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Hilfsvorrichtung für den Artillerieschießunterricht Gegenstand der
Erfindung ist -eine Vorrichtung, die als Unterrichtsmittel für das Artillerieschießen
zu Lande und zu Wasser, in festen oder beweglichen Stellungen, auf feste oder bewegliche
Ziele dienen soll.
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Die Vorrichtung gibt in sehr verkleinertem Maßstabe die kinematischen
Vorgänge zwischen zwei gegeneinander beweglichen Körpern wieder, auf deren einem,
geradlinig beweglichen, eine Kanone gedacht ist, die Schüsse gegen den andern, in
geschlossener Bahn beweglichen und das Ziel darstellenden Körper abgibt.
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Zwecks Vereinfachung der Konstruktion sind jedoch in der Vorrichtung
nicht beide Körper beweglich, sondern die Bewegung des schießend gedachten Körpers
ist durch eine gleiche, aber entgegengesetzt gerichtete Bewegung des das Ziel darstellenden
Körpers ersetzt, welch letzterer daher eine doppelte, aus Eigenbewegung und Gegenbild
der Bewegung des schießenden Körpers zusammengesetzte Bewegung ausführt.
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Aus demselben Grunde geschieht in der Vorrichtung das Zielen nicht
durch Bewegung des gedachten Geschützrohrs auf das Ziel zu, sondern es wird umgekehrt
das Ziel vor das gedachte Korn gebracht, was praktisch dasselbe Resultat ergibt.
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Gemäß der Erfindung wird der Aufschlag nach Ablauf der Flugzeit des
--gedachten Geschosses beispielsweise durch eine am Ende einer Stange angebrachte
Nadelspitze auf einer von ihr durchbohrten Papierscheibe wiedergegeben, auf welcher
auch der das Ziel veranschaulichende Körper im Momente des Aufschlags eine Marke
hinterläßt.
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Die Vorrichtung enthält ein Uhrwerk, das die Bewegung des Zieles regelt.
Das Verhältnis zwischen der Flugzeit eines wirklichen Geschosses und der verkleinerten
Wiedergabe der Vorrichtung wird durch eine Nocke berücksichtigt, so daß die wirkliche
Flugzeit in demselben verkleinerten Maßstab wiedergegeben wird. Da das hypothetische
Geschoß in der Vorrichtung allein kinematischen Gesetzen folgen kann, während die
ballistischen Faktoren, die auf den Geschoßflug Einfluß haben (Drall des Geschützrohres,
Fahrtgeschwindigkeit des Schiffs, Winkel zwischen Fahrtrichtung und Schußrichtung),
nicht exald wiedergegeben werden können, so -würden die beim Üben an der Vorrichtung
zu gebenden Kommandos, Korrekturen lind Daten sehr von
den in Wirklichkeit
zu gebenden abweichen, und schädliche Gewohnheiten würden dem Schießleiter eingepflanzt.
Um diesen übelstand zu vermeiden, werden in der Vorrichtung durch besondere Mechanismen
(Elektromagnete, Lenker, Keil und Übertragungen) die Wirkungen dieser Faktoren behelfsmäßig
nachgeahmt und automatisch auf den Läufer übertragen, so daß die Korrekturen nunmehr
ganz den in Wirklichkeit zu gebenden entsprechen müssen.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Abb. i und 2 zeigen im Aufriß und Grundriß eine Zusammenstellung der
ganzen Vorrichtung.
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Abb. 3 ist ein Schnitt nach der Linie A-B der Abb. i in größerem Maßstabe.
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Abb.4 ist ein Schnitt durch den feststehenden Teil. der Vorrichtung.
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Abb.4a ist ein Schnitt in größerem Maßstabe durch den obere. Teil
der Abb. 3. Abb.5 und 6 zeigen im Schnitt und im Grundriß die Einrichtung, die den
Geschoßaufscblag wiedergibt.
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Abb. 7 und 8 zeigen in teilweise geschnittenem Grundriß und im axialen
Schnitt das Getriebe für die Einstellung des Schwenikrahmens.
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Abb.9 ist ein vertikaler Längsquerschnitt durch die Bewegungsebene
des Ziels.
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Abb. i o ist der zugehörige Grundriß.
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Abb. i i zeigt das Hinterende des festen Teils in größerem Maßstabe,
von hinten in Abb. i gesehen.
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Abb.12 bis 15 zeigen im Längsschnitt, Querschnitt, Teilaufriß und
Grundriß die Lenker und ihre Einstellung.
