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Rechengerät zur laufenden Bildung des gestürzten Wertes einer veränderlichen
Größe insbesondere für Feuerleitgeräte Das Rechengerät nach dem Hauptpatent beruht
auf der Auswertung der Parameterdarstellung x - f1 (p)' y = f2 (p)
der zwischen der veränderlichen Größe x und ihrem gestürzten Wert
(C eine Konstante) bestehenden Beziehung und enthält zwei die vorerwähnten Gleichungen
nachbildende Getriebe, insbesondere Kurvengetriebe, von denen bei Einstellung beider
Getriebe auf den gleichen p-Wert das eine den gesuchten Wert liefert, wenn das andere
den umzurechnenden Wert darstellt.
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Bei der Verwendung des Rechengerätes kann es, insbesondere auf dem
Feuerleitgebiet, erforderlich sein, daß die in der vorerwähnten Beziehung zwischen
der veränderlichen Größe x und ihrem gestürzten Wert y auftretende Konstante C einstellbar
ist. Man war bisher genötigt, zu diesem Zweck den Ausgangswert des Getriebes über
ein einstellbares Wechselgetriebe abzunehmen, so
daß durch Einstellung
des Wechselgetriebes die vorerwähnte Konstante C geändert werden konnte.
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Die Erfindung betrifft eine einfachere, durch die Eigenart des Getriebes
nach dem Hauptpatent ermöglichte Lösung, sofern für die Parameterdarstellung der
zwischen der veränderlichen Größe x. und ihrem gestürzten Wert y bestehenden Beziehung
Exponentialgleichungen zugrunde gelegt werden.
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Die neue Lösung besteht darin, daß - zur Ermöglichung einer wahlweisen
Einstellung der Konstante C, die in der Beziehung zwischen der veränderlichen Größe
x und ihrem gestürzten Wert :y _ enthalten ist - die x beiden Getriebe hinsichtlich
des Parameterwertes um eine für einen bestimmten C-Wert konstante Differenz gegeneinander
verstellbar sind.
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Die Zeichnung veranschaulicht in Fig. i eine Gesamtdarstellung und
in Fig.2 eine Einzelheit eines Ausführungsbeispiels; Fig. 3 und .4 enthalten je
eine geometrische Darstellung zur Erläuterung eines Anwendungsfalles.
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Dem imHauptpatent und hier dargestellten Ausführungsbeispiel liegen
folgende Exponentialgleichungen zugrunde: x = A - eP, (I)
worin e eine Konstante, vorzugsweise die Basis der natürlichen Logarithmen ist und
A und K ebenfalls Konstanten sind. p ist der Parameter.
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Es möge angenommen werden, daß die oben auftretende Konstante C zu
ändern ist in C1. Durch diese Änderung der Konstante C geht der gestürzte Wert y
über in
Daraus ergibt sich
Für
werde gesetzt
worin k1 eine Konstante ist. Aus den Beziehungen (1I), (IV) und (V) ergibt sich
Y, = A ' eK-Pls'. (V1) Wird gesetzt -K1 (VII) so ergibt sich Y,
= A (vIII) Aus den Gleichungen (1I), (VII) und (VIII ) geht hervor, daß eine
Änderung der Konstante C in den an sich beliebigen Wert Cl dadurch erreicht werden
kann, daß die beiden Getriebe des Rechengerätes hinsichtlich des Parameterwertes
um eine für einen bestimmten C-Wert konstante Differenz gegeneinander verstellt
werden.
