DE248540C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVe 248540 KLASSE 42 c. GRUPPE

ARCHIBALD BARR und WILLIAM STROUD in GLASGOW, Schottl.

Einrichtung zum Messen von Entfernungen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Juli 1911 ab.

Die Erfindung betrifft die Verbindung zweier Entfernungsmesser verschiedener Art, nämlich erstens eines solchen, bei dem sich die Basis an der Beobachtungsstelle befindet und der im nachstehenden als »Basisentfernungsmesser« schlechthin bezeichnet werden soll, und zweitens eines solchen mit einer .virtuellen Basis am Ziele, der im nachstehenden als »Entfernungsmesser mit Basis am Ziel«

ίο bezeichnet werden soll.

Basisentfernungsmesser lassen sich zum Bestimmen der Entfernung eines Ziels verwenden, dessen Abmessungen nicht bekannt zu sein brauchen. Entfernungsmesser mit Basis ■ 15 am Ziel setzen eine Kenntnis der absoluten Größe der Entfernung zwischen zwei Punkten des Ziels voraus. Für gewöhnlich befinden sich die beiden Punkte in gleicher (oder annähernd gleicher) senkrechter Linie, und es soll der Einfachheit halber dieser Fall vorausgesetzt werden. An Bord .eines Schiffes auf See ist gewöhnlich eine große senkrechte Länge sichtbar, so daß die dieser gleichwertige Basislänge, die man zur Ermittelung der Entfernung zur Verfügung hat, bei den Entfernungsmessern mit Basis am Ziel weit größer ist als bei den gewöhnlichen Basisentfernungsmessern.

Nun werden aber jene Entfernungsmesser deshalb sehr selten verwendet, weil die Abmessungen des besonderen Zieles im einzelnen Falle nicht genau genug bekannt sind oder weil diese Abmessungen von dem Feinde absichtlich geändert werden können.

Mit der Erfindung wird nun bezweckt, die Genauigkeit der auf das Messen der Entfernung gerichteten Tätigkeiten zu erhöhen und insbesondere die Genauigkeit der Bestimmung der Entfernungsänderung eines Zieles. Es geschieht dies dadurch, daß man einen Entfernungsmesser A mit fester Basis (als welcher in der nachfolgenden Beschreibung ein Entfernungsmesser nach dem Koinzidenzprinzip angenommen werden soll) in Verbindung mit einem Entfernungsmesser B benutzt, bei dessen Verwendung Kenntnis der Abmessungen- des Zieles vorausgesetzt ist.

Kurz ausgedrückt ist die Wirkungsweise folgende: Man ermittelt zunächst die Entfernung oder Schußweite durch den Entfernungsmesser A in der gewöhnlichen Weise (wobei die wirkliche Länge der virtuellen Basis für den Entfernungsmesser B am Ziel als nicht bekannt vorausgesetzt ist). Diese durch A ermittelte Entfernung oder Schußweite benutzt man, um den Entfernungsmesser B einzustellen und beobachtet dann die Zieländerungen oder das Veränderungsverhältnis in B, wobei die größere Genauigkeit der letztgenannten Beobachtungen sich aus der am Ziel verfügbaren Basis ergibt (z. B. aus der Höhe des Mastes über dem Schiffsdeck oder über Seehöhe oder einer anderen geeigneten Linienmarke), und nach der Erfindung ist nun dahin Vorkehrung getroffen, um die beiden Entfernungsmeßvorrichtungen, d. h. den Entfernungsmesser A und den EntfernungsmesserB, aneinanderzulenken oder durch gegenseitigen

Eingriff miteinander zu verbinden, so daß, wenn die eine Vorrichtung bewegt wird, die andere ■ sich ebenfalls um die richtige Entfernung und im richtigen Sinne bewegt. Auf diese Weise kann (sofern in der für den Entfernungsmesser B benutzten Basis keine Änderung gemacht worden ist) der.Beobachter bei B, da er richtig auf das Ziel »hält«, gleichzeitig die Bilder im Gesichtsfelde des

ίο Entfernungsmessers A in Koinzidenz behalten ; wogegen, wenn der Feind die als Basis für B benutzte Höhe ändert, während der Beobachter bei B auf das Ziel »hält«, die Bilder in A nicht mehr in Koinzidenz erscheinen und die bei A gemachte Beobachtung dann erkennen läßt, daß etwas nicht in Ordnung ist. Wenn zwei Personen mit den Beobachtungen beschäftigt sind, dann benachrichtigt der Beobachter bei A den Beobachter bei B hiervon und stellt A so ein, daß die Bilder in Koinzidenz sind, worauf der Beobachter bei B, nachdem er bei seinem Apparat durch die weiter unten zu beschreibenden Einrichtungen eine entsprechende Einstellung vorgenommen hat, wie zuvor auf das Ziel hält.

In der Zeichnung ist die Wirkungsweise an der Hand verschiedener Ausführungsbeispiele dargestellt.

Fig. ι zeigt eine Verbindungsweise der Stellvorrichtungen der Entfernungsmesser A und ZJ. Fig. 2 und 3 zeigen verschiedene Ausführungen des Entfernungsmessers B.
Fig. 4 zeigt in der Unteransicht und
Fig. 5 im senkrechten Schnitt eine Ausführungsform einer Vorrichtung für die optische Einstellung und Messung im Entfernungsmesser B.

Fig. 6 und 7 sind senkrechte Schnittansichten einer geänderten Ausführung der für den gleichen Zweck bestimmten Vorrichtung.

In Fig. ι bedeutet A einen Entfernungsmesser, dessen Stellvorrichtung 1 auf einen Trieb 2 wirkt und durch diesen eine Zahnstange 3 verschiebt, an der das Brechungsprisma von A angebracht ist. B stellt einen Entfernungsmesser dar, dessen Stellvorrichtung 4 auf einen Trieb 5 wirkt und durch diesen eine Zahnstange 6 verschiebt, an der ein Paar drehbare Prismen in B angebracht sind. Die Stellvorrichtungen von A und B sind durch eine Kupplung 7 miteinander verbunden.

Die Entfernungsskala in A und die in B sind beide aufeinander bezogen. Es können zwei Entfernungsskalen vorhanden sein, die eine für A und die andere für B. Die Einstellung auf »Unendlich« für das Entfernungshalterprisma in B wird entweder durch Verschieben des einen der Objektive oder durch zweckentsprechende Ausführung des Okularprismensystems oder auch durch Einschaltung eines besonderen Brechungsprismas (oder mehrerer) so eingestellt, daß sich das Prismenpaar in der Nähe des Okularprismensystems befindet, wenn die Skala »Unendlich« anzeigt, und diese »Unendlich «-Stellung läßt sich durch Versuch ermitteln, indem man beobachtet, daß auf einer wagerechten Linie die Koinzidenz in den beiden Hälften des Gesichtsfeldes eintritt, wenn man das Instrument in der für die Beobachtung von aufrechtstehenden Zielen geeigneten Stellung verwendet.

Das in A befindliche Brechungsprisma für einfache Entfernungen oder .Schußweiten und die Winkelmeßvorrichtung in B können alsdann so miteinander in Eingriff gebracht werden, daß die Ablesung der Entfernung auf beiden Skalen gleich ist. Dies setzt voraus, daß bei einer Übersetzung von 1:1 die Skalenlängen einander gleich sind, wogegen bei einem anderen Übersetzungsverhältnis die Skalenlänge von B der von A so angepaßt sein muß, daß die Abmessungen in beiden Instrumenten übereinstimmen. Damit der Entfernungsmesser B zwei geeignete Stellen des Ziels ohne Rücksicht auf die Stellung der Vorrichtung zum Messen der Entfernung in Koinzidenz bringen kann, empfiehlt es sich, als optisches Mittel für die Einstellung und Messung zwei drehbare und verschiebbare Brechungsprismen zu benutzen, wobei man die Drehbewegung dieser Prismen um gleiche Winkel in entgegengesetzten Richtungen dazu verwendet, um das Äquivalent eines einzigen Prismas von veränderlichem Brechungswinkel zu erzielen, so daß das Bild einer Stelle des Ziels in Koinzidenz mit der zweiten Stelle bei der ersten Einstellung gebracht werden kann, worauf dann das Messen der Entfernung durch Verschieben des Prismenpaares geschieht. Nach einer Ausführungsform des Entfernungsmessers B, der an Hand der Zeichnung beschrieben werden soll, besteht dieser aus zwei Fernrohren T¹ .und T² von gleicher Vergrößerung mit gewöhnlichem Okular und zweckentsprechenden Okularprismen zum gleichzeitigen Beobachten der beiden Felder. Diese beiden Fernrohre sind gleichgerichtet, d. h. die Objektive sind einander benachbart, z. B. wie in der Zeichnung (Fig. 2 und 3) nebeneinander befindlich. Bei einer anderen nicht veranschaulichten Ausführung könnte man sie übereinander anordnen. Eines von den drehbaren Prismen kann sich. in dem einen Fernrohr und das andere in dem andern Fernrohr befinden. Es empfiehlt sich aber, statt dessen entweder beide in T¹ oder beide in T² anzubringen, und es soll auch eine solche Anordnungsweise als vorhanden vorausgesetzt sein. Das Prismenpaar muß nun an der Bahn des einen der Strahlenbündel entlang so verschoben werden, daß dieses Bün-

del entweder senkrecht nach oben oder nach unten gebracht wird, d. h. der gleichwertige Brechungswinkel des Paares muß sich in einer senkrechten Ebene befinden, da ja als virtuelle Basis eine senkrechte angenommen worden ist.

Fig. 2 zeigt eine solche Ausführungsform des Entfernungsmessers B, · der hier aus dem Äquivalent zweier Fernrohre Γ¹ und T² von

ίο gleicher Vergrößerung mit gewöhnlichem Okular besteht. Diese Fernrohre sind so dargestellt, daß das entstehende Bild auf den Kopf gestellt und seitlich umgekehrt erscheint. Bei Verwendung eines terrestrischen Okulars oder durch entsprechende Reflexionen kann man das Bild auch aufrechtstehend und seitlich richtig erscheinen lassen.. Indessen ist in der Zeichnung der Einfachheit halber die optische Anordnung in Fig. 2 und 3 für ein umkehrendes Fernrohr dargestellt. . Das eine Fernrohr T¹ besteht aus einem Prisma 8, einem Objektiv g (und gegebenenfalls einem Paar drehbarer Prismen 10 und 11, die an dem Rohr des Apparates nicht verschiebbar sind) und einem Rhomboid prisma 12, mit dem das Prisma 17 zusammengekittet ist, dessen Hypothenusenfläche teilweise versilbert ist. Das zweite Fernrohr T² besteht in ähnlicher Weise aus einem Prisma 13, einem Objektiv 14, einein Paar drehbarerer Prismen 15 und 16, die an dem Rohr entlang verschiebbar sind, und dem Prisma 17. Wenn man in das Okular hineinsieht, erkennt man zwei übereinandergreifende Felder, wenn die ganze Hypothenusenfläche von 17 so schwach versilbert ist, daß man hindurchsehen kann; will man zwei gesonderte aber einander berührende Felder haben, so kann man die ganze Hypothenusenfläche von 17 zunächst versilbern und später einen Teil der Versilberung wieder entfernen, so daß ζ. B. ein senkrechter Streifen entsteht, durch den man das vom Fernrohr T¹ wiedergegebene Bild sehen kann.

Fig. 3 zeigt eine etwas geänderte Anord-

'45 nung der optischen Bestandteile des Entfernungshalters B. Zum Unterschiede von Fig. 2 sind hier die Okularprismen so eingerichtet, daß bei Anordnung der Objektive 9 · und 14 einander gegenüber in Rahmen die Stärke des von den beiden Strahlenbündeln von T¹ und T² durchdrungenen Glases die gleiche ist und die Brennpunktebenen miteinander zusammenfallen. Dies läßt sich mittels der Prismen 18 und ig in T¹ und des doppelt reflektierenden Prismas 20 in T² erreichen. Die Hypothenusenfläche von 17 ist zum Teil oder stellenweise versilbert und mit dem daran gekitteten Prisma 19 versehen.

Fig. 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform der Einrichtung zum Verschieben der Prismen 15 und 16 und zum Drehen dieser Prismen in entgegengesetzten Richtungen an irgendeiner Stelle ihrer Bewegungsbahn.

Die Prismen 15 und 16 befinden sich an einem Ansatz der Zahnstange 6, die mittels des Triebes 5 hin ■ und her bewegt werden kann. Das Prisma 16 befindet sich in einem Rahmen, der bei 21 mit Eingriffszähnen versehen ist. Mit diesen Zähnen befindet sich ein Triebstock 22 in Eingriff, an dessen Ende das Zahnrad 23 befestigt ist. Dieses tritt in Eingriff mit dem Zahnrad 24. In Fig. 4 ist das Zahnrad 23 nicht gezeigt, da es sich hinter dem Rad 24 befindet. Das zweite Prisma 15 hat ebenfalls einen Rahmen, an dem ein gezahntes Segment 25 in Eingriff mit einem Triebstock 26 tritt an dessen Ende das (in Fig. 4 nicht sichtbare) Zahnrad 27 sitzt, das mit dem Zahnrad 28 in Eingriff tritt. Die Räderwerke 21 bis 24 und 25 bis 28 entsprechen einander in jeder Weise, und außerdem sind die Räder 24 und 28 unmittelbar miteinander in Eingriff.. Am Rad 24 ist eine mit diesem zusammen, sich drehende Scheibe 29 befestigt (die mit einer Teilung, entsprechend der Basis des Zieles für den Entfernungsmesser B, versehen ist), und dieser Scheibe gegenüber befindet sich ein feststehender Zeiger 30. Durch Drehen der Scheibe 29 wird eine Drehbewegung des Prismas 16 nach go der einen Richtung und eine Drehbewegung des Prismas 15 von gleichem Wert in der entgegengesetzten Richtung hervorgebracht, so daß die durch das Prismenpaar hervorgebrachte Ablenkung geändert wird, und die Größe dieser Abweichung ist eine Funktion der Ablesung des Zeigers 30 gegenüber der Scheibe 2g.

