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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch
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gelöst, daß der Abstandszünaer gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
1 auch die Teilmerkmale dessen kennzeichnenden Teils aufweist.
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Nach dieser erfindungsgemäßen Lösung wird das Zündsignal somit erst
dann und nur daran ausgelöst, wenn außer dem elektrooptisch gewonnenen Distanzsignal
ein induktiv gewonnenes Detektionssignal vorliegt. Beim Abschuß eines mit diesem
kombinierten Abstandszünder ausgestatteten Geschosses aus der Deckung heraus führen
also Reflexionen an der Tarnung noch nicht zur Auslösung des Zündsignals, weil das
von einem gepanzerten, also ferromagnetischen Ziel zu liefernde induktive Detektionssignal
noch nicht vorliegt; während bei Abschuß hinter einer Armierung zwar ein induktives
Detektionssignal auftreten kann, diese Armierung aber unmittelbar vor dem Schützen
gelegen ist und somit nicht zum für optoelektronische Abstandszünder typischen (und
zum Distanzsignal auszuwertenden) annäherungsabhängigen Verlauf eines Reflexionssignales
führt. Dagegen erfasst der induktiv arbeitende Magnetsensor beim Anflug auf das
gepanzerte Ziel dieses schon in relativ großem Abstand, wobei das induktive Detektionssignal
zunächst mit geringer Steigung über der Abstandsverringerung zunimmt; während aber
das Zündsignal erst freigegeben wird, wenn mittels des Triangulationssensors die
Annäherung auf Zündabstand ermittelt ist, der durch die Triangulations-Geometrie
konstruktiv vorgegeben ist.
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Da das Geschoß also für die Abstands-Zündung keines Schnorchels vor
dem GetechtskoDf mehr bedarf, kann dieser nach vorne durch eine ballistisch günstig
geformte Haube abgedeckt
sein; wobei die Geschoß-Flugdynamik auch
günstig dadurch beeinflusst wird, daß die grundsätzlich nachteilige Vorverlegung
des Geschoß-Schwerpunktes durch das Gewicht eines vorragenden Schnorchels ganz vermieden
ist.
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Der kombinierte Abstandszünder ist vorzugsweise in einen autarken,
ringförmig den Hohlladungsstachel-Kanal im Gefechtskopf umgebenden stabilen Gehäuse
aufgebaut, so daß er sich getrennt von der Fertigung des Geschosses herstellen,
prüfen und lagern lässt und bei Bedarf einfach koaxial hinter der Haube in den vorderen
Bereich des Gefechtskopfes, unter klarer funktioneller Trennung von dessen pyrotechnischer
Ausstattung, eingesetzt werden kann. Diese geschlossene Bauform des ringförmigen
Gehäuses fördert dessen mechanische Stabilität und erbringt infolge hermetischer
Abdichtbarkeit auch zuverlässigen Schutz gegen Störeinflüsse aus der Umgebung, Insbesondere
die Herstellung des Gehäuses aus Leichtmetall eröffnet preisgünstige Spritzguß-Fertigungsmöglichkeiten
bei guter Abschirmung der im Innern des geschlossenen Ring-Gehäuses gelegenen Signalverarbeitungsschaltungen
gegen äußere elektrische Störfelder. Ein Teil des Zünder-Gehäuses kanr, unmittelbar
als Spulenträger für die Induktionsspule des Nagnetsensors dienen, wodurch Bauteile
und Einbauraum gespart werden. Der Einschluß dieser Spule in eine nichtmagnetisierbare
elektrisch leitende Umhüllung erbringt darüberhinaus für den Magnetsensor den wesentlichen
Vorteil, daß höherfrequente magnetische Wechselfeldkomponenten stärker gedämpft
werden und die, grundsätzlich über der Frequenz linear ansteigende, Induktionscharakteristik
somit in eine funktionsgünstigere Bandpaßcharakteristik umgeformt wird.
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Die Signalverarbeitungsschaltungen liegen im abgeschirmten Raum unmittelbar
hinter der Magnetsensor-Spule und den optoelektronischen Elementen des Triangulationssensors,
so daß
sich kurze Leitungswege ergeben; wobei in dem ringförmigen
Zünder-Gehäuse genügend Platz verbleibt, um, den optoelektrischen gegenüber peripher
versetzt, auch noch weitere Funktionen wie Sicherheits- und Selbstzerlegereinrichtungen
für das Geschoß unterzubringen.
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Zusätzliche Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus nachstehender Beschreibung
eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche stark vereinfacht
dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung.
