DEA0019665MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 9. Februar 1954 Bekanntgemacht am 30. Mai 1956Registration date: February 9, 1954. Advertised on May 30, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Im Hauptpatent ist eine Vorrichtung zum Vermessen von Gewässern, insbesondere von Wasserstraßen, beschrieben, bei der' ein Gerät zur Messung der Wassertiefe und ein Gerät zur Ortung, insbesondere zur Messung des horizontalen Abstandes von einem Bezugspunkte längs einer durch zwei Punkte festgelegten Geraden, so miteinander verbunden sind, daß Tiefe und Ort gleichzeitig in einem rechtwinkligen Koordinatensystem aufgezeichnet werden. Beide Geräte befinden sich auf einem Vermessungsschiff. Das Tiefenmeßgerät bewirkt die Aufzeichnung der Tiefe durch, ein periodisch längs einer geradlinigen Führung bewegtes Schreibglied. In Richtung senkrecht zu dieser Geraden erfolgt eine dem Horizontalabstand proportionale Relativverschiebung zwischen der Führung des Schreibgliedes und dem Aufzeichnungspapier. Vorzugsweise wird diese bei feststehender Schreibgliedführung durch einen dem horizontalen. Abstand, d. h. der zurückgelegten Fahrtstrecke, proportionalen Papiervorschub bewirkt.The main patent is a device for measuring bodies of water, especially waterways, described in which 'a device for measuring the water depth and a device for locating, especially for measuring the horizontal distance from a reference point along a through two points defined straight lines, connected so that depth and place at the same time can be recorded in a rectangular coordinate system. Both devices are on a survey ship. The depth gauge records the depth through, periodically Writing member moved along a rectilinear guide. In the direction perpendicular to this Straight lines there is a relative displacement proportional to the horizontal distance between the guide the writing member and the recording paper. Preferably this will be at fixed Writing link guide through one of the horizontal. Distance, d. H. the distance covered, causes proportional paper feed.

Zu diesem Zwecke ist das Ortungsgerät so aus-, gebildet, daß die ankommenden Signale mit Hilfe einer selbstabgleichend«! Brückenschaltung unmittelbar den Papiervorschub beeinflussen. Der technische Aufwand für eine derartige Schaltung ist jedoch recht erheblich. Außerdem sind derartige Sonderkonstruktionen auch aus Gründen der Lagerhaltung, Ersatzbeschaffung usw. unerwünscht. For this purpose, the locating device is designed so that the incoming signals with the help one self-balancing «! Bridge circuit immediately affect the paper feed. The technical effort for such a circuit however, it is quite substantial. In addition, such special designs are also for reasons storage, replacement, etc. undesirable.

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Zweck der Erfindung ist es, die Steuerung desThe purpose of the invention is to control the

Papiervorschubs in, Abhängigkeit von dem gemes-Paper feed depending on the measured

.. senen .Horizontalabstand mit einfacheren Mitteln und ohne wesentliche' bauliche Änderungen des Abstandsmeßgerätes zu bewirken. Hierzu wird die Meßeinrichtung ernndüngsgemäß mit einem von Hand regelbaren Antrieb für den Vorschub des Schreibstreifens und einen proportional mit dem Papiervorschub bewegten Folgezeiger ausgestattet,.. senen .horizontal spacing with simpler means and without significant 'structural changes to the To effect distance measuring device. For this purpose, the measuring device is fertilized with one of Hand adjustable drive for the feed of the writing strip and one proportionally with the Paper feed equipped with moving slave pointer,

ίο der gleichlaufend mit dem Anzeigeglied des Gerätes zur Messung des horizontalen Abstandes angeordnet und so eingerichtet ist, daß die Übereinstimmung der Stellung des Folgezeigers und des Anzeigegliedes ' bzw. die Abweichung von dieser Sollstellung erkennbar ist.ίο the synchronous with the display element of the device arranged for measuring the horizontal distance and arranged so that the agreement the position of the following pointer and the display element or the deviation from this Target position is recognizable.

Eine besonders einfache Ausführung ergibt sich, wenn man beispielsweise bei Verwendung eines mit periodisch, ausgesandten Schallimpulsen arbeitenden Gerätes zur Hoozontalabstandsmessung den Folgezeiger zugleich als Stellglied ausbildet, welches von dem Beobachter der wandernden Abstandsanzeige nachgeführt wird, die in Zeitab-. ständen vom etwa 1 Sekunde durch Aufleuchten einer umlaufenden Glimmlampe erfolgt, und¹ wenn man dieses Stellglied über eine biegsame Welle und ein geeignetes Getriebe mit dem Vorschubantrieb des Schreibstreifens verbindet, so daß dieser zwangläufig der Bewegung des Stellgliedes folgt. Bei Abstandsmeßgeräten anderer Art, z. B. optisch arbeitenden, die ein vom Beobachter zu betätigendes, auf Anzeigemittel wirkendes Einstellglied aufweisen, kann dieses Einstellglied auch unmittelbar als Stellglied für den Antrieb des Papiervorschubs benutzt werden. Die Bewegungsübertragung zum Vorschubantrieb des Schreibstreifens erfolgt dann zweckmäßig durch elektrische Übertragungsmittel, erforderlichenfalls unter Zwischenschaltung eines Rechengerätes zur Linearisierung der Abstandswerte. A particularly simple design is obtained if, for example, when using a device that works with periodically emitted sound pulses for Hoozontal distance measurement, the following pointer is also designed as an actuator, which is tracked by the observer of the moving distance display, which is timed. stand from about 1 second by lighting up a rotating glow lamp, and ¹ if you connect this actuator via a flexible shaft and a suitable gear with the feed drive of the writing strip, so that this inevitably follows the movement of the actuator. For other types of distance measuring devices, e.g. B. optically working, which have an actuator to be actuated by the observer, acting on display means, this setting member can also be used directly as an actuator for driving the paper feed. The transmission of movement to the feed drive of the writing strip is then expediently carried out by electrical transmission means, if necessary with the interposition of a computer for linearizing the distance values.

Nach dem Gesagten wird der Papiervorschub von dem Beobachter in der Weise bewirkt, daß dieser den Folgezeiger oder ein diesem gleichzusetzendes Einstellglied entsprechend der jeweiligen Abstandsanzeige verstellt. Es kann vorgesehen sein, diese Verstellung unmittelbar vorzunehmen, indem der Folgezeiger mit: einem Drehknopf entsprechend dem Wandern der Anzeige nachgestellt wird. Bei gleichmäßiger Fahrt ist von dem Beobachter anzustreben, durch gleichmäßiges Verstellen des Folgezeigers diesen dauernd in Übereinstimmung mit der Anzeige zu erhalten, was viel Übung erfordert. Diese Aufgabe wird erleichtert, wenn die Verstellung des Folgezeigers selbsttätig durch Antrieb mittels eines Motors erfolgt und der Be-„obachter nur die Antriebsgeschwindigkeit entsprechend der Anzeige regelt. Bei gleichmäßiger Fahrt ergibt dieses Verfahren, zur mittelbaren Nachführung des Fblgezeigers eine befriedigende Übereinstimmung zwischen der zurückgelegten Fahrtstrecke und dem Papiervorschub zu jedem Zeitpunkte. Bei veränderlicher Fahrgeschwindigkeit ist jedoch mit einem ungeübten Beobachter dasAccording to what has been said, the paper feed is effected by the observer in such a way that this the following pointer or a setting element to be equated with this according to the respective Distance display adjusted. Provision can be made for this adjustment to be carried out immediately, by adjusting the following pointer with: a rotary knob according to the movement of the display will. The observer should strive for a steady drive by evenly adjusting of the following pointer to keep this constantly in accordance with the display, which is a lot of practice requires. This task is made easier if the adjustment of the following pointer is carried out automatically Drive takes place by means of a motor and the observer only adjusts the drive speed accordingly the display regulates. With a steady drive, this method results in indirect Adjustment of the fbl indicator a satisfactory Correspondence between the distance traveled and the paper advance for each Points in time. With a variable driving speed, however, this is the case with an inexperienced observer

- Ergebnis schlechter als bei unmittelbarer Verstellung des Folgezeigers nach dem zuerst genannten Verfahren. Beiden Fällen, veränderlicher und gleichmäßiger Fahrtgeschwindigkeit, gerecht wird eine Verstellung des Folgezeigers, die eine unmittelbare Verstellung durch einen Drehknopf mit einer gleichzeitigen, dieser proportionalen Änderung der motorisch bewirkten Verstellgeschwindigkeit verbindet. Die angeführten Arten, von Nachlaufantrieben sind unter den Bezeichnungen Weg-, Geschwindigkeits- und Weg-Geschwindigkeits-Steuerung bekannt.- Result worse than with direct adjustment of the following pointer according to the first mentioned procedure. Both cases, mutable and steady travel speed, an adjustment of the following pointer, which is an immediate one, does justice to it Adjustment by means of a rotary knob with a simultaneous, proportional change in the motorized adjustment speed connects. The listed types of trailing drives are under the terms path, speed and path-speed control known.

Ist für eine Steuerung· der"letzten Art As die unmittelbare Verstellung, Av die zugeordnete Geschwindigkeitsänderung der selbsttätigen Verstellung und· T der Zeitabstand zwischen den Korrekturen durch den Beobachter, so ist zu wählenIf, for a control, · of the "last type, As is the immediate adjustment, Av is the associated change in speed of the automatic adjustment and · T is the time interval between the corrections by the observer, then the choice must be made

< -J=, damit ein einmal entstandener Fehler bei< -J =, so that an error occurred once at

den nachfolgenden Korrekturen zum Abklingen kommt. Bei mit periodisch ausgesandten Schallimpulsen arbeitenden Abstandsmeßgeräten ist für T ein Wert gleich oder größer als die Pulsperiode einzusetzen. Mit Rücksicht auf die Reaktionsfähigkeit des Beobachters wird man aber T kaum kleiner als '0,5 Sekunden wählen.the subsequent corrections fade away. In the case of distance measuring devices that work with periodically emitted sound pulses, a value equal to or greater than the pulse period is to be used for T. In view of the observer's ability to react, however, T will hardly be chosen to be less than 0.5 seconds.

In der Zeichnung ist als'Ausführungsbeispiel ein mit Schallimpulsen arbeitendes Gerät zur Messung _go des horizontalen Abstandes mit einem Folgezeiger dargestellt, dessen Verstellung nach dem zweiten der obengenannten Verfahren erfolgt. Das Schreibgerät, das die Kurve der Tiefe in Abhängigkeit von der Fahrtstrecke auf einem Papierstreifen aufzeichnet, ist nicht mit dargestellt, da es der üblichen Ausführung solcher Geräte entspricht mit dem einzigen Unterschied, daß der Papiervorschub nicht proportional der Zeit, sondern entsprechend der abgefahrenen Strecke erfolgt.In the drawing, there is shown a als'Ausführungsbeispiel operating with sonic pulses _go device for measuring the horizontal distance with a continuation pointer, which adjusts to the second of the above methods. The writing instrument, which records the curve of the depth as a function of the distance traveled on a strip of paper, is not shown, since it corresponds to the usual design of such devices with the only difference that the paper feed is not proportional to the time, but according to the distance traveled .

Eine gleichmäßig umlaufende Scheibe 1, die auf einer Hohlwelle 2 befestigt ist, trägt ein Neonrohr 3, dessen Aufleuchten durch einen Schlitz 4 beobachtet und an einer feststehenden Skala 5 abgelesen werden kann. Die Hohlwelle 2 mit der Scheibe 1 wird über das Schneckengetriebe 9 von einem Motor 6 angetrieben, der einen verstellbaren Regler 7 aufweist und dessen Drehzahl von einem Zungenfrequenzmesser 8 angezeigt wird. Eine Umdrehung der Scheibe 1 entspricht der Laufzeit n₀ des Luftschalls über 100 m. Der Abhängigkeit der Schallgeschwindigkeit von der Temperatur wird durch entsprechende Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors 6 Rechnung getragen. Die Skala des Frequenzmessers 8 ist zu diesem Zweck nach Schallgeschwindigkeit beziffert. .A uniformly rotating disk 1, which is fastened on a hollow shaft 2, carries a neon tube 3, the illumination of which can be observed through a slot 4 and read off on a fixed scale 5. The hollow shaft 2 with the disk 1 is driven via the worm gear 9 by a motor 6 which has an adjustable controller 7 and the speed of which is displayed by a tongue frequency meter 8. One revolution of the disk 1 corresponds to the travel time n _{0 of} the airborne sound over 100 m. The dependence of the speed of sound on the temperature is taken into account by regulating the speed of the drive motor 6 accordingly. For this purpose, the scale of the frequency meter 8 is numbered according to the speed of sound. .

Durch die Hohlwelle 2 mit der Scheibe 1 unverdrehbar verbunden ist ein Schaltnocken 10, der bei jeder Scheibenumdrehung im Augenblick des Durchgangs des Schlitzes 4 durch den Nullpunkt der Skala 5, d. h. in Abständen von 0,3 Sekunden, einen Sendekontakt 11 schließt.Cannot be rotated by the hollow shaft 2 with the disk 1 connected is a switching cam 10, which with each disk rotation at the moment of Passage of the slot 4 through the zero point of the scale 5, d. H. at intervals of 0.3 seconds, a send contact 11 closes.

Über der Scheibe 1 läuft ein Folgezeiger 12, der auf einer Achse 14 gelagert ist. Diese wird von einem gleichmäßig laufenden Motor 17 über ein Reibradgetriebe 18 und ein Schneckengetriebe 16A following pointer 12 runs over the disk 1, the is mounted on a shaft 14. This is from a smoothly running motor 17 via a Friction gear 18 and a worm gear 16

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angetrieben. Die Geschwindigkeit des Antriebs kann durch Verschieben der Reibrolle mittels des Handgriffes 19 von positiven zu negativen Werten über den Wert Null geregelt werden. In festem Drehzahlverhältnis zu dem Zeiger 12 wird gleichzeitig über ein Gleichrichtergetriebe 20 eine biegsame Welle 21 angetrieben, die den Papiervorschub des Tiefenschreibgerätes bewirkt. Zeiger 12 und Welle 21 laufen je nach der Einstellung des Reibradgetriebes gemeinsam schnell oder langsam um, wobei der Drehsinn der Welle 21 stets' der gleiche bleibt unabhängig davon, ob der Horizontalabstand zu- oder abnimmt. Es versteht sich von selbst, daß die Meßfahrten so einzurichten sind, daß nur eine monotone Abstandzu- oder abnähme auftritt. Durch den Drehknopf 13 und eine Rutschkupplung 15 kann der Zeiger 12 auf jede gewünschte Anfangsstellung gebracht werden.
Die Schallimpulse, durch deren Laufzeit der horizontale Abstand gemessen wird, werden von einer Preßluftpfeife 22 mit Paraboltrichter erzeugt, die durch ein elektromagnetisches Ventil betätigt wird. Ferner ist ein Empfänger 23 für elektrische Kurzwellen vorhanden, dessen tonfrequenter Ausgang über einen auf den Pfeif ton abgestimmten Resonanzverstärker 24 mit dem Neonrohr 3 verbunden ist. In dem eingemessenen Bezugspunkt an Land, der in der Verlängerung der von dem Meßfahrzeug abgefahrenen Strecke Hegt, befindet sich ein kleiner Funksender 25 mit einem Mikrophon für den Tonempfang. Bei Eintreffen eines Pfeifsignals gibt dieser Sender das Signal auf elektrischem Wege an den Empfänger 23 zurück, wodurch nach einer Zeit, die der vom Schall zurückzulegenden Entfernung zwischen Pfeife und Mikrophon entspricht, das Neonrohr aufleuchtet. Da die Schallaussendung stets bei Nulldurchgang des Schlitzes 4 erfolgt, ist die Wanderung der Anzeige am Umfang der Skala ein Maß für die Abstandsänderung. Aufgabe des Beobachters ist es, während der Fahrt durch Verstellen des Handgriffes 19 Folgezeiger und Anzeige ständig in Deckung zu erhalten.driven. The speed of the drive can be regulated by moving the friction roller by means of the handle 19 from positive to negative values above the value zero. In a fixed speed ratio to the pointer 12, a flexible shaft 21 is driven at the same time via a rectifier gear 20, which causes the paper feed of the depth writing device. Pointer 12 and shaft 21 revolve together quickly or slowly, depending on the setting of the friction gear, the direction of rotation of shaft 21 always remaining the same regardless of whether the horizontal distance increases or decreases. It goes without saying that the measurement runs are to be set up in such a way that only a monotonous increase or decrease in distance occurs. By means of the rotary knob 13 and a slip clutch 15, the pointer 12 can be brought to any desired starting position.
The sound impulses, through the transit time of which the horizontal distance is measured, are generated by a compressed air pipe 22 with a parabolic funnel, which is actuated by an electromagnetic valve. There is also a receiver 23 for electrical short waves, the audio-frequency output of which is connected to the neon tube 3 via a resonance amplifier 24 which is tuned to the whistle tone. In the measured reference point on land, which lies in the extension of the route traveled by the measuring vehicle, there is a small radio transmitter 25 with a microphone for receiving sound. When a whistle signal arrives, this transmitter electronically returns the signal to the receiver 23, whereby the neon tube lights up after a time corresponding to the distance to be covered by the sound between the whistle and the microphone. Since the sound is always emitted when the slot 4 crosses zero, the movement of the display on the circumference of the scale is a measure of the change in distance. The observer's task is to keep the following pointer and display constantly under cover while driving by adjusting the handle 19.

Statt den Zeiger 12 der Anzeige durch das aufleuchtende Neonrohr 3 nachzuführen, kann man auch den Zeiger feststehen lassen und statt dessen die Sendekontakte 11 und die Anzeigescheibe 1 mit dem Schaltnocken 10 mit einstellbarer Geschwindigkeit entgegen der Wanderung der Anzeige verstellen. Der Zeitpunkt der Schallaussendung bleibt dabei unverändert. Antrieb und Verstellung der Scheibe erfolgen in diesem Falle durch Differentialgetriebe. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß das Auge nicht der auf einem Kreise wandernden Anzeige zu folgen braucht und die dabei auftretende Rechts-Links-Vertauschung vermieden wird.Instead of the pointer 12 of the display by the flashing To track neon tube 3, you can also let the pointer stand still and instead the transmission contacts 11 and the display disc 1 with the switching cam 10 with adjustable speed against the migration of the Adjust display. The time at which the sound is emitted remains unchanged. Drive and In this case, the disc is adjusted by means of differential gears. This arrangement has the advantage that the eye does not have to follow the display moving in a circle and the resulting right-left exchange is avoided.

Unabhängig hiervon ist es zweckmäßig, dem Zeiger 12 die Form einer Blende zu geben, die je nach der Lage der Anzeige gegenüber der Mittellinie des Zeigers die Anzeige in charakteristisch wechselnder Gestalt erscheinen läßt, die dem Beobachter Sinn und Größe der Abweichung durch ein sinnfälliges Bild vermittelt, wodurch ein schnelles Reagieren begünstigt wird.Regardless of this, it is expedient to give the pointer 12 the shape of a diaphragm, which ever according to the position of the display in relation to the center line of the pointer, the display in characteristic changing shape, which gives the observer the meaning and magnitude of the deviation conveys a clear picture, which promotes quick reactions.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Vorrichtung zum Vermessen von Gewässern, bestehend aus einem Gerät zur Messung der Wassertiefe und einem Gerät zur Messung des horizontalen Abstandes von einem Bezugspunkte, die so miteinander verbunden sind, daß die Wassertiefe als Funktion des Abstandes in rechtwinkligen Koordinaten auf einem Schreibstreifen aufgezeichnet wird, der proportional zu dem Abstand verschoben wird, nach Patent 889 521, gekennzeichnet durch einen von Hand regelbaren Antrieb für den Vorschub des Schreibstreifens und einen proportional mit dem Papiervorschub bewegten Folgezeiger, der gleichlaufend mit dem Anzeigeglied des Gerätes zur Messung des horizontalen Abstandes angeordnet und so eingerichtet ist, daß die Übereinstimmung der Stellung des Folgezeigers und des Anzeigegliedes bzw. die Abweichung von dieser Sollstellung erkennbar ist.1. Device for measuring waters, consisting of a device for Measurement of water depth and a device for measuring the horizontal distance from one Points of reference that are connected to one another in such a way that the water depth as a function of the Distance is recorded in right-angled coordinates on a writing strip, the is shifted proportionally to the distance, according to patent 889 521, characterized by a manually adjustable drive for the feed of the writing strip and a proportional one with the paper feed moving the following pointer, which runs concurrently with the display element of the device for measuring the horizontal distance arranged and so set up is that the correspondence of the position of the sequence pointer and the display element or the deviation from this target position is recognizable. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für den Vorschub des Schreibstreifens unmittelbar von Hand erfolgt (Wegsteuerung).2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the drive for the feed of the writing strip is done directly by hand (path control). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch' gekennzeichnet, daß der Antrieb für den Vorschub'des Schreibstreifens motorisch mit regelbarer Geschwindigkeit erfolgt (Geschwindigkeitssteuerung). 3. Device according to claim 1, characterized ' characterized in that the drive for the feed of the writing strip can be regulated by a motor Speed takes place (speed control). 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Regelbewegung zur Geschwindigkeitsänderung des Antriebs für den Papiervorschub gleichzeitig ein unmittelbarer Vorschub des* Schreibstreifens bewirkt wi'rd (Weg-Geschwindigkeits-Steuerung).4. Apparatus according to claim 3, characterized in that by the regulating movement to change the speed of the drive for the paper feed, a direct one at the same time The feed of the * writing strip is effected by wi'rd (path-speed control). 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, hei der die Messung des horizontalen Abstandes durch ein mit periodisch ausgesandten Schallimpulsen arbeitendes Gerät mit einem auf einer Kreisbahn wandernden Leuchtzeiger erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Folgezeiger ' als um den gleichen Mittelpunkt drehbarer mechanischer Zeiger ausgebildet ist.5. Apparatus according to claim 1 to 4, ie the measurement of the horizontal distance by means of a periodically emitted sound pulses working device takes place with a luminous pointer moving on a circular path, characterized in that the following pointer is rotatable about the same center point mechanical pointer is formed. 6. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Zeiger feststeht und das Anzeigegerät derart verstellbar ist, daß der Leuchtzeiger durch den Beobachter entsprechend der Abstandsänderung mit dem feststehenden Zeiger in Übereinstimmung gehalten werden kann.6. Apparatus according to claim, characterized characterized in that the mechanical pointer is fixed and the display device can be adjusted in this way is that the luminous pointer by the observer according to the change in distance can be kept in agreement with the fixed pointer. Angezogene Druckschriften:Referred publications: Deutsche Patentschriften Nr. 344587, 508146; VDI-Sonderheft »Flugabwehr«, 1940, S. 32 bis 34.German Patent Nos. 344587, 508146; VDI special issue »Air Defense«, 1940, pp. 32 to 34. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings