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Einrichtung zur Auswertung von Schußtafelfunktionen-zweier unabhängiger
Veränderlicher ' für artilleristische Zwecke Als Schußtafelfunktionen zweier unabhängiger
Veränderlicher kommen hauptsächlich die Geschoßflugzeit T, die Geschoßtempierung
t und der Aufsatz eines Geschützes co, ferner aber auch Drall, Luftdichte
und Wind in Betracht, die sich beim Beschießen von außerhalb der Horizontalebene
liegenden Zielen, z. B. Luftzielen, ergeben. Die beiden Veränderlichen sind die
Entfernung e und die Höhe h des Zieles, d. h. sein senkrechter Abstand von der Horizontalebene,
so daß sich diese Funktionen mathematisch ausdrucken lassen durch T = F (e, h)
; t = f (e, h) und cü = cp (e, h). Statt der Veränderlichen e und h kann
man auch gewünschtenfalls die trigonometrischen Funktionen des Winkels einführen,
unter dem das Ziel erscheint, bei Luftzielen z. B. des Geländewinkels. Diese drei
Stücke sind bekanntlich in einem rechtwinkligen Dreieck enthalten, das durch Projektion
der Entfernung auf die Horizontalebene entsteht. Diese Veränderlichen lassen sich
durch Messung ohne weiteres bestimmen. Schwierig ist es indessen, als Funktionen
von zwei von ihnen die Geschoßflugzeit, die Geschoßtempierung oder den Aufsatz eines
Geschützes zu ermitteln. Es besteht zwar die Möglichkeit, diese Ermittlung mit Hilfe
der Schußtafel vorzunehmen. Jedoch ist dies zeitraubend und umständlich und kann
außerdem leicht zu Ablesefehlernführen. Man hat deshalb versucht, die erwähnten
Funktionen mit Hilfe von mechanischen Einrichtungen selbsttätig zu ermitteln und
hat zu diesem Zweck beispielsweise eine Art Reliefdarstellung angewendet. Diese
bietet indessen erhebliche Schwierigkeiten der Herstellung und weist große Ungenauigkeiten
auf, wenn man nicht unzulässig große Abmessungen anwenden will. Auch ist es bekannt,
auf graphischem Wege die Auswertung derartiger Funktionen vorzunehmen, jedoch erfordert
dieser Weg einen erheblichen Zeitaufwand, wie er für artilleristische Zwecke im
allgemeinen, besonders aber gegen Luftziele, nicht zur Verfügung steht.
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Die Erfindung bezweckt, die Nachteile der bekannten Einrichtungen
zu vermeiden. Sie fußt auf der auf Grund zahlreicher Untersuchungen von Schußtafeln
und Schießergebnissen gefundenen Tatsache, daß die erwähnten Funktionen sich mathematisch
darstellen lassen als Summe zweier Faktoren, von denen der erste eine Funktion der
einen Veränderlichen für den Wert o der anderen Veränderlichen darstellt,
während
der zweite Faktor dieser Summe das Produkt aus zwei Funktionen je einer der beiden
Veränderlichen bildet. Demgemäß läßt sich beispielsweise die Geschoßtempierung t
wie folgt darstellen: t (e, h) - t (e) 1, - o -I- f (e) ' g
(h).
Entsprechende mathematische Ausdrücke ergeben sich für den Aufsatz und
für die Geschoßflugzeit. Diese mathematische Abhängigkeit läßt sich mit Hilfe verhältnismäßig
einfacher und mit hoher Genauigkeit arbeitender Kurvengetriebe in die Praxis umsetzen.
Gemäß der Erfindung werden zwei Kurvengetriebe benutzt, von denen das eine nach
einer Funktion der einen Veränderlichen für den Wert o der zweiten Veränderlichen
geschnitten ist, während das zweite Kurvengetriebe das Produkt aus einer Funktion
der ersten Veränderlichen und einer Funktion der zweiten Veränderlichen ermittelt.
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In den Abbildungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Abb. i zeigt schematisch die Ausbildung einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
In Abb. 2 ist ein Kurvenbild zur Erläuterung einer vereinfachten Ausführungsform
der Erfindung dargestellt, die in Abb. 3 gezeigt ist.
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In Abb. i wird durch Drehen einer Handkurbel i an einer Anzeigevorrichtung
2 fortlaufend oder intermittierend ein Entfernungswert eingestellt. Diese Einstellung
wird über die Kegelräder 3 auf einen Kurvenzylinder q. übertragen. Die auf diesen
Zylinder eingeschnittene Kurve stellt die schußtafelmäßige Abhängigkeit der Tempierung,
des Aufsatzes oder der Geschoßflugzeit von der Entfernung für den Wert o der Zielhöhe
dar und liefert somit den Wert des einen Gliedes der Gleichung. In der Kurve des
Zylinders gleitet ein Stift 5, der über eine Zahnstange 6 und ein Ritzel 7 sowie
Kegelräder 8 das eine Triebrad g eines Planetenrades io verstellt. Die Verstellung
der Handkurbel i wird außerdem über die Welle ii des Zylinders q. auf eine Schraubenspindel
12 übertragen, auf der sich ein Kurvenkörper 13 axial verschiebt. Dieser Kurvenkörper
ist entsprechend der unterschiedlichen Tempierung gegenüber dem Wert für h = o als
Funktion der Entfernung geschnitten. Außerdem wird durch Drehen einer Handkurbel
iq. an einer Anzeigevorrichtung 15 die Zielhöhe eingestellt. Die Einstellung der
Handkurbel 1q. wird über Kegelräder 16 auf eine zweite Schraubenspindel i7 übertragen,
auf der sich ein Kurvenkörper 18 axial verschiebt. Der Kurvenkörper 18 ist entsprechend
dem unterschiedlichen Tempierungswert des Kurvenkörpers 13 als Funktion der Zielhöhe
geschnitten. Die Multiplikation der Werte der Kurvenkörper 13 und 18 liefert
somit das andere Glied der Gleichung als unterschiedliche Größe. Die Multiplikation
geschieht auf folgende Weise: Auf jedem der Kurvenkörper 13 und 18 gleitet ein Stein
ig und 2o. Beide Steine ig und 2o sind auf einem Hebelarrn verschiebbar gelagert,
der um einen ortsfesten Punkt 22 schwenkbar ist. In nicht näher dargestellter Weise
ist dafür Sorge getragen, daß beide Steine ig und 2o ständig an ihren Kurvenkörpern
13 und 18 anliegen. Mit dem Stein ig ist nun eine Zahnstange 23 fest verbunden,
die mit einem Zahnrad 24 in Eingriff steht. Die Verzahnung der Teile 23 und 24 ist
so gewählt, daß sich die Zahnstange 23 ohne Drehung des Rades 24 parallel zu sich
selber verschieben kann und daß lediglich Längsverschiebungen der Zahnstange Drehungen
des Rades 24 zur Folge haben. Die Drehung des Rades 24 wird dann über Kegelräder
25 auf das zweite Triebrad 26 des Planetenrades io übertragen, dessen Achse 27 sich
entsprechend der arithmetischen Summe der Einstellungen der beiden Triebräder g
und 26 einstellt. Die Einstellung der Achse 27 entspricht unter Berücksichtigung
der oben angegebenen mathematischen Beziehung dann dem gesuchten Wert der. Geschoßtempiening,
des Aufsatzes, der Geschoßflugzeit oder der zu ermittelnden Größe. Die Einstellung,
die die Achse erfährt, wird dann entweder Geräten zugeführt oder an die Geschütze
übermittelt.
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In Abb. 2 ist ein Kurvenbild dargestellt, das zur Erläuterung einer
vereinfachten Ausführungsform der Erfindung dient. Als Beispiel ist die Ermittlung
des Aufsatzes als Funktion zweier Veränderlicher angenommen. Es sind ! dann als
Abszissen die Entfernungswerte und als Ordinaten Winkelwerte aufgetragen. Darauf
ist durch den Nullpunkt eine Gerade 28 gezeichnet, bei der die einzelnen Höhen vermerkt
sind. Es sind dies Punkte 29, 30 usw. Von dem Endpunkt der Entfernungsteilung,
der in dieser Abbildung beispielsweise mit ioo bezeichnet wird, sind nach den Höhenpunkten
29, 30 usw. Geraden gezogen. In die so entstehenden Dreiecke sind dann die
Differenzkurven eingezeichnet, die die Differenz zwischen dem schußtafelmäßigen
Aufsatz für die einzelnen Höhen vermindert um den Aufsatz für die Höhe o bei der
entsprechenden Entfernung darstellen. Diese Kurven sind mit 31, 32, 32g, 11 32b,
32 c bezeichnet. Es wird nun zunächst für die einzelnen Entfernungen der Korrekturbetrag
für den Aufsatz berücksichtigt, der sich aus den einzelnen Dreiecken ergibt, und
darauf wird der Unterschied zwischen dem Dreieck und der zugehörigen Kurve, z. B.
der Unterschied zwischen dem Dreieck o, 29, ioo und der Kurve 31,
berücksichtigt.
Dies hat den Vorteil, daß die aus den Dreiecken abgeleitete Grobkorrektur verhältnismäßig
einfach gebildet werden kann 12 und die Differenz zwischen Dreieck und Kurve als
verbleibender Feinbetrag stets nur verhältnismäßig
klein ist, leicht
durch kleine Kurvengetriebe mit großer Genauigkeit erhalten wird.
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In Abb. 3 ist eine der Abb. 2 entsprechende Ausführungsform der Erfindung
dargestellt. Der Entfernungswert wird über eine Achse 33 sowie über Kegelräder 34
auf einen Kurvenkörper 35 übertragen, der entsprechend der Abb. x den Aufsatz als
Funktion der Entfernung für die Zielhöhe o darstellt. Dadurch wird ein Stift 36
mit Zahnstange 37 entsprechend bewegt und diese Bewegung über Zahnräder 38 auf ein
Planetengetriebe 39 übertragen. Außerdem wird die Einstellung der Welle 33 über
Kegelräder 4o auf eine Schraubenspindel 41 übertragen, auf der ein Schlitten 42
axial verschiebbar angeordnet ist. Senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schlittens
42 ist eine Zahnstange 43 verschiebbar angeordnet. Das eine Ende der Zahnstange
ist mit einem geschlitzten Hebel 44 gelenkig verbunden. Der Hebel 44 ist
um den Punkt 45 drehbar angeordnet. In seinen Schlitz 46 greift ein Stein 47 ein,
der auf der Spindel 48 verschiebbar angeordnet ist. Die Schraubenspindel 48 ist
ortsfestgelagert und wird über Kegelräder 49 und Welle 5o entsprechend der Zielhöhe
verstellt. Durch die beschriebenen Verstellungen wird zunächst eine Grobkorrektur
des mittels des Kurvenzylinders 35 gefundenen Bewegungsbetrages bewirkt. Der Vergleich
der Abb. 3 mit der Abb. 2 zeigt, daß die Spindel 48 der Geraden 28 in Abb. 2 entspricht,
während die Abszissenachse in Abb. 2 der Schraubenspindel 41, Abb. 3, entsprechend
ist. Das diese beiden Teile enthaltende Getriebe der Abb. 3 liefert somit einen
Korrekturbetrag, der den Loten von der Geraden 28, Abb. 2, auf die Abszissenachse
entspricht. Dieser Betrag wird über ein Ritzel 51, das mit der Zahnstange 43 in
Eingriff steht, über eine Welle 52 und Kegelräder 53 auf das Planetengetriebe 39
übertragen. Es muß nun noch eine Feinkorrektur bewirkt werden, die den Unterschied
der Geraden ioo, 29, 100,=3o usw. der Abb. 2 gegenüber den Kurven 31, 32 usw. Rechnung
trägt. Zu diesem Zweck ist in Abb. 3 das Getriebe 54 vorgesehen. Dieses enthält
einen entsprechend dem erwähnten Unterschied geschnittenen Körper 55, der über die
Welle 33 und die Kegelräder 56 entsprechend dem Entfernungswert gedreht wird. Auf
dem Kurvenkörper gleitet das eine Ende einer Zahnstange 57, die auf einem Schlitten
58 verschiebbar angeordnet ist. Der Schlitten 58 ist auf einer Schraubenspindel
59 verstellbar angeordnet, die über Kegelräder 6o und 61 entsprechend dem senkrechten
Abstand des Zieles von der Horizontalebene verstellt wird. Dementsprechend wird
bei der Drehung der Schraubenspindel 59 der Schlitten 58 mit der Zahnstange 57 verschoben.
Da, wie erwähnt, die Zahnstange 57 einseitig an dem Kurvenkörper 55 anliegt, so
verschiebt sie sich bei der Verstellung des Schlittens 58 senkrecht zu dessen Verstellungsrichtung.
Die Verstellung der Zahnstange wird über ein Ritzel 62 auf eine Achse 63 übertragen,
die ein Planetengetriebe 64 einstellt, das über Welle 65 mit dem Planetengetriebe
39 in Verbindung steht. Die von dem Planetengetriebe 64 aus eingestellte Welle 66
ergibt dann die gesuchte Auswertung der Funktionen in dem Beispiel des Aufsatzes.
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In entsprechender Weise können auch die Tempierung und die Flugzeit
als Funktionen der Entfernung und der Zielhöhe ausgewertet werden. Statt Entfernung
und Höhe können dabei auch, wie oben näher ausgeführt ist, trigonometrische Funktionen
des Winkels eingeführt werden, unter dem das Ziel erscheint, bei Flugzeugen also
des Geländewinkels. Will man die Tempierung _ mit Hilfe der neuen Kurvengetriebe
ermitteln, so ergeben sich in Abb. 2 Differenzkurven, die auf der anderen Seite
der zugehörigen Geraden liegen. Beispielsweise würde in diesem Falle die Kurve 31
im wesentlichen unterhalb der zugehörigen Geraden ioo, 2g liegen. Im übrigen verläuft
die Ermittlung dieser Funktionen in entsprechender Weise, wie dies oben für den
Aufsatz beschrieben ist. Statt der in den Beispielen dargestellten Kurvenzylinder
können gewünschtenfalls auch gleichartig wirkende andere Getriebe Anwendung finden,
beispielsweise Spiralrädergetriebe.