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Es zeigt: Fig. 1 stark vereinfacht im Längsschnitt den Gefechtskopf
mit eingebautem Abstandszünder für die Hohlladung eines Panzerabwehrgeschosses,
Fig. 2 ein vereinfachtes Blockschaltbild für die Signalverarbeitung im Abstands
zünder, Fig. 3 den Abstandszünder in Vorderansicht, bei abgebrochener Darstellung,
gemäß Sichtpfeil III in Fig. 1 aber ohne die Haube, und Fig. 4 den Abstands zünder
im Axialschnitt längs abgewinkelt verlaufender Schnittlinie gemaß Schnitt-Sichtpfeil
IV in Fig. 3.
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Der Gefechtskopf 1 eines in Fig. 1 in abgebrochener Längssclznitt-Darstellung
angedeuteten Panzerabwehrgeschosses 2 weist als Gefechtsladung eine Hohlladung 3
mit spitzwinklig-
-kegelförmiger Einlage 4 auf. Vor dieser erstrecken
sich konzentrisch zur Geschoß-Längsachse 5 ein gegensinnig-kegelförmiger Hohlraum
6 und ein Stachelkanal 7 für die Ausbildung und Vorwärtsbewegung des nach Zündung
der Hohlladung 3 aus der Einlage 4 entstehenden strahlförmigen Wirk-Stachels.
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Der Gefechtskopf 1 ist frontseitig mit einer den flugdynamischen Anforderungen
entsprechend geformten Haube 8 abgedeckt, hinter der das Gehäuse 9 des Abstandszünders
10 für die Hohlladung 3, den Stachelkanal 7 ringförmig und konzentrisch umgebend,eingebaut
ist.
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Der Abstandszünder 10 soll ein Zündsignal 11 (Fig. 2) für das Anzünden
des Gefechtskopf-Detonators (in der Zeichnung nicht berücksichtigt) liefern, wenn
die Annäherung des abgefeuerten Geschosses 2 an ein zu bekämpfendes, gepanzertes
Ziel optimal sowohl für die Ausbildung wie auch für die Eindring-Wirkung des aus
der Einlage 4 geformten Hohlladungs-Stachels ist, ohne daß der Gefechtskopf 1 einen
schnorchelförmig vorverlegten mechanischen Abstandszünder benötigt.
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Hierfür ist (Fig. 2) der Abstandszünder 10 sowohl mit einem blagnetsensor
12 wie auch mit einem optoelektronischen Triangulationssensor 13 ausgestattet. Sensoren
dieser beiden Gattungen sind aus der elektronischen Zündertechnik bekannt und brauchen
deshalb hier nicht näher erläutert zu werden; vgl.
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für den Magnetsensor 12 beispielsweise die DE-OS 71 18 287 und für
den Triangulationssensor 13 die DE-OS 26 31 212 unter Berücksichtigung einer bevorzugten
Smpfangssignal-Verarbeitung in einer Sende-Empfangs-Einrichtung 14 gemäß DE-PS 24
56 162 und DE-PS 26 08 066.
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Das Zündsignal 11 wird vom Abstandszünder 10 geliefert, wenn eine
UND-Schaltung 15 durchschaltet, weil ihre Eingangssignale gleichzeitig vorliegen,
nämlich das Detektionssignal 16 aus einer dem Magnetsensor 12 nachgeschalteten Signalverarbeitungseinrichtung
17, sowie ein Distanzsignal 18 und gegebenenfalls ein Schwellensignal 53 aus einer
Bewertungsschaltung 19.
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In der Bewertungsschaltung 19 ist eine gesonderte Schwellwertstufe
20 vorgesehen, wenn sie nicht bereits in der Sende-Empfangs-Einrichtung 14 verwirklicht
ist, um sicherzustellen, daß nur Empfangs signale vorgegebenen Nindestpegels bei
der Gewinnung des Zündimpulses 11 berücksichtigt werden.
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Das Schwellensignal 53 erscheint wenn der Intensitätsverlauf des Reflexionssignales
24 über der Zeit und damit über der Annäherung ans Ziel im Bereiche des Triangulations-Schnittpunkts
den Pegel gemäß Vorgabe von der Schwellwertstufe 20 überschritten hat. Außerdem
weist die Bewertungsschaltung 19 eine Serienschaltung aus Tiefpaßfilter 21, Differenzierstufe
22 und Nulldurchgangsdetektor 23 auf. Dadurch wird von der Bewertungsschaltung 19
das Distanzsignal 18 geliefert, wenn erstmals ein Extremum (erster Differentialquotient
über der Zeit wird zu Null) vom Reflexionssignal 24 durchlaufen wird. Aufgrund dieser
Auslegung der Bewertungsschaltung 19 bedarf es keiner zusätzlichen schaltungstechnischen
Berücksichtigung der schwankenden Reflexionsgegebenheiten am Ziel; de@n aufgrund
der Intensitätsverläufe des Reflexionssignals 2 @ber der Zeit für unterschiedliche
Ziel-Reflexionsgegeben@eiten ist der Zeitpu@@t des Auftretens des Distanzsignales
1@ - unter Berücksichtigung des Triangulationswinkels - in vertretbar engen Grenzen
bestimmt.
