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Lagefühlkreisel für bewegte Systeme
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Lagefahlkreisel für bewegte Systeme, beispielsweise für Raketengeschosse. Ein solcher Kreisel umfasst einen kardanisch gelagerten Rotor, dem ein Antriebsaggregat zugeordnet ist, wobei während der Anfahrzeit die Kardanrahmen durch ein Blockierorganin ihrer Startlage fixiert und nachher freigegeben werden, damit die Lageveränderungen des Systems gegen- über der Startlage gemessen werden können. Insbesondere für lenkbare Panzerabwehrraketen und andere kurzzeitig fliegende Geschosse ist es nicht notwendig, den Kreiselrotor dauernd anzutreiben, sondern es genügt, ihn beim Start auf eine genügend hohe Anfangsdrehzahl zu beschleunigen, wonach er frei aus-
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der Kardanrahmen vom effektiven Funktionieren des Antriebsaggregates abhängig zu machen.
Weiterhin soll es möglich sein, auch die Auslösung des Schubmotors, d. h. den Start des Geschosses vom effektiven Funktionieren des Kreiselantriebes und der effektiven Deblockierung der Kardanrahmen abhängig zu machen.
Das gesteckte Ziel wird erreicht, wenn erfindungsgemäss der Rotor, wie an sich bekannt, als Turbinenrad mit am Umfang angeordneten Schaufeln und das Antriebsaggregat als Gasstrahlerzeuger mit einer systemfesten Verbrennungskammer für einen Brennstoff und mit einer tangential gegen den Rotorschaufelkranz gerichteten Strahldüse ausgebildet ist, wobei im äusseren Kardanrahmen in Strahlrichtung aufeinander ausgerichtete Durchtrittsöffnungen für den Gasstrahl angeordnet sind und erstbeim Erlöschen des Gasstrahles und dadurch ausgelöst die Freigabe der Kardanrahmen erfolgt.
Zusätzlich wird mit Vorteil vorgesehen, dass ein Strahlstauglied an der Austrittsöffnung für den Gasstrahl im äusseren Kardanrahmen unter Federkraft anliegt, dessen Tragstift in einer Weichenkulisse geführt ist und unter quer zur Gasstrahlrichtung orientierter Zugwirkung einer zusätzlichen Feder steht, derart, dass der Tragstift des Staugliedes durch die Einwirkung des Gasstrahles auf das Stauglied gegen die Rückstellkraft der ersten Feder vom äusseren Kardanrahmen weg in eine Vorbereitungsstellung gerückt wird, aus der er nach Erlöschen des Gasstrahles unter Wirkung der Querfeder in der Weichenkulisse seitwärts verstellt wird und dabei das beide Kardanrahmen fixierende Blockierorgan aus seiner Blockierlage verstellt.
Es kann ausserdem ein elektrischer Schalter dazu vorgesehen sein, nach erfolgter Deblockierung den Schaltzustand eines elektrischen Netzwerkes zu verändern und damit die Voraussetzung für die Auslösung des Schubmotors zu schaffen.
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Es zeigen Fig. 1 einen Grundriss, geschnitten nach Linie I - I in Fig. 2, Fig. 2 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeiles II von Fig. l, Fig. 3 ein Schaubild der Deblockiervorrichtung und Fig. 4 eine Ansicht des Lagefühlsystems..
Ein beispielsweise in einer Rakete eingebauter Lagerbock 1 enthält Lager 11, 12 für die Wellenzapfen 21, 22 eines äusseren Kardanrahmens 2. In Lagern 23, 24 dieses äusseren Kardanrahmens 2 sind die Wellenzapfen 33, 34 eines inneren Kardanrahmens 3 gelagert. Der innere Kardanrahmen 3 enthält die Lager für die Tragwelle 40 des Kreiselrotors 4. Dieser ist als Turbinenrotor ausgebildet und am Umfang mit einem Schaufelkranz 41 versehen. Eine aus einem Bodenteil 51 und einer Lavaldüse 52 bestehende, systemfest angeordnete Gassirahl-Erzeugungsvorrichtung 5 enthält in der Verbrennungskammer Brennstoff-
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ringe 53, die nach elektrischer Zündung des Zünders 54 über die Zündleitung 55 entzündet werden, wobei ein Gasstrahl aus der Düse 52 ausgestossen wird, der tangential gegen den Schaufelkranz 41 des Rotors 4 gerichtet ist.
Damit der Gasstrahl durchtreten kann, ist der äussere Kardanrahmen 2 mit Durch- trittslöchern 25 und 26 versehen. Eine. lösbare Blockiervorrichtung ist dazu bestimmt, die beiden Kardanrahmen 2 und 3 in der in den Fig. l und 2 dargestellten Startlage zu fixieren. Die Blockiervorrichtung enthält einen Winkelhebel 61, der um eine vertikale Achse 62 schwenkbar in der oberen Platte eines Tragblockes 6 gelagert ist. Der aufwärts gerichtete Schenkel 610 dieses Winkelhebels 61 trägt zwei Gabelschenkel 611,612, die in der Blockierstellung nach den Fig. 1 - 3 dem inneren Kardanrahmen 3 anliegen und den äusseren Kardanrahmen 2 umfassen, d. h. also, die beiden Kardanrahmen in der Startlage fixieren.