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Die Vorrichtung hat einen feststehenden Teil, der der Träger des gedachten
Geschützes ist, und einen auf einer senkrechten Achse um die Linie A-B der Abb.
i schwenkbaren Rahmen 34, auf dem, abermals für sich schwenkbar, der Träger 31 des
das Ziel darstellenden Stiftes gelagert ist. In dem festen Teil ist :eine Zahnstange
9 durch ein Handrad i i verschiebbar, die an ihrem Ende eine von .einem Elektromagneten
27 gesteuerte Spitze 53 (s. Abb. 5) trägt. Die Spitze 53 markiert den Geschoßaufschlag
und durchsticht eine in einem Rahmen 40 (Abb. i o) gespannte Papierscheibe 55 (Abb.5),
auf der im Augenblick des Durchstechens auch das Ziel 41 eine Marke hinterläßt,
so daß man die Lage des Aufschlags zum Ziel erkennen kann.
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Unter der Deckplatte des festen Teils ist um einen Stift 2 (Abb. 4),
dessen verlängerte Achse durch die Achse 28 des Schwenkrahmens 34 und die Achse
eines Spiegels -3 geht, .ein ungleicharmiger Hebel i drehbar gelagert. Das Übersetzungsverhältnis
des Hebels ist beispielsweise so, daß 4/5 seiner Länge vor dem Stift 2, i/5 seiner
Länge hinter dem Stift liegt. An dem Ende ist ein verschiebbares Gehäuse 4 angeordnet,
das nach Art des Richtkeils einer Kanone durch ein Handrad in Tätigkeit gesetzt
wird.
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Das andere Ende des Hebels i steht zwei Elektromagneten 5 gegenüber,
die um zwei Zapfen 6 (Abb. 4a) zu beiden Seiten der Zahnstange 9 schwenkbar gelagert
und mit zwei nicht dargestellten Federn versehen sind, die die Elektromagnete gegeneinander
um die Zapfen 6 zu drehen suchen. Die Anordnung der Elektromagnete ist in Abb.4
und 4a erkennbar.
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Auf dem festen Teil ist eine in Einheiten zu i oo m geteilte Entfernungsscheibe
7 gegen die Wirkung einer schwachen Spiralfeder drehbar, deren eines Ende am Drehzapfen
der Scheibe, deren anderes analer Scheibe selbst befestigt ist. Ein Draht geht von
der Welle der Scheibe 7 um eine nicht dargestellte Rolle auf dem Drehzapfen 2 des
Hebels i zu einer öse, die an dem zur Zielmarkierungsvorrichtung gehörigen Stift
47 angebracht ist (Abb. i). Wenn der Stift 47 sich verstellt, überwindet er die
Spannung der Spiralfeder in der Entfernungsscheibe 7 und dreht diese dadurch um
einen Winkel , der der Entfernung des Stiftes 47 von der Schwenkachse p-B proportional
ist. Die Drehung der Entfernungsscheibe 7 und die Verstellung der Zielmarki:erungsvorrichtung
¢ 1 bis 47 entsprechen sich daher.
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Die Zahnstange 9 wird durch ein Ritzel io angetrieben; auf dessen
Welle ein Handrad i i sitzt. Außerdem sitzt auf der Welle eine in Einheiten zu ioom
geteilte Scheibe 12, die an einer Marke 13 vorübergeht (Abb. 3), und eine Nocke
14. Die Nocke 1 ¢ arbeitet mit einem Schieber 15 (Abb. 4a), der durch eine Rückziehfeder
26 (Abb. i i) gegen die Necke angedrückt wird, in solcher Weise zusammen, daß die
Parallelverschiebung des Schiebers 15 im Verhältnis zu der Flugzeit des Geschosses
über die von der Marke 13 auf der Scheibe 12 verzeichnete Entfernung steht. Die
Krümmung der Nocke 14 wird aus Schußtafeln bestimmt.
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Oben auf der Zahnstange 9 sind um Zapfen 56 (Abb.6) spreizbar die
beiden Lenker 16 gelagert. Die Elektromagnete 5 tragen unten Rollenhalter 17, deren
Rollren sich unter der Einwirkung der Federn, die die Elektromagnete zusammenziehen,
gegen die Lenker legen und sie dadurch. in die in den Abb. 4a, 5 und 14 dargestellte
Lage zu bringen suchen. Die Flächen 18 der Lenker, gegen. die sich die Rollen anlegen,
sind mit gekrümmten Bahnen versehen, die die durch
den Richtkeil
nicht bewirkten Entfernungskorrekturen vornehmen.
