DE637465C - Einrichtung zur Entfernungsmessung von Zielen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Entfernungsmessung von Zielen mit den Hauptabniessungen des Zieles als Basis. Insbesondere bezieht sich die Erfin-S dung auf ein Fernrohr, mit dem man in der Lage ist, auch die Entfernung von bewegten, ihre Bewegungsrichtung häufig und rasch ändernden Zielen zu messen. Ebenso ist es mit der Einrichtung gemäß der Erfindung aber

auch mögfich, die Entfernung ruhender Ziele zu messen.

Es wurde bereits vorgeschlagen, die Entfernung von Zielen dadurch zu messen, daß man das Bild des mit dem Fernrohr anvisierten Zieles durch ein pankratisches Linsensystem derart vergrößert oder verkleinert, daß dieses Zielbild dauernd in einem bestimmten Größenverhältnis zu einer im Fernrohr angebrachten Meßmarke steht. Die durch das -pankratische System erzielbare änderbare Vergrößerung des Zielbildes steht in einem bestimmten Verhältnis zur Entfernung des Zielobjektes und gestattet somit, diese Entfernung anzugeben. Der Nachteil dieser Konstruktionen besteht aber darin, daß der Meßbereich verhältnismäßig klein ist, da ein pankratisches Linsensystem eine Vergrößerung über ι : 3 "nicht zuläßt und daher bei rasch bewegten Zielobjekten die letzteren den Meßbereich so rasch durcheilen, daß eine verläßliche Messung nicht gewonnen werden kann.

Es wurde auch schon vongeschlagen, bei konstanter Vergrößerung des Zielbildes der sich mit Änderung der Entfernung des Zieles ändernden Zielbildgröße eine im Fernrohr bewegbare Meßmarke anzupassen. Diese Art der Entfernungsmessung¹ ergibt aber ebenfalls keinen größeren Meßbereich und ist außerdem.noch urlgenauer.

Die Erfindung bezweckt nun, eine Einrichtung zur Entfernungsmessung zu schaffen, mittels welcher der Meßbereich auf das Dreifache des bisherigen gesteigert werden kann. Dadurch ist man dann erst in der Lage, rasch bewegte Ziele zu erfassen und deren Entfernung zu messen, nachdem der große Meßbereich von dem Zielobjekt in einem genügend langen Zeitraum durchlaufen werden muß. -

Die Erfindung erreicht dies dadurch, daß dem zum Anvisieren des Ziels bestimmten Fernrohr zwei pankratische Systeme zugeordnet sind, von welchen das eine die Veränderung der Vergrößerung des Bildes des Zielobjektes, das andere die Veränderung der Vergrößerung des Bildes der mit dem Zielbild zu vergleichenden Meßmarke bewirkt. Be-

geordnet ist, untergebracht. An der Achse des Handrades R der Knüppelsteuerung ist ein zweites als Suchfernrohr dienendes Fern-Tohr 6¹ angeordnet. In das Visierfernrohr F als auch in die Optik, welche die Meßmarke in das Fernrohr spiegelt, sind pankratische Systeme eingebaut, welche durch einen Regulierknopf M verstellt werden können.

Das Visierfernrohr F besteht aus' einem Innenrohr 9, das an dem dem Okular näher gelegenen Ende mit einem, axialen Führungssohlitz. 10 versehen ist. Dieses Rohr 9 ist von einem mit zwei Kurvenschlitzen 12, 13 versehenen Rohr 11 umgeben, welches mittels eines Schneckenrades 14 von der Schnecke 15 in Drehung versetzt werden kann. Das Rohr 11 ist von einem festen Rohr 16 umgeben, das nahe dem Okular einen Ringspalt freiläßt, durch !welchen eine am Rohr 11 befestigte Skala 17 nach außen tritt bzw. sichtbar wird.

