DE57251C - Entfernungsmesser für Kriegszwecke - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

- KLASSE 42: Instrumente.

Die bisherigen Entfernungsmesser weisen rücksichtlich ihrer praktischen Verwerthung Unvollkommenheiten auf, welche hauptsächlich darauf zurückzuführen sind, dafs ihre Construction nicht direct auf dem Wesen der feldmäfsigen Entfernungsmessung begründet ist. So stützen sich fast alle bisher bekannten Entfernungsmesser auf die Auflösung des rechtwinkligen Dreieckes, und sind diejenigen, bei welchen mit constanter Grundlinie und Benutzung eines Distanzlineals gearbeitet wird, genöthigt, einen für die Praxis ganz werthlosen Entfernungsbereich von 00 bis zu den geläufigen gröfseren Entfernungen herab mit in der Construction zu berücksichtigen. Aus diesem Grunde ist auch bei der Nothwendigkeit, sich mit den Linealgröfsen in handlichen Grenzen zu halten", die Anwendung von gröfsere Genauigkeit bezw. Leistungsfähigkeit verbürgenden Grundliniengröfsen ausgeschlossen. Uebrigens bestehen noch bei der Mehrzahl der Entfernungsmesser empfindlichere Theile bezw. Vorrichtungen, welche der feldmäfsigen Verwendung völlig widersprechen.

Durch den in beiliegender Zeichnung dargestellten Entfernungsmesser wird nun den an einen guten Feldentfernungsmesser zu stellenden Anforderungen in jeder Beziehung entsprochen. Er zeichnet sich durch folgende Eigenthümlichkeiten aus:

i. Die unverrückbare Spiegeleinstellung auf eine bestimmte Winkelsumme, wobei jedem der einzelnen Winkel ein Spielraum gegeben sein kann. Der technische Erfolg, der hiermit erzielt wird, ist eben das Äusschliefsen des, wie früher hervorgehoben, für die Praxis werthlosen Entfernungsbereiches. Weiter ist hierdurch ermöglicht, beliebig grofse Grundlinien für das Vermessungsdreieck anzuwenden, daher auch für die verschiedenen Entfernungsbereiche die Genauigkeit nach Belieben regeln zu können.

2. Das verschiebbare Entfernungslineal, welches mit zwei Miren und mehreren Entfernungsscalen ausgestattet ist, wodurch bei einer der Handlichkeit entsprechenden Kürze des Lineals ein sonst nicht zu erreichender Entfernungsbereich zur Messung gelangen kann. Uebrigens ist durch diese zwei Miren ermöglicht, verschieden grofse Entfernungen bei Anwendung verschiedener Grundlinien mit gleicher Genauigkeit zu messen, was mit den bisherigen Instrumenten nicht zu erreichen ist.

3. Die eben erwähnten Miren in Verbindung mit der früher angeführten eigentümlichen Spiegeleinstellung macht den Gebrauch meines Entfernungsmessers hinsichtlich der Verständigung der Beobachter durch Handwinke zu einem ganz einfachen, für die anzuwendenden gröfsten Grundlinien gleichbleibenden Verfahren, wodurch überdies der bei keinem der bisherigen Entfernungsmesser zu erreichende Erfolg, auch gegen bewegliche Ziele messen zu können, erreicht wird. Durch die Unverrückbarkeit der Spiegel ist die sonst übliche Berichtigung überflüssig.

4. Eine weitere Vervollkommnung des .Entfernungsmessers ist durch die Abblendung des freien Gesichtsfeldes über dem Spiegel und die in dieser Abblendung befindliche Einstellspalte gegeben. Nebst dem leichteren Gebrauch ist damit eine gröfsere Genauigkeit zu erzielen.

5. Die Vorrichtung zum Befestigen des Spiegels an Fernrohren, welche Vorrichtung zugleich als Handgriff dienen kann und ermöglicht , den Entfernungsmesser auch für bewaffnetes Auge anzuwenden, wodurch die Genauigkeit und bei ungünstigen Zielen erst die -eigentliche Gebrauchsfähigkeit erreicht wird.

In der Zeichnung stellt dar:

Fig. ι den Winkelspiegel I für den einen Beobachter mit unverrückbar feststehenden Spiegeln in der Draufsicht,

Fig. 2 einen Querschnitt durch denselben Spiegel;

Fig. 3 zeigt die Anordnung bezw. Aufstellung der Winkelspiegel I und II bezw. der Beobachter behufs Entfernungsmessung,

Fig. 4 das Entfernungslineal in der Ansicht,

Fig. 5 das Stativ in Vorder- und Seitenansicht.

Der Feldentfernungsmesser besteht aus zwei einander zugekehrten, unverrückbar feststehende Planspiegel besitzenden Winkelspiegeln I und II, Fig. 3, für das gleichzeige Winkelabstecken durch zwei mittelst Handwinke correspondirende Beobachter, zwei für die Verbindung der Beobachter in verschieden grofsen Abständen eingerichteten Mefsbändern und einem mit zwei Miren und mehreren Eintheilungen versehenen, am Spiegel anzubringenden verschiebbaren ! Entfernungslineal, Fig. 4, wozu gegebenenfalls noch zwei Binocles beliebiger Art zu rechnen : sind.

Die Summe der constanten Winkeleinstellung beträgt 89⁰ 25'37,3"·, die Winkel können gleich grofs sein oder es kann der eine gegen den anderen bis um ± 6° differiren. Aus praktischen Gründen hat hier Winkelspiegel 1: 45°, Spiegel II: 44⁰^₅'37,3". '

Hiermit lassen sich die Winkel 90° und 88° 51' 14,7" abstecken.

Das Gehäuse α jedes dieser Winkelspiegel besitzt die zum Entfernungsmessen mittelst Doppelreflexion in Verbindung mit directen Visuren erforderlichen Einrichtungen, nämlich , Je eine umklappbare Mire b am Gehäuseboden, ; um die Mitte des Spiegelgesichtsfeldes zu bezeichnen, ferner beim Spiegel I eine ebenfalls am Gehäuse befestigte oder in den Gehäuseboden einschiebbare Schubhülse c senkrecht zur Spiegelvisur für das Entfernungslineal. Ferner ist jedes Gehäuse rückwärts mit dem unteren halbcylindrischen Bügel d der Bügelzange fest verbunden. Diese Zange besteht aus einem oberen und einem unteren Arm., welche ; mittelst eines starken Gelenks e verbunden sind, j Jeder Zangenarm hat einerseits einen halbcylinderförmigen Bügeldd², andererseits einen zum bequemen und sicheren Festhalten mit den Fingern entsprechend geformten Angriffstheil d^l d³. An dem oberen der Angriffstheile ist bei f eine Excentersperre g drehbar befestigt, welche zur Befestigung des Winkelspiegels bezw. der halbcylinderförmigen Armerfc?² am Binoclerohr dient. Die untere Wölbung des Excenters g drückt sich bei seiner Ein-■wärtsbewegung gegen eine Gegenwölbung des unteren Armes (P, wodurch die das Binoclerohr umfassende Zange mit dem Spiegel am Binoclerohr festgestellt wird. Um den Excenter zu fixiren, d. i. ganz fest stehend zu machen, ist am unteren Arm ά^λ ein drehbarer federnder Hebelarm h angeordnet, welcher als Sicherheitssperre dient. Die oben zum Theil offenen Gehäuse sind durch je ein beiderseits offenes Halbcylinderrohr i, welches einfach in die Falze k k eingeschoben, wird, geschlossen. Durch diese Oeffnung entsteht ein directes Gesichtsfeld oberhalb des Spiegelgesichtsfeldes, und zwar für freie oder Fernrohrvisur, je nachdem der Winkelspiegel vor dem Auge frei oder auf einem Fernrohre (Binoclerohre) befestigt gehalten wird. Der Theil dieses Gesichtsfeldes unmittelbar oberhalb des Winkelspiegels ist durch eine dünne, entsprechend durchbrochene Scheibe V abgeblendet, welche eine Einstellspalte i" hat.

Das Entfernungslineal, Fig. 4, ist an beiden Enden mit je einer Mire s versehen und wird entweder für 100 m oder 100 Schritte der zu messenden Entfernung eingetheilt, je nachdem die Grundlinien in Metern oder Schritten anzugeben sind. Die Einrichtung der Schubhülse gestattet Ablesungen auf beiden Linealseiten; auf jeder Linealseite sind nämlich je zwei Scalen für verschiedene Grundlinien und für einerlei Grundlinie je ein Scalatheil für jede Mire angebracht. Durch diese Anordnung kann ein sonst entfallender gröfserer Entfernungsbereich auch miteinbezogen werden ; für besondere Fälle wird noch jedem Lineal ein Verlängerungslineal beigegeben. Durch diese Einrichtung in Verbindung mit der angegebenen constanten W^rinkelsumme der beiden Winkelspiegel ist es möglich, bei Lineallängen zwischen 50 und Oo cm und Anwendung von verschieden grofsen Grundlinien (10, 20, 40,60, 80, 120 m wenn Metermafs, 12, 25, 50, 75, ■100, ι 50 Schritte wenn Schrittmafs angewendet) alle Entfernungen innerhalb 150 bis weit über 12000 m (Schritte) mit fast gleicher relativer Genauigkeit, nämlich unter 2 bis 3 pCt. gröfstem Entfernungsfehler, und zwar in fast gleicher Weise zu messen. Von dem angegebenen Entfernungsbereiche beschränkt sich die Anwendung des Hauptlineals auf die Entfernungen von 500 bis 7000 m (Schritten) und erfordert das Legen der hierbei anzuwendenden Grundlinien (40, 60, 20, 80m; 50, 75, 25, looSchritten) die geringste Zeit. Ein kürzeres Lineal (eventuell auch bei Winkelspiegeln von geringerer Leistungskraft) umfafst einen kleineren Entfernungsbereich.

Die Gehäuse der Winkelspiegel sind auch für etwaige Anwendung von Stativen, Fig. 5, eingerichtet. Hierzu befinden sich in dem unteren Zangenbügel eines jeden Winkelspiegels zwei cylindrische Kanäle m und m¹, parallel zur directen Visur laufend, in welche die Gabelzapfen η η¹ der Spiegelträger passen. Letztere haben die Verbindung des Spiegels mit einem beliebigen Stativ zu vermitteln, bestehen aus einem Fufse mit der Schlittenbahn o, einem Schlitten ρ mit einem Hoο ke'sehen Schlüssel und dem Verbindungsstücke q mit dem Verbindungszapfen r.

Zur Ausführung von Entfernungsmessungen stellen sich die Beobachter I und II neben einander auf (I steht links von II), verständigen sich über das Ziel und die anzuwendende Grundlinie, verbinden sich mittelst der Enden ihrer Mefsbänder und gehen hierauf aus einander in der geschätzten beiläufigen Richtung senkrecht auf die Ziellage.

Die Entfernungsmessung kann in zweifacher Art bewirkt werden und zwar a) normal mit Benutzung des Entfernungslineals, b) ohne dasselbe, diese letztere als Nothentfernungsmessung. Beide Arten können ohne oder mit Binocle ausgeführt werden. Zur normalen Entfernungsmessung kann man auch Stative benutzen. Bei der normalen Entfernungsmessung nehmen beide Beobachter · auf. den Endpunkten der Grundlinie von einer im Beginne bestimmten Gröfse Aufstellung; Beobachter I bestimmt die genaue Richtung dieser Grundlinie, indem er durch Vor - und Zurücktreten mit seinem Winkelspiegel die Coincidenz zwischen der Mire des Winkelspiegels II und dem Ziele herzustellen sucht. Eine der Miren seines vorher ■ eingeschobenen Lineals mufs für den Beobachter II die Coinddenz mit dem Ziele ergeben, wenn die Entfernungsmessung vollführt ist. Das hierzu nöthige Verschieben des Lineals zeigt II durch Handwinke an. Die Ablesung der Entfernung erfolgt direct vom Lineale.

Bei der Nothentfernungsmessung giebt I mittelst seines Spiegels, bei wekhem er ebenfalls die Mire aufklappt, für Π durch Handwinke an, ob derselbe vor- oder zurücktreten müsse, ; um mit seiner Mire für I in Coincidenz mit dem Ziele zu erscheinen. Da nun aucK II die Coincidenz der Mire von I mit dem Ziele bewirken soll, so mufs er in der Grundrichtung sich fortbewegen, bis endlich für beide Beobachter die Coincidenz erreicht ist. Die Ablesung geschieht am gespannten Mefsbande, indem die Hälfte der Anzeige die 100 m \ (bezw. 100 Schritte.) der Entfernung angiebt.

Der vorbeschriebene Entfernungsmesser beruht auf der nachfolgend entwickelten Auffassung des Entfernungsproblems.

Aus. taktischen Rücksichten mufs im Felde das Vermessungsdreieck für die Dreiecksauf- , nähme behufs Ermittelung der Entfernung ganz besondere Eigenschaften haben, indem das Verhältnifs der anzuwendenden Grundlinie gegen die Entfernung immer klein sein wird ·, jedenfalls wird dieses Verhältnifs nicht gröfser als Y₁₀ sein. . Damit kann der Schnitt der Rayons aus den beiden Basisendpunkten im Ziele unter keinem gröfseren Winkel als 6° erfolgen, ist vielmehr näher an »o« anzunehmen.

Diese Verhältnisse stehen im geraden Gegensatze zur geodätischen Forderung für genaue Ergebnisse, weshalb auf solche bei dem kriegsmäfsigen Entfernungsmessen überhaupt verzichtet werden mufs.

