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Vorrichtung für die Ubertragung, insbesondere Fernübertragung von
Winkeln und Strecken
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neuartige und
besonders vorteilhafte Vorrichtung für die Übertragung, insbesondere Fernübertragung,
von Winkeln und Strecken mit Mitteln, welche dieselben mit Hilfe von in gleichem
Abstand zur Einwirkung kommenden elektrischen Kontakten, intermittierenden Lichtquellen,
elektromagnetischen Feldern od. dgl. Signalgebern in eine Mehrzahl von Teilen zerlegen
und in eine derselben entsprechende Anzahl elektrischer Impulse umwandeln und-letztere
an räumlich entfernte Empfänger weitergeben lassen.
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Es sind bereits Geräte bekannt, mit deren Hilfe es möglich ist, Winkel
und Strecken bzw. entsprechende Zahlenangaben mit Hilfe von Funk oder Draht auf
größere Entfernungen zu übertragen.
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Diese bekannten Geräte können sich hierbei des sogenannten Dualzahlensystems
bedienen, welches bekanntlich die Tatsache ausnutzt, daß es möglich ist, - jele
Zahl als Po, Potenz von 2 darzustellen. Hierbei werden die Winkel und Strecken bzw.
deren in Zahlenwerten ausgedrückte Größen als solche übertragen. Der Winkel oder
die Strecke wird mechanisch in einem bestimmten Maße dargestellt und auf einen Dualzahlengeber
übertragen. Diese Stellung des Dualzahlengebers wird abgetastet, in Funkimpulse
umgewandelt und auf einen entsprechenden Empfänger gegeben, der diese Impulse
auf
einen mechanischen Dualzahlenempfänger überträgt.
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Es sind auch schon Vorrichtungen vorgeschlagen worden, die zur elektrischen
Fernübertragung von Stellungsanzeigen nach dem Impulsverfahren arbeiten und bei
denen bei ihrem fernanzuzeigenden Verstellen mittels vielteiliger Anordnungen von
Unterbrecherkontakten Stromstöße erzeugt werden, die von einem Empfänger als Anzeigewerte
auf ein Anzeigeorgan übertragen werden. Bei allen derartigen, bisher bekannten Geräten
lassen sich die einzelnen Winkelmessungen und Entfernungsmessungen nur nacheinander
durchführen, was schon allein in Anbetracht des damit verbundenen Zeitaufwands als
sehr nachteilig empfunden wird und die Geschwindigkeit der ertragung stark begrenzt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung hebt diesen Mangel auf, und zwar
dadurch, daß als Mittel für die Winkelzerlegung eine zweckmäßig an ihrem Umfang
kreisförmig angeordnete, Signalgeber tragende Platte, Rad od. dgl. scheibenförmiges
Organ und als Mittel für die Streckenzerlegung ein um den Mittelpunkt dieses Organs
drehbarer, Signalgeber tragender Stab od. dgl. leistenartiges Organ vorgesehen sind,
welches letztere mittels eines von ihm getragenen Signalgebemittels, z. B.
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Kontaktarms, bei seiner Drehung die Signalgeber des scheibenförmigen
Organs beeinflussen läßt und ein weiteres, in seiner Längsrichtung verschiebbares
Signalgebemittel trägt, das bei seinem Verschieben die Signalgeber des leistenartigen
Organs beeinflussen läßt, und somit die Organe die gleichzeitige Winkel- und Streckenmessung
durchführen lassen.
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Eine ebenfalls besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung
ist dadurch gegeben, daß das scheibenförmige Organ unter Weglassung der von ihm
getragenen Signalgeber und des dieselben beeinflussender vom leistenartigen Organ
getragenen Signalgebemittels als ein drehbares Rad, vorzugsweise Zahnrad, ausgebildet
und mit dem drehbaren leistenartigen Organ gekoppelt ist und ferner eine von diesem
Rad, zweckmäßig unter Zwischenschaltung einer Übersetzung, angetriebene Nockenscheibe,
Kontaktrad od. dgl. Drehorgan vorgesehen ist, welches bei-seiner durch ein Schwenken
des leistenartigen Organs hervorgerufenen Drehung einen Signalgeber, z. B. Kontakt,
in einer dem Winkelmaß und der Winlcælteilullg entsprechenden Häufigkeit beeinflussen
läßt.
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Die Impulse, die in ihrer Anzahl einerseits den Winkelmeßwerten,
andererseits den Streckenmeßwerten entsprechen, können z. B. über Draht oder über
eine Trägerfrequenz mit Funk auf das Gitter einer dekadischen Zählröhre gebracht
werden.
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Hierbei sind am Meßort für die Winkel- und Streckenmessung getrennte
Sender vorgesehen, denen an jedem Empfangsort getrennte Empfänger zugeordnet sind,
welche die Impulse den Zählröhren zuführen lassen. Ist die Übertragung des Winkels
oder der Strecke auf diese Weise beendet, so kann die Zufuhr der Impulse auf das
Gitter der Zählröhre durch ein besonders geartetes Signal vom Geber her unterbrochen
werden. Soll die Anzeige des Zählrohres bzw. der Zählröhrensvsteme wieder auf Null
gebracht werden, kann mittels eines jedem Sender zugeordneten Druckschalters od.
dgl. Signaltaste vom betreffenden Sender an den entsprechend zugeordneten Empfänger
ein zweites, besonderes Signal abgegeben werden, das den Anodenstrom des Zählröhrensystems
kurzzeitig unterbricht und dadurch das Empfängersystem auf Null stellt und damit
zum Empfang neuer Übertragungswerte bereitmacht.
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Sollte bei der Bedienung des erfindungsgemäßen Gerätes ein Fehler
unterlaufen, indem versehentlich z. B. das leistenförmige Organ über den jeweiligen
Winkel hinaus zu weit geschwenkt oder das in Längsrichtung des leistenförmigen Organs
verschiebbare Signalmittel über den Meßpunkt hinaus verschoben wird, so kann ein
solcher Meßfehler durch Druck der betreffenden Signaltaste wieder gelöscht werden.
Derartige Irrtümer spielen im übrigen bei Verwendung von Dualzahlengebern statt
dekadischer Zählröhren keine Rolle, da bei ihnen nur die endgültige Stellung abgetastet
wird.
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Bei allem ist es weiterhin von. Vorteil, wenn ein Anschlag od. dgl.
Begrenzungsmittel vorgesehen ist. welches die Drehung des leistenförmigen Organs
in der Nullstellung bzw. Bezugsrichtung begrenzen läßt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung erscheint zur Übertragung von Vektoren
besonders geeignet. Wie bekannt, ist ein Vektor durch seinen Winkelabstand von einer
Bezugs richtung und durch seine Länge definiert. Man ist daher mit Hilfe der Erfindung
in der Lage, sehr schnell und mit hoher Genauigkeit Vermessungsergebnisse, z. B.
bei geodätischen Vermessungen, von einem Punkt auf einen anderen zu übertragen.
Die bekannten dekadischen Zählröhren sind in der Lage, bis zu 30000 Impulse in der
Sekunde zu verarbeiten. Daraus ergibt sich. daß man Winkel und Strecken mit Hilfe
der Erfindung mit hoher Genauigkeit und Geschwindigkeit übertragen kann. Als Beispiele
einer solchen praktischen Anwendung der Erfindung seien folgende Möglichkeiten angeführt.
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Von einem guten Ubersichtspunkt aus kann der Vermessende die Winkel
zu Punkten z. B. mit Hilfe eines Fernrohres nacheinander messen und sie auf eir
uswertstelle mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung automatisch übertragen.
Wenn erforderlich, können dabei gleichzeitig auch die Entfernungen zu diesen Punkten
mit übertragen werden.
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Es können auch z. B. Winkel und. Entfernungen mittels eines geeigneten
Gerätes aus Kartenwerken entnommen und auf eine oder mehrere Stellen mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung mittels Funk oder Draht übermittelt werden.
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Eine weitere Anwendungsmöglichkeit besteht bei der Basisentfernungsmessung.
Es können hierbei mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung die im Gelände manchmal
unter schwierigen Verhältnissen durchgeführten Winkelmeßergebnisse mit größter Schnelligkeit
und Genauigkeit einer weiter ent-
fernten Auswertstelle zugeführt
werden. Dieses hat insbesondere dann Bedeutung, wenn die Messungen von Luftfahrzeugen
aus durchgeführt werden müssen.
