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Ablesevorrichtung für Magnetkompasse Die Erfindung betrifft eine Ablesevorrichtung
für Magnetkompasse zur Kurssteuerung, bei der das Bild der Kompaß.rose mit der fahrzeugfesten
Nullmarke durch optische Mittel in derselben Bildlinie zur Deckung gebracht wird.
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Es ist bereits bekannt, eine Kompaßr ose; eine fahrzeugfeste Nullmarke
und ein Landschaftsbild durch optische Mittel in einem Bild zu vereinigen, um Parallasenfehler
zu vermeiden.
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Auch ist schon vorgeschlagen worden, bei einem Bussolenrichtkreis,
der eine Bussole mit festem Teilkreis und ein Zielfernrohr hat, das am Bussolengehäuse
drehbar ist, zwei Teilkreise mit dem zu beobachtenden Objekt, einem am Fernrohr
befestigten Zeiger, einen mit der Magnetnadel verbundenen Zeiger und ein Fadenkreuz
m einem Bild zusammenzufassen.
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Hauptsächlich bei langen Fahrten liegt aber ein wesentlicher Mangel
dieser Geräte darin, daß das fortwährende Ablesen der Rose anstrengend und. nicht
sicher- genug ist, insofern als der Pilot die Aufgabe hat, das Einspielen der Nullmarke
und der Rose auf der festen Bezugsmarke zu überwachen.
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Dieser Mangel wird gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß als
optisches Mittel hierfür ein im Azimut drehbares Aufrichteprisma dient, durch dessen
Verdrehung das Bild der N-S-Linie der Kompaßrose mit der fahrzeugfesten Strichmarke
in gleiche Richtung gebracht werden kann. Es ist zwar bereits bekannt, in den Strahlengang
von Panoramafernrohren- ein drehbares Aufrichteprisma einzuschalten, das sich mit
der halben Geschwindigkeit derjenigen des Aufnahmere$ektors dreht, um das Bild aufrechtzuerhalten;
es ist ferner vorgeschlagen worden, in den Strahlengang von Magnetkompassen für
Unterseeboote ein nicht drehbares Aufrichteprisma einzuschalten ; doch handelt es
sich bei diesen Anordnungen um die Lösung anderer Aufgaben. Die Verwendung eines
drehbaren Aufrichteprismas im Strahlengang von Ablesevorrichtungen für Magnetkompasse,
wie es die Erfindung lehrt, ist bisher noch nicht vorgeschlagen worden.
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Erfindungsgemäß ist das Getriebe für die Verdrehung des Aufrichteprismas
noch mit einer außerhalb des Gehäuses liegenden Teilkreisablesevorrichtung verbunden.
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Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Ablesevorrichtung
nach der Erfindung schematisch dargestellt.
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Abb. r zeigt :einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel.
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Abb. 2 zeigt einen Schnitt durch in anderes Ausführungsbeispiel, und
zwar einen Schnitt nach. Linie A-A von Abb. 3.
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Abb. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie B-B von Abb. 2.
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Abb. q. zeigt einen Längsschnitt durch hin weiteres Ausführungsbeispiel
der Ablesevorrichtung.
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In Abb. i ist i ein aus Glas. bestehendes Kompäßgehäuse, das oben
halbkugelförmig
gekrümmt und unten durch eine Glasplatte 2 abgeschlossen
ist, die eine kleine, ein Magnet-. system 4 tragende 'Säule 3 abstützt. Dieses Magnetsystem
besteht aus mehreren. parallelen Magnetnadeln und ist um einen Aufhängungsmittelpunkt
5 drehbar. Der Kompaß wird in axialer Richtung von unten nach oben beobachtet; die
ganze Vorrichtung könnte jedoch, ohne wesentliche Änderungen vornehmen zu müssen,
zur Beobachtung in entgegengesetztem Sinne, d. h. -von oben nach unten eingerichtet
sein. An den Kompaß schließen sich nach unten vier gleichachsige, zylinderförmige
Röhren 6, 7, 8 und 9 an, von denen die drei letztgenannten um die gemeinsame, mit
der senkrechten Achse des Kompasses zusammenfallende Achserdrehbar sind. Das Kompaßgehäuse
ist starr an der Röhre 6 befestigt, die mit einem Lager io fest verbunden ist. i
i ist ein Aufrichteprisma, das in der Röhre 7 untergebracht ist, an der radial
auf verschiedener Höhe zwei Drehzapfen 12 und 13
starr befestigt sind, auf
welchen Kegelräder 14 bzw. 15 lose drehbar angeordnet sind. Das Kegelrad
14 kämmt oben mit einem mit der Röhre 6 fest verbundenen Zahnrad 16 und unten mit
einem ähnlichen, mit der Röhre 8 fest verbundenen Zahnrad 17. - An der Röhre
8 ist ein drittes Zahnrad 1 9 starr befestigt. Das Kegelrad i5 kämmt seinerseits
obren mit dem Rad 18 und unten mit einem ähnlichen vierten, mit der Röhre
9 fest verbundenen Zahnrad i9. Da die Röhre 6 in bezuk zum Lager i o feststehend
ist, bleibt auch die Röhre 9 unbeweglich, während die beiden Röhren 7 und 8 beweglich
sind,, von denen die erste, 7, ein Aufrichteprisma i i und die zweite, 8, einen
Teilkreis 2ö trägt, der jedoch mittels eines Druckringes 2 i derart daran befestigt
ist, daß dessen Orientierung in bezug zur Röhre 8 beliebig geändert werden kann.
Dreht sich diese um einen Winkel a, dann dreht sich das Prisma z i um den Winkel
a/2, während das durch das Prisma hindurch wahrgenommene Bild des Magnetsystems
4 sich gleichfalls @ebenfalls um den Winkel a dreht; diese Drehbewegungen erfolgen
alle in dem gleichen Sinne. Auf der Röhre 9 sind ein rechtwinkliges Reflexionsprisma
22 und ein Ansatz befestigt, der in dem die Ablesungen auf dem Teilkreis 2o ermöglichenden
Zeiger 23 endigt. Auf der inneren Kathetenfläche des Prismas 22 sind an Stelle
eines Fadenkreuzes zur Erleichterung der Ablesung parallel zueinander verlaufende
gerade (in der Abb. i nicht veranschaulichte) Linien aufgezeichnet, welche die Richtung
bestimmen, auf welche das virtuelle Bild der Magneteinrichtung einzustellen ist.
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Angenommen, der oben beschriebene Kompaß werde z. B. auf einem Fahrzeug
angebracht. In diesem Falle wird die Längsachse des Fahrzeuges gemäß. einer bekannten
Azimutrichtung eingestellt, und dann wird der durch den Ring 2 i als an der Röhre
8 befestigt angenommene Teilkreis 20 von Hand so weit gedreht, bis die Magnetnadeln
parallel zu den Bezugslinien erscheinen. Daraufhin dreht ma.n unter Lockern des
Ringes 2 i und unter Festhalten der Röhre 8 den Teilkreis 2o so weit, bis die Ablesung
darauf gegenüber dem Zeiger 23 dem bekannten Azimut entspricht; schließlich wird
der Teilkreis unter Anziehen des Ringes 21 in dieser Stellung gesperrt. Verschiebt
sich die Längsachse des Fahrzeuges in irgendeiner Weise, dann braucht, nachdem die
Magnetnadeln des 'Magnetsystems durch Drehung des Aufrichteprismas i i wieder, in
scheinbaren Parallelismus mit den geraden Linien gebracht worden sind, einfach die
Stellung des Teilkreises abgelesen zu werden, um das Azimut im Augenblick der Messung
:erkennen zu können. Will man dagegen das Fahrzeug sich in geradliniger Bahn eines.
gegebenen Azimuts bewegen lassen, dann braucht nur der Teilkreis so eingestellt
zu werden, daß er in bezug zum Zeiger- dieses Azimut anzeigt, und die Bahn des Fahrzeuges
so gesteuert zu werden, daß der Parallelismus zwischen dem Bild der Magnetnadeln
und der geraden Bezugslinien eintritt und beständig aufrechterhalten wird.
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Die Kompaßbüchse ,gemäß dem in Abb. 2 und 3 veranschaulichten zweiten
Ausführungsbeispiel besteht aus :einem zylinderförmigen Metallgehäuse 24, das oben
durch einen Glaskugelabschnitt 25 und unten durch eine flache Glasplatte 26 abgeschlossen
ist. Dieses Gehäuse bildet auch die Innenwand eines ringförmigen Ausdehnungsgehäuses
27, dessen Außenwand nach Art einer geschmeidigen Membran ausgestaltet ist. Am Gehäuse
24 ist mittels eines Druckringes 28 ein ori@entierbarer Teilbeis 29 befestigt. Das
Gehäuse 24 ist unten mit .einem Zahnkranz 30 versehen, der; mittels zweier
Ritzel 3 i und 32 mit einem einen doppelt so großen Durchmesser aufweisenden Zahnkranz
33 verbunden ist, der gleichachsig mit dem Zahnkranz 30 ist und durch eine
innere Röhre 34 abgestützt ist, während die Drehzapfen der beiden Ritzel mit einem
äußeren zylinderförmigen Gehäuse 3 5 fest verbunden sind. Dieses Gehäuse trägt oben
feinen das Ablesen des Teilkreises 29ermöglichenden Zeiger 36 und unten ein rechtwinkliges
Reflexionsprisma 37, auf dessen innerer Kathetenfläche die geraden parallelen Leitlixiien
aufgezeichnet sind. In der inneren Röhre 34 ist ein vielfaches Aufrichteprisma 38
untergebracht. Das Gehäuse 35 wird von .einem Flanschenring 39 umschlossen, in welchem
ges sich drehen oder durch eine
Druckschraube 4o befestigt werden
kann. Der Ring 39 bildet das Lager des Gerätes. Auch in diesem zweiten Ausführungsbeispiel
entspricht einer Umdrehung des die Kompaßbüchse 25, 24 mitnehmenden Teilkreises
29 eine in demselben Sinne stattfindende Umdrehung des vielfachen Aufrichteprismas
38 um einen halben Winkel.