In die Kurvenschlitze 12, 13 greifen Führungsbolzen ein; welche den Axialschlitz 10

sonders vorteilhaft ist es, in einem Fernrohr optische Einrichtungen vorzusehen, welche im Gesichtsfeld des zum Anvisieren des Ziels._ bestimmten Fernrohres nebst dem Bild d$|;| 5 Zielobjektes auch ein Bild einer die Haujsfiij abmessungen des Zielobjektes in maßstafc?%; licher Verkleinerung darstellenden Meßmarke erscheinen lassen. In den Systemen zur Erzeugung dieser Bilder ist je ein pankratisches ίο System eingeschaltet, wodurch beide Bilder einer änderbaren Vergrößerung unterworfen werden, so daß nach Einstellung beider BiI-' der auf gleiche Größe die Entfernung des Zielabjektes vom Standort bestimmt werden kann.

Auf den Zeichnungen ist eine 'beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Fig. ι zeigt die Einrichtung in Seitenansieht, Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht von Fig. i. Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen drei Gesichtsfeldbilder in verschiedenen Betriebszuständen. Die Fig. 6 zeigt eine Einrichtung, um mit demselben Fernrohr die Entfernung «5 verschiedener Typen von bewegten Zielen messen zu können. Fig. 7 zeigt die Optik der Einrichtung gemäß der Erfindung im Schnitt. Das zum Anvisieren des Ziels bestimmte Fernrohr F ist an einem Rahmen 1 befestigt, der mittels einer durch das Handrad R zu bedienenden Knüppelsteuerung nach beliebigen -Richtungen verschwenkbar ist. In das Gesichtsfeld dieses Visierfernrohres F wird durch eine Prismen- und Spiegelanordnung 2, deren optische Achse parallel zur optischen Achse des Visierfernrohres F ist, das Bild 3 eines maßstäblichen Kleinmodells 8 des Zielobj ektes eingespiegelt. Dieses Modell 8 ist in einem Gehäuse 4, das in dem Rahmen 1 andurchsetzen und an zylindrischen Linsenträgern 18, 19 befestigt sind. Durch Drehung .es/Rohres 11 werden die Linsenträger 18, 19 ,ihren Linsen relativ zueinander und zu ■ Rohr 9 axial verschoben. Dem Okular Fernrohres vorgelagert ist ein nahe der 'inblicköffnung angeordnetes Spiegelprisma 20, neben welchem in einem Gehäuse 21 ein zweites Spiegelprisma 22 angeordnet ist. Dieses letztere liegt in der Achse einer parallel zum Fernrohr 9 angeordneten Optik 23, die zur Übertragung des Meßmarkenbildes in das Fernrohr dient. Die Optik 23 ist in einem fest angeordneten zylindrischen Rohr 24 untergebracht, in welchem wieder ein drehbares zylindrisches Rohr 25 mit Kurvenbahnen 26 angeordnet ist. Innerhalb des Rohres 25 liegt ein Rohr 27 mit axialen. Führungsschlitzen 28, und in diesem Rohr 27 ist wieder ein zylindrischer Linsenträger 29 angeordnet, der mit Führungszapfen 30 die Axialschlitze 28 und die .Kurvenschlitze 26 durchsetzt. Das Rohr 25 erhält seinen Antrieb unmittelbar von dem Rohr 11 durch Stirnzahnräder 31. An das Rohr 24 setzt sich im rechten Winkel ein Rohr 32 an, an dessen Enden dreiseitige Spiegelprismen 33, 34 vorgesehen sind, von welchen das Prisma 33 den Strahlengang aus dem Rohr 32 in die Optik 23 spiegelt. Innerhalb des Rohres 32 ist ein drehbares Rohr 35 angeordnet, welches seinen Antrieb über ein ~ mit ihm fest verbundenes Kegelrad 36 erhält, das mit einem mit dem Rohr 25 verbundenen Kegelrad37 in Eingriff steht.' Am anderen Ende des Rohres 35 ist ebenfalls ein Kegelrad 38 befestigt. Dieses kämmt mit einem Kegelrad 39, das ein Rohr 40 in Drehung versetzt. Dieses Rohr 40 liegt parallel zu den Rohren 9 und 25 und enthält eine pankratische Optik 41, in deren Strahlengang das maßstäbliche Kleinmodell 8 des , bewegten Zielobjektes angeordnet ist. Das Rohr 40 weist wieder Kurvenschlitze 42 auf, in welchen die Zapfen 43 gleiten, die am Linsenträger 44 befestigt sind. Außerhalb des Rohres 40 ist ein festes Rohr 45 und innerhalb des Rohres 40 ein festes Rohr 46 mit axialen Führungsschlitzen 47 angeordnet. Vor der Mündung des Rohfes 46 ist das Flugzeugmodell 8 in folgender Weise gelagert.

