einen gemeinsamen Kathodenwiderstand 128. Je höher der Strom ist, der durch den Kreis der beiden parallel geschalteten Elektronenröhren 125 und 126 fließt, um so positiver wird die gemeinsame Kathodenspannung der Elektronenröhren. Diese Spannung liegt indessen auch an der Kathode einer weiteren Elektronenröhre 129, deren Steuergitter an eine feste, vorzugsweise negative Spannung angeschlossen ist. Diese Röhre ist deshalb gesperrt, solange der Kondensator 92 geladen wird, gleichgültig ob dies über den einen oder den anderen der beiden Ladungskreise stattfindet. Sobald aber die Ladung aufhört, wird die Elektronenröhre 129 leitend und besorgt eine schnelle Entladung des Kondensators 92 über die Anodenleitung 130.

Obgleich die Genauigkeit der Vorrichtung nach Fig. 5 sehr gut ist, kann sie weiter verbessert werden, falls man nicht die Aufladung eines Kondensators mißt, der mit Gleichstrom gespeist wird, sondern statt dessen einen Steueroszillator einführt und mittels eines elektronischen Rechners die Zahl von Impulsen vom Steueroszillator rechnet. Die Anordnung müßte dann so sein, daß man während der Dauer des empfangenen Peilimpulses nur jeden zweiten Steuerimpuls rechnet, während man danach sämtliche Steuerimpulse rechnet, und die Funktion wird für die Abgabe einer Indikation abgebrochen, wenn eine bestimmte Impulssumme erhalten worden ist, entsprechend der festen Nullageverschiebung, die anfangs im Indikator 15 im Verhältnis zu dem rotierenden Antennensystem 10 eingestellt worden ist.

Eine Anordnung der letzterwähnten Art wird in Fig. 6 gezeigt. Die vom empfangenen Peilimpuls beaufschlagte Elektronenröhre ist — wie früher — mit 30 bezeichnet. Im Kathodenkreis dieser Elektronenröhre und einer damit kathodenmäßig parallel geschalteten Elektronenröhre 131 liegt ein Widerstand 132 solcher Größenordnung, daß die Elektronenröhre 131 gesperrt ist, solange kein Impuls zur Elektronenröhre 30 gelangt, und infolgedessen der Ruhestrom der Elektronenröhre 30 durch den Widerstand 132 fließt. Wenn ein Impuls negativer Polarität eintrifft, wird der Strom durch die Elektronenröhre 30 vermindert oder hört auf, und die absinkende positive Vorspannung am Widerstand 132 öffnet die Elektronenröhre 131.

Ein Impulsgenerator 133 ist über den Leiter 134, den Kondensator 135 und den Leiter 136 mit dem Steuergitter der Elektronenröhre 131 verbunden, und während der Zeit des Impulses vom Peilempfänger werden deshalb Steuerimpulse vom Generator durch die Elektronenröhre 131 verstärkt und an ein Elektronenröhrenrechenwerk 137 übertragen, welches nach Eccles-Jordan ausgeführt sein kann. Die Impulse werden mittels eines Kopplungskondensators 138 übertragen. Dieser ist so bemessen, und das Elektronenröhrenrechenwerk arbeitet mit solcher Vorspannung der betreffenden Elektronenröhren, daß ein einziger Impuls vom Generator 133 nicht für die Einrechnung einer Einheit ausreicht, dagegen wird eine Einheit nach der Aufladung des Kondensators 138 mit zwei aufeinanderfolgenden Impulsen vom Generator 133 eingerechnet.

Die Elektronenröhre 97 hat in diesem Zusammenhang dieselbe Funktion wie bei der Vorrichtung nach Fig. 5, so daß sie nicht besonders beschrieben zu werden braucht. Es sei lediglich erwähnt, daß beim Ende des Impulses vom Peilempfänger ein positiver Impuls über die Elektronenröhre 97 zum Eccles-Jordan-Rechenwerk 99 übertragen wird, wodurch die Elektronenröhre 102 solche Spannung erhält, daß danach die Impulse vom Impulsgenerator 133 über die Leitung 134 und den Kopplungskondensator 139, weiter über die Elektronenröhre 102, ihre Anodenleitung 140, den Kopplungskondensator 141 und die Leitung 142 an das Impulsrechenwerk 143 geleitet werden, welches so eingestellt ist, daß es jeden Impuls vom Generator 133 rechnet.