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Es tritt ein Zündsignal 11 also nur auf, wenn die Annäherung an einen
Reflektor im durch die Triannulationsdimensionierung vorgegebenen Entfernungsbereich
zur typischen Annäherungskurve im Verlauf des Reflexionssignales 24 führt und außerdem
der Mag-
netsensor 12 angibt, daß es sich um einen ferromagnetischen
Reflektor handelt, also aller Wahrscheinlichkeit nach um ein gepanzertes und somit
mittels des Geschosses 2 tatsächlich zu bekämpfendes Ziel.
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Der aus Fig. 1 sowie aus Fig. 3 und Fig. 4 ersichtliche mechanische
Aufbau für den Abstandszünder 10 zeichnet sich durch flexible Anwendungsmöglichkeiten
bei günstigen Fertigungsmöglichkeiten und hoher Beanspruchbarkeit aus. Denn der
Abstandszünder 10 weist ein ringförmig geschlossenes und somit formstabiles Gehäuse
9 auf, welches einen konzentrischen Hohlraum zur Gewährleistung des Stachelkanales
7 durch den Gefechtskopf 1 (Fig. 1) umgibt. Ein Standard-Gehäuse 9 und damit ein
Standard-Abstandszünder 10 kann somit für Gefechtsköpfe 1 unterschiedlicher Kaliber
Anwendung finden, indem bedarfsweise zwischen der Gehäuserand und der Gefechtskopf-Außenhülle
2c ein Distanz- und Montagering (in der Zeichnung nicht berücksichtigt) zur radialen
iIaßanpassung eingelegt wird.
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Besondere mechanische Stabilität erhält das Gehäuse 9 auch dadurch,
daß es ir wesentlichen ein Rückteil 27 aufweist, das aus zwei konzentrisch voreinander,
unter Zwischenlage einer Lochscileibe miteinander verbundenen Rohrstücken besteht;
nämlich aufgebaut als Topf mit Boden-Öffnung 28 für Durchgang des Stachelkanales
7 und mit rückwärtig, an die Topf-Wand 25 hinter dem Boden 29, sich anschließendem
hohlzylindrisch umlaufenden Ein -Flanscr 30. Dieser kar gegegenüber dem Modell 29
noch durch einige radial eingesetzte und dreiecksähnlich ber ndete Versteifungsrippen
31 abgestützt sein, um den verwindungssteifen mechanischen Aufbau weiter zu steigern,
ohne die Querschnitte des Hohlraumes 6 und des Kanales 7 zu beeinträchtigen.
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Nach vorne, also zur Gefechtskopf-Haube 8 hin (Fig. 1), ist das topfförmige
Gehäuse-Rückteil 27 durch einen Deckel 32 verschlossen, der auf dem Stirnrand 33
aufliegt und mit einem Ringkanal 34, gegenüber der Topf-Wand 25 radial nach innen
versetzt, in das Rückteil 27 vor dem Topf-Boden so hineinragt, daß sich die Innenwand
35 und die Außenwand 36 des Ringkanals 34 bis auf den Rückteil-Boden 29 erstrecken.
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Die zylindrische Außenwand 36 dient als Spulenträger für die Feldspule
37 des Iiagnetsensors 12, so daß es hierfür keines eigenständigen, zusätzliche Kosten
verursachenden und zusätzlichen Platz beanspruchenden Spulenkörpers bedarf. Die
Feldspule 37 kann vielmehr unmittelbar hinter dem Randbereich des Deckels 32 auf
die Ringkanal-Außenwand 36 aufgewickelt werden; wobei zweckmäßigerweise letztere
in eine parallel zum Rückteil-Boden 29 radial vorstehende Ringschulter 38 übergeht,
um als rückwärtige axiale Begrenzung des Spulenwickelraumes zu dienen.
