DE2714766C3

DE2714766C3 - Justiereinrichtung an optoelektronischen Annäherungszündern

Info

Publication number: DE2714766C3
Application number: DE2714766A
Authority: DE
Inventors: Rudolf 8500 Nuernberg Aurich
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1977-04-02
Filing date: 1977-04-02
Publication date: 1979-11-15
Also published as: DE2714766A1; CH627267A5; NO780874L; IL54384A; NL7802593A; NO143715B; GB1584139A; DE2714766B2; SE418118B; NO143715C; SE7803447L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine lustiereinrichiung an optoelektronischen Annäherungszündern, bei denen im Kopf des Zünders nebeneinander die optischen Systeme eines mit einem kieinflächigen Richtstrahler versehenen Senders und eines mit einem ebenfalls kieinflächigen Strahlungsdetektor versehenen Richtempfängers angeordnet sind, deren durch optische Linsen bewirkte Richtcharakteristiken so einstellbar sind, daß sich deren Strahlen in einem Sollabstand vor dem Zünderkopf kreuzen.

Zweck einer solchen Justiereinrichtung für optoelektronische Zünder ist es, den Abstand, in dem ein Geschoß bei Annäherung an ein Ziel vor diesem gezündet wird, möglichst exakt vorzugeben bzw. einzuhalten, um so das Geschoß zu optimaler Wirkungsentfaltung gelangen zu lassen.

In diesem Zusammenhang ist bereits aus der US-PS 22 55 245 eine Justiereinrichtung der eingangs genannten Art bekannt, die eine Photozelle und mehrere, um diese Zelle geneigt angeordnete Lampen enthält. Die Einstellung des Sollabstandes erfolgt bei dieser bekannten Anordnung dadurch, daß durch Drehen einer Nockenscheibe die Neigung der Lampengehäuse gegenüber der Geschoßachse und der in dieser angeordneten Photozelle variiert wird.

Voraussetzung dafür, daß sich ein mit dieser bekannten Justiereinrichtung versehener optoelektronischer Zünder auf einen vorgegebenen Sollabstand exakt einstellen läßt, ist somit, daß bereits beim Einbau der Strahlenquellen und des Strahlungsempfängers gewährleistet ist, daß der Strahlengang jeder einzelnen Lampe und der Photozelle jeweils exakt in einer Ebene verlaufen. Eine nachträgliche Korrektui bei einer Abweichung ist dabei nicht möglich. In einem solchen Fall ist lediglich die ungefähre Einhaltung des

κι Sollabstandes gewährleistet, da durch das gleichzeitige Vorhandensein von mindestens drei Strahlensendern die beschriebenen Abweichungen zum Teil ausgeglichen werden. Es ergeben sich somit relativ hohe Anforderungen hinsichtlich der Präzision bei der

!■j Montage dieses bekannten Zünders.

Ist infolge der eingeschränkten nachträglichen justierungsmöglichkeiten schon eine exakte und sorgfältige Justierung des Sollabstandes vor dem Abschuß mit dieser bekannten Anordnung nicht möglich, so kommt, da eine zusätzliche Arretierung offensichtlich nicht vorgesehen bzw. nicht dargestellt ist, hinzu, daß Erschütterungen beim Transport, Abschuß und in der Flugphase zu einer völligen Dejuslierung der Anordnung führen können.

4ϊ Aus einer weiteren, in der US-PS 35 54 129 beschriebenen optoelektronischen Zündeinrichtung für Raketen ist es schließlich bekannt, anstelle von Glühlampen eine Laserdiode vorzusehen, um so die Richtwirkung des Strahlensenders zu erhöhen und die

^r><) Streuung des Sollabstandes zu verringern. Strahlenquelle und Strahlungsempfänger sind dabei weit voneinander entfernt auf den Tragflächen der Rakete angeordnet und jederzeit von außen zugänglich.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Justiereinrich-

^r>^r> tung für die optische Anordnung eines optoelektronischen Zünders zu schaffen, die es mit einfachen Mitteln jederzeit gestattet, die Strahlenkegel des Richtstrahlsenders und des Empfängers auf eine gemeinsame Fläche vor dem Zünderkopf auszurichten und die so

W) eine exakte Einstellung des vorgegebenen Sollabstandes ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß vorliegender Erfindung vorgeschlagen, daß der Strahlensender und der Strahlungsempfänger auf je einem Schieber,

fe^r> welcher quer verstellbar auf einem scheibenförmigen '"rägerplättchen angeordnet ist, befestigt sind und daß ate beiden Trägerplättchen ihrerseits in Aufnahmekörpern gehaltert sind, die jeweils um die durch das

zugehörige Tragerplättchen verlaufende optische Achse der zugehörigen Linse drehbar und nach erfolgter Justierung arretierbar sind. In vereinfachter Ausführung können die Sender-Empfanger-Kristalle auch unmittelbar auf dem Trägerplättchen in entsprechendem Abstand vom Mittelpunkt zentrisch aufgebracht, z. B. aufgeklebt, sein.