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An Hand der Zeichnungen und einiger entsprechender Ausführungsbeispiele
sei die Erfindung nachstehend im einzelnen noch näher erläutert.
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Es sei beispielsweise die Aufgabe gestellt, von mehreren Punkten
aus zu einem Punkt Winkel (gemessen von einer Bezugs richtung) und Entfernungen
aus einem Kartenwerk zu entnehmen und das Ergebnis an die räumlich im Gelände verteilten
Punkte so schnell und genau als möglich, mittels Funk oder Draht zu übermitteln.
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Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung dieser Aufgabe. Der Geländepunkt
I ist jener Punkt, zu dem aus von den Punkten 2, 3, 4, 5 und 6 Winkel und Entfernung
aus einem Kartenwerk entnommen und übertragen werden sollen. Der Winkel a liegt
zwischen der Verbindungslinie der Punkte I und 2 und einer gewählten Bezugsrichtung
BZ. Ebenso ist der Winkel al von der die Punkte I und 3 verbindenden Linie und der
gewählten Bezugsrichtung BZ eingeschlossen. Hierbei sind die in Fig. 1 jeweils eingezeichneten
beiden Winkel a einander und beiden Winkel al einander jeweils als Wechselwinkel
an Parallelen gleich. Die dazugehörigen Entfernungen zwischen den Punkten I und
2 und I und 3 sind mit E und E, bezeichnet.
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Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eine's Gerätes der erfindungsgemäßen
Art nach Aufgabenstellung gemäß Fig. I. t ist der Punkt, zu dem von den Punkten
2, 3, 4, 5 und 6 die Winkel und die Entfernungen gemessen und auf räumlich entfernte
Punkte übertragen werden sollen. 7 ist eine Scheibe, die an ihrem Umfang mit einer
Reihe von Kontakten versehen ist. 8 ist ein Hebel, der sich um den Mittelpunkt I
der Scheibe 7, welcher dem Geländepunkt 1 entspricht, dreht und ebenfalls mit einer
Reihe von elektrischen Kontakten versehen ist. Der am einen Ende des Hebels 8 angeordnete
Schleifer g schleift bei einer Drehung des Hebels 8 auf den Kontakten der Scheibe
7 und verursacht hierdurch Stromunterbrechungen in einem zugehörigen Stromkreis.
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Ferner ist an dem Hebel 8 der Schlitten 24 angebracht, der mit dem
Zeiger IO verbunden ist.
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Mittels des Handgriffes II kann der Schlitten 24 am Hebel 8 entlang
verschoben werden. Hierbei gleitet der am Schlitten 24 angeordnete Schleifer I2
an den elektrischen Kontakten entlang und verursacht Unterbrechungen eines weiteren
entsprechenden Stromkreises. Dem Hebel 8 ist auf der Scheibe 7 ein Anschlag 23 zugeordnet.
Liegt der Hebel 8 mit seinem mit dem Schleifer g ausgestatteten Arm am Anschlag
23, dann liegt der Schleifer 9 in der WinkelstellungOw. Steht der Schlitten 24 mit
seinem Zeiger IO auf dem Mittelpunkt I der Scheibe 7, so liegt der Schleifer 12
in der Entfernungsstellung O. Sowohl in bezug auf clen Winkel als auch für die Entfernung
ist also die Nullstellung eingestellt, die bezüglich des Winkels der gewählten Bezugsrichtung
BZ, bezüglich der Entfernung dem Ausgangs- und Mittelpunkt I entspricht.
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Fällt - wie in Fig. s dargestellt - die Bezugsrichtung BZ mit der
Verbindungslinie der Punkte 1, 2 zusammen, verbleibt der Hebel 8 zur Messung des
Geländepunktes 2 in der Winkelstellung Ow, während sein Schlitten 24 mittels des
Handgriffs II so weit verschoben wird, bis der Zeiger 10 auf den auf der Unterlage
markierten Geländepunkt 2 zu stehen kommt. Die Zahl der Kontakte, die dabei von
dem Schleifer 12 überstrichen werden, ist ein Maß für die Entfernung zwischen den
Punkten I und 2.
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Zur Messung des Geländepunktes 3 wird der Zeiger IO mit Hilfe des
Handgriffs II auf den auf der Unterlage entsprechend markierten Punkt 3 gebracht.
