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Vorrichtung zur mechanischen Leitung des Feuers gegen Luftziele. Gegenstand
der Erfindung ist eine Vorrichtung zur mechanischen Leitung des Feuers gegen Luftziele
mit mindestens einem Geschwindigkeitswechselgetriebe, dessen treibender Teil mit
konstanter Drehzahl, dessen getriebener mit einer einem Zieldatum entsprechenden
Geschwindigkeit angetrieben wird. Der übertragungsteil zwischen dem treibenden und
getriebenen Teil des Getriebes wird von Hand so eingestellt, daß ein vom ge= triehenen
Teil angetriebenes Glied mit derselhen Geschwindigkeit umläuft wie ein dem Zieldatum
entsprechend verstelltes Glied. Die Einstellung des Zwischenglieds erfolgt gemäß
der Erfindung vom Handantrieb unter Vermittlung eines nach der Geschoßflugzeit eingestellten,
zwischen das Glied und den Handantrieb eingeschalteten :Multiplikationsgetriebes.
Die Handeinstellung, die erforderlich, ist, um beide Glieder übereinstimmend in
Umlauf zu setzen, ergibt unmittelbar die Korrektur des Zieldatums.
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Der Erfindungsgegenstand zeichnet sich bekannten Vorrichtungen gegenüber
dadurch aus, daß die Einstellung des verstellbaren Getriebeteils erleichtert wird,
die Korrekturen in
zweckmäßigerer Weise weitergegeben werden und
an Bedienungsmannschaft gespart wird.
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Auf der "Zeichnung ist als Ausführungsbeiipiel des Erfindungsgegenstandes
eine Vorrichtung schematisch dargestellt, die die Abweichung genau in der Höhen-
und wagerechten oder Seitenrichtung nach den folgenden Formeln ergibt:
Hierin bedeutet d die Abweichung in der Höhenrichtung, D die Abweichung in der wagerechten
oder Seitenrichtung, RE die Winkelgeschwindigkeit der Höhenbewegung, RT
die
Winkelgeschwindigkeit der Seitenbewegung, T die Geschoßflugzeit und a. den augenblicklichen
Visierwinkel.
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Die Fernrohre A für die Höhenrichtung und Al für die Seitenrichtung
sind auf einer gemeinsamen Welle B gelagert, die von dem Höhenrichtungsmann der
Bewegung des Ziels entsprechend durch die Höhenkurbel b und ein Schneckengetriebe
eingestellt wird. Die Welle B ist in einem Träger C gelagert, der von dem Seitenrichtungsmann
mittels der Seitenkurbel c gedreht wird, um der Seitenbewegung des Ziels zu folgen.
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Die Höhenkurbel b treibt einen Zeiger B1, um dessen Welle ein zweiter
Zeiger & von der Höhenabweichungskurbel d gedreht wird. Die Seitenkurbel c treibt
einen Zeiger Cl, um dessen Welle ein zweiter Zeiger Dl von der Seitenabweichungskurbel
D gedreht wird.
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Die Welle B dreht bei der Höheneinstellung des Fernrohres A eine Reihe
durch Kegelräder mit ihr und untereinander gekuppelter Wellen, die sämtlich mit
a bezeichnet sind, da ihre Drehung dem Winkel a proportional ist.
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Die Höhenabweichungskurbel d, die, wie noch gezeigt werden soll, entsprechend
dem Sinus des Höhenabweichungswinkels d der Formel i bewegt wird, dreht ihre eigene
Welle dx und durch ein Kegelrädergetriebe eine weitere Welle dlX. Die Drehung dieser
Welle ('X und die Drehung einer der Wellen a werden durch ein epizyklisches Getriebe
daddiert. Das Getriebe - treibt eine Welle d2 entsprechend der Summe der beiden
Drehungen, d. h. entsprechend dem Faktor a -I- sin d,
der für praktische
Zwecke gleich a -f- d gesetzt werden kann. Nötigenfalls wird jedoch eine Einrichtung,
beispielsweise eine Sinusnocke oder ein Sinushebel, zur Ausscheidung des Sinusfaktors
vorgesehen.
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Die Drehung der Höhenkurbel b setzt die Treibscheibe b1 eines Getriebes
mit veränderlicher Geschwindigkeit in Bewegung. Die Scheibe b1 dreht sich proportional
der Winkelgeschwindigkeit RE der Höhenbewegung nach Formel i. Das Getriebe kann
beliebig ausgebildet sein. Nach der Zeichnung hat es zwischen der Treibscheibe b1
und einer getriebenen Rolle b2 einen Halter b3, in dem Kugeln gelagert sind. Der
Halter b3 ist mit einer Stange b4 verbunden, die durch einen Winkelhebel B5, B-
eines Lenkersystems B' entsprechend dem Wert von
eingestellt wird. Ein Hebel b5 des Systems wird von einer der Wellen a angetrieben,
seine Drehung ist also proportional dem Winkel a. Der Hebel b5 ist durch einen Lenker
b5X mit einem Hebel be gekuppelt, der ebenso lang ist wie der Hebel b5 und diesem
immer parallel steht. Ein zweiter Hebel Bz wird von der Welle d2 angetrieben, seine
Drehung ist also proportional dem Wert a -1- d. Dieser Hebel Bz ist durch einen
Lenker B3 mit einem parallelen Hebel von gleicher Länge B4 gekuppelt. Die Lenker
B3 und b5X gleiten durch eine Führung B°5, die mit einem Stift in einen Schlitz
des Winkelhebels BI', B' eingreift. Der Hebel B7 ist mit der Stange b4 gekuppelt.
Die Rolle b2 des Getriebes läuft proportional dem Faktor
und setzt durch ein Schneckengetriebe den Zeiger B1 ebenfalls proportional diesem
Faktor in Drehring.
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Der Zeiger dl, der mit dem Zeiger B1 gleichachsig ist, wird von der
getriebenen Rolle d3 eines Getriebes mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben.
Die Spindel der Rolle dreht mit einem Schneckengetriebe den Zeiger dl. Der treibende
Teil ist eine Scheibe des, die von einem Antrieb d4X, beispielsweise einem Motor,
mit konstanter Drehzahl angetrieben wird. Die Übertragung zwischen der treibenden
und der getriebenen Scheibe erfolgt durch einen Träger d4 mit Kugeln. Wenn der Träger
d4 so eingestellt wird, daß der Zeiger dl mit der gleichen Drehzahl umläuft wie
der Zeiger B', ist der Abstand des Trägers von der Achse der
Scheibe
d3X proportional der Drehzahl der beiden Zeiger und daher ein Maß für diese.
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Der Träger d4 ist durch eine Stange d' mit einem Vergrößerungssystem
d° gekuppelt. Die Stange greift an einen geschlitzten, drehbar gelagerten Hebel
d3X. Auf dein Hebel d'< ist verschiebbar ein Stift befestigt, der in die Schlitze
zweier senkrecht zueinander verschiebbarer Gleitstücke d' und e eingreift.
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Die Lage des Gleitstücks c wird dadurch proportional zu der zukünftigen
Geschoßflugzeit gemacht, daß das Gleitstück durch eine Kurbel EI verschoben wird,
auf deren Spindel E eine Mutter e2 mit Zeiger EZ geführt ist. Die Spindel E dreht
durch Kegelrädergetriebe eine Schraubenspindel, die das Gleitstück entsprechend
den Kurven eines Streifens E° einstellt, auf dem die Höhe und die Zündernummer verzeichnet
sind. Der Streifen wird von der Welle d2 angetrieben, hewegt sich also entsprechend
dem Faktor a -I- d. Der Zeiger E3 wird durch die Kurbel El so eingestellt, daß er
auf den Höhenkurven die Höhe des Ziels anzeigt, und verschiebt dabei das Gleitstück
e entsprechend der zukünftigen Flugzeit des Geschosses. Die zugehörige Zündernummer
wird der von dem Zeiger EZ bezeichneten Numinernkurv e entnommen.
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Die Flugzeit kann jedoch auch mittels einer dreidimensionalen N ocke
gewonnen werden, die anfänglich nach der Höhe eingestellt und achsial oder radial
entsprechend a + d verstellt wird. In ähnlicher Weise kann auch die Zündernunimer
gefunden werden.
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Die Verschiebung des Gleitstückes d6 ist proportional dem Faktor
Aus der Gleichung x geht hervor, daß von diesem Faktor der Betrag
sin u cos a abgezogen wird.
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Die Werte
und sin u cos a werden mit Hilfe von Nockenscheiben F und G erhalten. Der Antrieb
der iNockenscheibe F erfolgt von der Welle dX der Seitenabweichungskurbel D. Ein
drehbar gelagerter Hebel f legt sich gegen die Nockenscheibe F und -wird von ihr
entsprechend dem Faktor
eingestellt. Die Nockenscheibe G erhält ihren Antrieb von einer der Wellen a und
arbeitet mit einem geschlitzten Gleitstück g zusammen, das von ihr entsprechend
sin a cos a eingestellt wird. Ein Stift eines auf dem Hebel f verstellbaren Schiebers
verbindet den Schlitz des Gleitstücks g mit einem Schlitz eines Gleitstücks H, das
rechtwinklig zu dem Gleitstück g geführt ist. Die Teile f, g und I-I bilden ein
Vergrößerungsgetriebe F°, das das Gleitstück H entsprechend dem Faktor
einstellt. Das Gleitstück H setzt durch eine Schlitzführung einen Winkelhebel lt
in Drehung, der an einem auf die Welle dx der Höhenabweichungskurbel d gesteckten
Träger d" gelagert und mit -dem Gleitstück gg verbunden ist. Das Gleitstück wird
daher proportional
d. h. proportional sin d ,(vgl. Formel t ), verschoben.
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Der Träger J wird durch einen Gewindeansatz d'X der Welle dx verschoben.
Wenn daher die Höhenabweichungskurbel dl mit derselben= Geschwindigkeit gedreht
wird wie der Zeiger B1, so ist ihre Drehung proportional sin d; der Wert
von sin d wird durch einen Zeiger ds-# angezeigf, der durch ein Schneckengetriebe
mit der Welle dx verbunden ist und über eine Skala ds geh-t. Korrekturen beim Einschießen
werden durch einen Zeiger d3 angegeben, der durch Reibung mit dem Zeiger d8X gekuppelt
ist.
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Bekanntlich wird, wenn einem Visier in der Ebene des Visiers eine
Seitenverschiebung gegeben wird, die Visierlinie in eine tiefere Lage gebracht.
Dieses Tieferstellen nennt man den komplementären Fehler. Er ist gleich dem durch
die Bewegung des Gleitstücks H dargestellten Korrekturfaktor
Um diesen Korrekturfaktor einzuführen, ist das Gleitstück H mit einer Zahnstange
hl versehen, die in eine Verzahnung der Scheibe d8 greift, so daß der Nullstrich
der Scheibe um einen dem Werte des Korrekturfaktors proportionalen Betrag aus der
:lormallage verstellt wird.
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Der Faktor
ist eine genaue Annäherung an den streng richtigen Ausdruck. Wird größere Genauigkeit
verlangt, so lautet der Faktor:
und, wenn mathematische Genauigkeit verlangt -wird:
In jedem Fall muß das Getriebe entsprechend abgeändert werden.
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Die Seitenkurbel c ist durch Kegelradgetriebe und Zwischenwellen mit
einer Rolle cl gekuppelt, die also mit einer der seitlichen Winkelgeschwindigkeit
RT proportionalen Drehzahl umläuft. Die Rolle ist der treibende Teil eines
Getriebes mit veränderlicher Geschwindigkeit, dessen getriebener Teil eine Scheibe
c2 ist. Die Übertragung von der Rolle auf die Scheibe erfolgt durch Kugeln in einem
Halter c3. Die getriebene Scheibe c2 ist die Treibscheibe eines zweiten verstellbaren
Getriebes, dessen Rolle c4 durch Kugeln in einem Halter c5 an der Stange b4 angetrieben
wird. Der Halter*cs ist durch eine Stange csx mit dem einen Arm Csx eines Winkelhebels
gekuppelt, dessen anderer Arm C3 in einem Schlitz einen Stift aufnimmt. Dieser trägt
eine Führung c2x, durch die zwei Lenker C2 und C4 senkrecht zueinander gleiten.
Der Lenker C2 liegt zwischen zwei parallelen gleichlangen Hebeln Clx und C2x, von
denen C'x von der Welle d2 proportional zu dem Faktor a -f- d angetrieben wird.
Zu diesem Zweck leann die Welle des Hebels Clx auf der Welle des Hebels B2 befestigt
sein. Auf der Zeichnung sind die Teile der Deutlichkeit wegen auseinanderliegend
gezeichnet. Der Lenker C4 liegt zwischen den parallelen Hebeln C5 und CSx,
von denen der erstere von einer der Wellen u aus angetrieben wird, sich also
entsprechend der Höheneinstellung dreht. Das Getriebe stellt den Halter c3 proportional
zu dem Faktor
ein. Daher ist die Drehzahl der Scheibe c2 proportional dem Faktor
Der zweite Träger c5 steht durch die Stange b'4 mit dem Winkelhebel B7 in Verbindung
und wird daher wie der Halter b3 proportional dem Faktor
eingestellt. Infolgedessen läuft die Rolle c4 mit einer Drehzahl um, die proportional
ist. Die Rolle c4 ist durch Schneckengetriebe mit dem Zeiger Cl gekuppelt, so daß
auch dieser proportional zu dem obigen Faktor umläuft.
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Der mit dem Zeiger Cl gleichachsige Zeiger Dl wird von einer Rolle
Dlx angetrieben, die von einer auf der Welle des Getriebes d 4x sitzenden Scheibe
L)2 durch Kugeln in einem Halter D2x angetrieben wird. Wenn der Halter D2x so eingestellt
wird, daß die Drehzahl des Zeigers Dl gleich der Drehzahl des Zeigers Cl ist, so
ist seine Stellung D2x ein Maß für den Faktor
Um den Faktor mit der Flugzeit T zu kombinieren, wird der Halter D2x durch eine
Stange D3 mit einem gelenkig gelagerten, geschlitzten Hebel I)3x gekuppelt, der
einen Teil eines Vergrößerungsgetriebes D° bildet. Auf dem Hebel D'X ist ein Zeiger
einstellbar, der mit einem Stift in einen geschlitzten Ansatz e1 des Gleitstücks
e eingreift. Weiter greift der Stift in einen Schlitz eines Gleitstücks D4 ein,
das auf einer durch Kegelradgetriebe mit der Welle Dx der Seitenabweichungskurbel
D gekuppelten Spindel D 4x sitzt.
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Da der Hebel Pax sich mit dem Halter D2x, also proportional dem Faktor
einstellt, während das Gleitstück e sich proportional der Flugzeit T verschiebt,
so folgt, daß die Verschiebung des Gleitstücks D4 proportional sein muß:
Dieser Wert ist nach Formel z gleich sin D, daher ist die Drehung der Welle Dx der
Seitenabweichungskurbel, die erforderlich ist, damit der Zeiger Dl übereinstimmend
mit dem Zeiger Cl angetrieben wird, proportional sin D. Die Welle Dx trägt ein Gewinde
und treibt eine Mutter mit Zeiger D5, der über ein Diagramm D5x gleitet. Das Diagramm
trägt eine Anzahl von Kurven, an denen die Abweichung nach rechts oder links abgelesen
werden kann, und wird durch eine der Wellen a entsprechend der Drehung des Höhenfernrohrs
A eingestellt. Auf der Mutter des Zeigers D5 ist eine Gewindebuchse L)sx befestigt,
die auf einer Welle D6- durch Nut und Feder geführt ist und einen Zeiger DE trägt,
durch den Einschießkorrekturen bewirkt werden können. Die Umsetzung der wagerechten
Abweichung in die Abweichung in der Visierlinie kann anstatt durch das Diagramm
D5x auch durch eine Lenkervorrichtung, eine dreidimensionale Nocke oder andere geeignete
Mittel bewirkt werden.