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Den Federn der Elektromagnete wirkt ein Keil 19 (Abt. 15) entgegen,
der in der Zahn-Stange 9 gegen die Wirkung eines Bowdenzugs 20 verschiebbar gelagert
ist. Die Lenker greifen mit je einer Schneide 57 (Abt. 14) beiderseits an
dem Keil an. In der dargestellten Lage des Keils befinden sich die Lenker in der
Ruhestellung; wird der Keil verschoben, so gehen sie auseinander. Der Keil i 9 wird
von dem auf dem Schwenkrahmen 34 gelagerten Träger 31 aus angezogen, da. das Ende
des Bowdenzugs 2o an einem in der Drehachse 28 des Schwenkrahmens frei drehbar gelagerten
Kegelrad 29 befestigt ist (Abt. 4) und dieses von dem Träger 31 aus durch Zahnradgetriebe
30 und eine Welle in Drehung versetzt wird, wie die Abb.7, 8 darstellen.
Die Verschiebung des Keils i 9 ist daher durch die Schwenkbewegung des Rahmens 34
und die Drehung des Trägers 31 in dem Rahmen bestimmt.
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Die Lenker 16 und der Keil 19 arbeiten mit den Elektromagneten 5 so
zusammen, daß sie bei der Bewegung der Zaluistange 9 sich so weit voneinander entfernen
oder einander nähern, wie es ihnen möglich ist. Wenn das Ende des Hebels i von dem
einen oder dem andern Elektromagneten angezogen wird, so richtet sich der Ausschlag
des Hebels nach der Stellung der Zahnstange 9 und der Stellung des Keils i 9 in
bezug auf die Zahnstange.
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Die Vorrichtung gibt automatisch und im Verhältnis zur Entfernung
und zur Richtung des Geschützes, dessen Schuß nachgebildet wird, eine Abweichung,
und zwar den. Rest der Abweichung, der von der Neigung des Richtkeils nicht gegeben
ist, und einen Teil der Korrektur des Hebels i, der sonst durch nachträgliche Einstellung
gewonnen werden müßte, so daß die Korrekturen denjenigen gleich sind, die beim wirklichen
Schießen gebraucht werden.
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Ein Uhrwerk 21 (Abb.4a), dessen Zeiger @2 gegen den Uhrzeigersinn
einen Winkel von 9o° durchläuft, ist im festen Teil gelagert. Beim Kommando >}Feuer«
wird der Zeiger 22 durch einen Druckknopf in Bewegung gesetzt und schwingt aus,
bis er einen Kontakt 23 in einer seine Bahn umgebenden Scheibe 24 trifft. Die Scheibe
24 wird durch ein Zahnrad 25 von dem Schieber 15 in Bewegung gesetzt, der von der
Nocke 14 in der beschriebenen Weise gesteuert wird (Abt. i i). Der Kontakt 23 durchläuft
demnach mit der Scheibe 24 :einen Winkel, der der FIugzeit des Geschosses über die
auf der Scheibe 12 von der Marke 13 angegebene Entfernung entspricht. Die Aufschlägsmarkierung
27 am Ende der Zahnstange 9 ist in Abb. 5 besonders dargestellt. Ein Elektromagnet
5o zieht, wenn er erregt wird, seinen Anker 54 an und schiebt eine Stange 51 vor,
auf der eine Scheibe 52 mit einer in der Mitte vorspringenden Spitze 53 befestigt
ist. Wenn der Zeiger 22 den Kontakt 23 trifft, wird der Elektromagnet so lange erregt,
wie die Berührung dauert.
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Dabei durchstößt die Spitze 53 die auf dem Rahmen 40 gespannte Papierscheibe
55, während die Scheibe 52. das Papier gleichzeitig gegen ,das Ziel 41 drückt, so
daß, dieses auf dem Papier eine Marke hinterläßt. Wenn der Zeiger 22 am Kontakt
23 vorübergegangen ist, wird er durch einen zweiten Druck auf den erwähnten Druckknopf
zum Halten gebracht und- kehrt selbsttätig zum Ausgangspunkt zurück.
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An dem Träger 31, der in dem Schwenkrahmen 34 selbst schwenkbar gelagert
ist, befindet sich der Zielrahmen 35. Die Verbindung des Trägers 31 mit dem Kegelrad
29 auf der Achse 28 und die Verbindung dieses Kegelrads durch den Bowdenzug 20 mit
dem Schieber i 9 wurde bereits beschrieben. Die Achse 28 wird durch das in Abb.3
dargestellte Getriebe 32 und ein Handrad 33 (Abt. i) eingestellt, um den Rahmen
zu schwenken.