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Das Ausführungsbeispiel enthält zwei Kurventrommeln i und -2 mit je
einer Nut i° bz«-. 2a. Jeder Trommel ist eine Zahnstange 3 bzw. .I zugeordnet, die
parallel zur Längsachse der zugehörigen Trommel längs verschieblich geführt ist
und mit einem Schub 3a bzw. .1.a formschlüssig in die Nut ia bzw. 2a der betreffenden
Trommel eingreift. Die Nuten ia und 2a verlaufen so, daß die Winkelstellungen der
Trommeln, wenn von der zur Einstellung der Konstante C erforderlichen Differenz
der p-Werte abgesehen wird, jeweils ein 'Maß für den p-Wert und die Einstellung
der Stangen 3 und .I ein 'Maß für den zugehörigen x- bzw. j-Wert geben gemäß den
obigen Gleichungen (I) und (II). Die Achsen 1b und 2b der Trommeln i und 2 sind
über je ein Schneckenradgetriebe 5 bzw. 6 mit einem Motor 7 und damit auch untereinander
gekuppelt. Die übersetzungsverhältnisse der beiden Schneckenradgetriebe und 6 sind
so gewählt, daß die Trommeln i und 2 bei einem bestimmten vom Motor eingeleiteten
Drehwinkel untereinander gleiche Drehwinkel zurücklegen. Die Einstellung der Zahnstange
3 wird auf eine Anzeigevorrichtung 8 übertragen, die der Zahnstange .I auf ein Anzeigevorrichtung
g. Werden die Trommeln i und 2 über den Motor 7 auf den gleichen p-Wert eingestellt,
so zeigt die Anzeigevorrichtung 8 jeweils den gestürzten Wert y an, wenn die Anzeigevorrichtung
9 den umzuwandelnden Wert anzeigt. Soll das Getriebe von Hand bedient werden. so
wäre der 'Motor 7 durch eine Handkurbel zu ersetzen. Über diese hätte ein Bedienungsmann
das Getriebe jeweils so einzustellen, daß die Anzeigevorrichtung g laufend den umzuwandelnden
Wert angibt. Alsdann kann an der Anzeigevorrichtung 8 laufend der gestürzte Wert
abgelesen werden. In der Regel wird ein selbsttätig arbeitendes Getriebe vorzuziehen
sein. In diesem Falle wird der umzuwandelnde Wert laufend durch die Winkelstellung
einer drehbeweglich gelagerten Scheibe io mit zwei Kontaktsegmenten ioß
und
iob dargestellt. Mit den Kontaktsegmenten arbeitet ein Schaltarm i i zusammen, der
mit der Zahnstange 4 gekuppelt ist. Über die durch die Teile ioa, iob und il gebildete
Schaltvorrichtung ist der Wendemotor 7 in Differentialschaltung an die Stromquelle
angeschlossen. Der Motor 7 steht also jeweils still, wenn der Kontaktarm sich in
der Mittelstellung bezüglich der beiden Kontaktsegmente ioa und iob befindet. Er
läuft im einen oder anderen Sinne an, je nachdem der Kontaktarm i i bei ioa oder
lob Kontakt macht. Die Einstellung der Scheibe io kann beispielsweise mit Hilfe
des Empfängers 12 eines den umzuwandelnden Wert laufend zuleitenden Übertragungssystems
erfolgen.
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Das Ausführungsbeispiel stimmt hinsichtlich der bisher beschriebenen
Teile mit dem Gegenstand des Hauptpatents überein. Zusätzlich ist zwischen dem Schneckenradgetriebe
5 und der Trommel i in deren Achse ib ein Differentialgetriebe 13 eingefügt; es
ist ausgangsseitig mit der Trommel i und eingangsseitig einerseits mit dem Schneckenrad
des Getriebes 5 und andererseits über das Schneckenradgetriebe 14 mit einem Handeinstellorgan
15 gekuppelt. Die Einstellung des letzteren wird durch die Anzeigevorrichtung 16
angezeigt.
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Dem Rechengerät kann ein bestimmter Nullwert Co der Kontakte C zugrunde
gelegt sein, derart, daß bei Einstellung auf diesen CO-Wert die Trommeln i und 2
keine Differenz hinsichtlich ihrer Winkelstellungen aufweisen und demgemäß bei Benutzung
des Gerätes auch laufend auf den gleichen p-Wert eingestellt werden. Soll die Konstante
C auf einen anderen Wert eingestellt werden, so kann das in einfacher Weise dadurch
erfolgen, daß über das Handeinstellorgan 15 und das Differentialgetriebe 1,3 der
Trommel eine für den betreffenden C-Wert konstante Differenz ihrer Winkelstellung
gegenüber der Trommel 2 erteilt wird, siehe die obige Gleichung (VIII).