Nachdem die vorgesehene Zahl von Impulsen in dieser Weise eingerechnet worden ist, wird das Gitter der Röhre 144 positiv, und infolgedessen geht ein Indizierungsimpuls über den Leiter 111 zum Kathodenstrahlindikator.

Es ist jetzt von Bedeutung, daß die Rechenwerke keine Gelegenheit erhalten, eineAnzahl von »falschen« Störimpulsen zu speichern. Zu diesem Zwecke ist eine besondere Vorrichtung vorgesehen, die die Übertragung von Steuerimpulsen über die Röhre 102 so lange verhindert, bis eine genügende Zahl von zusammenhängenden Impulsen von der Röhre 131 erhalten wurden, damit man mit Sicherheit davon ausgehen kann, daß es ein wirklicher Peilimpuls ist und nicht ein »falscher« Impuls. Zu dem Zweck ist eine Elektronenröhre 145 anöden- und kathodenmäßig

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parallel zur Elektronenröhre 97 geschaltet. Das Gitter der Röhre 145 ist über die Leitung 146 mit dem Rechenwerk 143 verbunden worden.

Es sei daran erinnert, daß Rechenwerke der angegebenen Art in solcher Weise arbeiten, daß eine gegebene, für die Rechenfunktion erforderliche Mindestzahl von Impulsen in der einen oder anderen Weise, z. B. in einem Kondensator, gespeichert wird, bis die Ladung des Kondensators zu einem solchen Wert angestiegen ist, daß eine Umkehrung der Polaritat von zwei Elektronenröhren stattfindet, z. B. die Polarität der beiden Elektronenröhren 112 und 114 im Rechenwerk 99. Die Kapazität des Speichermittels, in diesem Falle des Kondensators, ist dabei derart gewählt, daß der Kondensator nicht die erforderliche Ladung erreicht, um das Rechenwerk in Funktion treten zu lassen, solange nicht eine größere Zahl von Impulsen nacheinander eintrifft, wie sie etwa der längsten Dauer eines »falschen« Peilimpulses entspricht. Sobald die betreffende Mindestzahl von Impulsen gespeichert worden ist, wird eine Spannungsumkehr der beiden Elektronenröhren im Rechenwerk zustande gebracht, und die dabei auftretende negative Vorspannung am Gitter der einen Röhre wird über die Leitung 146 zum Gitter der Elektronenröhre 145 übertragen. Diese Röhre wird dadurch gesperrt. Solange die Spannung am Gitter der Röhre 145 positiv ist, ist der innere Widerstand der Röhre 145 so niedrig, daß ein Startimpuls für das Rechenwerk 99 von der Röhre 97 nicht übertragen werden kann.

Falls jetzt eine Anzahl von »falschen« Impulsen eingerechnet sein sollte, so muß das Rechenwerk 137 und gegebenenfalls auch 143 auf Null zurückgestellt werden, ehe die nächste Reihe richtiger Impulse beginnt. Zu diesem Zwecke ist eine Elektronenröhre 147 mittels eines Kopplungskondensators 148 und über die Leitung 149 an den Anodenkreis der Röhre 131 angeschlossen, welche Steuerimpulse während der Dauer des Peilimpulses überträgt, und in entsprechender Weise ist eine zweite Elektronenröhre 150 über den Kopplungskondensator 151 und die Leitung 152 am Anodenkreis der Elektronenröhre 102 angeschlossen, die Steuerimpulse während der Zeit, nachdem der empfangene Peilimpuls aufgehört hat, überträgt.

Würden jetzt diese beiden Elektronenröhren ohne Wirkung sein, d. h. würde die Elektronenröhre 131 aufgehört haben, solche Steuerimpulse zu übertragen, die während der Dauer des empfangenen Peilimpulses veranlaßt wurden, ohne daß deshalb die Elektronenröhre 102 begonnen hat, Impulse derjenigen Art zu übertragen, die danach in das Rechenwerk 143 eingerechnet werden, dann hört der Anodenstrom durch den für die beiden Elektronenröhren 147 und 150 gemeinsamen Anodenwiderstand 153 plötzlich auf, und ein Nullstellimpuls wird über den Leiter 154 an die beiden Rechenwerke übertragen. Der Leiter 154 ist derart an das Gitter der einen der beiden in jedem Rechenwerk 137 bzw. 143 enthaltenen Wechselstromröhren geschaltet, daß diese Elektronenröhre bei dem über den Leiter 154 laufenden Impuls eine negative Gittervorspannung erhält. Hierdurch wird somit immer eine bestimmte Elektronenröhre in jedem Rechenwerk bei dem Eintritt der zunächst folgenden Funktion eine negative Vorspannung haben, während die andere Elektronenröhre eine positive Vorspannung besitzt.

Claims (15)

PatentanspeOche·.

1. Verfahren zur Richtungsbestimmung mit Bezug auf ungerichtet strahlende Funkfeuer, bei dem empfangsseitig ein gerichtetes Antennensystem und ein mit diesem synchron und in bestimmter Phasenlage abgelenktes Indikatormittel, z. B. eine Kathodenstrahlröhre, mit impulsförmiger Anzeige verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem elektrischen Meßwerk die Zeit zwischen zwei gleichen Amplitudenwerten auf der Vorder- und Rückennanke des Antennensignals (22,23j 24) in an sich bekannter Weise selbsttätig halbiert und dann zu einer im Verhältnis zur Umdrehungszeit des Antennensystems (10) vorgegebenen festen Zeitdauer (Mittelimpulszeit T_m) ergänzt wird, an deren Ende ein Impuls an das Indikatormittel (15) zur Anzeige der Peilrichtung gegeben wird.

2. Funkpeileinrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein elektrisches addierendes Meß werk (42,71), das sich beim Eintreffen eines Antennensignals in Gang setzt und dessen Zustand sich während der Dauer des Signalimpulses mit einer vorgegebenen, zur Umdrehungsgeschwindigkeit der Richtantenne (10) proportionalen Geschwindigkeit und dann anschließend mit doppelter Geschwindigkeit ändert, bis ein vorgegebener Meßwert erreicht ist, worauf es eine Vorrichtung (53, 75,110) auslöst, die einen Markierungsimpuls (26) an das Indikatormittel (15) abgibt.

3. Funkpeileinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (64,145) zum Überprüfen einer Zeit, die länger als der kürzeste, von zufälligen Störungen bewirkte Impuls, jedoch kürzer als die Dauer eines normalen Peilimpulses ist, wobei diese Vorrichtung mit dem Meßwerk (42, 71) für die Mittelimpulszeit (T_m) derart verbunden ist, daß, wenn ein Antennensignal innerhalb der von der Vorrichtung überprüften Zeit endet, das Meßwerk in seine Ausgangslage ohne Abgabe eines Markierungsimpulses zurückgestellt wird.

4. Funkpeileinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine drehende Kontaktscheibe (42) als Meßwerk, die nacheinander von zwei Wellen (36, 39) angetrieben wird, von denen sich eine (39) halb so schnell wie die andere (36) dreht und die sich beide mit einer der Umdrehungsgeschwindigkeit der Richtantenne (10) proportionalen Winkelgeschwindigkeit drehen und über Kupplungen (34, 58) von einer Relaisanordnung (31, 50, 47) mit einem gemeinsamen Antrieb (12) in der Weise gekuppelt werden, daß die Welle (39) während der Dauer des Empfangssignals, die Welle (36) anschließend antreibt, bis ein Schaltnocken (60) der Scheibe einen Endschalter (53) auslöst, der die Relaiskreise und damit den Antrieb der Scheibe unterbricht und ein besonderes Ablenkmittel (21) der Anzeigeröhre (15) einschaltet, während die Kontaktscheibe durch einen Kraftspeicher (62) in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt wird.

5. Funkpeileinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (34) für die mit der halben Drehzahl sich drehende Welle (39-40) von dem Relais (31) während der Dauer des Peilimpulses, und die Kupplung (58) für die mit der vollen Drehzahl sich drehende Welle (36) von dem zweiten Relais (47) nach Aufhören des Peilimpulses erregt wird.

6. Funkpeileinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ersterwähnte Re-

lais (31) im Anodenkreis einer Elektronenröhre (30) liegt, auf deren Gitter der Peilimpuls gegeben wird, und daß dieses erste Relais mit einem Arbeitskontakt (32) die Kupplung (34) in der mit der halben Drehzahl sich drehenden Welle (39) und mit einem Ruhekontakt das erwähnte zweite Relais (47) erregt.

7. Funkpeileinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte zweite Relais (47) in Kaskadenschalrung nach einem Zwischenrelais (50) am ersten Relais (31) liegt und daß das zweite Relais (47) einen Selbsthaltekontakt (55) und einen Ruhekontakt (46) aufweist, welch letzerer im Stromkreis des Zwischenrelais (50) liegt.

8. Funkpeileinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Selbsthaltestromkreis (54) des zweiten Relais (47) über den Ruhekontakt des Endschalters (53) an der Kontaktscheibe (42) geführt ist.

9. Funkpeileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nockenscheibenkontakt (64) mit der Kontaktscheibe (42) verbunden und derart in den Startkreis der Relaisanordnung (31, 50,47) eingeschaltet ist, daß das Meßwerk in seine Ausgangslage zurückkehrt, wenn die Dauer des Antennensignals kürzer als eine von der Nockenscheibe markierte Zeit sein sollte.

10. Funkpeileinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Kondensator (71), der bis zu einer gegebenen Spannung nacheinander über zwei verschiedene Stromkreise aufgeladen wird, wobei der Ladewiderstand (69) in dem einen Stromkreis (67 bis 70) doppelt so groß ist wie der Ladewiderstand (73) in dem zweiten Stromkreis (67, 56, 72 bis 74), und eine Relaisanordnung (31, 50, 47), die den erstgenannten Stromkreis während der Dauer des Peilimpulses und danach den letzterwähnten Stromkreis schließt.

11. Funkpeileinrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Schaltröhre (75) in solcher Verbindung mit dem Kondensator (71), daß sie beim Erreichen der Grenzspannung des Kondensators (71) stromdurchlässig wird und dabei sowohl den Kondensator entlädt, so daß er für eine neue Zeitmessung bereit ist, als auch einen Markierungsimpuls abgibt.

12. Funkpeileinrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein Relais (77) im Anodenkreis (76) der Schaltröhre (75) mit einem Umschaltkontakt (78), dessen Ruhekontakt beim Anziehen des Relais den Selbsthaltekreis des zweiten Relais (47) unterbricht, und dessen Arbeitskontakt einen Markierungsimpuls gibt.

13. Funkpeileinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet; daß die Hochspannungsseite des Kondensators (71) mit dem Steuergitter einer Triode (81) verbunden ist, welche derart an das Zwischenrelais (50) angeschlossen ist, daß sie das Abfallen des Zwischenrelais um eine Zeitspanne verzögert, die länger als die normale Zeit eines Störimpulses, jedoch kürzer als die normale Zeit eines Peilimpulses ist.

14. Funkpeileinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ladestromkreise über Gleichrichter (88,106) an die Anodenspannung einer Elektronenröhre (30) angeschlossen sind, auf deren Gitter der Peilimpuls gegeben wird, und daß zur Markierung des Impulsendes ein Rechenwerk (99) nach Eccles-Jordan angeschlossen ist.

15. Funkpeileinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Impulsgenerator (133), der über eine Röhrenschaltung (131,102) nacheinander an zwei Rechenwerke (137,143) angeschlossen wird, von denen das eine (137) während der Dauer des Peilimpulses nur jeden zweiten Impuls einrechnet, während das andere (143) nach Aufhören des Peilimpulses jeden Impuls einrechnet und dadurch, daß die beiden Rechenwerke (137, 143) nach einer bestimmten Zahl von eingerechneten Impulsen einen Markierungsimpuls abgeben.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 716 264;
französische Patentschriften Nr. 906 494, 928 302.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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