In der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Justiereinrichtung sind die Aufnahmekörper als Kugelkörper ausgebildet, in welche die Trägerpiättchen senki-ccht zur jeweiligen optischen Achse zentrisch eingebaut sind. Dabei sind die Kugelkörper jeweils um diese Achse drehbar und gegenüber einer Mittelachse des Zümiers neigbar in je einer Kugelpfanne gelagert und nach der Justierung in dieser festspannbar.

Die Justierung von Strahlensender und Strahlungsempfänger erfolgt in diesem Fall zweckmäßigerweise in mehreren, methodischen Schritten, indem zunächst die mit den Tragerplättchen und dem darauf exzentrisch angeordneten Sender- bzw. Empfängerbauteil versehenen Kugelkörper verdreht werden, bis der Sender- und der Empfängerbauteil außerhalb der jeweiligen Drehachse der Kugelkörper sich auf einer durch die beiden Achsen verlaufenden Linie befinden, worauf die Kugelkörper soweit zu- oder voneinander geneigt werden, daß sich die optischen Achsen bzw. die Strahlungskegei des Senders und des Empfängers im Sollabstand vor dem Zünderkopf kreuzen.

Zum Justieren, d. h. zum Verdrehen und Neigen, sind die Kugelkörper vornehmlich mit rückwärtigen Ansätzen in Form von Steckpassungen, Bohrungen, Gewinden od. dgl. versehen, auf die Stellhandhaben auf- oder einsteckbar bzw. anschraubbar sind. Durch entsprechendes Verdrehen und Neigen der Kugelkörper läßt sich der Schnittpunkt der optischen Achsen des Senders und des Empfängers, d. h. der Abstand vor dem Zünderkopf, an dem sich bei Annäherung an die Zielfläche der Strahlenkegel des Senders mit der Erfassungsfläche des Empfängers deckt und ein Empfangsimpuls entsteht, leicht auf die gewünschte Entfernung bzw. Restflugzeit einjustieren.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung eines Prinzipschemas sowie zweier Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigt

F i g. 1 eine Prinzipskizze eines Zünders mit einem optoelektronischen Zünder nach der Erfindung in einer Seitenansicht,

F i g. 2 den Aufbau des optoelektronischen Sensorteils des Zünders nach Fig. 1 in vereinfachter Darstellung,

F i g. 3 den optischen Aufbau des Zünders nach F i g. I und 2,

F i g. 3a eine Detailansicht des Sende- und Empfengsteils des Zünders vor der Grob-Justierung,

F i g. 3b eine Detailansicht entsprechend F i g. 3a nach der Einrichtung und Grob-Justierung,

F i g. 4 einen Längsschnitt durch einen optoelektronischen Zünder mit einer Justiereinrichtung gemäß F i g. 1 bis 3 bzw. 3a und 3b,

F i g. 5 eine andere Ausführung der Justiereinrichtung eines optoelektronischen Zünders in einem Teillängsschnitt — vergrößert —.

Nach Fig. 1 weist ein Zünder 1 kopfseitig nebeneinander zwei Linsen 2 und 3 auf, von denen die eine einer Strahlungsquelle, die andere einem Strahlungsempfänger zugeordnet ist. Über diese Linsen 2, 3 werden optische Strahlen, deren Stranlenkegel 4,5 sich in einem vorgegebenen bzw. voreinstellbaren Abstand vor dem Kopf des Zünders 1 kreuzen, gebündelt Nähert sich ein Zünder 1 besagter Art einer Zielfläclie 6, so fängt die Linse 3 das von einer Strahlungsquelle über die Linse 2 ausgesandte, von der Zielfläche 6 reflektierte Licht auf sob?ld sich die Kegelflächen der beiden Strahlenkegel 4, 5 auf der Zielfläche 6 treffen. Der Rückimpuls beginnt in dem in Fig. 1 dargestellten Augenblick und erreicht sein Maximum, wenn sich die Kegelflächen voll decken.

ίο Als Strahlensender dient gemäß F i g. 2 eine Luminiszenzdiode 7 od. dgl, deren Strahlung in üblicher Weise, z. B. impulsgesteuert bzw. gewobbelt, elektronisch steuerbar ist Diese Luminiszenzdiode 7 ist vornehmlich als kleinflächiges bzw. punktförmiges Kristallplättchen ausgebildet, dessen Strahlung durch die Linse 2 entr,prechend F i g. 1 in einem bestimmten Winkel nach vorn ausgesandt wird. Als Strahlungsempfänger 8 dient, wie Fig. 2 weiterhin zeigt, eine Photodiode oder ein Phototransistor, der beim Einfallen einer Strahlung durch die Linse 3 anspricht und einen entsprechenden elektrischen Impuls abgibt. Die Art der Kennung der Impulse soll hier nicht näher erläutert werden.