Ein bei 630 mit Hilfe eines Kugelgelenkes im Lagerbock 1 gelagerter Stift 631 trägt an seinem freien Ende ein Strahlstauglied in Form eines Kegelstumpfmantels 63. Eine Torsionsfeder 632 ist bestrebt, das Strahlstauglied 63 an die Strahlaustrittsöffnung 26 des äusseren Kardanrahmens 2 anzudrücken.
Der Tragstift 631 ist in einem Kulissenschlitz 64 der oberen Platte des Tragblockes 6 geführt. Dieser Kulissenschlitz bildet eine Weiche, denn von ihm geht ein quer gerichteter Schlitz 640 aus. Eine gespannte Zugfeder 65 verbindet den Tragstift 631 mit dem Schenkel 610 des Blockierhebels 61.
Die Wirkungsweise der in Fig. 3 dargestellten Einrichtung ist folgende : Wenn der Gasstrahlerzeuger 5 gezündet wird, drUckt der den Rotor 4 antreibende Gasstrahl den Kegelstumpfmantel 63 gegen die Rückstellkraft der Torsionsfeder 632 zurück, wobei der Tragstift 631 im Kulissenschlitz 64 in die strichpunktiert angedeutete Vorbereitungslage zurückgestossen wird. Da die Schubkraft des Gasstrahles des KreiselAntriebsaggregates genügend rasch einen die Gegenkraft der Rückstellfeder an dem als Hohlkegelstumpf 63 ausgebildeten Strahlstaugliedes weit übersteigenden Wert erreicht, springt dessen Tragstift unmittelbar in die der Ausgangslage gegenüberliegende Stellung in dem diesen festlegenden Teilausschnitt des Kulissenschlitzes.
Erst nach dem Erlöschen des Gasstrahles, wenn die von diesem ausgeübte Kraft verschwunden ist, könnte der Tragstift in seine Ausgangslage zurückkehren, Wird aber von der Zugfeder 65 in den Schlitz 640 hineingezogen, wo er zum Anliegen an den Blockierhebel 61 kommt und diesen um die Achse 62 verschwenkt. Dadurch werden die beiden Kardanrahmen frei. Am Lagerbock ist ein elektrischer Drucktastenschalter 7 befestigt, dessen Taste 70 unter Federvorspannung am vertikalen Schenkel eines bei 71 drehbar gelagerten Winkelhebels 72 anliegt. Die Endkante des horizontalen Schenkels dieses Winkelhebels 72 liegt am Tragstift 631 des Strahlstaugliedes 63 an. Wenn dieser Stift 63 in die DeM blockierlage ausgewichen ist, werden der Winkelhebel 72 und der Taststift 70 des Schalters 7 frei, so dass der vorher geschlossene Schalter 7 seine Kontaktstelle öffnet.
Diese Kontaktstelle hat beispielsweise vorher den Zündstromkreis für die Zündpatrone 74 des Raketentriebwerkes kurzgeschlossen. Das Raketentriebwerk kann also in diesem Falle nur dann durch Betätigung des Zündschalters 75 wirksam gezündet werden, wenn vorher der Schalter 7 geöffnet worden ist. Das hängt davon ab, ob die Kardanrahmen deblockiert sind und die Deblockierung der Kardanrahmen hängt davon ob, ob die Gasstrahlerzeugungsvoj :- richtung tatsächlich funktioniert hat.
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fenden Kardanrahmens eingeschraubt ist und eine Lagerbuchse 82 aus porösem, ölgetränktem Material enthält, in dem sich die betreffende Welle dreht. Zur Axialabstützung der Wellen dienen im Schraubenbolzen eingelegte Bronzeplättchen 83, ausgenommen beim Lager 11, das von der Welle 21 durchsetzt wird.
Eine isoliert am Lagerbock 1 befestigte Kontaktplattfeder 90 nimmt dort den Axialdruck auf und verbindet über die Welle 21 einen auf dieser Welle sitzenden Schleifkontakt 91 elektrisch mit der Messklemme 900. Auf der Innenseite des Lagerbockes 1 sind gemäss Fig. 4 Paare von Kollektorplatten 921, 922 und 931,932 befestigt, auf denen der Schleifkontakt 91 gleitet. Diese Kollektorplatten werden symmetrisch gegen Erde mit Hilfe eines Speisetransformators T mit verschieden grossen Wechsel-Potentialen gespeist. Grösse und Phase des Potentials an der Messklemme 900 zeigen also an, wie weit und in welcher Richtung der äussere Kardanrahmen aus seiner Startlage verdreht worden ist.
Diese Fühleinrichtung für die Lage des Raketensystems gegenüber der Kreiselrotorachse 40. we1che-die Startlage definiert, kann natürlich verfeinert werden.
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