In dem Gehäuse 4 sind sechs maßstäbliche Kleinmodelle 8 verschiedener Flugzeugtypen an Trägern derart aufgehängt, daß je eines dieser Modelle dauernd im Gesichtsfeld des Rohres 46 liegt. Die Modelle sind auf sechs Stirnrädern 53 befestigt, die in einer drehbaren und feststellbaren Bodenplatte 48' des Gehäuses 4 gelagert sind und durch Zwischenräder 54 angetrieben wenden. Die Fort-Schaltung der Modelle erfolgt durch eine zentrale Spindel G, die an ihrem unteren

Ende eine Platte 48 trägt, von-welcher Bolzen 49 durch die Achsen der Zwischenräder 54 hindurch in die drehbare Bodenplatte 48' ragen. Der Antrieb erfolgt derart, daß die Modelle auf einer Kreisbahn wandern, sich hierbei jedoch immer parallel zu sich selbst verschieben, so daß Gewähr dafür gegeben ist, daß jedes Modell in derselben Achsenlage vor die Objektivöffnung des Fernrohres 46 gelangt. Die Modelle sind in ihrer Gebrauchslage mittels eines in Ausnehmungen der Platte 48' eintretenden gefederten Riegels 50 feststellbar. ■

Die Modelle sind derart aufgehängt, daß sie sowohl um eine horizontale Achse 51 geneigt als auch um eine vertikale Achse 52 horizontal verdreht werden können. Die Übertragung dieser Bewegungen auf die Modelle 8 erfolgt in folgender Weise.

Der Träger des Modelles ist auf einem Zahnrad 53 befestigt, welches über Zwischenräder 54 mit einem zentralen Zahnrad 55 in Verbindung steht. Dieses sitzt auf einer zentralen Welle 56, die durch das Gehäuse 4 nach abwärts ragt und an ihrem unteren Ende von einer hierzu senkrechten Welle 57 durchsetzt wird. Wird die Welle 57 horizontal verschwenkt und damit die Welle 56 verdreht, so wird über die Zahnräder 55 bis S3 der Träger des Modelles und damit dieses um die vertikale Achse 52 horizontal verschwenkt. Eine durch das Flugzeugmodell hindurchgehende horizontale Achse 51 ist über einen Schnurbetrieb 58 mit einem Kegelrad 59 gekuppelt, das mit einem Kegelrad 60 kämmt, das mit einem Stirnrad 61 starr verbunden ist. Das Stirnrad 61 steht über Zwischenräder 62 mit einem zentralen Stirnrad 63 in Verbindung, das auf einer die Welle 56 umgebenden Hohlwelle 64 sitzt. Die Hohlwelle 64 tritt ebenfalls aus dem Gehäuse 4 nach unten aus und trägt an ihrem unteren Ende ein Kegelrad 65, das mit einem auf der Welle 57 sitzenden Kegelrad 66 kämmt. An den freien Enden sind auf der Welle 57 Hebel H angeordnet. Mit der die horizontale Drehung des Modelles bewirkenden Welle 56 wirkt eine Horizontalkreisskala K zusammen, während mit der die Neigung des Zielobjektmodells bewirkenden Welle 57 eine Vertikalkreisskala JV zusammenwirkt.

Im Gebrauch wird die Ein/ichtung gemäß der Erfindung in folgender Weise bedient.