Die Toleranzen, welche entsprechend den Zwecken der Feldentfernungsmesser einzuräumen sind, werden stets bedeutender sein als ein mathematischer Fehler, der in der Definiruug des Vermessungsdreieckes als Kreissector begründet ist. Letzterer Fehler kann für den 'angeführten ungünstigsten Fall, wobei arc 6° für tang 6° angenommen wurde, höchstens Y₃ pCt. der Entfernung betragen, was gegen· eine Toleranz von 2 bis 4 pCt. ganz unschädlich wäre. · Für die gewöhnlichen Gebrauchsentfernungen bestehen aber zwei' bis viermal so günstige Verhältnisse als die vorgeschilderten·.

Wenn das Vermessungsdreieck OAZ, Fig. 6, ist-, so pafst für die analytische Betrachtung des Entfernungsmefsproblems am besten die nachfolgende allgemeine Gleichung zur Auflösung schiefwinkliger Dreiecke:

tang d =

B sin m

B sin m

— Bcosm

D [i γ— COS JMj

— y ■

Hieraus folgt mit γ = ι (für m = 90⁰ ± 6°)

und für den praktischen Gebrauch (den Bogen in Tausendsteln des Halbmessers, Strich genannt, die Entfernung nach 100 Metern (100 Schritte), die Grundlinie nach Zehnern der Meter (Schriite) gemessen):

ioo

als allgemeine Formel .für das kriegsmäfsige Entfernungsmessen, womit das Vermessungsdreieck als Kreissector mit der Grundlinie als Bogen für die Parallaxe im Ziele und die Entfernung als Halbmesser definirt erscheint. Formel c) ist zugleich allgemeiner Ausdruck für die Entfernungscala, indem die Werthe.von η für eine Reihe der Di₁ die Entfernungscala in Strich ergeben.

Bei dem beschriebenen Entfernungsmesser ist

wegen, der constanten Summe der Winkelspiegel von 89⁰ 25' 37,3"

&=2 X 34' 22,7"= i° 8' 45,4", wofür

arc 8 = = 0,02 oder n= 20 Strich, 206,265

wenn die Nothentfernungsmessung angewendet wird, nämlich die Beobachter sich gegenseitig auf die Spiegelmiren einrichten. Daraus folgt:

20 == -yr— B^ oder Dj₁ = 5J5_? = 0,5 B, nämlich

die Ablesung, wie schon früher beschrieben.

Wenn aber, wie bei der Normalentfernungsmessung eine vorausbestimmte, also unveränderliche Grundlinie angenommen wird, so kann Dj₁ = 0,5 -B nur für eine der Grundlinie entsprechende Mittelentfernung bestehen; die jeweilig pointirte Mire des Enfernungslineals müfste sich mit der Spiegelmire von I d'ecken. Für jede Entfernung gröfser oder kleiner als die Mittelentfernung Z_m, Fig. 7, mufs die von II mit dem Ziele in Coincidenz zu bringende Linealmire um den Abstand

Am = 0,75 BA 20 jy- B^ \

vorwärts oder rückwärts der Spiegelmire yon I kommen, daher das Lineal entsprechend verschoben werden.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Entfernungsmesser für freies und bewaffnetes Auge, feste und bewegliche Ziele und beliebig zu wählende (veränderliche oder unveränderliche) Grundlinie, gekennzeichnet durch Winkelspiegel I und II, Fig. 1, 2 und 3, bei welchen die Spiegel unverrückbar so eingestellt sind, dafs die Summe der abzusteckenden Winkel 178⁰ 51' 15"

   / , . . ·, , , . Grundlinie

   I entsprechend dem Verhältnisse —— _?

   ' Entfernung

   beträgt, und von welchen der

   50

   Spiegel I senkrecht zur Grundlinie ein verschiebbares Lineal, Fig. 4, mit zwei Miren und mehreren Eintheilungen für mehrere verschiedene Grundlinien trägt, um bei kurzem, handlichem Lineal möglichst grafse Entfernungen und alle Entfernungen in gleicher Weise mit gleicher Genauigkeit messen zu können.
2. 2. Bei dem unter 1. gekennzeichneten Entfernungsmesser für den Fall des Gebrauchs mit unbewaffnetem Auge die als Handgriff dienende Vorrichtung zum Befestigen der Winkelspiegel auf beliebigen Fernrohren, bestehend aus der mit dem Winkelspiegel verbundenen Bügelzange dd²ά^Ά, Fig. 1 und 2, welche mit einem Excenter g und einem Sicherungsarm h ausgerüstet ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.