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Bei der Handhabung der Vorrichtung drehen der" Höheneinstellungsmann
und der Seitenrichtungsmann die Kurbeln b und c so,
daß die verlängerten
Achsen der Fernrohre A und As sich im Ziel treffen. Dabei werden die Zeiger B1 und
Cl in der beschriebenen Weise in Drehung versetzt. Der Höhenabweichungsmann dreht
die Kurbel d so, daß der Zeiger dl übereinstimmend mit dem Zeiger BI umläuft, während
der Seitenabweichungsmann die Kurbel D dreht, bis der Zeiger B1 übereinstimmend
mit dem Zeiger Cl umläuft. Der Höhen- und Zündermann, dem die durch einen- Höhenmesser
festgestellte Höhe bekannt gegeben ist, dreht die Kurbel El so, daß der Zeiger EZ
auf der der gemessenen Höhe entsprechenden Kurve steht. Die senkrechte und wagerechte
Abweichung und die aus den Kurven des Diagramms E$ festgestellte Zündernummer werden
ausgerufen, der Punkt, an dem das Geschoß explodiert, wird vermerkt, und etwaige
Einschießkorrekturen werden durch die Zeiger d9 und 1114DB bewirkt.
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-An Stelle von Zeigerpaaren B1, dl und Cl, D1 kann man einen einzigen
ausgeglichenen Zeiger verwenden, der durch ein epizyklisches Getriebe betätigt wird,
oder in jedem Zeigerpaar den einen Zeiger durch eine Teilungsscheibe ersetzen.
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Die seitliche Abweichung kann in der beschriebenen Weise selbsttätig
in der Visierebene oder in der wagerechten Ebene angezeigt werden. Im letzteren
Falle -wird die Zahnstange hl des Gleitstücks H fortgelassen, und an die Stelle
des Diagramms DEX tritt eine einfache, feststehende Teilungsscheibe mit umlaufendem
Zeiger. Dies richtet sich nach der Art des an den Geschützen angebrachten Visiers
und der Art, wie abgewichen wird. Die Abweichung kann auch unmittelbar auf die Geschütze
übertragen werden. Die unmittelbare Übertragung tritt an die Stelle des beschriebenen
Anzeigens oder wirkt mit ihm zusammen.
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Windkorrekturen, ballistische Korrekturen, Tangentenhöhen und andere
Einstellungen können ebenfalls an der Vorrichtung angebracht werden; auch kann man
eine Einrichtung treffen, um die zwischen der Einstellung des Zünders und dem Abschießen
des Geschosses verlaufende Zeit zu berücksichtigen.
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An Stelle der beschriebenen Lenkersv ' Sterne B° und C2, C'
... können logarithinische Vorrichtungen, dreidimensionale Nokken oder Getriebe
mit veränderlicher Geschwindigkeit, an Stelle der Lenkersysteme d", D° und
F" dreidimensionale Nocken oder Getriebe mit veränderlicher Geschwindigkeit verwendet
werden. Die Genauigkeit der beschriebenen Vorrichtung ist dadurch gewährleistet,
daß sie nach mathematischen Gesetzen arbeitet, die die Beziehung zwischen den Winkelgeschwindigkeiten
im Augenblick der Beobachtung und zwischen der künftigen Stellung des Ziels zum
Ausdruck bringen. Die Auswertung der Formeln erfolgt ausschließlich durch mechanische
Übertragungen, die insofern besser sind als elektrische, als sie nicht wie jene
sehr empfindlich und Witterungseinflüssen sehr unterworfen sind. Elektrische Übertragungen
haben den weiteren Nachteil, daß die Herstellung ihrer Anschlüsse an sich eine Quelle
von Zögerungen und Fehlern ist, und daß man im Falle eines Versagens die Störungsquelle
nicht so leicht finden kann wie bei einer mechanischen Übertragung.