Fig. 6 und 7 zeigen einen Längsschnitt und einen Querschnitt einer etwas geänderten Einrichtung zum Drehen der beiden Brechungsprismen an irgendeiner Stelle ihrer Bewegungsbahn. Der Trieb 5 verschiebt die Zahnstange 6, und an dieser ist ein Rahmen 31 befestigt, der die Prismen 15 und 16 in Haltern trägt, die mit Kegelrädern 32 und 33 versehen sind, wobei diese Kegelräder so ineinandergreifen, daß sie gleichmäßig in entgegengesetzten Richtungen durch Vermittlung des Kegelrades 34 (oder der Räder 34 und 35) im Rahmen 31 gedreht werden. An einem von diesen Haltern befindet sich das Zahnrad 36, das mit dem Triebstock 37 bei jeder Stellung des Rahmens 31 in Eingriff ist. Wenn somit der Triebstock 37 gedreht wird, dann dreht sich das Rad 36 zusammen mit dem Prisma 16, und hierdurch entsteht eine gleiche Drehbewegung des Prismas 15 in der entgegengesetzten Richtung. In bezug auf diese Figuren sei bemerkt, daß der Triebstock 37 am einen Ende mit einer Scheibe und einem Zeiger versehen ist, wie dies in Fig. 4. in bezug auf den Triebstock 22_?der Fall ist.

Sowohl in Fig. 4 und 5 wie auch in Fig. 6 und 7 ist nur die Einrichtung zum Drehen des Prismenpaares 15 und 16 gezeigt, indem das Prismenpaar 10 und 11 im Fernrohr Γ¹ als fortgelassen angenommen ist. Zuweilen kann es zweckmäßig sein, diese Prismen 10 und 11 in dem einen oder dem anderen Fernrohr Γ¹ oder T² anzubringen. Wenn man nämlich 10 und 11 fortläßt, dann entspricht die »Unendlicha-Stellung für den Entfernungsmesser B einer bestimmten Stellung der Prismen 15 und 16. Bei Koinzidenz der Brennpunktebenen des Fernrohrs und bei Verwendung der Ausführungen nach Fig. 2 oder 3 ist diese Stellung schon von dem Glas eingenommen. Die Einschaltung des Prismenpaares

10 und 11 gestattet nun aber, diese »Unendlich«-Stellung an irgendeine hierzu geeignete Stellung zu bringen, z. B. kann in Fig. 2 und 3,

ao wenn die Prismen 10 und 11 vorhanden sind, die »Unendlich«-Stellung der punktiert angedeuteten Stellung von 15 und 16 entsprechen. Bei Einschaltung der Prismen 10 und 11 ist es nötig, die in Fig. 4 und 7 dargestellte Drehvorrichtung in genau gleicher Weise zu wiederholen, nur daß (da die Prismen 10 und

11 sich nicht fortbewegen) der Triebstock durch ein Triebrad ersetzt werden kann.

Diese beiden Teile der Drehvorrichtung müssen nun miteinander so in Eingriff gebracht werden, daß bei einer Drehbewegung von 15 und 16 zueinander die entsprechenden Prismen 10 und 11 zueinander um den gleichen Wert gedreht werden.

In der vorstehenden Beschreibung ist angenommen, daß die Vorrichtung zur Verwendung für zwei gesonderte Beobachter eingerichtet ist; man kann aber auch die beiden Instrumente in demselben Gehäuse anbringen und die Einrichtung so treffen, daß der Beobachter das Gesichtsfeld des Entfernungsmessers A mit dem einen Auge und das Gesichtsfeld des Entfernungsmessers B mit dem andern Auge sehen kann.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Einrichtung zum Messen von Entfernungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Basisentfernungsmesser mit einem zweiten Entfernungsmesser, bei dem eine Basis am Ziel benutzt wird, so verbunden ist, daß die der Meßvorrichtung des einen Instruments mitgeteilten Arbeitstätigkeiten gleichzeitig auf die Meßvorrichtungen des anderen Instruments übertragen werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.