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Die Anzeigevorrichtung 16 zeigt den jeweils eingestellten C-Wert an.-
Das Differentialgetriebe 13 könnte naturgemäß statt in die Welle lb auch in die
Welle 2b eingefügt werden.
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Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß mit Hilfe eines einfachen
Differentialgetriebes das gleiche erreicht wird, was sonst nur mit Hilfe eines mit
der Zahnstange 3 in Reihe geschalteten Wechselgetriebes erreicht werden könnte.
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Das Differentialgetriebe 13 kann durch zweckgleiche Mittel
ersetzt werden. Unter anderem könnte beispielsweise die in diesem Falle durchgehende
Welle ib verdrehbar gegenüber dem Schneckenrad des Getriebes 5 gemacht und gegebenenfalls
das genannte Schneckenrad mit einer den jeweils eingestellten C-Wert anzeigenden
Teilung versehen werden.
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Um einen Fall zu erläutern, in dem die Einstellbarkeit der Konstante
C erwünscht oder auch erforderlich ist, ist in Fig. 3 ein aus dem Beobachter B,
dem Ziel Z und der Waffe G gebildetes Zieldreieck dargestellt. In manchen Recheneinrichtungen
für Feuerleitzwecke wird dieses Zieldreieck geometrisch nachgebildet, jedoch häufig
aus getriebetechnischen Gründen nicht in der in Fig.3 dargestellten Form, sondern
in der durch Fig.4 dargestellten Form. In der letzteren sind alle Seiten des Zieldreiecks
durch die Entfernung eo des Zieles Z vom Beobachter B dividiert, so daß die eine
Seite des dadurch entstehenden ähnlichen Dreiecks stets die konstante Länge i besitzt.
Die Strecke zwischen dem Beobachter B und dem Ort G der Waffe erhält so den Wert
Wird zur Bildung dieser Größe
das Rechengerät nach der Erfindung benutzt - eo ist hier die laufend veränderliche
Größe -, so muß die Konstante C einstellbar sein, sofern nicht von vornherein mit
einer stets konstanten, vorgegebenen Entfernung zwischen dem Ort G der Waffe und
dem Ort B des Beobachters gerechnet werden kann.
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Selbst in Fällen, in denen die letztere Voraussetzung-konstante Entfernung
zwischen den Punkten B und G für einen bestimmten Aufstellungsort einer Recheneinrichtung
-erfüllt ist, kann mit Vorteil von der Erfindung Gebrauch gemacht werden, indem
bei den einzelnen Rechengeräten einer in gleicher Weise hergestellten Serie die
beiden Getriebe des einzelnen Gerätes hinsichtlich des Parameterwertes auf eine
bestimmte, von dem jeweiligen Anwendungsfall abhängige unveränderliche Differenz
eingestellt werden. Gegebenenfalls kann diese Einstellung so erfolgen, daß nach
Vornahme derselben eine Änderung nicht mehr möglich ist. Auch dieser Fall wird durch
die Erfindung erfaßt.
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Endlich sei noch bemerkt, daß die Erfindung auch bei den Ausführungen,
die den Gegenstand des Zusatzpatents 768 ioi bilden, anwendbar ist. Bei den Rechengeräten
nach dem letzteren Zusatzpatent sind die beiden Getriebe (sie mögen mit g1 und 92
bezeichnet werden) des einzelnen Rechengerätes je in zwei Teilgetriebe (sie seien
bezeichnet mit bi t1, 9l t2 bzw. g2 t1, 92 t2) unterteilt, von denen das eine eine
lineare Funktion des Parameterwertes p und das andere den diesen Funktionswert zum
Endwert ergänzenden Wert liefert.
Bei Anwendung der Erfindung auf
die vorerwähnten Ausführungen ist natürlich die zwischen den beiden Getrieben g1
und g2 herbeizuführende Differenz der Q-Werte in der Weise zu bewirken, daß die
z. B. über ein Differentialgetriebe eingeführte Differenz der Q-Werte auf beide,
das einzelne Getriebe g1 oder g@ bildende Teilgetriebe (z. B. g1 t1 und g1 t2) geleitet
wird.