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Das Zündergehäuse-Vorderteil,in Form des profilierten Dekkels 32,und
dessen Rückteil 27 bestehen vorzugsweise aus nicht-ferromagnetischen aber elektrisch
leitenden, im Spritzguß formbaren Materialien wie etwa Aluminium oder anderem Leichtmetall.
Dadurch ergeben sich einfach herstellbare stabile Raumformen;bE gleichzeitiger wunschenswerter
Tiefpaßcharakter-Ansprechcharakteristik des Magnetsensors 12; d.h.
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eine trapezförmige Magnetsensor-Charakteristik und dadurch eine Aus
filterung der für die Zielidentifikation störenden - jedenfalls nicht notwendigen-höherfrequenten
Anteile des bei der Zielannäherung erfassten Magnetfeldes.
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Die Signalverarbeitungsschaltungen des Abstandszünders 10 sind in
den allseitig metallisch abgeschlossen Ringkanal 34
zwischen Deckel
32 und Rückteil-Boden 29 eingebaut und dadurch gut gegen jegliche äußere elektromagnetische
Störeinflüsse abgeschirmt. Für diesen Schaltungs-Einbau ragen in den Ringkanal 34,
vorzugsweise vom Deckel 32 her, Halterungs-Bolzen 39 hinein, an denen Schaltungsträger
40 befestigt, beispielsweise Platinen für gedruckte Schaltungsführung festgenietet
sind.
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Zum Anschluß von elektrischen Signal- und Versorgungs-Leitungen 41
in Form eines Mehrader-Flachkabels mit Außen-Metallisierung als elektrischer Abschirmung
weist der Deckel 32 wenigstens eine kastenförmige Vertiefung 42 auf, an deren Grund
43 elektrisch leitende Stifte 44 in einer elektrischen Isolierung 45 (beispielsweise
in Form eines Sinterglas-Sokkels) gehaltert sind. Die rückwärtigen Enden der Stifte
44 sind mechanisch und elektrisch mit Leiterbahnen auf dem Schaltungsträger 40 verbunden,
während die nach vorne in die Vertiefung 42 hineinragenden Enden der Stifte 44 an
die Leitungen 41 angeschlossen sind. Das Flachkabel mit den Leitungen 41 verlässt
die topfförmige Deckel-Vertiefung 42 längs eines abgeschrägten Ubergangsbereiches
46, wo es mittels eines Metalldeckels 47 gegen den Vorderteil-Deckel 32 des Zünder-Gehäuses
9 angepresst wird. Hierdurch ergibt sich eine hochfrequenzmäßige Abschirmung der
Kabelanschluß-Stifte 44 und zugleich eine Masseverbindung vom Gehäuse 9 zum Schirm-Mantel
um die Leitungen 41.
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Vorzugsweise ist der Metalldeckel 47 zum hochfrequenzmäßigen Verschluß
der Kabelmontage-Vertiefung 42 an der Gefechtskopf-Haube 8 (Fig. 1) befestigt; so
daß bei einsatzbereitem Gefechtskopf 1 stets die Abschirmung der Kabelanschluß-Vertiefung
42 sichergestellt ist, andererseits bei abgenommener
Haube 8 die
Anschluß-Stifte 44 und damit die Schaltungen sofort für Prüfzwecke zugänglich sind.
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An zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen ragen Rohrstücke
48 durch den Deckel 32 hindurch in seinen Ringkanal 34 hinein, deren Schrägstellung
gegenüber der Zünder-Längsachse 5 die Triangulationsgeometrie des elektrooptischen
Entfernungs-Sensors 13 bestimmt. Diese als Linsenträger dienenden Rohrstücke 48
können einstückig mit dem Dekkel 32 ausgebildet, also angespritzt sein. Die vorderen
Öffnungen der Rohrstücke 48 sind durch optische Linsen 49 hermetisch verschlossen,
die mittels eines Glassintermaterials auf einem schulterförmigen Sitz 50 festgelegt
sind. Am rückwärtigen Ende des jeweiligen Rohrstückes 48 wird ein auf seinem Träger
51 vormontiertes optoelektronisches Triangulations-Element 52 (Fototransistor oder
Fotodiode) angeordnet und mit dem Schaltungsträger 40 elektrisch verbunden. Nach
Ausrichtung des Empfänger-Elementes 52 in Bezug auf den Strahlengang des optischen
Reflexionssignales 24 wird der Träger 51 mittels Elektronenstrahlschweißung hinter
seinem Rohrstück 48 fixiert; ein entsprechender Abgleich ist für den (in Fig. 4
nicht erfassten) optoelektronischen Sender (beispielsweise in Form einer lichtimitierenden
Diode) nicht erforderlich, da dieser bereits eingebaut ist, wenn das Empfängerelement
52 nach dem daraus sich ergebenden Verlauf des Reflexionssignales 24 ausgerichtet
wird.
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Während Einbauarbeiten in den Ringkanal 34 ist dieser, also der Deckel
32, rückwärtig noch nicht vom Topf-Boden 29 abgedeckt und deshalb frei zugänglich.
Nach Abschluß der Einbau- und Justagearbeiten wird der rückwärtig und an der Peripherie
mit seinem Triangulationssensor 13 und seinem Magnetsensor 12 komplett bestückte
Deckel 32 des Zünder-Gehäu-
ses 9 in den topfförmigen Rückteil
27 bis zur Anlage gegen dessen Boden 29 eingesenkt und dort längs des Umfanges des
Stachelkanales 7 sowie längs des Topfrand-Stirnrandes 33 im Elektronenstrahlverfahren
hermetisch dicht verschweißt. Dadurch ist eine weitere mechanische Versteifung und
zugleich eine zusätzliche Abschirmung gegen elektrische Störfelder wie auch gegen
Eindringen von Fremdkörpern aus der Umwelt, selbst bei langen Lagerzeiten unter
ungünstigen Gegebenheiten, gewährleistet.
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Dieser kompakte Aufbau des Abstandszünders 10 in einem hermetisch
geschlossenen Gehäuse 9 erlaubt weitgehend die Anwendung unkritischer und preiswerter
Fertigungsmethoden wie Spritzguß, Bördelverbindung und hermetischen Verschluß durch
Schweißverbindungen. Dadurch ergibt sich ein autarker Abstandszünder 10, der aufgrund
seines stabilen und geschlossenen Gehäuses 9 auch gesondert bereitgestellt, geprüft
und dann je nach Anforderung in Geschosse 2 unterschiedlicher Art kurzfristig eingesetzt
werden kann.
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Bezugszeichenliste 1 Gefechtskopf (von 2) 2 Geschoß (mit 10) 3 Hohlladung
(in 2 hinter 1) 4 Einlage (von 3) 5 Längsachse (von 2 und 9) 6 Hohlraum (vor 3/4)
7 Stachel-Kanal (vor 6 durch 1) 8 Haube (von 1 vor 10) 9 Gehäuse (von 10 in 1) 10
Abstandszünder (hinter 8) 11 Zündimpuls (aus 10 für 3) 12 Magnetsensor (von 10)
13 Triangulationssensor (von 10) 14 Sende-Empfangs-Einrichtung (für 13) 15 UND-Schaltung
(für 12 und 13 in 10) 16 Detektionssignal (aus 12) 17 Signalverarbeitungseinrichtung
(hinter 12 für 16) 18 Distanzsignal (aus 13) 19 Bewertungsschaltung (hinter 13 für
18) 20 Schwellwertstufe (in 19) 21 Tiefpaßfilter (in 19 hinter 14) 22 Differenzierstufe
(hinter 21) 23 Nulldurchgangsdetektor (in 19 hirt er 22) 24 Reflexionssignal (vom
Ziel-Reflektor bei 13) 25 äußere Wand (von 27/9) 26 Außenhülle (von 1/2) 27 Rückteil
(von 9) 28 Öffnung (in 29/9 aus 7) 29 Boden (von 27 hinter 25) 30 Einbau-Flansch
(hinter 25/29 in 2/1)
1 Rippen (zwischen 30 und 29 außerhalb 6/7)
32 Deckel (von 9 vor 27) 33 Stirnrand (von 25) 3L Ringkanal (hinter 32 um 7/28)
35 Innenwand (von 34/7) 36 Außenwand (von 34 hinter 32) 37 Feldspule (um 36) -~
Ringschulter (an 36 parallel zu 32/29) Bolzen (hinter 32 in 34) 40 Schaltungsträger
(in 34 an 39) 1 Leitungen (an 44 aus 42) L2 Vertiefung (in 32 nach 34 hinein) 43
Grund (von 42) 4L Stift (durch 43 zwischen 41 und 40) 5 Isolierung (um 44 in 43)
@6 Übergangsbereich (zwischen Außenseite von 32 und Innerem von 42, für 41) 47 Metalldeckel
(über 42 und 46) 48 Rohrstücke (durch 72 für 13) 9 Linsen (in 48 vor 51) Sitz (in
4 für L9) Trager (hinter 4 für 52) -- optoelektronnsches Element (an 51 in 34) 53
Schwellensignal (aus 20 an 15)