Ein Bedienungsmann beobachtet durch das Sucherfernrohr 5 dauernd das zu verfolgende Ziel. Hierbei wird der gesamte Rahmen 1 mit dem Visierfernrohr F mitverschwenkt, so daß das Visierfernrohr dem sich bewegenden Zielobjekt folgt. Nachdem der geübte Beobachter ohne weiteres die charakteristischen Merkmale des beobachteten Flugzeuges feststellen kann, wird an der Einrichtung gemäß der Erfindung mittels des Drehknopfes G und der Bodenplatte 48' des Gehäuses 4 das entsprechende Flugzeugmodell vor die öffnung des Rohres 46 gebracht und in dieser Lage durch den Riegel 50 festgestellt. Nun wird sich in irgendeinem Beobachtungszeitpunkt dem zweiten durch das Visierfernrohr F blickenden Bedienungsmann im Gesichtsfeld des Fernrohres ein Bild darbieten, das der Fig. 3 entspricht. Das Bild des verfolgten Flugzeuges wird in einer bestimmten Größe erscheinen und wird zu dem Bild der im Visierfernrohr erscheinenden, eine andere Größe aufweisenden Meßmarke 3 einen beliebigen Winkel einnehmen. Die Meßmarke 3 wird dadurch im Visierfernrohr sichtbar gemacht, daß das Bild des eingestellten Flugzeugmodelles 8 über die Linsensysteme und Prismen 41, 34, 33, 23, 22, 20 in das Visierfernrohr eingebracht wird. Der durch das Visierfernrohr F blickende Bedienungsmann neigt nun mit Hilfe des Handhebels H und über die Welle 57 und das Getriebe 66, 65, 64, 63, 62, 61, 60, 59, 58 und 51 das Flugzeugmodell 8 so lange, bis sein Bild 3 im Visierfernrohr die gleiche Neigung aufweist wie das Bild des verfolgten Flugzeuges, und er dreht mittels der gleichen Hebel H, aber über die Welle 56 und das Getriebe 55, 54 und 53 das Flugzeugmodell 8 um die vertikale Achse 52 so lange, bis das Bild 3 des Modells 8 parallel zu dem Bild des verfolgten Flugzeuges liegt (Fig. 4). Nach Erreichung dieser Bildstellung im Gesichtsfeld des Visierfernrohres kann an den entsprechend geteilten Skalen if und N die Richtung der Hauptachse des Flugzeuges und die Neigung desselben abgelesen werden. Nun verstellt der durch das Visierfernrohr blickende Bedienungsmann mittels der Schnecke 15 die in die Fernrohre eingebauten pankratischen Systeme, und zwar derart, daß die im Gesichtsfeld sichtbaren Bilder des verfolgten Flugzeuges und des Modells (Meßmarke) gleich groß werden (Fig. 5). Nach Erreichung dieser Bildstellung kann der Bedienungsmann dann an der Skala 17 sofort die Entfernung des anvisierten Zieles feststellen. Die gleichzeitige Verstellung der pankratischen Systeme bei Betätigung der Schnecke erfolgt über die die Führungskurven aufweisenden Rohren, 25 und 40 und die diese Rohre kuppelnden Zahnradtriebe 31, 37, 36, 35, 38 und 39.

Durch Wahl entsprechender Führungskurven für die pankratischen Systeme, die einerseits eine Veränderung der Vergrößerung des Bildes des Zielobjektes anderseits eine Veränderung der Vergrößerung des

ι. Einrichtung zur Entfernungsmessung von Zielen mit Basis im Ziel, dadurch gekennzeichnet, daß dem auf das Ziel zu richtenden Fernrohr zwei pankra-

Bildes der Meßmarke bewirken, kann eine beliebige Gesetzmäßigkeit in dem Vergrößerungswechsel des Zielbildes und.in Abhängigkeit hiervon auch des Markenbildes erzielt werden.

Die größte Meßgenauigkeit wird dann erreicht, wenn man das pankratische System für die Veränderung der Vergrößerung des Bildes des Zielobjektes so bemißt, daß die ίο Vergrößerung bis zum dreifachen Wert vorerst linear ansteigt und hierauf konstant bleibt, während, gleichzeitig das pankratische System für die Veränderung der Vergrößerung des Bildes der Meßmarke so bemessen wird, daß bis zum Augenblick der Erreichung des Höchstwertes der Vergrößerung des Zielbildes die Vergrößerung des Markenbildes eins bleibt und hierauf nach einer Hyperbelfunktion bis zum Wert ein Drittel so abnimmt. _