Hierbei wird einerseits der Hebel8 in Richtung A bis zur die Punkte I und 3 verbindenden
Strichlinie bewegt, wobei der Schleifer 9 an den I Kontakten der stillstehenden
Scheibe 7 entlang schleift und so viel Stromunterbrechungen verursacht, als Kontakte
auf der Scheibe 7 dem bestrichenen Winkel zugeordnet sind. Die Anzahl der Stromunterbrechungen
ist also direkt proportional der Größe des bestrichenen Winkels. Gleichzeitig wird
dabei der Schlitten 24 mit dem Zeiger IO von der Stellung OE des Schleifers I2 auf
den Punkt 3 gebracht. Hierbei ist die Anzahl der durch den Schleifer 12 verursachten
Stromunterbrechungen ein Maß für die Entfernung des Punktes I zum Punkt 3.
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Die von dem Schleifer g erfolgenden Unterbrechungen zur Messung des
Winkels werden als Impulse der Trägerfrequenz des Senders 13 aufmoduliert und auf
den Empfänger 14 übertragen.
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Ebenso werden die Impulse von dem Schleifer 12 zur Übertragung der
Entfernung dem Sender 15 aufmoduliert und auf den Empfänger I6 übertragen.
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Befindet sich jetzt das Gerät in der neuen Lage. dann werden die
Schalter I7 und Ig gedrückt.
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Durch das Drücken dieser beiden Schalter wird ein Sondersignal auf
die Sender I3 und I5 gegeben und auf die Empfänger 14 und I6 übertragen.
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Dieses hat zur Folge, daß beim Empfänger die Impulszufuhr an die Gitter
der Zählröhrensysteme unterbrochen wird.
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Wird jetzt der Hebel 8 in der Richtung A weiterbewegt, dann werden
alle Empfänger an den Geländepunkten 4 bis 6 weitere Impulse empfangen.
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Dieses Verfahren wird jetzt mit jedem Punkt durchgeführt. Dabei ist
zu bemerken, daß der Schlitten 24 immer auf die Nullstellung zurückgeführt werden
muß. Es ist selbstverständlich, daß an den Punkten 3 bis 6 gleiche Empfängeranlagen
14 und I6 vorhanden sein müssen. Die Tasten 19 und 20 verursachen ein Sondersignal,
das über die Sender I3 und 15 an alle Empfänger der Punkte 2 bis 6 gegeben wird.
Dieses Sondersignal verursacht bei den Zählröhrensystemen 21 und 22 eine kurzzeitige
Unterbrechung des Anodenstromes der Röhren. Damit stellen sich alle Zählröhrensysteme
auf Null und sind hierdurch zur Aufnahme von weiteren Meßergebnissen bereit. Um
gegebenen-
falls weitere Angaben an die Empfänger in den Punkten
2 bis 6 durchgeben zu können, müssen natürlich an diesen Stellen weitere Empfänger
vorhanden sein. So z. B. können hiermit verschlüsselte Kurzangaben mittels eines
Kodes in Form von Zahlen übermittelt werden.
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Es ist natürlich auch möglich, nachdem die Angaben hintereinander
erfolgen, einen einzigen Empfänger und Sender zu verwenden. Die Ausführung der hierfür
erforderlichen Umschaltelemente braucht nicht näher ausgeführt werden.
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Der Vorgang zur Ubertrag, ung der Meßwerte spielt sich bedienungstechnisch
etwa wie folgt ab: Der Schleifer 12 steht auf OE Der Hebel 8 wird auf den äußersten
rechten Punkt 2 gefahren. Gleichzeitig wird der Zeiger 10 mit Hilfe des Handgriffes
t 1 auf den Punkt 2 gebracht. Ist dieses geschehen, werden die beiden Schalter I7
und I8 gedrückt. Dadurch l werden die Impulszuführungen der Empfänger I4 und I6
an den Gittern der Zählröhrensysteme unterbrochen. Damit bleibt auf den Zählröhren
21 und 22 die Entfernung und der Winkel stehen.
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Jetzt wird der Hebel 11 wieder auf die Nullstelhing zurückgefahren
und die Messung nach dem Punkt 3 genauso wie in Punkt 2 durchgefülirt.