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Der Zielrahmen 35 ist an dem Träger 31 in der in Abb. i dargestellten
Weise gelagert. Der Rahmen kann mit dem Träger 31 im Schwenkrahmen 34 beliebig unter
Winkeln von o bis 9o° gegen die Ebene des Schwenkrahmens 34 verstellt werden. Die
beiden Längsseiten .des Rahmens 35 (Abt. 9 und i o) tragen Zahnstangen 36; in die
ein Zahnsektor 43 einer in dem Wagen 38 gelagerten Welle 42 eingreift. Der Wagen
38 läuft mit vier Rollen auf zwei Schienen 37 im Rahmen 35. Er trägt unten ein Gestell
39, in dem der Rahmen 4o der Papierscheibe 55 befestigt ist. Das Ziel 41 bewegt
sich über i der Papierscheibe 55, während unter ihr, wie beschrieben, die Durchschlageinrichtung
27 mit der Stange 9 hin und her geht. Auf der Welle 42 des Wagens sitzen oben und
unten zwei Lenker, auf denen gegen die Wirkung von Federn Köpfe 44 mit Rollen verschiebbar
sind, die auf im Wagen gelagerten Nokkenscheiben 45 laufen. Mit einem der Köpfe
44 ist der schonerwähnte, durch einen Draht mit der Scheibe 7 des - Entfernungsmessers
verbundene Stift 47 gekuppelt; während mit dem anderen das in einer Führung gegen
die Wirkung einer Feder 46 verschiebbare Ziel 41 gekuppelt- ist. Das Ziel 41 und
der Stift 47 bewegen .sich übereinstimmend, da sie durch die Welle 42 starr gekuppelt
sind.
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Durch eine biegsame Übertragung 48
(Abb.9), die von
einem nicht dargestellten Antriebsorgan herrührt und mit der- festen Übertragung
49 verbunden ist, wird-die Welle 42 und damit der Sektor 43 gedreht, der in die
eine oder andere Zahnstange 36 des Rahmens 35 eingreift und dadurch den Wagen hin
und her bewegt. Gleichzeitig drehen sich die Köpfe 44 um die Nockenscheiben 45,
und das Ziel 41 wandert über die Papierscheibe im Rahmen 40. Der Übergang des Sektors
43 von einer Zahnstange 36 zur anderen erfolgt zwar nicht augenblicklich, trotzdem
aber ändert sich die Stellung des Ziels zu derjenigen des Wagens fortwährend, so
daß die aus den beiden Bewegungen sich ergebenden Kurven stets verschieden sind.
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Der Antrieb 48 muß dem Wagen eine mit Bezug auf die wirklichen Daten
ausreichend konstante Geschwindigkeit erteilen.
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Die Vorrichtung ist zur Nachbildung eines Artilleriefeuers aus beliebigem
Kaliber und auf innerhalb der üblichen Grenzen beliebig wählbare Entfernungen geeignet,
wobei für die verschiedenen Geschützarten nur ganz wenige Zubehörteile ausgewechselt
werden müssen.
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Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist für ein 305-mm-Geschütz
und ein Feuer auf 11,5 bis 26,5lan Entfernung gedacht und reduziert die wirklichen
Verhältnisse im Maßstabe 1: 25 ooo.
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Während das Ziel sich auf 3o km langer geschlossener Bahn bewegt,
legt das feuernde Schiff zweimal einen 15 km langen, geradlinigen, aber gegen die
Bewegung des Ziels verschieden orientierbaren Weg zurück. Die Wirkungsweise der
Hilfsvorrichtung ist die folgende: Wenn der Schießleiter den Zielrahmen 3 5 (Abb.
i) in der gewünschten Richtung gegenüber dem festen Teil einstellen läßt, wodurch
er die Richtung der Relativbewegung zwischen Ziel und feuerndem Schiff festlegt,
bewirkt die Kegelradübertragung 3o des Trägers 31 (Abb. i) eine Drehung des Rades
29, wodurch mittels des Bowdenzuges 2o (Abb. 4) der Keil i 9 angezogen wird und
die Lenker 16 eine :erste Einstellung erfahren in Berücksichtigung des Winkels zwischen
Fahrtrichtung und Schoßrichtung. Sobald nun der elektrische Stromkreis geschlossen
wird, werden die Elektromagnete 5 erregt, und der eine oder der andere zieht das
Ende des Hebels i an, wobei der Ausschlag des Hebels, der abhängig ist von der Stellung
von Keil. und Lenker, sich am anderen Ende des Hebels auf einen Schieber 15 überträgt,
dessen Nullinie hierdurch um eine Anzahl von Graden verschoben wird, so daß ein
Korrekturkommando nötig wird, durch welches das in Wirklichkeit @n Berücksichtigung
der Fahrtrichtung zu gebende nachgeahmt wird. Durch diese Korrektur wird in der
Hilfsvorrichtung tatsächlich nur die Schoßrichtung wieder mit der Richtung auf das
Ziel in übereinstimmung gebracht.
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jetzt werden die Bremsen der Bewegungsvorrichtung gelöst, und das
Ziel 41 sowie der Wagen 38 beginnen sich zubewegen (Abb.9 und i o).
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Der Entfernungsmesser 7 (Abb. i und 2) wird nun von dem dazu bestimmten
Personal bedient, welches die Schoßdaten an die Bedienung der Zahnstange 9 und der
Richtstange 33 (Abb. i) übermittelt.
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Erstere betätigt das Handrad i i und bringt die Einteilung der Scheibe
12 in Einklang mit der Marke 13 (Abb. 3); dadurch wird die Nadel 53 der Aufschlagsmarkierung
27 am Ende der Zahnstange 9 in die befohlene Stellung gebracht.
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Gleichzeitig ändern auch die beiden Elektromagnete 5 in Abhängigkeit
von den Lenkern 6 ihren Abstand in Berücksichtigung der mit der Entfernung wechselnden
Abtrift, wobei der wirksame Magnet den Schieber 15 weiter beeinflußt.
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Mit der Drehung des Handrades i i dreht sich auch die Nocke, welche
das Verhältnis zwischen Entfernungen und Zeiten berücksichtigt, und ihre Bewegung
beeinflußt den Schieber 15, dessen Zahnung das Zahnrad 25 steuert, welches seinerseits
die Kontaktscheibe 24 (Abb.4a) zu einer Drehung um einen bestimmten Winkel veranlaßt,
dessen Größe übereinstimmt mit dem Winkel, den der Uhrzeiger 22 in jener Zeitspanne
durchläuft, die gleich ist der Flugzeit des Geschosses über die befohlene Distanz.
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Der Richtkanonier folgt unterdessen dauernd durch Drehung des Handrades
33 dem sich bewegenden Ziel, wobei Keil und Lenker, welche die zu korrigierenden
Fehlerquellen behelfsmäßig nachahmen, durch den Bowdenzug 2o weiter beeinflußt werden.
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Beim Kommando »Feuer« wird durch eine Taste das Uhrwerk 21 ausgelöst,
und die Bedienungsmannschaft hört mit der Betätigung der Handräder auf.
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Nachdem die der Flugzeit des Geschosses entsprechende Zeit vergangen
ist, :erreicht der Uhrzeiger 22 den elektrischen Kontakt 23 (Abb.4a). Dieser erregt
den Elektromagneten 27 (Abb. i), wodurch die Nadelspitze 53, welche den Geschoßaufschlag
markiert, angehoben wird und die Papierscheibe 55 durchsticht . (Abb. 5). Gleichzeitig
hebt der Teller das Papier 5 5 an, so daß auch das Ziel 41 eine Markierung darauf
hinterläßt (Abb.9).
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Die Lage der beiden Markierungen zueinander läßt die Richtigkeit der
befohlenen Distanz, der Korrekturen usw. erkennen.
Nach dem Zurückfallen
der Nadel 53 wird der Uhrzeiger 2? in die Ausgangsstellung zurückgebracht, und der
nächste Schuß kann mit neuen Daten abgegeben werden. In der Zeit, in welcher der
Wagen 38 seinen Hinundherweg zurücklegt, beschreibt das Ziel seine geschlossene
Bahn; nach Beendigung dieser Bewegungen wird die Papierscheibe 55 ausgewechselt.
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Die wesentlichen Vorzüge einer Hilfsvorrichtung gemäß der Erfindung
im Vergleich zu bekannten Hilfsvorrichtungen für den Artill.erieschießunterricht
bestehen darin, daß die Relativbewegungen zweier beweglicher Körper in einer für
Schießübungen vollkommenen Weise nachgeahmt werden, sowie darin, daß genau wie in
Wirklichkeit ein doppeltes Richten stattfindet und Instrumente und Datenwie beim
wirklichen Feuer benutzt bzw. gegeben werden, und daß die beim wirklichen Schießen
zu berücksichtigenden Fehlerquellen in der Hilfsvorrichtung behelfsmäßig, selbsttätig
nachgeahmt werden, so daß die zu befehlenden Korrekturen denen beim wirklichen Feuern
entsprechen. Schließlich ermöglicht die Hilfsvorrichtung eine absolut sichere Kontrolle
der Fähigkeiten des Schießleiters.