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Vorrichtung zum Messen von Geschoß-Flugzeiten Die vorliegende Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen von Gesch'oß-Flugzeiten.
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Zu Messungen kürzester Zeitintervalle, wie sie z. B. in der Ballistik
zur Ermittlung der Fluggeschwindigkeiten von Geschossen erforderlich sind, sind
verschiedene Wege vorgeschlagen worden. In der Praxis hat sich die indirekte MAeßmethodeW
am besten bewährt und eingeführt. Von den auf dieser Grundlage basierenden Vorrichtungen
ist die am meisten verwendete diejenige von Le Boulengé.
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Trotz guter Meßergebnisse besitzt diese Vorrichtung infolge des Einschlagens
von Meßmarken in Metall doch noch Nachteile.
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Die Erfindung betrifft nun ebenfalls eine indirekte Meßmethode, die
jedoch zu einfacherer und billigerer Ausbildung des Meßgerätes führt.
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Kurzzeitmesser, bei denen die Auslösung des Beginns einer Drehbewegung
und die Beendingung dieser Bewegung durch die Anreamg oder Ausschaltung von Elektromagne
ten in Tätigkeit gesetzt wird und auf diese Weise Zeitmessungen durchgeführt werden,
sind an sich schon bekannt. Es handelt sich hierbei u. a. auch um eine Scheibe,
die durch eine elektromagnetisch vorgespannte Feder zu Beginn ihrer Drehbewegung
während eines vorbestimmten Drehwegs beschleunigt wird und sich dann von der Feder
löst. Auch diesem bekannten Gerät gegenüber ist die erfindungsgemäße Einrichtung
einfacher und betriebssicherer. Auch bei der Erfindung wird von Elektromagneten
Gebrauch gemacht.
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Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin,
zur Zeitmessung die Bewegung eines Drehpendels zu verwenden, dessen Bewegung zu
Beginn des zu
messenden Vorgangs durch einen Stromstoß über einen
Elektromagneten ausgelöst wird und das bei seiner Drehbewegung den Anker eines zweiten
Elektromagneten so lange mitnimmt, bis dieser durch einen zweiten Strom: stoß zu
Ende des zu messenden Vorgangs den Anker in seiner jeweiligen Lage blockiert.
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An sich ist das Prinzip des Torsionspendes dem Physiker seit langem
bekannt und ebenso auch die Tatsache, daß die Schwingungsdauer solcher Pendel unter
sonst gleichen Umständen von der Länge des durch die Drehbewegung zu tordierenden
Stabes abhängig ist, jedoch ist die Venvendung des Torsionspendels für die Messung
von Geschoß-Flugzeiten bisher unbekannt geblieben, obgleich gerade die Anwendung
dieses Prinzips besonders günstig arbeitende und einfach konstruierte Vorrichtungen
herzustellen gestattet.
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Wie aus Abb. 1 ersichtlich, wird ein solches Drehpendel in einem
kräftigen gußeisernen Säulengestell A eingebaut. Das als Schwungmasse dienende Schwungrd
B wird von einer mit dem Träger fest verbundenen Konsole C getragen, und zwar mittels
einer langen Nabe R des Schwungrades, die durch präzise Kugellager in der Konsole
gelagert ist.
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In dieser Nabe ist eine geeignete Festklemmvorrichtung D angeordnet,
die den Torsionsstab F sicher festhält. Eine gleiche oder ähnliche SpannvonichtungDt,
die der Torsionsstab in seinem Fußende festhält, ist auf der Grundplatte des Gestells
aufgeschraubt. In diesen beiden Klemmvorrichtungen wird der Torsionsstab so eingespannt,
daß sich eine bestimmte freie Torsionslänge von z. B.
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1200 mm ergibt. Die Torsionslänge des Stabes wird so berechnet, daß
von ihm eine halbe Umdrehung der Schwungmasse aufgenommen werden kann, ohne daß
das zulässige Drehmoment des Torsionsstabes bzw. dessen Elastizitätsgrenze überschritten
wird.
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Eine Elektromagnetvorrichtung E, in Abb. 2 besonders dargestellt,
und zwar in der Draufsicht, dient dazu, das Schwungrad und damit den Torsionsstab
im gespannten Zustande festzuhalten und zur gegebenen Zeit auszulösen. Der im Gestell
eingebaute doppelspulige Elektromagnet besitzt einen Anker c, an welchem der in
einer nicht magnetisierbaren Führung d gleitende runde Auslösestift e befestigt
ist. Die Querschnittsform dieses Auslösestiftes ist rund gewähh, um ein möglichst
geringes Reibungsmoment an der Festhaltenase des Schxvungrades zu erzielen. Der
Anker wird durch eine Spiraldruckfeder f in seiner Ausgangslage gehalten. Gegen
Verdrehung ist der Anker durch seine ulugebogenen Enden, die leicht in entsprechenden
Schlitzen des Gestells geführt sind, gesichert.
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In der Peripherie des Schwungrades B ist eine Halienase g eingelassen,
so befestigt, daß nur der verstärkte Halteteil dieser Nase über die Peripherie hervorragt.
Diese Haltenase legt sich bei gespanntem Zustand des Torsionsstabes an den Auslösestift
e an und arretiert damit die Schwungsmasse. Wird der Elektromagnet von einem Stromstoß
durchflossen, dann wird durch die elektromagnetische Kraft der Anker und der Haltestift
zurückgezogen und die Haltenase des Schwung rades freigegeben, so daß dieses seine
Pendelbewegung antreten kann.
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Das als Platte ausgebildete OberteilZ des Traggestells ist in seiner
Mitte durchbohrt und trägt hängend eine zweite Elektromagneteinrichtung E2. Diese
Vorrichtung ist der Deutlichkeit wegen in Abb. 3 besonders dargestellt. Der Weicheisenkerll
des Elektromagneten ist in seiner Mitte durchbohrt und nimmt m dieser genauen Führung
eine schwache Grundwelle h aus nicht magiletisierbarem Werkstoff, z. B. Bronze,
auf. Auf der unteren, also der Schwungscheibe zu liegenden Seite ist auf dieser
Bronzelvelle der als Rundkopf ausgebildete Ankers des Elektromagneten befestigt.
Dieser Ankers ist so auf der Achse h angebracht, daß die Bronzewelle noch nach unten
herausragt. Dieses herausragende Stück wird von einem in der Mitte der Schwungscheibe
aufgeschraubten Fußlager k aufgenommen. Der Anker besitzt eine scheibenartige Vergrößerung,
in welcher ein rundes Mitnehmerstifichen l sitzt. Dieses Mitnehmerstiftchen legt
sich an den am Fußlager befestigten Haltearm m an. An der nach oben aus dem Eiektromagnet
herausragenden Seite der Bronzewelle ist eine Verlängerung n angebracht, die in
einer Kröpfung ein Reflexionsspiegelchen o aufnimmt, dessen Belag genau in einer
Ebene der Wellenachse liegt. Der Kopf der Verlängerung ist als gekordeltes Scheibehen
ausgebildet und dient als Drehgriff zur Einstellung des Ankers. Zwischen der Bronzeweile
und ihrer oberen Verlängerung ist noch eine Druckblattfeder p mit vier Federarmen
eingebaut, deren federnde Anne an der geteilten Deckscheibe q zur Anlage kommen.
Diese Feder bestimmt die Ruhestellung des Ankers und drückt ihn in diese Lage zurück.
Bei Drehung der Schwungscheibe wird durch den Mitnebmerstift l der Anker und damit
der eingelegte Spiegel in drehende Bewegung versetzt. Erhält der Elektromagnet E2
Strom, wird der Anker angezogen und damit der Mitnehmerstift l freigegeben. Ankerachse
und damit der Spiegel werden in der jeweiligen Winkellage durch die magnetische
Kraft blockiert, während das Drehpendel seinen Weg fortsetzt. die aus Abb. 4 und
5 ersichtlich, trägt
die obere Platte des Traggestells eine genaue
optische Ablesevorrichtung zur Ermittlung der jeweiligen Ankerstellung. Die am Gestell
befestigte Grundplatte G trägt am Außenrand einen Teilungsring H. In der Mitte der
Grundplatte ist der Dreharm IC gelagert.
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Auf diesem Dreharm ist die optische Ablesevorrichtung montiert.
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Diese Ablesevorrichtung L (Abb. 4) besteht aus einem geschlossenen
Kästchen r, in weü chem zwischen Federkontakten ein Einfadenglühlämpchen s eingebaut
ist. Die vor diesem Lämpchen eingeschobene Schlitzblendet läßt einen strichartigen
Lischtstreifen in das Refiexionsspiegelchen fallen, der in das Fernrohr reflektiert
wird. Durch Einstellung des Dreharmes und gleichzeitige Beobachtung durch das kleine
Fernrohr a wird dessen Fadenkreuz v in genaue Übereinstimmung mit dem reflektierten
Lichtstreifen gebracht und damit die genaue Spiegelstellung, d. h. die Achstellung
des Ankers, ermittelt Die die ser Stellung entsprechende Zeit (Flugzeit) wird durch
den am Dreh arm angebrachten Ablesezeiger w (Abb. 5) auf der Skala.H abgelesen.
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Die Handhabung des Apparates zur Flugzeitenmessung geht beispielsweise
in folgender Weise vor sich: Das Schwunggewicht B wird mittels Spannschlüssel, deren
Zapfen in die Seitenbohrungen V des Schwunggewichtes eingreifen, durch Drehung in
die Spannlage gebracht und in dieser durch den Haltestifte des Elektromagenten E
und die Haltenase g des Schwunggewichtes festgehalten. Sodann wird die Ankerachse
z mit dem Spiegelchen o durch Drehung an dem Kordelgriff bis zur satten Anlage des
Stiftchens l am Mitnebmer m gedreht. Jetzt wird durch Beobachtung durch das Fernrohr
die Nullstelkmg der Skala kontrolliert. Damit ist die Apparatur in Gebrauchsstellung
gebracht.
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Wenn nun das Geschoß P die Stanniol- oder Kupferlamellen einer bei
Handfeuerwaffen am Laufende angebrachten Schießzwinge oder bei Geschützen den ersten
Schießrahmen durchschlägt (es können natürlich auch Luftstoß-oder andere Kontaktgeber
Verwendung finden), so wird der Kontakt im ersten Stromkreis hergestellt und damit
bein Anziehen des Ankers des Elektromagneten der Haltestifts zurückgezogen und die
Schwungmasse des Drehpendels ausgelöst, so daß dessen Drehpendelbeweguingen beginnen
können.
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Beim Durchschuß des Schießgitters M, dessen Bespannung mit dem Elektromagneten
E des Relais N °in einem stronidurchflossenen Stromkreis liegt, wird der Stromkreis
III unterbrochen, und das Relais schließt im Kontakt x den Stromkreis II. Dadurch
wird der Anker i des Elektromagneten E2 angezogen, das Mitnehmerstiftchen l vom
Mit. nehmer m gelöst und die Ankerachse in ihrer jeweiligen Lage festgehalten.
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Diese jeweilige Stellung wird mit der Fernrohreinrichtung ilil Spiegel
ermittelt und durch den Zeiger an der Skala abgelesen.
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Die Teilung der Skala, d. h. die Ausschläge des Drehpendels in Abhängigkeit
von der Zeit werden durch Oszillographen geprüft und die Skala demnach geeicht,
wodurch auch die Dämpfung berücksichtigt wird. Dadurch werden auch alle evtl. Fehler,
wie Massenverzögerung und Reibung in den Kugellagern, da es sich ja um stets gleichbleibende
Faktoren handelt, berücksichtigt und eliminiert.