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Einrichtung zum Messen der dem sogenannten Abfeuerungsverzuge entsprechenden
Zeit. Die Erfindung betrifft Einrichtungen zum Messen der dem sogenannten Abfeuerungs-ZD
verzug entsprechenden Zeit bei - solchen für Schiffsgeschütze bestimmten
Abfeuerungsvorrichtungen, die mit zwei zum Schließen des Abfeuerungsstromkreises
dienenden Stromschlußstücken versehen sind, von denen das eine durch einen kardanisch
aufgehängten Kreisel in bezug auf eine wagerechte Achse feststellbar ist. Die Erfindung
bezweckt, eine
Einrichtung dieser Art zu schaffen, die sich einmal
dadurch auszeichnet, daß die zur Gewinnung eines Mittelwertes erforderliche verhältnismäßig
große Anzahl von Zeitmessungen in rascher Aufeinanderfolge und unter Ausschaltung
von Beobachtungsfehlern durcligeführt werden kann, und die außerdem den Vorteil
besitzt, daß die Aufzeichnung der einzelnen Zeitzeichen auf einer kleinen Fläche
und in einer eine rasche.Übersicht gewährenden Weise erfolgt.
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Auf der Zeichnung ist-ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
scheinatisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. i eine zum Teil im Schnitt gehaltene
Längsansicht der Einrichtung, Abb. 2 eine Seitenansicht der Abb. i, von links gesehen,
und' Abb. 3 das die einzelnen Teile der Einrichtung verbindende Schaltungsschema.
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A bezeichnet einen schaukelartigen Tisch, der mittels zweier
Zapfen al und a2 schwingbar in einem Gestell B gelagert und zur Aufnahrne der zu
prüfenden Abfeuerungsvorrichtung C bestimmt ist. Die Abfeuerungsvorrichtung
C enthält einen durch einen (aus Abb. 3 ersichtlichen) Gleichstrommotor c-
angetriebenen Kreisel cl-, der in einem lotrecht stehenden Kardanring c2 drehbar
gelagert ist. Der Kardanring cl ist seinerseits in einem wagerechten Kardanringen
cs drehbar aufgehängt. Der wagerechte Kardanring cs ist mittels Zapfen
C4 und cl, die durch das Gehäuse der Abfeuerungsvorrichtung C hindurchgeführt
sind, in diesem schwingbar gelagert. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die
Achse der Zapfen C4 und c5 mit der Schwing,ungsachse der Zapfen a" und a2,
d. h. der Schwingungsachse des Tisches A, zu-
sammenfällt.
An dem Zapfen c4 des Kardanringes cs ist eine Stange D festgeklemmt, die
mit ihrem freien Ende derart an einem am Gestell B angeordneten Arm BI starr verbunden
ist, daß sieh, der wagerecht eingestellte Kardanring c3 bei einer Schwingung des
Tisches A gegenüber dem Gestell B nicht bewegen kann. Am Kreiselgehäuse und
am vertikalen Kardanring cl befindet sich je eine der beiden Stromschlußzungen
c" und e, die zum Schließen des Abfeuerungsstromkreises dienen und deren Berührung
den Beginn des zu messenden Zeitabschnittes bestimmt. An den aus dem Lager herausragenden
Teil des Zapfens al ist ein langer, starrer Hebel E angeschlossen, dessen
freies Ende auf einer am Ende eines Kurbelarrnes F vorgesehenen Rolle fl lose aufliegt.
Der Kurbelarm F, der an einer in einem Gestell H drehbar gelagerten Welle
f2 sitzt, erhält seinen Antrieb von einem Drehstrommotor G über ein
Schneckengetriebe e, fl. An der Welle f2 ist eine zweite, zur Kurbel F um
go' versetzte Kurbel f4 vorgesehen, die zwei gabelartige Schleifkontakte
f5 und f6 trägt, die dazu bestimmt sind, je einen Stromkreis
vorübergehend züi schließen. Die zugehörigen, festen Stromschlußstücke
hl, h 2, hs und h4 besitzen riligförmige Gestalt und sind an einem als Scheibe
ausgebildeten Teil des GestellesH koachsial zur Drehachse des Kurbelarmesf4 so angeordnet,
daß sie beim Umlauf des Kurbelarmes f4 paarweise mit den gabelartigen Sclileifkontakten
f5 und r in Berührung kominen. Von den Stroinschlußstreifen sind zwei,
W und hs, als volle Kreisringe ausgebildet und zum dauernden Anschluß an
einen, z. B. den positiven Pol einer Gleichstromquelle J
(Abb. 3),
bestimmt. Die beiden anderen Stronischlußstreifenk# und k4 sind als kurze Ringstücke
ausgebildet, und zwar ist der von dem Strornschltißstreifenhl bedeckte Bogen länger
als der von dem Stronischlußstreifen h4 bedeckte, so daß bei einer Drehung des Kurbelarrnes
f4 im Sinne des Pfeiles x
(Abb. i und 3) der Schleifkontaktf5, der
auf den Stromschlußstreifenkl und hl schleift, zwischen diesen Strornschlußstreifen
eher eine leitende Verbindung herstellt als der Schleifkontaktfl- zwischen den Stromschlußstreifenle
und h. An den Stromschlußstreifenh2 ist das eine Ende der Wicklung c" (Abb.
3) eines Magneten c9 angeschlossen, der dazu dient, die Stromschlußzunge
cl, die im allgemeinen eine Lage einnimmt, in der sie sich, an der Stromschlußzunge
c7 vorbeibewegen kann, ohne diese zu berühren, verübergehend in eine solche Stellung
zu 'bringen, daß eine Berührung mit der anderen Stromschlußzunge c" stattfinden
kann. Zu diesem Zweck ist der in seiner Längsrichtung verschiebbare Magnetkern c9,
an dem die eine Stromschlußzunge c6 durch ein unmagnetisches Zwischenstück c10 starr
befestigt ist, mittels einer Feder c" an einem Teil des Gehäuses C so aufgehängt,
daß er, sobald die Wicklung c" von einem Strom durchflossen und dadurch magnetisiert
wird, entgegen der Wirkung der Feder c:II in die Wicklung hineingezogen wird. Hierdurch
gelangt die Stromschlußzunge c6 in die auf der Zeichnung strichpunktiert dargestellte
Stellung und kann nun beim Schwingen des Tisches A mit der durch den
Kreisel cl stabilisierten zweiten Stromschlußzunge c7 vorübergehen-d in Berührung
treten. Sobald die Wicklung c", deren anderes Ende mit dem negativen Pol der Gleichstromquelle
J
leitend verbunden ist, stromlos wird, kehrt die Zunge cl; unter der Wirkung
der Feder c" in die ausgezogen gezeichnete Stellung zurück.
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Die Länge. des Stromschlußstreifens hl ist so bemessen, daß eine Berührung
mit dem Schleifkontakt fl während der Dauer einer
vollen Umdrehung
der Welle g' des Antriebsinotors G stattfindet.
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Der Stromschlußstreifen h4 ist durch eine Leitung K (Abb. #) mit einer
Schleifbürste 1,1 verbunden, die auf einem auf derMotorwelleg' sitzenden Schleifring
gs anfliegt. Von hier ans gelangt der Strom #durch die MGtorwelle g`
zu einem
fingerartigen Hilfskontakt e, der sich mit der Motorwelle g2 dreht und bei
jeder Umdrehung eine Kontaktfeder M kurz- berührt. Während der Dauer dieser
Berührung wird daher, wenn gleichzeitig die Stromschlußstreifen h- und h4 durch
den Schleifkontakt f11 miteinander in leitender Verbindung stehen, eine leitende
Verbindung zwischen den Teilen h3, fG, k4, K, kl, g3,
gl, e
und h1 hergestellt. Ein über einen Widerstand N dauernd an die
Gleichstromquelle J
geschalteter KondensatorP stellt die Stromquelle für die
eben genannten Teile des Stromkreises dar, der außer den erwähnten Teilen noch die
Primärwicklung Q eines Funkeninduktors enthält, dessen Sekundärwicklung Ql-
durch Leitungen R und RI- mit zwei sich gegenüberstehenden Spitzen s"
und s' verbunden ist. Die Spitzen.#I und s' werden von eine Querstück s5
getragen, das an einem Träger S verschiebbar gelagert ist. Zum Verschieben
des Querstückes s5 dient eine mit einer Handkurbel s' versehene Schraubenspindel
s4. Infolge der getroffenen Anordnung kann sich der Kondensator P bei
jeder Umdrehung des Kurbelarmes F, d. h. bei jeder Doppelschwingung
des Tisches A, einmal über die Primärwicklung Q entladen und dabei
in der Sekundärwicklung Ql- einen Strom erzeugen, der an den Spitzen s'
und s2 einen Funken überspringen läßt. Die Anordnung der erwähnten Stromschlußvorrichtung
ist dabei so getroffen, daß der Augenblick des Strornsch-lusses und damit der Entladung
des Kondensators P über den Funkeninduktor Q, QI mit dem das Ende
des zu messenden Zeitabschnittes bestimmenden Augenblick zusammenfällt, in dem der
Tisch A
durch seine wagerechte Schwinglage geht.
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Zwischen den Spitzen s' und s2 ist eine auf der Welle
g2 des Motors G sitzende Scheibe T aus festem, für Licht undurchlässigen
Papier angeordnet, die beim Überspringen eines Entladefunkens zwischen den Spitzen
s" und s2
durchschlagen wird.
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Parallel zu der Sekundärwicklung QI des Funkenindu,ktc>rs
Q, QI liegt die Sekundärwicklung Ul- eines zweiten Funkenindukt ors
U, Ul, dessen Primärwicklung U in einer der Anordnung der Primärwicklung
Q entsprechenden Weise an einen Kondensator P" angeschlossen ist, der einerseits
unmittelbar, anderseits unter Zwischenschaltung eines Widerstandes NI- dauernd an
der Gleichstromquelle 1 liegt. Das andere Ende der Primärwicklung
U steht mit der am Kardanring c' befindlichen Stromschlußzunge cl in leitender
Verbindung, während die am Gehäuse der Abfeu erungsvorrichtung sitzende Stromschlug-.minge
c6 unmittelbar mit dem positiven Pol (ler Gleichstromquelle 1 verbunden ist.
Eine Entladun g des Kondensators Pl- über den Funkeninduktor U, Ul und die
Spitzen s', s2 kann also jedesmal dann erfolgen, wenn die beiden Stromschlußzungen
c' Ull(-I C7 in Berührun'-11 miteinander treten. Damit eine solche Berührung
der Stromschlußzungen c6 und cl eintreten kann, muß die Magnetwicklung
C8 in demjenigen Augenblick, in dem sich die Stromschlußzungen c6
und C7 bei der Schwin-# - des Tisches A gegenüberstehen, durch
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einen während der Dauer der Berührung des Schleifkontaktes
f5 mit den beiden Stromschluß streifen hl, h' fließenden Strom erregt sein,
so daß der Magnetkern c9 in die Wicklung c11 hineingezogen wird und die Zunge c'
in die strichpunktiert dargestellte Stellung gelangt.
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Es kann daher sowohl der Beginn als auch das Ende des zu messenden
Zeitabschnittes, der von der Berührung der beiden Stromscblußzungen c11 und c7 bis
zum Durchgang des die ,#,bfeuerungsvorrichtung C tragenden Tisches A durch
die wagerechte Schwinglage dauert, durch je einen Durchschlag auf der Papierscheibe
T verzeichnet werden.
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Ans dem Schaltungsschema (Abb. 3) ist ferner noch ersichtlich,
daß der zum Antrieb des Kreisels c' dienende Gleichstrommotor C12
eln
Hauptstrommotor ist, der unter Zwischen-Schaltung eines festen Widerstandes W und
eines Ausschalters. W" mit der Gleichstromquelle J in Verbindung steht.
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Der Drehstrommotor G ist nebst der Stromschlußvorrichtung f,
f5, f', h', h2, le, lv' und der zur Erzeugung der Zeitzeichen
bestimmten Einrichtung s', T, s2 auf einem Schlitten Z derart verschiebbar
gelagert, daß er dein Tisch A genähert oder von ihm entfernt werden kann.
Hierdurch ist es möglich, bei gleicher Frequenz der Schwingungen des Tisches
A dessen Schlingergeschwindigkeit in gewissen Grenzen zu verändern, um den
Einfluß dieser Geschwindigkeit auf die Angaben der Abfeuerungsvorrichtung zu prüfen.
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Die verschiebbare Lagerung der Spitzen s' und s' ist getroffen, um
den Spitzen A und s2 nach jedem Funkenüberschlag einen Vorschuh
in bezug auf die Papierscheibe T in radialer Richtung um ein bestimmtes kleines
Maß geben zu können.
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Die beschriebene Einrichtung wird in folgender Weise benutzt: Nachdem
die Abfeuerungsvorrichtung C so auf dem Tisch A aufgestellt ist, daß die
Drehachse
der Zapfen c4 und c' mit der Drehachse der Zapfen a"
und a2 zusammenfällt, und mittels Wasserwaage o. dgl der horizontale Kardanring
& genau in die Horizontalebene eingestellt ist, wird der Ring cs durch Fest-e,
ZD klemmen der Stange D an dem Zapfen cl in dieser Stellung in bezug auf
den Arm BI festgestellt. Durch Drehen der Motorwelle g2
wird sodann der Kurbelarm.
F in eine solche Stellung gebracht, daß der Schleifkontakt f" auf dem kurzen Stromschlußstreifen
h4 aufliegt und auch das mit f6, 1b4 in Reihe geschaltete Hilfsstromschlußstückgl
die zugehörige Stromschlußfederj#I berührt. Dann werden die Spitzen s' Und
S2 mittels der Handkurbel s3 bis nahe an den Rand der Scheibe T verschoben.
Hierauf wird der Kreisel cl- durch Schließen de§ Ausschalters WI in Gang gesetzt
und der Drehstrommotor G angelassen. Beim Umlauf des Motors G gerät;der
Tisch A
in Schwingungen, deren Gesetz durch das Getriebe g', g",
f3, f2, F, fl, E, d' bestimmt ist. An den Schwingungen
des Tisches A, die nach Eintritt der konstanten Umdrehungszahl des
Motors G gleichmäßig sind, nimmt das die Stromschlußzunge cl; tragende Gehäuse
der Abfeuerun ' gsvorrichtung teil, während der unter der Wirkung des- Kreisels
cl stehende und die Stromschlußzunge c7 tragende Kardanring c2 seine Lage in bezug
auf die feststehenden Teile nicht ändert. Bei jedem Umlauf des Kurbelarmes F erfolgen
dann zwei Funkenentladungen durch die Papierscheibe T hindurch, -und zwar die eine
infolge der Berührung der Kontaktzungen cl; und C7 der Abfeuerungsvorrichtung C,
während gleichzeitig der Schleifkontakt fl eine leitende Verbindung zwischen den
Strornschlußstreifen & und M herstellt, und die andere jeweils im Augenblick
der gleichzeitigen Berührung der Stromschlußstücke fc, k4 und g4, IV. Man
hat nun nichts weiter zu tun, als die Spitzen s-, s2 nach jeder vollen Umdrehung
des Kurbelarrnes F durch entsprechendes Drehen der Kurbel s3 um ein bestimmtes kleines
Maß in radialer Richtung in bezug auf die Papierscheibe T vorzuschieben. Die erwähnten
Funkenentladungen erzeugen auf der Scheibe T kleine Löcher, von denen je zwei auf
demselben Kreise liegende Löcher die zusammengehörigen Augenblicke einer Berührung
der Stromschlußzungen c", e und des darauffolgenden Durchganges des Tisches
A durch die wagerechte Schwinglage bestimmen. Während aber die beim
Durchgang des Tisches A durch die wagerechte Schwinglage gebildeten, das
Ende des zu messenden Zeitabschnittes bestimmenden Löcher infolge der zwangläufigen
Verbindung der in Betracht kommenden Teile genau auf einem Radius der Scheibe T
liegen, findet man die bei der Berührung der Stromschlußzungen cl und J entstehenden,
den Beginn des zu messenden Zeitabschnittes bestimmenden Löcher infolge geringer,
nicht zu vermeidender Schwankungen der Stromschlußbildung an den Stromschlußzungen
cl und c"1 in unregelmäßigen Abständen um einen mittleren Radius verstreut, dessen
Lage den Mittelwert der betreffenden Messungen darstellt. Die Wink'elentfernung
dieses mittleren Radius von dein zuerst genannten Radius ist ein Maß für den zwischen
den Zeitpunkten je zweier aufeinanderfolgender Funkenentladungen liegenden
Zeitabschnitt, also auch für die Dauer der sogenannten Vorzündung, d. h.
der Zeit, die zwischen der Berührung der Stromschlußzungen cl, cl und dem Durchgang
des Tisches A durch die wagerechte Schwinglage im Mittel verflos-,en ist.
Um die gesuchte Zeitgröße zu finden, braucht man nur den von den beiden Radien eingeschlossenen
Winkel durch die bekannte Winkelgeschwindigkeit der Papierscheibe T zu dividieren.
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Ein besonderer Vorteil der beschriebenen Einrichtung besteht in -der
Schaltungsw,ise der Kondensatoren P und Pl. Da d#2se dauernd an der Gleichstromquelle-T
liegen, werden sie nach jeder Entladung über lie ihnen vorgeschalteten WiderständeN
und NI hindurch neu aufgeladen, so daß bei jeder Entladung die volle, der Kapazität
der Kondensatoren und der Spannung der Gleichstromquelle proportionale Elektrizitätsmenge
für die Funkenentladungen zur Verfügung steht.
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Da die - auf der Papierscheibe T aufgei#ommenen Zeichen sehr
dauerhaft sind, zugleich aber Licht durchlassen, während die ScheibeT zweckmäßig
aus lichtundurchlässigern Papier hergestellt ist, können auf photochemischem We-e
beliebig viele Abzüge der Messungsergebnisse erhalten werden.
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Der Vorschub der Spitzen s1, s2 könnte natürlich auch selbsttätig
geschehen, indem mittels eines Schaltwerkes bekannter Bauart, das zwischen die Spitzen
gl, £2 und die Motorwelle gl eingefügt wird, bei jeder Umdrehung des Kurbelarmes
F die Spitzen s' und s' um den gewünschten Betrag in radialer Richtung gegenüber
der Scheibe P verschoben würden.
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Soll die Aufnahme der Zeitzeichen unter Zugrundelegung verschiedener
Schlinger-,lyeschwindigkeiten erfolgen, so braucht man nur den Motor G
mit der Kontaktvorrichtung J, H und der Papierscheibe T sowie
den Spitzen s", 82 in Richtung des Hebels E auf dem Schlitten Z um ein bestimmtes
Stück zu verschieben. Die Schlingerbewegungen erfolgen dann mit derselben Frequenz
wie vorher, aber mit einer anderen Arnplitude und darum auch mit einer anderen Geschwindigkeit
beim
Durchgang durch die wagerechte Schwinglage. Es kann auf diese Weise festgestellt
werden, welchen Einfluß die Größe der Schlingergeschwindigkeit auf die Dauer des
zu messenden Zeitabschnittes hat.