Selbstverständlich kann man je nach Erfordernis 'auch .andere pankratischerSysteme zur Änderung der Vergrößerung der'Bilder anordnen. Ebenso kann man, wenn die in Betracht kommenden zu beobachtenden Flugzeuge ähnliche Gestalt aufweisen, also beispielsweise bei einem Kampfflugzeug und bei einem -Bombenflugzeug die ·: Flügelspannweiten und die Rumpf längen proportional sind, an Stelle verschiedener Modelle ein einziges Modell im Gehäuse 4 anordnen und die Unterschiede in der Größenabmessung durch Anordnung verschiedener Distanzskalen oder Vorschaltlinsen o.dejr . aber · — bei Verwiendung einer einzigen logarithmischen Distanzskala — durch Anordnung verschiedener, nach der Flugzeugtype bezeichneter Zeigerfnarken berücksichtigen.' Schließlich kann. auch der Antrieb der Modelle noch in beliebiger Weise geändert werden, wesentlich ist nur, daß sämtliche Lagen, die das Flugzeug- einnehmen kann, durch das Modell nachgebildet werden können.

Selbstverständlich kann man mit der Einrichtung gemäß der Erfindung nicht nur die Entfernung bewegter Ziele messen, sondern auch die Entfernung fester Ziele. Die Einrichtung ist auch für die: Entfernungsmessung an Land, auf See, ja sogar auch in der Luft, von Flugzeug zu Flugzeug verwendbar. Es ist dann je nach der Verwendung nur erforderlich, die bekannte Eigengeschwindigkeit des Standortes "der Meßeinrichtung gemäß der Erfindung mit dem Meßergebnis in Beziehung zu setzen.

Claims (9)

1. Patentansprüche':

   tische Systeme zugeordnet sind, von welchen das eine die Veränderung der Vergrößerung des Bildes des Zielobjektes, das andere die Veränderung der Vergrößerung des Bildes der' mit dem Zielbild zu vergleichenden ' Meßmarke bewirkt.
2. 2. Einrichtung 1 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Fernrohr optische·. Einrichtungen .vorgesehen sind, welche im Gesichtsfeld des auf das Ziel ,zu-richtenden Fernrohres nebst dem Bild des Zielobjektes auch .-ein Bild einer dje -Häuptabmessungen' ,des Zielobjektes in maßstäblicher Verkleinerung darstellenden Meßmarke erseheinen läßt und in ;'■ die Strahlengänge jedes dieser Bilder je ein prankratische,s Linsensystem eingeschaltet ist, durch welche beide Bilder einer änderbaren Vergrößerung unterworfen Avejrden, so daß nach Einstellung beider Bilder auf gleiche Größe die Entfernung;.des Zielobjektes vom Standort bestimmt werden kann,
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß-' marke beliebig bewegbar ist, so daß das _;:ifrr Fernrohr sichtbare Bild der Meß- ·'; marke mit dem sichtbaren Bild des Ziel-

   Objektes in Parallelstellung gebracht und ■ gehalten werden kann..
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmarke ein maßstäbliches Kleinmodell des Ziel-Objektes darstellt.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb des Fernrohres angeordnete Meßmarke durch optische Mittel in dem Visierfernrohr sichtbar gemacht wird.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse mehrere maßstäbliche Kleinmodelle der Zielobjekte verschiedener Typen an-

   ' geordnet sind und durch ein Getriebe jeweils eine in den Bereich der die Marke im Visierfernrohr sichtbar machenden optischen Mittel gebracht wird.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Proportionalität der Hauptabmessungen der verschiedenen Zieltypen nur ein maßstäbliches Kleinmodell in dem Gehäuse zentral angeordnet ist und den verschiedenen Größenabmessungen der Zieltypen verschiedene Skalen, bei logarithmischer Distanzskala verschiedene Indizes oder auch, verschiedene Vorschaltlinsen zugeordnet sind.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Meßmarken kardanisch gelagert sind und Skalen zur Anzeige der Kursrichtung und der Neigung vorgesehen sind.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das pankratische System zur Änderung der Vergrößerung des Zielbildes im Visierfernrohr und das pankratische System zur Änderung der Vergrößerung des Meßmarkenbildes in den die Meßmarke in das Visierfernrohr übertragenden optischen Einrichtungen vorgesehen ist und beide pankratische Systeme durch ein Getriebe miteinander verbunden sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen