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Einrichtung zur mechanischen Ermittlung der Schusselemente für die Beschiessung sich bewegender
Ziele.
Die Erfindung betrifft die Verbesserung und zweckmässige Ausgestaltung der in der Patentschrift Nr. 119167 beschriebenen und in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform zur mechanischen Ermittlung des jeweiligen Vorhaltewinkels der Feuerwaffe und der jeweiligen zur Geschosstempierung erforderlichen Geschossflugzeit und Treffpunktsentfernung.
Bei dieser bekannten Visiereinrichtung, die auf der mechanischen Auflösung der angenäherten Gleichung für die Geschossflugzeit t = azl (b-z) beruht, worin z die Treffpunktsentfernung und a, b zwei Parameter sind, wird als Verstellorgan eine Schnur benutzt, die insofern unzweckmässig ist, als infolge ihrer veränderlichen Dehnbarkeit die Genauigkeit der Übertragung von Einstellbewegungen leidet.
Ausserdem lässt die bei der bekannten Vorrichtung verwendete Ausbildung des den Zielgesehwindigkeits- vektor verkörpernden Organs nicht die Einstellung in jede beliebige Richtung zu.
Diese Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass zwischen dem von Hand nach Grösse und Richtung einzustellenden mechanischen Zielgeschwindigkeitsvektor und der gleichfalls von Hand zu betätigenden Vorrichtung zum stetigen Einstellen der aufeinanderfolgend gemessenen Zieldistanzen eine zweiteilige Kardanwelle veränderlicher Länge angeordnet ist, deren ruckwärtiger, mit dem Steuerorgan des Zielgeschwindigkeitsvektors kardanisch verbundener Teil als eine gegen axiale Verdrehungen gesicherte schraubenspindel grosser Steigung ausgebildet ist, während der vordere, mit der Einstellvorriehtung der Zieldistanz verbundene Teil als eine auf der Sehraubenspindel sitzende, gegen Axialverschiebung gesicherte Schraubenmutter gestaltet ist,
die mittels eines Kardangelenkes mit der zur Laufachse der Feuerwaffe parallelen Drehachse einer zylindrischen Trommel verbunden ist, auf deren Mantelfläche eine logarithmisehe Schraubenlinie verzeichnet ist, deren Berührungspunkt mit einer zur Trommelachse parallelen und axial verschiebbar gelagerten logarithmisch geteilten Zieldistanzskala als Einstellmarke für die gemessenen Zieldistanzen dient, wobei diese Distanzskala in der Axialrichtung um einen von der Geschossflugzeit abhängigen Betrag gleichzeitig mit der Trommel verschoben wird. Dabei ist die Steuervorrichtung zur Einstellung des Gesehwindigkeitsvektors so ausgebildet, dass dieser als Luftstrecke zwischen einem unmateriellen Punkt und dem Kardangelenksmittelpunkt des rückwärtigen Teiles der Kardanwelle in jeder beliebigen Grösse und Richtung eingestellt werden kann.
Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einer beispielsweisen Ausfiihruiisgforni dargestellt, u. zw. zeigt : Fig. 1 die mechanische Grundlage ; Fig. 2 desgleichen mit berichtigender Verstellung des linearen Parameters b und dem Schema der logarithmischen Zieldistanzeinstellung ; Fig. 3 einen vertikalen Mittelschnitt der Gesamteinrichtung in Seitenansicht ; Fig. 4 die Vorrichtung zur Einstellung des Zielgeschwindigkeitsvektors im vertikalen Querschnitt ; Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Kardanwelle im Grundriss ; Fig. 6 einen Querschnitt durch das vordere Kardangelenk.
In der mechanischen Grundlage laut Fig. 1 bezeichnet im Dreieck 92-95-91 der Punkt 92 die Feuerwaffe, Punkt 95 das Ziel im Augenblick des Abfeuerns, also die Strecke 92-95 die zuletzt gemessene und am Gerät eingestellte Zieldistanz (Messdistanz), von wo aus das Ziel während der Geschossflugzeit t mit der gemessenen oder geschätzten Geschwindigkeit v in der geschätzten Richtung 95-91 diese Strecke = v. t zum Treffpunkt 91 zurücklegt, so dass die Strecke 91-92 die Treffpunktsentfernung z darstellt.
Zeichnet man das zu diesem Wegdreieck ähnliche Gegendreieck 92-95-96, wobei die Strecke 90--91 als Linearparameter b angenommen wird, und die zu 91-95 parallele Seite 96-90
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Näherungswerte der der Schusstafel entnommenen, auf die Treffpunktsentfernung z bezogenen Geschossflugzeit, die man jedoch durch selbsttätige Änderung des Parameters b um Beträge Ab nach den Schusstafelwerteh von t für die Schussdistanzen z berichtigen kann.
Betrachtet man in Fig. 2 das Dreieck 90-92-96 als Geschwindigkeitsdreieck mit der Zeit a als Proportionalitätsfaktor, so erscheint
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wenn laut Fig. 2 als Einstellmarke der Schnittpunkt x'der Strecke 90, 91 mit einer loga.
rithmischgeteilten Strecke verwendet wird, die man erhält, wenn man auf der Mantelfläche eines um die
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längs einer Erzeugenden berührenden logarithmischen Distanzskala mittels ihres als Einstellmarke dienenden Kreuzungspunktes X'mit der logarithmischen Schraubenlinie wird selbsttätig der zwischen der Treffpunktslinie 90, 92 und der Visierlinie 96, 92 eingeschlossene Winkel a eingestellt, so dass durch das Einvisieren des Zieles in der Richtung 96, 92 mittels des Höhen-und Seitenrichtens der Feuerwaffe deren Laufachse in die einen Treffer bedingende Lage kommt, wenn die Laufachse noch gegen die Richtung 90, 92 um einen der Entfernung und dem Lagewinkel des Treffpunktes entsprechenden Schusswinkel nach aufwärts geneigt ist.
Diese Schusswinkeleinstellung kann hier zweckmässig nach der bekannten Geschossfallhöhenmethode durch Vertikalverstellung des Punktes 96 der Visierlinie 96, 92 um einen der Fallhöhe h des Geschosses während der Geschossflugzeit t entsprechenden Betrag zahlt durchgeführt werden.
Die in Fig. 3-6 gezeichnete Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist auch für solche Geschütze anwendbar, die von zwei Visierenden gerichtet werden, von denen der eine das Ziel mit Hilfe der Höhenrichtmaschine, der andere mittels der Seitenrichtmaschine in der Visur seines Zielfernrohres zu verfolgen hat.
An der Wiege des Geschützrohres ist eine mit einer Schlittenführung versehene Lagerplatte 1 derartig befestigt, dass diese Führung parallel zur Gesehützrohraehse gerichtet ist. In der Lagerplatte ist ein Schlitten 2 verschiebbar gelagert, der zwischen den beiden Gleitflächen eine Zahnstange 2 g mit Schrägverzahnung besitzt, in die das Schneckengewinde 3 a einer in der Lagerplatte 1 drehbar und verschubsicher gelagerten Spindel 3 eingreift. Diese ist noch mit einem zweiten Schneckengewinde 3 b versehen, das in ein Schneckenrad 4 eingreift, welches neben einer Kurvenscheibe 5 auf einer Querachse 6 festsitzt. Gegen diese Kurvenscheibe wird eine in der verdrehungssicheren Gabel 7 um den Bolzen 8 drehbar gelagerte Rolle 9 mittels einer Schraubenfeder 10 gedrückt.
Diese Gabel ist mittels des einerseits mit Rechts-anderseits mit Linksgewinde versehenen Bolzens 11 mit der logarithmisch geteilten Distanzskala 12 einstellbar verbunden. Der Schlitten 2 ist mit zwei Lagerständern 2 a, 2 b
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versehen, die zur Lagerung der zylindrischen Trommel 13 dienen, auf deren Mantel die als Einstellmarke dienende logarithmische Schraubenlinie 13 a verzeichnet ist. Die rohrförmige Lagerzapfen 13 b dieser Trommel ist mit einem inneren Schildzapfenpaar 13 c-13 c versehen, um das der Kardanring 14 drehbar gelagertist, der ein zu 13c-13c senkrecht stehendes inneres Schildzapfenpaar js-. Ma (Fig. 5) aufweist, um das eine Hülse 15 drehbar gelagert ist, in der eine mit zwei steilen Schraubennuten versehene Spindel 16 verschiebbar sitzt.
In jede dieser beiden Schraubennuten greift nach Fig. 5 das abgesetzte Ende eines der beiden quer durch die radialen Zapfenlöcher der Hülse 15 greifenden Zapfen 14 a-14 a. Unmittelbar an dieser Hülse liegt die Stirnfläche einer zweiten auf der Spindel verschiebbar gelagerten Hülse 17 von quadratischem Querschnitt, die durch einen der beiden sich kreuzenden Schlitze zweier Führungsbügel Bi, Bu, dite um zwei auf der rohrförmigen Verlängerung des Trommellagers 2 b diametral und senkrecht zueinander befestigten Schildzapfenpaare 2 c-2 c und 2 d-2 d, von denen die zuletzt genannten horizontal liegen, gelagert sind, gegen Verdrehungen gesichert ist.
Die Spindel 16 trägt ausser den beiden steilen Schraubennuten noch eine axiale Keilnut 16 a, in welche zwecks Verhinderung jeder Spindelverdrehung in der Hülse 17 ein in dieser befestigter Parallelkeil 17 a eingreift. An ihrem rückwärtigen Ende ist diese Spindel axial verdrehbar in einer Kardankugel 18 gelagert (Fig. 5), die ihrerseits mittels des Schildzapfenpaares 18 a-18 a in der Kardangabel 19 gelagert ist, welche ebenfalls mittels des horizontalen Zapfens 19 a in der Bohrung des abgekröpften Kopfes einer vertikal geführten Steuerstange 20 drehbar gelagert ist. Der Schnittpunkt der Schild-
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Kardanachse des Schildzapfenpaares 13 c-13 c mit der dazu senkrechten Kardanachse des Schildzapfenpaares 14 a-14 a.
Die Dreiecksspitze 92 a des Dreieckes 92 a-95-91 (Fig. 3) die in Fig. 1, mit dem Punkt 92 zusammenfällt, hat hier aus konstruktiven Gründen einen zweckmässig gewählten Abstand c (Fig. 3), von der ihr zugeordneten Spitze 92 des Dreieckes 92-90-96, wobei die Spitze 92 a der Normalprojektion des Nullpunktes 0 der logarithmisehen Linie 13 a auf die mit der Seite 91-92 (Fig. 2) zusammenfallende Drehungsachse der Trommel 13 verkörpert.
Zieht man schliesslich noch durch den Mittelpunkt der Rolle 9 eine zu dieser Drehungsachse senkrechte Linie, so schneidet diese auf der Dreieckseite 91-92 a die Korrekturstreeke Ab = 91', 91 ab, die, wie bereits erwähnt, das
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keitsvektors sind nach Fig. 3 und 4 in einem an der Geschützlafette um einen vertikalen Zapfen 21 a drehbar gelagerten Gehäuse 21 zwei mit je einem horizontalen Zapfen 22, 22'und einem Stirnrad 23,23' versehenen Gabeln 24, 24'drehbar gelagert, in denen je eine Schraubenspindel25, 25'drehbar und ver- schiebungsicher gelagert ist.
Auf jeder dieser beiden Spindeln sitzt innerhalb der Gabel eine gegen Drehung gesicherte Mutter 26,26'und ausserhalb je ein auf der Spindel befestigtes Kegelrad 27, 27', das in je eine passende Verzahnung 28, 28'einer Doppelzahnradscheibe eingreift, deren zweiter Zahnkranz 29', 29in den einer Zahnscheibe 30 eingreift, das fest neben einer losen, gleichgrossen Zahnscheibe 31 auf der Welle 32 angeordnet ist. Auf dieser Welle ist ein mit einem Griffrand versehener Zeiger 33 befestigt, der zur Einstellung der Zielgeschwindigkeit v auf der Umfangsskala einer mit der Zahnscheibe31 fest verbundenen Skalenscheibe 34 dient. Eine gleiche Zahnseheibe 3. T mit einer Skalenscheibe 34' und einem Zeiger 33'sitzt auch am andern Ende der Welle 32.
Der Zahnkranz der auf dieser festsitzenden Scheibe 31'greift in die Stirnradverzahnung der zur Zahnscheibe 23 gleiehachsig angeordneten und mit ihr durch ein Vorgelege 23 a gekuppelten Zahnscheibe 23", die mittels der auf den Zapfen 22, 22" befestigten pfeilförmigen Handgriffe 35, 35'verdreht werden können. Jede der beiden Schraubenmuttern 26', 26 trägt einen horizontalen Stirnzapfen 26 a, 26 a', der in je eine der beiden Bohrungen einer durch die beiden parallelen Kurbelarme r, r (Fig. 3) vertikal geführten Steuerstange 20 eingreift, deren Kopf das Kardanlager 18-18 a-19-19 a trägt.
Diese Einrichtung ist an der Wiege des Geschützes derartig befestigt, dass bei Einstellung der Zielgeschwindigkeit v = 0 mittels der Zeiger 33,33' auf den Skalen 34, 34'und der Treffpunktsdistanz z = 0 auf einem (nicht gezeichneten) Fallhöhenaufsatz der Kardanmittelpunkt 96 in der Schildzapfenachse 90 des Geschützes liegt. Die Verbindung der Lagerung des vertikalen Gehäusezapfens 21 a mit dem manuell oder zwangläufig zugleich mit der Einstellung der Treffdistanz zeinstellbaren Fallhöhenaufsatz wäre dann derartig durchzuführen,
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Schildzapfenachse 90 des Geschützes steht.
Dadurch wird der in Fig. 1 und 2 ersichtliche, für eine geradlinige Geschossflugbahn geltende Vorhaltewinkel S der Geschützrohrachse gegen die Visierlinie mit Berücksichtigung des Schusswinkels berichtigt. NachFig. 3,5 und 6wird dieser berichtigte Vorhaltewinkel nun durch die beiden Führungsbügel B, B2 in eine Seitenwinkel-und eine Höhenwinkel- komponente zerlegt, von denen die Höhenwinkelkomponente mittels eines am Führungsbügel B2 vorgesehenen zu 2 d parallelen Kurbelzapfens K2 und einer angelenkten Schubstange 82 auf ein die
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Visierlinie des Zielfernrohres F in vertikaler Richtung beeinflussendes Organ übertragen wird,
während die Seitenwinkelkomponente des Vorhaltewinkels mittels eines am Führungsbügel Bi parallel zu 2 c angebrachten Kurbelzapfens K1 und einer Schubstange 8,'auf das Zielfernrohr übertragen wird. An der äusseren Führungsschiene der Lagerplatte ist eine Distanzskala z angebracht, auf welcher man mittels der am Schlitten 2 vorgesehenen Zeigermarke Z die zur Geschosstempierung und gegebenenfalls zur manuellen Einstellung des Fallhöhenaufsatzes erforderliche Treffpunktsentfernung z ablesen kann.
Die Handhabung dieser Einrichtung ist folgende : Zunächst wird die gemessene oder geschätzte Geschwindigkeit des Zieles durch Verdrehen des Zeigers 33 (33') auf der Skala 34 (34') eingestellt.
Dadurch verdrehen sich über die Stirnräder 30-39-39'die Kegelradgetriebe 28-2'l und 28'-27' und somit auch die diametralen S : Jhraubenspindeln 25, 25', wodurch eine Radialverstellung der Muttern 26 bewirkt wird, derzufolge deren beide Zapfen 26'eine der Zielgeschwindigkeit proportionale Exzentrizität gegen die parallelen Achsen der Räderpaare 28-29, 28'-29'erhalten. Die räumliche Richtung dieser Exzentrizität, die durch die Steuerstange 20 auf den Gelenksmittelpunkt 96 in bezug auf den in der vertikalen Gehäusedrehachse gelegenen Nullpunkt 90 übertragen wird, ist zur räumlichen Pfeil-
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keitsskalen 34, 34'gemeinsam mit den Zeiger 33,33'verdreht werden.
Durch die Einstellung der Richtungspfeil 35, 35'in die geschätzte oder gemessene Flugrichtung des Zieles wird also die Dreieckseite 90-92 (Fig. 1 ; 2,4) so eingestellt, dass die Achse der Nutenspindel 16 durch den einvisierten Zielpunkt 95 gehen muss, wenn das Ziel im Punkt 91 getroffen werden soll.
Die Einstellung der Zielgeschwindigkeit und der Richtungspfeil in die Flugrichtung des Zieles obliegt dem Geschützführer, während ein zweiter Mann durch Verdrehen der Handkurbel 3 c den Schlitten 2 und unabhängig davon die Messdistanzskala so verschiebt, dass dieselbe von der sich verdrehenden Schraubenlinie 13 a im Teilstrich x'entsprechend der eben gemessenen Zieldistanz x berührt wird. Ein dritter Mann besorgt die Tempierung der Geschosse nach der mittels des Zeigers Z eben abgelesenen Treffpunktsentfernung, während ein vierter Mann das Geschütz mittels der Höhenund Seitenrichtmaschinen derartig nach Höhe und Seite verstellt, dass das Ziel möglichst oft in der genauen Visur erscheint, in welchem Falle das Abfeuern zu erfolgen hat.
Die Berücksichtigung des Einflusses der von den jeweiligen physikalischen Zuständen (Tagesrelation) und der Rohrabnutzung abhängigen Mündungsgeschwindigkeit auf die Schussweite und Geschossflugzeit erfolgt hier einfach durch Verstellung der Zieldistanzskala x mittels einer Verdrehung des
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entspricht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur mechanischen Ermittlung der Schusselemente für die Beschiessung sich bewegender Ziele, beruhend auf der mechanischen Auflösung der angenäherten Gleichung für die Geschossflugzeit t = azj (b-z), bei der der Vorhaltewinkel S durch manuelle Einstellung der Treff-
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gemessenen Zieldistanz (x) eine Kardanwelle veränderlicher Länge (96, 92) angeordnet ist, deren mit der Steuervorrichtung des Zielgeschwindigkeitsvektors kardanisch verbundener Teil als eine gegen axiale Verdrehungen gesicherte, mit steilem Schraubengewinde versehene Spindel (16), während der mit der Einstellvorrichtung für die Zieldistanz kardanisch verbundene Teil der Kardanwelle als eine auf diesem Steilgewinde aufsitzende Mutterhülse (15) ausgebildet ist,
so dass durch jede Längen- änderung der Kardanachse, also durch jede Axialverschiebung der Gewindespindel in der Mutterhülse eine proportionale Verdrehung dieser letzteren und der mit ihr kardanisch verbundenen Kurventrommel (13) bewirkt wird.