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Bei dem durch Abb. 4 im Axialschnitt schematisch veranschaulichten
Ausführungsbeispiel ist ein Magnetsystem 41 in einer zylinderförinigen, oben und
unten durch zwei Glasscheiben 43 und 44 abgeschlossenen Büchse 42 untergebracht.
Die Kompaßbüchse ist am unteren Ende eines zylinderförmigen Mantels 45 befestigt,
in dessen Innern eine Röhre 46 drehbar angeordnet ist, die ein zwischen zwei Linsensystemen
48 und 49 vorgesehenes Aufrichteprisma 47 trägt. Das Magnetsystem liegt in der Brennebene
der Linsen 48. Am obersten Ende des Mantels 45 ist ein rechtwinkliges Reflexionsprisma
5o befestigt, gegen dessen senkrechte Kathetenfläche ein stumpfkegelförmiger Trichter
5 i befestigt ist, der einen nach Art einer plankonvexen Linse ausgebildeten Schirm
52 trägt, dessen geschmirgelte ebene Fläche in der Brennebiene der Linse
49 liegt. Auf diese ebene Fläche sind gerade parallele Bezugslinien (gerade Leitlinien)
eingeritzt. Die innere Röhre 46 kann mittels einer am Außenmantel 45 drehbar angeordneten
und mit einem auf der Röhre 46 aufgekeilten Zahnrad 54 kämmenden Tangentialschraube
53 in Drehung versetzt werden. Die Vorrichtung ist derart angeordnet, daß auf einem
orientierb.aren, von der Röhre 46 getragenen Teilkreis 55 die Zehnergrade und auf
dem Schraubenkopf die Einergrade abgelesen werden können und daß die abgelesenen
Winkelwerte den optischen Ablenkungen .entsprechen, die doppelt so groß sind wie
die mechanischen. Die Beleuchtung des Magnetsystems erfolgt durch eine elektrische
Lampe 56 und eine zweckmäßig ausgebildete Kondensatorlinse 57, die beide am anteren
Teil der Kompaßbüchse angebracht sind. Das Gerät wird mittels eines am Außenmantel
befestigten Flansches 58 am Lager angebracht.
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In diesem dritten Ausführungsbeispiel kann der Teilkreis 55 wegfallen.
Die Tangentialschraube 53 sowie das Zahnrad 54 können jedoch beibehalten werden
zu dem Zweck, das Prisma 47 in Drehung zu versetzen. Auch diese letztere Vorrichtung
könnte erforderlichenfalls in Wegfall kommen, wenn die Röhre 46 zugänglich gemacht
werden würde, die in diesem Falle von Hand gedreht werden könnte. Es sei nun angenommen,
daß in der Höhe des Magnetsystems 41 und konzentrisch dazu an der Kompaßb.üchse
42 ein durchsichtiger Teilbeis angebracht werde. Auf dem durchsichtigen Schirm 5z
bildet sich in diesem Falle durch Lichtprojektion außer dem Bild der Magnetnadel
41 auch jenes des Teilkreises ab.. Dadurch daß das Prisma 47 in Drehung versetzt
wird, dessen Reflexionsfläche genau parallel zur Drehachse der Röhre 46 angenommen
wird, kann das Bild der Magnetnadeln in parallele Lage mit den geraden, auf dem
Schirm 5z aufgezeichneten Bezugslinien gebracht werden; gleichzeitig zeigt das Bild
des Teilleises, nachdem derselbe in bezug zum Lagereingestellt worden ist, auf dem
Schirm 52 in Übereinstimmung finit einer darauf aufgezeichneten festen Marke
das nachgesuchte Azimut an.
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Der Kompaß nach der Erfindung ist hauptsächlich zur Anwendung im Flugwesen
bestimmt, da mit ihm die Einhaltung des Kurses durch die mittelbare Wahrnehmung
der Angaben erleichtert wird. Er kann aber auch in der Seeschiffahrt (Über- oder
Unterwasserfahrt), in Taucherausrüstungen, Kampfwagen usw. sowie bei verschiedenen
magnetogoniometrischen Geräten vorteilhafte Verwendung finden.