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Am Schluß aller Messungen werden an allen Punkten 2 bis 6 durch Drücken
auf die Schalter 19 und 20 alle Empfänger in die Ausgangsstellung gebracht.
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Fig. 3 zeigt eine beispielsweise Ausführung der Kontaktscheibe nach
Fig. 2, Ziffer 7. Der Hebel 8 ist mit einem Zahnrad 25 fest verbunden. Das Zahnrad
25 kämmt in ein Zahnrad 26, das mit dem Kontaktrad 27 verbunden ist. Durch die Nocken
28 auf dem Kontaktrad 27 wird der Kontakt 43 laufend geschlossen und unterbrochen.
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Fig. 4 zeigt das Schema einer Basisentfernungsmessung mit Hilfe der
erfindungsgemäßen Vorrichtung. I sei der rechte Basispunkt, 2 der linke Basispunkt.
3 ist der Punkt, zu dem die Entfernung gemessen werden soll. BZ ist die Bezugsrichtung,
und E ist die Entfernung der beiden Punkte I und 2.
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Mit den Visiereinrichtungen auf den Punkten 1 und 2 sind Gebergeräte
verbunden, die nach dem System des erfindungsgemäßen Gerätes gemäß Fig. 2 arbeiten.
Selbstverständlich können auch auf ähnliche Weise die Höhenunterschiede der Punkte
zueinander gemessen werden. Die Winkel a, und a2 werden mit Hilfe der Sender 29
und 30 mit Funk oder Draht auf den Empfänger in der Auswertestelle 3I, wie oben
angeführt, übertragen. Die Zählröhrensysteme 32 und 33 zeigen dann die jeweiligen
Winkel an.
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Fig. 5-eranschaulicht, daß mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung
nicht nur, wie in den bisher geschilderten Fällen, Polarkoordinaten, sondern auch
senkrecht aufeinanderstehende Koordinaten übertragen werden können. Wie Fig. 5 zeigt,
kann damit der Weg eines beweglichen Gliedes 34 durch zwei parallel geführte Schleifen
35 und 36 in senkrecht aufeinanderstehende Koordinaten zerlegt werden. Mit Hilfe
des oben geschilderten Übertragungssystems können auf den beiden Empfängern die
jeweils anfallenden Koordinaten abgelesen werden. Diese Methode kann z. B. mit Vorteil
bei der Aufzeichnung von Fahrieugwegen bzw. für die Ortsbestimmung von Fahrzeugen
verwendet werden. In der Fig. 5 bedeuten 37 und 38 Schleifkontakte, 39 bis 42 einzeln
herausgegriffene elektrische Kontakte. Das Übertragungssystem ist ähnlich dem in
Fig. 2 veranschaulichten und deshalb nicht eigens dargestellt.
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PATENTANSP3ÜCHE: I. Vorrichtung für die Übertragung, insbesondere
Fernübertragung, von Winkeln und Strecken mit Mitteln, welche dieselben mit Hilfe
von in gleichem Abstand zur Einwirkung kommenden elektrischen Kontakten, intermittierenden
Lichtquellen, elektromagnetischen Feldern od. dgl. Signalgebern in eine Mehrzahl
von Teilen zerlegen und in eine derselben entsprechende Anzahl elektrischer Impulse
umwandeln und letztere an räumlich entfernte Empfänger weitergeben lassen, dadurch
gekennzeichnet, daß als Mittel für die Winkelzerlegung eine zweckmäßig an ihrem
Umfang kreisförmig angeordnete Signalgeber tragende Platte, Rad od. dgl. scheibenförmiges
Organ und als Mittel für die Streckenzerlegung eiii um den Mittelpunkt dieses Organs
drehbarer. Signalgeber tragender Stab od. dgl. leistenartiges Organ vorgesehen sind,
welches letztere mittels eines von ihm getragenen Signalgebemittels, z. B.
-
Kontaktarms, bei seiner Drehung die Signalgeber des scheibenförmigen
Organs heeinfiusseii läßt und ein weiteres, in seiner Längsrichtung verschiebbares
Signalgebemittel trägt, das bei seinem Verschieben die Signalgeber des leistenartigen
Organs beeinflussen läßt, und somit die Organe die gleichzeitige Winkel-und Streckenmessung
durchführen lassen.