Um bei parallelliegenden optischen Achsen der Linsen 2,3 ein Kreuzen der Strahlenkegel 4,5 zu erreichen, sind gemäß F i g. 3 die Kristalle des Strahlensenders 7 und des Strahlungsempfängers 8 in entsprechendem Abstand / hinter den Linsen 2, 3 außerhalb optischer Achsen a und b der Linsen 2,3 angeordnet. Das Maß der seitlichen Verschiebung des Strahlensenders 7 von der Achse a, z. B. um einen Betrag c bzw. des Strahlungsempfängers 8 von der Achse b, z. B. um einen Betrag d bestimmt den Neigungswinkel der Strahlenkegel 4, 5 bzw. ihrer Strahlenachsen 4', 5' und damit einen Abstand eeiner Überschneidungszone 9.

Der Strahlensender 7 und der Strahlungsempfänger 8 befinden sich auf je einem Trägerplättchen 10, 11 und sind auf diesem beispielsweise radial verschiebbar angeordnet. Die Trägerplättchen 10, 11 sind ferner um die jeweilige optische Achse a bzw. b der Linsen 2, 3 drehbar.

Die Art der Befestigung besagter Kristalle des Strahlensenders 7 und des Strahlungsempfängers 8 auf den Trägerplättchen 10 bzw. 11 sowie die Art der Justierung veranschaulichen die Fig. 3a und 3b. Dabei

4) sind die Kristalle, wie ersichtlich ist, auf je einem Schieber 12, 13 befestigt, der auf dem Trägerplättchen 10 bzw. 11 in Richtung eines Pfeiles g, h in einen bestimmten Abstand c, d von der jeweiligen Achse a. b verrückbar ist. Eine etwas außermittige Befestigung des

M jeweiligen Sender- bzw. Empfänger-Kristalls 7 bzw. 8. welche beispielsweise durch Aufkleben erfolgt, kann durch mehr oder minder starkes Verdrehen der Trägerplättchen 10, 11 in Richtung von Pfeilen /, k um die Achse a bzw. b ausgeglichen werden. Mit 14 sind Zuleitungen zum Strahlensender 7, mit 15 zum Strahlenempfänger 8 versinnbildlicht.

Während Fig. 3a die Trägerplättchen 10, 11 noch in ihrer nichtjustierten Stellung zeigt, veranschaulicht Fig.3b deren Stellung nach der Justierung, d.h. der

bo Stellung, wie sie auch der Anordnung nach Fig. 3 entspricht. Dabei sind einerseits die Schieber 12, 13 so weit in Richtung der Pfeile ^,A(Fi g. 3b) radial zu den Achsen a, b versetzt und die Trägerplättchen 10, 11 andererseits um die Achsen a, b so weit verdreht, daß

ds sich die Strahlenkegel 4,5 im Sollabstand kreuzen.

Diese Einstellbarkeil des Strahlensenders 7 sowie des Strahlungsempfängers 8, wie sie in den Fig. 3, 3a, 3b veranschaulicht ist, stellt ein grundsätzliches Lösungs-

beispiel dar, mit dem vornehmlich die Grundeinstellung von Sender und Empfänger innerhalb der optischen Systeme bewirkt werden kann.

Um nach erfolgter Montage dieser Bauelemente im Kopf des Zünders 1 noch eine genaue justierung vornehmen und durch Abstandsfehler, Ungenauigkeit der Kristalle u.dgl. hervorgerufene Abweichungen ausgleichen zu können, sind gemäß Fig. 4 der Strahlensender 7 und der Strahlungsempfänger bzw. deren Trägerplättchen 10 senkrecht zur optischen Achse in je einen Kugelkörper 16, 17 eingebaut. Diese Kugelkörper 16, 17 sind um ihre eigenen Achsen drehbar und in Richtung einer Mittelachse m (Fig. 3, Fig.4) des Zünders 1 neigbar in je einer Kugelpfanne 18, 19 gelagert. Zur Justierung selbst sind die Kugelkörper 16, 17 mit einem rückwärtigen Ansatz 20, 21 versehen, auf den eine Justierhandhabe 26, z. B. in Form eines Rohres bzw. Steckschlüssels, aufschraub- bzw. aufsteckbar ist. Über diese Justiermöglichkeit läßt sich bei bereits in den Kopf des Zünders 1 eingebautem Strahlensender 7 und Strahlungsempfänger 8 der Soll-, d. h. der Ansprech-Abstand e(F i g. 3) genau einstellen.

Zum Festspannen der Kugelkörper 16, 17 in den Kugelpfannen 18, 19 dient bei der Lösung nach F i g. 4 eine etwa zylindrische, zum Kugelkörper 16 bzw. 17 hin mit einer der Kugelpfanne 18 bzw. 19 entsprechenden Ausnehmung versehene Andruckhülse 22, 23, welche durch je eine Ringverschraubung 24, 25 im Kopf des Zünders 1 festspannbar ist. Mit diesen Ringverschraubungen 24, 25 erfolgt gleichzeitig die Bpfestipiine der Linse 2 bzw. 3. Wie die F i g. 4 zeigt, weist jedes in dei Kugelkörper 16 bzw. 17 eingebaute Sender- bzw Empfänger-System noch eine gesonderte Linse 27, 21 auf.

Eine andere Lösung der Festklemmung zeigt dii F i g. 5. Bei dieser ist die Linse 2 mittels eine Ringverschraubung 29 direkt im Kopf des Zünders befestigt, während der Kugelkörper 16, davon unabhän gig, in einer Kugelpfanne 30 liegt. Nach dem Justieren is

ίο der Kugelkörper 16 mittels einer Klemmbrücke 3 festspannbar, die mit einer der Kugelpfanne 31 entsprechenden Gegenausnehmung 32 versehen isi Zum Festspannen dienen Schrauben 33,34. Alle übrigei Teile entsprechen denen der vorhergehenden Figuren.

Die Justierung geht folgendermaßen vorsieh:

Zunächst werden die mit den Trägerplättchen um dem darauf exzentrisch angeordneten Strahlensende bzw. -empfänger versehenen Kugelkörper so wei verdreht, bis der Sender- und der Empfänger-Kristal außerhalb der jeweiligen Drehachse der Kugelkörpei sich auf einer durch die beiden Achsen verlaufendei Geraden befinden. Hierauf werden die Kugelkörper zu oder voneinander geneigt, bis sich die Strahlungskege von Sender und Empfänger im Sollabstand vor den Kopf des Zünders kreuzen.

Anschließend werden die Kugelkörper mittels de Ringverschraubungen, welche die Andruckhülsen gegei die Kugelkörper pressen, bzw. mittels der Klemmbrük ke festgespannt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Justiereinrichtung an optoelektronischen Annäherungszündern, bei denen im Kopf des Zünders nebeneinander die optischen Systeme eines mit einem kieinflächigen Richtstrahler versehenen Senders und eines mit einem ebenfalls kieinflächigen Strahlungsdetektor versehenen RichtempfäJigers angeordnet sind, deren durch optische Linsen bewirkte Richtcharakteristiken so einstellbar sind, daß sich deren Strahlen in einem Sollabstand vor dem Zünderkopf kreuzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlensender (7) und der Strahlungsempfänger (8) auf je einem Schieber (12, 13), welcher quer verstellbar auf einem scheibenförmigen Trägerplättchen (10, 11) angeordnet ist, befestigt sind und daß die beiden Trägerpläuchen (10, 11) ihrerseits in Aufnahmekörpern gehaltert sind, die jeweils um die durch das zugehörige Trägerplättchen (10,11) verlaufende optische Achse (a, b) der zugehörigen Linse drehbar und nach erfolgter Justierung arretierbar sind.

2. Justiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmekörper als Kugelkörper (16, 17) ausgebildet sind, in welche die TrägerpldüCuCP. (10, 11) senkrecht zur jeweiligen optischen Achse (a, b) zentrisch eingebaut sind, und daß die Kugelkörper (16, 17) um diese Achse (a, b) drehbar und gegenüber einer Mittelachse (m) des Zünders (1) neigbar in je einer Kugelpfanne (Ut, 19) gelagert und nach der Justierung in dieser festsp>annbar sind.

3. justiereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelkörper (16, 17) mit rückwärtigen Ansätzen (20, 21) in Form von Steckpassungen, Gewinden od. dgl. zum Aufsiceken bzw. Anschrauben von Stellhandhaben (26) versehen sind.

4. Justiereinrichtung nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelpfanner (18, 19) durch halbkugelförmige Ausnehmungen zu beiden Seiten der Zündermittelachse (m) einerseits und entsprechende Gegenausnehmungen von Andruckhülsen (22, 23) andererseits gebildet weiden, welch letztere nach dem Einsetzen der Kugelkorper (16, 17) und der Andruckhülsen (22, 23) durch Ringverschraubungen (24, 25) im Zünderkopf festklemmbar sind.

5. Justiereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelpfannen (18, 19) durch nach hinten offene, halbkugelförmige Ausnehmungen (30) im Zünderkopf einerseits und andererseits durch entsprechende Gegenausnehmungen (32) in einer Klemmbrücke (31) gebildet werden, welch letztere nach dem Einsetzen der Kugelkorper (16, 17) und Auflegen der Klemmbrükken (31) durch Schrauben (33, 34) am Zünderkörper (l)festspannbarsind.